【正文】 ，R. H. Golde主編，1977年版）土壤的沖擊擊穿場強為200～1000kv／m，其平均值為600kV／m，取與空氣擊穿強度一樣的數(shù)值，即500kV／m。1，對第一類防雷建筑物取I＝200kA。 根據(jù)計算，在避雷線立桿高度為20m，避雷線長度為50～150m，沖擊接地電阻為3～10Ω的條件下，當避雷線立桿頂點受雷擊時，流過一根立桿的雷電流為全部雷電流的63％～90％，照理Sal和sel可相應減小，但計算很繁雜，為了簡化計算，故本規(guī)范規(guī)定Sal和sel仍按照獨立避雷針的方法進行計算。因此，避雷線中央的電位為：U＝Ur＋Ul1＋。Ri/Er+（Lo1L/2）Di/Dt/2/Ei （） 式中I、UR、Di/Dt、Er、Ei——意義及所取的數(shù)值同本文第五款的 說明； Ul1——雷電流流過防雷裝置時引下線上的電感壓降（kV）； UL2——雷電流流過防雷裝置時在避雷線上的電感壓降（kV）； Lo1——垂直敷設的引下線的單位長度電感（μH／m）。按避雷線截面35mm2，高20m時的Lo2=1. 93μH／m計算。 再以表3．2和上述有關的數(shù)值代入（3．6）式，得 Sa2=+（+） =+（h+l/2）， 因此 Sa2≥ 0．（h＋l/2） （3．8） 上式即規(guī)范（3．2．1一5）式。其余的道理類同于本條第五款。 架空避雷網(wǎng)的一個例子見圖3．1。故本款規(guī)定為，在滿足安全距離的前提下，允許提高接地電阻值。在高土壤電阻率地區(qū)，這是一個因地制宜而定的數(shù)值，它應綜合接閃器增加的安裝費用和可能做到的電阻值來考慮，不宜作硬性的規(guī)定。本款還規(guī)定了不同類型屋面的處理。對于鋼筋混凝土預制構件組成的屋面，要求其鋼筋接地有時會遇到困難，但希望施工時密切配合，以達到接地要求。當管道間距超過100mm時，就不會發(fā)生危險。 兩根間距300mm的平行管道，與引下線平行敷設，距引下線3m并與其處于一個平面上。LL 將上述有關數(shù)值代入（3．9）式得 D=30200/3000= 即使在管道間距大到300mm的情況下，所感應的電壓僅可能擊穿0．038m的氣隙。 連接處過渡電阻不大于0．03Ω時，以及對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤可不跨接的規(guī)定，是參考國外資料和國內(nèi)的實踐經(jīng)驗確定的。 第三款，由于已設有獨立避雷針（線或網(wǎng)），因此，流過防雷電感應接地裝置的只是數(shù)值很小的感應電流。因此，本款規(guī)定為工頻接地電阻不大于10Ω。 3．2．3 第一款，為了防止雷擊線路時高電位侵入建筑物造成危險，低壓線路宜采用電纜埋地引入，不得將架空線路直接引入屋內(nèi)；當難于全長采用電纜時，允許從架空線上換接一段有金屬鎧裝的電纜或護套電纜穿鋼管埋地引入。 當雷電波到達電纜首端時，避雷器被擊穿，電纜外導體與芯接通。由于雷電流屬于高頻（通常為數(shù)千赫茲），產(chǎn)生集膚效應，流經(jīng)電纜的電流被排擠到外導體上去。 本款規(guī)定埋地電纜長度不小于2/P（m）是考慮電纜金屬外皮、銷裝、鋼管等起散流接地體的作用。關于采用2／P的理由參見本規(guī)范第4．3．4條的說明。這是考慮架空線距爆炸危險環(huán)境至少為桿高的1．5倍，設桿高一般為10m，1．5倍就是15m。 3．2．4 正如規(guī)范第3．2．1條所述。本條只適用于特殊情況，即由于建筑物太高或其它原因，不能裝設獨立避雷針或架空避雷線網(wǎng)時，才允許采用附設于建筑物上的防雷裝置進行保護。 