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現(xiàn)代建筑物綜合防雷電的科學(xué)方法措施

  
評論: 更新日期:2011年05月16日

 雷電是大氣中自然放電現(xiàn)象,雷電活動的強(qiáng)度通常是由年平均雷暴日來表示。從所謂雷暴,就是當(dāng)天空中帶有大量電磁的雷云層之間,或云層向大地迅速放電,而產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃光,并伴有巨大的雷擊聲音。云層之間的放電,主要對飛行器發(fā)生危害,云層對大地的放電,則對建筑物和人畜危害極大?,F(xiàn)代防雷的技術(shù)原則是強(qiáng)調(diào)全方位防護(hù),綜合治理、多層設(shè)防,把防雷作為一個系統(tǒng)工程來設(shè)計。由于雷電的危害無孔不入,雷電的破壞作用主要由以下幾種方面引起:
  
 ?。?)直擊雷:
  
  直擊雷是雷電直接擊在建筑物上。由于雷擊時,雷電壓高達(dá)幾百萬-幾千萬伏,雷電流高達(dá)幾萬到幾十萬安,強(qiáng)大的雷電流所經(jīng)的物體上的水份受熱汽化膨脹,而產(chǎn)生強(qiáng)大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng),從而使建筑物遭受到破壞,同時可能會引起火災(zāi)。
  
 ?。?)感應(yīng)雷:
  
  感應(yīng)雷是指當(dāng)雷云來臨時地面上的一切物體,尤其是導(dǎo)體,由于靜電感應(yīng),都聚集起大量的雷電極性相反的束縛電荷,在雷云對地或?qū)α硪焕自崎W擊放電后,云中的電荷就變成了自由電荷,從而產(chǎn)生出很高的靜電電壓(感應(yīng)電壓)其過電壓幅值可達(dá)到幾萬到幾十萬伏,這種過電壓往往會造成建筑物內(nèi)的導(dǎo)線,接地不良的金屬物導(dǎo)體和大型的金屬設(shè)備放電而引起電火花,從而引起火災(zāi)、爆炸、危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成的危害。另一種情況是,在雷電閃擊時,由于雷電流的變化率大而在雷電流的通道附近就形成了一個很強(qiáng)的感應(yīng)電磁場,對建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成干擾、破壞,又或者使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生大量的熱而引起火災(zāi)。另處,當(dāng)架空線遭受直擊雷或產(chǎn)生感應(yīng)雷,高電位便會沿著導(dǎo)線電源線以及信號侵入變電站或建筑物內(nèi),這種雷電波侵入也會對電氣設(shè)備造成危害或使建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備放電,引起破壞作用。因此要使建筑物內(nèi)部設(shè)備不受雷電損害的根本辦法,就是使建筑物具有一套完善的防雷設(shè)施,為了實現(xiàn)其對不同雷害的防護(hù)目的,必須采用接閃、分流、屏蔽、均壓、接地等技術(shù)措施,因此建筑物的防雷設(shè)施應(yīng)包括接地體、引下線、避雷網(wǎng)格、避雷帶、避雷針、均壓環(huán)、等電位、避雷器共八個技術(shù)環(huán)節(jié)。有效利用建筑物架構(gòu)相互焊接成網(wǎng),做好籠式屏蔽和等電位處理。這種設(shè)計不僅經(jīng)濟(jì)實惠而且符合現(xiàn)代防雷的思路,為電氣和電子設(shè)備防止雷電電磁脈沖(LEMP)破壞提供了基礎(chǔ)條件,利用建筑物的基礎(chǔ)樁、梁柱等結(jié)構(gòu)鋼筋,作為引下線和接地裝置,具有經(jīng)濟(jì)、美觀和利于雷電流散流以及不必維護(hù)和壽命長的優(yōu)點。將建筑物的樁筋、地梁內(nèi)的主筋和柱內(nèi)的主筋焊接起來,并把地梁外圈梁中間(網(wǎng)格)鋼筋焊接成一個閉合環(huán)路,組成一個完整的接地系統(tǒng)。這種接地系統(tǒng)與大地接觸面廣,接地電阻低,而且鋼筋得到混凝土的保護(hù),受侵蝕作用減少,接地電阻比較穩(wěn)定。
  
  現(xiàn)代雷電的綜合防護(hù),不但要解決建筑物的直擊雷防護(hù),還有對進(jìn)入建筑物內(nèi)的各種金屬管道、電源線、信口線的LEMP防護(hù),以確保建筑物內(nèi)電器、電子設(shè)備等的安全。利用建筑物屋頂?shù)谋芾讕А⒕W(wǎng)和四周墻面內(nèi)的柱鋼筋作為引下線,以及梁鋼筋相互焊接,把進(jìn)入建筑物的水管、金屬管道等金屬構(gòu)件作良好電氣連接。這樣,整座建筑物就形成了一個理想的“法拉第籠”屏蔽網(wǎng)。不但能使雷電流有良好的散流途徑,均壓分流、接地電阻小、而且整座建筑物形成統(tǒng)一的等電位系統(tǒng),保持均壓作用。利用地下建筑物基礎(chǔ)接地體,由于接地體面積大,大大降低了接地電阻。利用柱筋作為引下線,由于引下線多,分流效果好,可大大減少了各引下線的電流值。
  
  因此,雷擊時可以避免閃擊放電或反擊傷害。在高層的建筑物防雷中,考慮到雷電流的散流途徑長。從接閃器到引下線到接地裝置的電位梯度大,為了均衡電位,降低電位梯度,因此,對高層外圈梁的鋼筋焊接成閉合回路,構(gòu)成水平避雷帶,可有效地防范側(cè)擊雷,但已使其大為削弱。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代高科技電子設(shè)備廣泛使用,由于其靈敏度高、耐壓低,很容易受到雷電電磁脈沖感應(yīng)。因此,建筑物尚應(yīng)在低壓側(cè)裝設(shè)低壓避雷器及各種樓層設(shè)置相應(yīng)的避雷器以及電器匯流排,以最短路徑與電子設(shè)備的損壞,實踐證明其安全效果相當(dāng)顯著。
  
  所以,從事防雷設(shè)計、審核和防雷質(zhì)量的工程技術(shù)人員必須加大政策法規(guī)宣傳力度,遵章守法,按規(guī)范中建筑物防雷分類要求做好一切相應(yīng)的防雷措施,重視各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量,最終使建筑物的防雷設(shè)施真正發(fā)揮出保護(hù)建筑物及建筑物內(nèi)人和設(shè)備安全的作用。

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