側擊雷原理

為了有效地防護雷電，保護人民的生命財產(chǎn)安全，防雷電專家將建筑物分為三類， 并根據(jù)其防雷電安全的重要性人為地假設了滾球半徑。 當建筑物的高度高于對應的滾球半徑時，就容易產(chǎn)生側擊雷。 所謂側擊雷，就是雷擊的一種，建筑防雷有直面雷擊（就是直接打在樓頂?shù)?），而側擊雷就是從側面打來的，因為一般建筑比較高，頂層避雷帶并不能完全保護住整個樓體，所以側面擊雷就需要加設保護。

在設計中，只要注明必須相焊接的主筋位置及帶形窗與防雷接地系統(tǒng)的連接要求，在局部沒有鋼筋相連的地方注上連接方法和要求，對鋼筋需要焊接的主要梁柱板要標明位置和焊接要求，其它按常規(guī)的設計要求即可。在施工中，只要做到以下幾點：

（1）建筑物的屋面板、各層樓板、地下室的頂板和底板上的鋼筋和柱子內(nèi)的主筋搭接處焊接好，使所有橫向樓板和屋面板通過柱子鋼筋連接成一個電氣通路。

（2）保證內(nèi)外剪力墻體內(nèi)有四根鋼筋與柱子立筋焊接，其余可綁扎，使所有豎向墻體鋼筋連接成一個電氣通路，同時，剪力墻體鋼筋與樓板鋼筋搭接處綁扎好也形成電氣通路。

（3）外層帶狀鋼窗或玻璃幕墻的高層建筑可按99dD62中的有關金屬窗、通長鋁合金及玻璃幕墻的防雷裝置做法施工。

（4）結構專業(yè)在內(nèi)墻中非剪力墻墻體的門頂高度敷設了鋼筋混凝土帶，帶中鋼筋與柱子主筋綁扎連接。

（5）屋頂?shù)谋芾拙W(wǎng)與上一層側墻柱子立筋焊接。

（6）結構中的框架柱，每根柱內(nèi)的主筋，按結構專業(yè)要求必須從下到上全部焊接，并將每根柱子的最底部和最頂部，用鋼筋把樣子立筋焊接連成一圈。這樣柱內(nèi)立筋既是雷電流的主要引下線，又是金屬籠的重要組成部分。

采用上述措施后，整個建筑就形成了一個封閉式的金屬法拉第籠，該籠與接地裝置焊接連接后，可以很好地防止各種雷擊事故。

側擊雷分類

均壓環(huán)有很多分類，能作用于很多領域，比如按照用處的不同，均壓環(huán)分為：防雷均壓環(huán)、避雷器均壓環(huán)（主要在避雷器的外部安裝）、絕緣子均壓環(huán)等；按制作材料的不同又可以分為不銹鋼、鐵制、鋁制等。

側擊雷作用

均壓環(huán)，不難理解，主要是被用來平均電壓的，其原理是將輸入的高壓等量平均的分布到物體周圍，從而在各個環(huán)形之間不存在電位差。防雷均壓環(huán)的原理也是如此，將建筑物頂部的避雷帶、建筑物的鋼筋等共同連接在一起而形成著名的法拉第籠，使籠子內(nèi)部的每處都受到保護，對于防側擊雷十分有效。其大致思路是：將建筑物內(nèi)的導體和墻體外敷設的金屬線路和金屬制物體等電位進行連接，并且一直連到接地裝置，從而將處于室內(nèi)外的所有設施連成一個大等勢體，設備之間沒有了電位差也就不會產(chǎn)生有害電流，和中學物理講過的屏蔽裝置原理相類似。

側擊雷施工要點

均壓環(huán)在施工實踐中的做法，需要注意的細節(jié)有以下幾點：

（1）均壓的環(huán)敷設位置靈活，可以允許暗敷于建筑物外表面的抹灰層里，并且要和暗敷的避雷帶或者與建筑物樓板的鋼筋焊接起來；

（2）要將事先準備好的連接鋼筋頭和結構圈梁內(nèi)的主筋或者腰筋焊接為一個整體，并且要和柱筋的引下線焊接連起來；

（3）圈梁內(nèi)的各個點引出的鋼筋頭，焊完后，用圓鋼或者扁鋼敷設在四周，在圈梁內(nèi)將各點焊接好，并且與周邊的各引下線相連接后形成一個閉合環(huán)形。同時，在建筑物的外沿，金屬門窗和金屬欄桿處要甩出一定程度的鍍鋅圓鋼以作備用；