雷電流通過引下線入地，當引下線數(shù)量較多且間距較小時，雷電流在局部區(qū)域分布也就較均勻，引下線上電壓降減小，反擊危險也相應減小。如果完全采用該標準，則本規(guī)范的第一類、第二類、第三類防雷建筑物的引下線問距相應應為125m。 第四款，對于較高的建筑物，引下線很長，雷電流的電感壓降將達到很大的數(shù)值，需要在每隔不大子12m的高度處，用均壓環(huán)將各條引下線在同一高度連接起來，并接到同一高度的屋內(nèi)金屬物體上，以減小其間的電位差，避免發(fā)生反擊。 第五款，關于共同接地：由于防雷裝置直接裝在建、構筑物上，要保持防雷裝置與各種金屬物體之間的安全距離已成為不可能。 一般說來，接地電阻越低，防雷得到的改善越多。出現(xiàn)反擊危險可以從基本計算公式U＝1R＋LDi/Dt來評價，1R項對于建筑物內(nèi)某一小范圍中互相連接在一起的金屬物（包括防雷裝置）說來都是一樣的，它們之間的電位差與防雷裝置的接地電阻無關。 從防雷觀點出發(fā)，較好是設共用接地裝置，它適合供所有接地之用（例如防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)）。然而，通常建議有低的接地電阻。 圖3．2系根據(jù)該標準的圖2換成本規(guī)范的防雷建筑物類別的圖。 環(huán)形接地體（或基礎接地體），其所包圍的面積A的平均幾何半徑r為：πr2＝A，所以r=/A/π。2，對于第一類防雷建筑物，當P＜500Ωm時，L1與p的關系是一根斜線，從該斜線上找出方便的任兩點的坐標，則可求出1i與P的關系式為L1＝11P3600/380，所以，導出本款第2項的規(guī)定。 由于本條采用了若干等電位措施，本款的接地電阻值不是起主要作用，因此，沒有提出接地電阻值的具體要求。m時，大約處于33～13Ω；當P＜500Ω 環(huán)形接地體的工頻接地電阻的計算式為R=2p/3d（Ω），d＝1．13／A（m）。m），A為環(huán)形接地體所包圍的面積（m2）。m、d＝10m時，R＝2500/310＝33Ω。m，d=2（11p3600/380）時，R=23000380/32（1130003600）=3000380/329400==13Ω 第七款，對第一類防雷建筑物，由于滾球半徑Hr規(guī)定為30m（見本規(guī)范的表5. 2. 1），所以，30m以上要考慮防側擊，本款第1項的“每隔不大于6ni”是從本條規(guī)定屋頂接閃器采用避雷網(wǎng)時其網(wǎng)格尺寸不大于5m5m或6m4m考慮的。 第八款，考慮到雷閃直接擊于本建筑物的防雷裝置時，共用接地裝置的電位將升高，可能擊穿低壓裝置或用電設備的絕緣，并參考IECI024一1防雷標準第3．1．5款（見本規(guī)范第3．1．2條說明），本款補充規(guī)定：“在電源引入的總配電箱處宜裝設過電壓保護器”。由于本條是將防雷裝置直接安裝在建筑物上和采有共用接地裝置，所以，當防雷裝置遭直接雷擊時，假設流經(jīng)靠近低壓電氣裝置處接地裝置的雷電流為20kA，以及接地裝置的沖擊接地電阻甚至低至1Ω，這時，在接地裝置上電位升高為20kV。它比前述的6kV耐壓高得多。若短路電流?。撮L期有較大的漏電流，但又不能使保護設備及時動作切斷線路），時間一長則可能引起外殼升溫而發(fā)生故或火災。考慮安全系數(shù)后，現(xiàn)規(guī)定凈距不應小于5m。 中國科學院電工研究所曾對幾十個模型做了幾萬次放電試驗，雖然試驗的重點放在非爆炸危險建筑物上，而且保護的重點是易受雷擊的部位，但對整個建筑物起到了保護作用。根據(jù)我國的運行經(jīng)驗和模擬試驗，對第二類防雷建筑物采用不大于10m的網(wǎng)格是適宜的。