電氣設備防雷工程設計研究

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【摘要】分析雷擊破壞作用，從防雷設計、施工及維護等方面入手，提高建筑物防雷技術應用，確實做到建筑物內電氣設備防雷保護作用，具有重要意義。

【關鍵詞】建筑物；電氣設備；防雷工程；設計

隨著經濟的快速發(fā)展，科技的進步，人口的增長，城市建筑尤其是高層建筑越來越多，且越來越向智能化發(fā)展。而智能化建筑少不了要安裝各種電氣設備，尤其是在網絡高速發(fā)達的現(xiàn)代社會，建筑物越來越多地采用各種信息化的電氣設備。而這些電氣設備在給我們帶來方便同時，也會給建筑帶來一定安全隱患，因為電氣設備耐過壓能力有限，受到雷擊或由雷擊所產生的電磁脈沖會對電氣設備產生嚴重破壞。根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，西藏屬于雷電高發(fā)地區(qū)，每年監(jiān)測到的閃電條數(shù)約4到10萬條，其中那曲、拉薩、山南年平均雷暴日數(shù)分別高達85.2天、68.9天、57.3天，是同緯度雷暴日數(shù)1到1.5倍。因此分析雷擊破壞作用，從防雷設計、施工及維護等進行入手，提高建筑物防雷技術應用，確實做到建筑物內電氣設備防雷保護作用，具有重要意義。

1雷擊的破壞作用

1直擊雷。直擊雷指的是雷擊直接發(fā)生在建筑物的頂端，這種瞬間產生的強大電流會沿著導體進入到建筑物的內部，如果沒有避雷針/器等將電流引入到大地，會對人體和電子電氣設備安全直接產生威脅。2雷電波沖擊。雷擊瞬間產生的強大電流順著電線、天線等進入到建筑物內，會使內部的電氣設備直接受到破壞，電路短路，甚至可能會造成建筑物的內部起火。3感應性電壓。建筑物不只有電纜和電線，還會有很多的金屬管道，受到雷擊，被避雷針引到地下的強電流會在建筑物的周邊產生強烈的電磁場和感應電壓，這個電壓與建筑物周圍的磁場交互作用會導致電子設備存儲的數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失。4地電位反擊。避雷針引流到地表以下的強雷電流可能會出現(xiàn)反擊，從而讓地表防護網瞬間受到高壓，會對建筑物內的電子設備產生破壞。

2建筑物內電氣設備受到雷擊的原因

建筑物內的電氣設備會受到直擊雷和感應雷入侵的破壞。直擊雷指的是雷電直接擊中建筑物的線路，瞬間產生強大的電流，直接對建筑內的電氣設備造成破壞。當雷電產生時，產生的靜電感應和電磁感應叫感應雷，由感應雷所產生的強大電磁場變化和由導體感應出的過電壓，也會對電氣設備造成毀壞。通常，建筑物內電氣設備遭受到的雷擊有七、八成以上是感應雷擊。感應雷所產生的過電流和過電壓主要經由三種途徑：1由供電線路入侵。室外架設電線受到直擊的襲擊后，經過變壓器會傳送到建筑物各低壓的電氣設備上，會對建筑物內的各種電氣設備產生破壞，尤其是電子電器設備。2由建筑物內的線纜入侵。直擊雷會擊中地面上的突出物，而瞬間所產生的強電壓會擊穿埋在土壤中的電纜線，使高壓強行侵入到線路內部；直擊雷放電時，電纜電線會感應到過電壓，從而使與線路相連接的電氣設備被擊壞，再通過設備的連線入侵到通信線路上。

3建筑物內電氣設備防雷工程設計

3.1采用避雷針。/器避雷針/器是比較經濟有效的避雷措施。通過在建筑物上安裝避雷針來攔截雷電的侵襲，利用避雷針將高出被保護建筑物的電流吸引到避雷針/器上，之后再經由引下線和接地裝置導入到地面以下，從而使建筑物避免受到雷電流的侵低碳經濟，避免對建筑物本身及內部的電氣設備產生損害。單個避雷針/器對建筑物的保護有限，因此需要架設多根避雷針進行防護，間隔距離要大于5m。另外，通過避雷針或避雷器引到地表以下的強電流，需要與建筑物保持恰當?shù)木嚯x，避免引流到地表下的電流所產生的電磁脈沖對建筑物再次產生影響，破壞內部的電氣設備。3.2合理布線。在線纜引入到建筑物之前，需將電源線、信號線穿到鋼管之中后作埋地再進行引入。低壓電源架空電纜在做埋地之前，需安裝I級電涌保護器，信號線進入到室內后，在進入到設備端前，需安裝信號電涌保護器。架空的金屬管道在進建筑物之前，要和防雷的接地部分作連接處理。建筑物內部的弱電系統(tǒng)很容易受到雷電侵襲，因此需安裝符合防雷技術要求的電涌保護器。3.3屏蔽。現(xiàn)代建筑物多數(shù)都有各種各樣的電子電器設備、通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，內部的電氣設備很容易受到電磁波的干擾，而這些電氣設備不耐壓，受到雷擊很容易被電磁波所影響。甚至，臨近的接閃都會讓電氣設備產生干擾，因此在設計建筑物時，主材料選擇為鋼筋，這樣的話，可能通過鋼筋在建筑物的內部形成等電位的網狀結構，發(fā)生雷擊時就能將產生的強電流分流，建筑物內的總電場趨于零，從而實現(xiàn)了對建筑物的保護。另外，不同的結構所使用的鋼筋密度也各不相同，建筑物各部位的鋼筋密度，設計人員要根據(jù)實際情況來選擇，這樣才能解決雷電流的分流，預防雷擊產生的電磁波。3.4接地。接地的目的是把侵入建筑物的雷電流通過引入到地下之后分流，避免電流都集中于某個位置，從而避免對建筑物產生破壞。過去所使用的接地規(guī)范是設備單獨接地，而現(xiàn)在采取的防雷接地方式是系統(tǒng)共用接地設備。接地是建筑物防雷系統(tǒng)中的基本要求，如果接地措施做不好，防雷系統(tǒng)的整體效果無法表現(xiàn)了來。3.5隔離。通過對變壓器進行隔離，以隔離由高壓輸電線入侵的雷電波。也可以用屏蔽金屬殼體的措施，對變壓器進行隔離，防止雷電波侵入到建筑物內部的電氣設備上。

4結語

受青藏高原地形的影響，西藏是雷電的高發(fā)區(qū)。而隨著全球氣候的變暖，極端天氣現(xiàn)象頻繁發(fā)生，西藏的雷電天氣也逐漸呈多發(fā)的趨勢。而城市規(guī)模的不斷擴大，人口數(shù)量的增多，經濟的快速發(fā)展，建筑物的增多，智能化城市建設的要求，使得防雷保護工作的需求也在進一步地提升。因此，氣象部門要不斷地提高防雷的技術水平，更新防雷觀念，及時對管轄范圍內的防雷安全隱患進行清查，對于防雷設計不過關的相關單位給予限定整改的時間，對于在建的建筑物要進行防雷設計的審核，審核合格后方能施工，并在峻工時進行防雷裝置的驗收，從根本上避免或減輕不必要的損失發(fā)生。

參考文獻

[1]梅重揚,黃輝輝.關于智能建筑物內部的防雷措施探討[J].科學技術創(chuàng)新,2019(15):105-106.

[2]孫海,鄒積慧,陳明強,等.建筑物內部雷電防護技術方案設計探究[J].農家參謀,2019(9):206.

作者:邊巴頓珠 單位:西藏自治區(qū)氣候中心雷電防御