（4）利用屋面的金屬制欄桿扶手做均壓環(huán)時，應將拐彎處彎成圓弧狀活彎，欄桿仍然應當和接地引下線焊接在一起；

（5）電氣設備和其他可以拆卸的非金屬部件等的接地分支線，按要求必須直接和接地的主干線相連接，不允許串聯(lián)。

我國建筑物敷頂避雷帶的安裝率比均壓環(huán)高出很多。我們知道，頂避雷帶的作用是保護建筑物免受直擊雷的傷害，然而近年來，建筑物頻繁受到雷電的側擊，對于側擊雷疏于防范。側擊雷不同于直擊雷，由于建筑物樓體的高度不一定，因此可能遭受側擊雷的部位也不一定，從某種意義上說，側擊雷更具破壞性。側擊雷不僅難以預見，產(chǎn)生的危害更是不可小覷，當建筑物遭受雷電側擊之后，電流很有可能隨著電氣設備的線路或者金屬門窗傳入樓體內(nèi)部，這對于建筑物內(nèi)的人員和設施是個極大的威脅。如果建筑物內(nèi)敷設了防側擊雷的均壓環(huán)，可以很大程度的降低傷害。

按照現(xiàn)代防雷觀點，綜合防雷分為外部防雷和內(nèi)部防雷部分，外部防雷主要是指防雷擊雷、側擊雷對建筑物的傷害。建筑物防雷通過建筑物本身的基礎接地體、引下線、避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷網(wǎng)格、均壓環(huán)、等電位、避雷器等的保護作用，以盡量大可能減弱雷擊時對建筑物內(nèi)的電磁效應，同時為建筑物內(nèi)部設備的感應雷防護提供必要的條件，避免了建筑物遭受直擊雷和側擊雷的雷擊，從而保護了建筑物本身、設備和人。內(nèi)部防雷保護主要是指設備防止雷電感應和防止線路上的雷電波的侵入，其采取主要的技術措施是屏蔽、接地、等電位處理，及安裝分流限壓裝置，來控制削減雷電感應和雷電波的入侵，從而保護設備和人身安全免遭雷電感應的傷害。因此，綜合防雷工程設計也分為外部防雷裝置設計和內(nèi)部防雷裝置設計問題。外部防雷工程設計應在認真調查地理、地質、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律以及被保護建筑物的使用特點等基礎上，詳細研究防雷裝置的形式及布置，進行工程設計。內(nèi)部防雷的設計應認真調查建筑物的供電形式、地極的設置情況、房屋的屏蔽效果、管線的敷設、電子設備的屏蔽情況放置的環(huán)境距離外墻的安全距離、等電位外理以及雷電活動的規(guī)律等情況，以便提出相應的改進措施，設計出合理，有效的防雷電感應的工程方案來。由于綜合防雷工程設計內(nèi)容繁雜，項目要求很細，而且還要涉及到很多各行各業(yè)的規(guī)范條文，限于篇幅內(nèi)容，僅將個人了解的各個設計要點列舉如下：

一、 防雷分類問題：建筑物應根據(jù)其重要性、使用性質、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷的要求分為一、二、三類防雷建筑物。具體來說就是根據(jù)建筑物的是否處于易燃易爆場所或者是否處于火災危險環(huán)境；是否屬于國家、省、市級重要辦公場所，或者是否屬于重點文物保護單位；是否處于地理、地質環(huán)境易遭受雷擊的地方，或者是否屬于孤立曠野的高聳建筑物等等來劃分防雷類別。根據(jù)新的GB50057-94《建筑物防雷規(guī)范》的在關規(guī)定，一、二、三類防雷建筑物的滾球半徑分別為了30M，45M，60M。滾球半徑越少，保護范圍越窄，受保護的建筑物越安全，遭受雷擊的概率越低，因此，凡是屬于易燃易爆場所、重要的辦公場地、人員密集的公共場所、孤立曠野的高聳建筑物都屬于一、二類的防雷建筑物。