與10m10m并列，增加12m8m網(wǎng)格，這與引下線類同，是按6m柱距的倍數(shù)考慮的。 3．3. 2 第一款，雖然對排放有爆炸危險的氣體、蒸氣或粉塵的管道的要求同第3．2．1條二款，但由于對第一類和第二類防雷建筑物，其接閃器的保護范圍是不同的（因Hr不同，見表5．2．1）。 第二款，阻火器能阻止火焰?zhèn)鞑?，因此，在第二類防雷建筑物的防雷措施中補充了這一規(guī)定。從這些事例申說明煤氣放散管始終保持正壓，如煤氣灶一樣，火焰在管口燃燒而不會發(fā)生事故，故本規(guī)范特作出此規(guī)定。根據(jù)實踐經(jīng)驗和實際需要補充增加了：“當僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設引下線，但引下線的平均間距不應大于18m”。雷電流幅值根據(jù)表3．1采用150kA。因此得Se2≥KoIRj= 150KoRi/500=。現(xiàn)已較為普遍。 關于利用鋼筋體作防雷裝置。3 國際上許多國家的防雷規(guī)范、標準也作了類同的規(guī)定。然而，更多的是，在交叉點采用金屬綁線綁扎在一起，但是，不管金屬性連接的偶然性，這樣一種建筑物具有許許多多鋼筋和連接點，它們保證將全部雷電流經(jīng)過許多次再分流流入大量的并聯(lián)放電路徑。 利用屋頂鋼筋作接閃器，其前提是允許屋頂遭雷擊時混凝土會有一些碎片脫開以及一小塊防水、保溫層遭破壞，但這對結構無損害，發(fā)現(xiàn)時加以修補就可以了。 另一方面，即使安裝了專設接閃器，還是存在一個繞擊問題，即比所規(guī)定的雷電流小的電流仍有可能穿越專設接閃器而擊在屋頂?shù)目赡苄浴?鋼筋混凝土的導電性能，在其干燥時．是不良導體，電阻率較大，但當具有一定濕度時，就成了較好的導電物質(zhì)，可達100～200Ω潮濕的混凝上導電性能較好，是因為混凝土中的硅酸鹽與水形成導電性的鹽基性溶液。當埋人地下后，地下的潮氣，又可通過毛細管作用吸入混凝土中，保持一定濕度。在重復飽和和干涸的整個過程中，沒有觀察到各點的位移，也即每一濕度有一相應的電阻率。原蘇聯(lián)1980年有人提出一個用于200號混凝土的近似計算式，計算混凝土的電阻率p（Ω 例如，當w=6％時，p=28000/=265Ωm。 在利用基礎內(nèi)鋼筋作接地體時，有人不管周圍環(huán)境條件如何，甚至位于巖石上也利用，這是錯誤的?；炷系暮考s在3．5％及以上時，其電阻率就趨于穩(wěn)定；當小于3．5％時，電阻率隨水分的減小而增大。該含水量應是當?shù)貧v史上一年中最早發(fā)生雷閃時間以前的含水量，不是夏季的含水量。 混凝上的電阻率還與其溫度成一定關系的反向作用，即溫度升高，電降率減??；溫度降低電阻率增大。 一、北京某學院與某公司工程的設計，采用鋼筋混凝土構件中的鋼筋，作為防雷引下線與接地體，并進行了測定，約8000m2的建筑，其接地電阻夏季為0．2～0．4Ω冬季則為0．4—0．6Ω，且?guī)啄曛谢痉€(wěn)定。 三、上海某大學利用鋼筋混凝土基樁作為防霄接地裝置，并測得接地電阻為0．28～4Ω（樁深為26m）。 五、1963年8月曾對原北京第二通用機器廠進行了測定，數(shù)值如下： 1. 立式沉淀池基礎（搗制）4．5～5．5Ω； 2．四根高煙囪基礎（搗制）3～5Ω； 3．露天行車的一根鋼筋混凝土柱子（預制）2Ω； 4．同一露天行車的另一根柱子（預制）7Ω； 5．鑄鋼車間的一根鋼筋混凝上柱子（預制）0．5Ω。但是，實踐證實并不是這樣，國內(nèi)外都有人作過測試和分析，認為是可利用作為接地體的。”在其結論中指出：“厚度3mm的瀝青涂層，對接地體電阻無明顯的影響，因此，在計算鋼筋混凝土基礎接地電阻時，均可不考慮涂層的影響。