建筑物雷电防护技术

雷电能够在瞬间释放出极大的能量,是一种比较常见的自然灾害形式,具有毁坏能力强、难以预测的特点.对于雷电的产生人们目前还根本无法阻止和控制,因此为了将雷电的危害降到最低,需要采用必要的防雷电技术措施[1-4].由于瞬时性、大电流以及高电压等特征让雷电具备了巨大的毁坏能力,因此当雷电击中建筑物时,建筑物当中的电子设备和通信系统会受到严重的干扰甚至损坏.建筑物的防雷电是一项特征明显的系统工程,需要综合考虑建筑内部防雷和建筑外部防雷的要求,合理应用建筑物防雷电技术,如此才可以达到良好的建筑物防雷电效果.分析和研究雷电对建筑物及其内部电子设备的影响,涉及到低压弱电、高压强电以及其他众多学科,使建筑物防雷电工程具有很强的系统,其中防雷电技术的合理应用直接关系到防雷电的实际效果.

1合理划分建筑物的防雷电保护区

建筑物雷电保护区的合理划分是影响防雷电效果的关键因素.合理划分建筑物防雷电保护区需要依据以下几种条件：一是建筑物内部电子仪器和电子设备的真实状况以及它们所具备的防雷能力等级；二是建筑物被雷电击中时,雷电流经过防雷电系统和建筑物放电通道的过程中产生的电磁脉冲对建筑物内部空间的干扰、损害以及其他影响等.

由于建筑物内部空间不同,所产生的空间雷电强度也具有较大的差异,因此为了对建筑物采用更加合理的防雷措施,首先需要考虑的技术措施便是合理划分建筑物的防雷电保护区,进而为应用经济合理、安全可靠的防雷电技术措施,降低雷电对建筑物本身及其内部电子设备的危害提供有力的保障.建筑物内部的电子系统、通信系统、控制系统以及相应的电子设备对雷电的“免疫力”均非常低,尤其是雷电所产生的电磁脉冲对以上系统和设备的影响更是非常敏感,一旦受到雷电及其电磁脉冲效应的侵害,所造成的破坏往往非常大.然而需要注意的是,雷电造成的电磁脉冲在建筑物内部空间的传递过程中呈现逐渐衰减的趋势,特别是遇到金属物体之后,这种衰减的趋势会更快地发生.目前,建筑物内部的通信系统一般均是安装在建筑物的钢筋骨架上,某些对于防雷有特殊要求的建筑内部房屋更是拥有专门的金属屏蔽网,因此内部空间的不同,雷电电磁脉冲衰减特性也存在着差异.为了确保在良好的防雷电效果的前提之下,尽可能地降低防雷措施的成本,需要将建筑物内部空间合理地划分为不同的防雷保护区,利用等电位连接的方式将不同雷电保护区连接起来.

2明确避雷针的保护范围

避雷针是防止建筑物遭受雷电直接击中的非常重要和常见的设备.避雷针为金属性质,一般均安装在建筑物的顶部.需要明确的是,避雷针的真正功能是吸引雷击,而不是避免雷击,主要是利用自身遭受雷击的方式来确保避雷针下面所保护物体的安全.

一般情况下,避雷针主要用来保护高层建筑顶部的突出设施或者保护比较低矮的地面建筑.如果由于某些特殊原因,使得建筑物内部的金属管道和防雷引线相互隔离,则需要优先选择安装避雷针来避免建筑物遭受雷击.明确避雷针的保护范围对于有效发挥避雷针的防雷击效果非常关键.通常用避雷针等接闪器可能防护建筑物直接雷击的空间来表示其保护范围.避雷针等接闪器的保护范围显示出被保护物体具有很小的被雷电直接击中的几率.在确定避雷针等接闪器的保护范围时通常采用国际上通用的滚球法进行计算和确定.

3采取有效的接地措施

一是工作接地.在交流系统中,正常情况过工作接地电极的电流是数值较小的不平衡电流,只有在系统发生接地故障时,才会流过高达数十千安的短路电流,但持续时间不长（通常在0.5s左右）,而直流系统在单极运行时,会有数千安的工作电流长期流过接地电极.二是保护接地.为了保证人身的安全,电气设备的外壳必须接地,这种接地称为保护接地.当电气设备绝缘损坏而使外壳带电时,流过保护接地体的故障电流应使相应的保护装置动作,切除已损坏的设备,或使外壳的电位在安全值以下,从而避免因电气设备外壳带电而造成的触电事故.三是防雷接地.为了避免雷电的危害,金属杆塔、避雷针和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置,以便将强大的雷电流导入大地中,这种接地称为防雷接地.流过防雷接地体的是时间很短（一般为数十微秒）的雷电流,其值有时可达数十至数百千安.避雷器的接地电阻一般不超过5Ω.

4参考文献

[1]刘军,杨新.建筑物防雷工程设计中存在的问题分析与对策[J].中国科技信息,2009（10）：109-111.

[2]戴进飞,杨福志.现代防雷技术的工程设计要点[J].中国住宅设施,2009（8）：203-204.

[3]黄国开,王亚静,黄丽容.浅析建筑物的雷电防护措施[J].科技创新导报,2011（24）：39.

[4]羊长高,苏柏成.建筑物雷电防护技术应用探讨[J].科技风,2011（16）：44.