二、 接閃器和引下線的問題：接閃器在一般情況下多數(shù)采用避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶。有時在大面積需要保護情況下，可以采用避雷線保護。在搞環(huán)境防雷時，可以采用CA－A3防雷器或法國提前放雷避雷針保護。在一般情況下，除去一類雷建筑物需要采用獨立避雷針、獨立地極保護外，其余的類別均可采用針、網(wǎng)帶保護，地極可作合設地極處理。保護范圍的計算分別可按一、二、三類防雷建筑物的滾球半徑計算。用GB50057-94規(guī)范作圖方法來驗證受保護的建筑物是否得到無空隙的保護。另外，不同的防雷類別其引下線及網(wǎng)格的距離不相同。一、二、三類防雷建筑物的引下線距離分別為12米、18米25米，天面網(wǎng)格的間距一類為5×5米，或6×4米，二類為10×10M或12×8M；三類為20×20或24×16M。

三、 地極及地極接地沖擊電阻的問題：如果建筑物的防雷地極是獨立地極的話，一般要離開建筑物基礎的地中距離3M以遠；如果是通信用的獨立地極的話，則要求離開建筑物20M以遠，并要求接地電阻〈4歐。除去一類防雷建筑物屬于0區(qū)和1區(qū)，用獨立避雷針、獨立地極保護外，其余類別一般情況下，都采用合設地極的方式，尤其是框架結構的建筑物更應采用本身基礎作合設地極使用。一、二類防雷建筑物的接地沖擊電阻〈10歐、一般情況下，三類防雷建筑物的接地沖擊電阻〈30歐。但若與防感應雷的地極共用，這時的接地沖擊電阻也應為〈10歐。如果建筑物本身與通訊地合設地極，則這時的接地沖擊電阻應〈1歐。

四、 均壓環(huán)的設計和施工問題：均壓環(huán)是一條閉合的藏在建筑物外墻內(nèi)的水平避雷帶。它一方面與外墻所有的引下線焊接相連，另一方面又與外墻上所有金屬門、窗、玻璃幕墻相通，將它們所接閃到的雷電流通過均壓環(huán)、引下線的作用，將雷電流引入大地匯放。一、二、三類防雷建筑物均壓環(huán)的設置高度分別為30M、45M、60M，并且每三層（12米間距）設置一條均壓環(huán)。

五、 電子設備的等電位處理問題：等電位處理就是用金屬導體把設備的金屬外殼與接地的匯流排連接起來。等電位處理的目的就是消除電位差，因此，所有引入室內(nèi)的金屬管道、電纜屏蔽層在各個不同的防雷區(qū)間之間均應作等到電位處理，另外，室外凡互相跨越或平行敷設的金屬管道，如果其間距少于100MM規(guī)定的間距，也應用金屬線互相跨接起來，采取等電位的處理方法避免反擊。室內(nèi)電子設備的等到電位的連接方式應采用一點式方法接地，而不應互相串聯(lián)連接接地，以免引起干擾現(xiàn)象。

六、 設備屏蔽的處理問題：屏蔽的作用是防止雷電感應對電子設備和干擾，根據(jù)不同的對象，屏蔽分有房屋屏蔽、管線屏蔽和設備屏蔽三種。屏蔽的效果與材料的導磁率有關，與材料的厚度尺寸有關；與網(wǎng)孔的大小尺寸有關。網(wǎng)孔越少，材料越厚，材料的導磁率越好則屏蔽的效果越好。因此，在房屋屏蔽上最好采用無間隙屏蔽，這時屏蔽效果最好。如果達不到全屏蔽的止的，則所采用的金屬材料網(wǎng)孔越密越好。第二種管線的屏蔽，整段管線應金屬連接良好，不應有空隙產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象。另外，頭尾兩端都應良好接地，如果距離太長，中間也要接地一次。電子設備的屏蔽應將設備的金屬外殼采用一點的接地方式接地，如果體積過大，應有兩點接地。接地的線徑應〉6平方毫米為宜。

七、 線纜的敷設問題：線纜最好采用埋地套鐵管的方式敷設。纜井應設計在建筑物的幾何中心。室內(nèi)的線纜布置應避開外墻、梁柱等雷電流集中流過的地方，以免對線纜產(chǎn)生大的干擾現(xiàn)象。同理，電子設備的放置問題，也應離開外墻、梁柱有一定的安全距離。

八、 供電形式：供電的形式最好采用TN－S系統(tǒng)。供電線路最好埋地套鐵管引入。N線、PE線重復接地引出，電源裝電源避雷器。

九、 各種信號線裝信號避雷器問題：對信號避雷器的選擇的要求是工作頻率適合、傳輸功率大，插入損耗低、驗波系數(shù)少，雷電通流量大，響應時間快，殘壓低的信號避雷器。同時避雷器應有良好的接地。2100433B