m和基礎面積的平均邊長S≤100m時，其基礎網(wǎng)電阻約增加33％，在其它情況下這些涂裱層的影響很小，可忽略不計”。上述譯文還指出，前蘇聯(lián)建筑標準對鋼筋混凝土結構防止雜散電流引起腐蝕的規(guī)定中，給出防水層的兩種狀態(tài)：“最好的”（無保護部分的面積不大于1％）和“滿足要求的”（無保護部分的面積為5％～10％）。據(jù)此，可以作出這樣的假設：在強侵蝕介質(zhì)中，防護層的防水狀態(tài)也不是“最好的”。 原東德標準（TGL33373／01／1981年2月，接地、等電位和防雷在建筑技術上的措施）對基礎接地體的說明是：“埋沒在直接與土地接觸或通過含瀝青質(zhì)的外部密封層與土地平面接觸的基礎內(nèi)在電氣上非絕緣的鋼筋、鋼埋人件和金屬結構”。 因此，本條規(guī)定鋼筋混凝土基礎的外表面無防腐層或有瀝青質(zhì)的防腐層（如二氈三油或三氈四油）時，基礎內(nèi)的鋼筋宜作為接地裝置。 《鋼筋混凝土結構設計規(guī)范》規(guī)定構件的最高允許表面溫度是：對于需要驗算疲勞的構件（如吊車梁等承受重復荷載的構件）不宜超過60℃；對于屋架、托架、屋面梁等不宜超過80℃；對于其它構件（如柱子、基礎）則沒有規(guī)定最高允許溫度值，對于此類構件可按不宜超過100℃考慮。因此，雷電流流過構件內(nèi)鋼筋圓鋼后，其最高溫度值按80～100℃考慮。鋼筋的起始溫度取40℃，這是一個很安全的數(shù)值。ln（1+OfOi/B+Oi） I2t用K2cFi2dt代人，上式即成為 S=Kc√P20ln（1+OfOi/B+Oi） 式中 s一鋼導體的截面積（mm2）； Qc——鋼導體的體積熱容量（J／℃ mm），138106； Oi一一鋼導體的起始溫度（℃），40℃； Of——鋼導體的最終溫度（℃），80℃。 對于第三類防雷建筑物，由于可能只有一根引下線，因此，得Fi2dt=106和Kc =。 即使對第二類防雷建筑物Kc取1時，鋼導體的截面為S=77．38mm2。 上述鋼導體的直徑均小于10mm。 106J／Ω因此，對于第二類防雷建筑物，106K2c/106=4。 確定環(huán)形人工基礎接地體尺寸的幾條原則： 一、在相同截面（即在同一長度下，所消耗的鋼材重量相同）下，扁鋼的表面積總是大于圓鋼的，所以，建議優(yōu)先選用扁鋼，可節(jié)省鋼材； 二、在截面積總和相等之下，多根圓鋼的表面積總是大于一根的，所以，在滿足所要求的表面積的前提下，選用多根或一根圓鋼； 三、圓鋼直徑選用12mm三種規(guī)格，選用大于φ12mm圓鋼一是浪費材料，二是施工時不易于彎曲； 四、混凝土電阻率取100Ω設這28％從兩個方向流走，每一方向流走14%。 六、≥40m至〈60m周長時按40m長考慮，Kc等于1，即按40m長流走全部雷電流考慮。 根據(jù)以上原則所計算的結果列于表3．4。 混凝土內(nèi)的鋼筋借綁扎作為電氣連接，當雷電流通過時，在連接處是否可能隨此而發(fā)生混凝土的爆炸性炸裂。 日本對試樣做過試驗，其結果是，有一個試樣的一個綁扎點通過48kA和兩個試樣的各一個綁扎點通過61kA后，采用綁扎連接的這三個鋼筋混凝土試樣才遭受輕度裂縫的破壞。 以上試驗可以認為，在雷電流流過的路徑上，有一些并聯(lián)的綁扎點時，就會是安全的。 3．3．6 第一款，根據(jù)IECI024一1防雷標準第2. 3. 3. 2款導出本條的規(guī)定，見本規(guī)范第3．2．4條六款的說明。m時，其工頻接地電阻R約為R約為R=2p/3d=（Ω）。 第三款，本款系根據(jù)實際需要和實踐經(jīng)驗補充增加的。第2項保證雷電流較均勻分配到雷擊點附近作為引下線的金