三級防雷建筑物設(shè)計施工中的問題

1、三級防雷建筑物設(shè)計施工中的問題 - 根底理論摘要對 IEC、 GB50057 94、JGJ/T16 92 等建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)進 行比照，指出對三級防雷建筑物的防直擊雷設(shè)計與施工中存在的誤區(qū) 以 及應(yīng)采用的相應(yīng)措施， 論述建筑物防雷設(shè)計中應(yīng)計算的設(shè)計參數(shù)， 平安、 經(jīng)濟地實現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞建筑物 防雷 設(shè)施 裝置 間距 跨步電壓 埋地深度 接 地電阻一、前言 在建筑物防雷設(shè)計中，設(shè)計人員對一、二級防雷建筑物的防 雷設(shè)計 比擬重視，疏漏過失很少， 但對大量的三級防雷建筑物的防雷 設(shè)計卻 常有無視。 由于設(shè)計質(zhì)量管理規(guī)定： 對于一般工程的電氣設(shè)計 允許可 以不要計算書， 因此許多設(shè)計人員對三級防雷建

2、筑物的防雷設(shè) 計， 不 再進行設(shè)計計算， 僅憑經(jīng)驗而設(shè)計。 對于防雷設(shè)施的是否設(shè) 置及防雷 設(shè)施的各種平安間距未進行計算、 驗算，因此造成大量的三 級防雷的 建筑物的防雷設(shè)計、 施工存在較大的的盲目性， 使有些工程 提高了防 雷級別，增加了工程造價， 而有些工程卻未按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、 施工， 造成 漏錯，帶來很大隱患和不應(yīng)有的損失。二、建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)的概述及比擬現(xiàn)今建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)由 1993 年 8 月 1 日起實施的?民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? JGJ/T16 92 ？ 推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 1994 年 11 月 1 日起實施的?建筑物防雷設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)? GB50057 94？強制性國家標(biāo)準(zhǔn)。 GB500

3、57 94 使建筑物的 防雷設(shè)計、 施工逐步與國際電工委員會？ IEC ？防雷標(biāo)準(zhǔn)接軌，設(shè)計 施工更加標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化GB50057 94 將民用建筑分為兩類， 而 JCJ/T16 92 將民用建筑 防雷設(shè)計分為三級，分得更加具體、細致、防止造成使某些民用建筑 物失去應(yīng)有的平安， 而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費。 為更好的 掌 握 IEC、 GB50057 94、 JCJ/T16 92 三者的實質(zhì)，特擇其主要條 款 列于表 1.且后面的分析、計算均引自 JCJ/T16 92 中的規(guī)定。三、預(yù)計的年雷擊次數(shù) 確定設(shè)置防雷設(shè)施除少量的一、二級防雷建筑物外，數(shù)量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防

4、雷，而對此類建筑物大多設(shè)計人員不計算年預(yù)計雷擊次數(shù) N ，使許多不需設(shè)計防雷的建筑物而設(shè)計了防雷措施，設(shè)計保守，浪費了人、材、物?，F(xiàn)計算舉例說明：例 1 ：在地勢平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計一棟住宅樓： 6 層高 層數(shù) 不含地下室， 地下室高 2.2m ，三個單元， 其中：長 L=60m ，寬 W=13m ， 高 H=20m ，當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤?Td=33.2d/a ，由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi) 部， 那么校正系數(shù) K=1.據(jù) JCJ/T16 92 中公式 D 2 1、D 2 2、D 2 3、D 24 得：與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積？km2 ： Ae= L W+ 2 L + W H 200 H +

5、 n 20 0 H X10 6= 60 X13 + 2 ( 60 + 13)20 (200 20) + 3.14 X 20 (200 20)X 10 6=0.02084 km2 建筑物所處當(dāng)?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋?Ng=0.024Td1.3=0.024X 33.21.3=2.28 次/ km2 a 建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)：N=KNgAe= X 1 2.28 X 0.02084=0.0475 次/a 據(jù) JCJ/T16 92 第 12.3.1 條，只有在 N 0.05 GB50057 94 中:N 0.06才設(shè)置三級防雷， 而本例中：N=0.0475方可產(chǎn)生的還擊。 人 站在 5 層，h2 =

6、15m，Rq=30 Q,貝V：UR2=750kV U12=52.5kV 那么安 全距離 L 平安 2 1.575m 0.757m.人站在 5 層時，h2=15m 貝V UL2=26.25kVUR2=375kV那么平安間距 L平安2可見，引下線數(shù)量 增加一倍，平安 間距那么減小一半。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后，應(yīng)嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置引下線的數(shù)量及間距。 同時建議可縮短標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)規(guī)定的引下 線間距，多設(shè)一定 數(shù)量的引下線， 可減少雷電壓還擊現(xiàn)象。 這樣處理，對增加工程造價 微乎其微。3.引下線與室內(nèi)金屬管道、金屬物體的距離1當(dāng)防雷接地裝置未與金屬管道的埋地局部連接時，按例一中數(shù)據(jù)：樓頂?shù)囊戮€高度 h=Lx=2

7、0m ，Rq=30 Q時，據(jù)JCJ/T16 92第條規(guī)定， Lx 0.2Kc R + i 0.1Lx式中Kc 分流系數(shù)，因多根引下線，取 0.44 Ri 防雷接地裝置 的沖擊電阻，因是環(huán)路接地體，Ri=Rq=30 QSal 引下線與金屬物體之間的平安距離/m那么Sal 0.2 X 0.44 X+BG120=2.816m.2當(dāng)防雷接地體與金屬管道的埋地局部連接時，按式12.3.6 3，Sa2 0.075KcLx=0.075 X 0.44 X 20 由=0.以 66 上計算的 Sal 2.816， m Sa2 0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道 靠 墻0.1m左右安裝，又由

8、于Sa2 0.3KcRi=0.3 X 0.4 X 30= , 3.而96在m實際施工中，地下水暖管道交 錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經(jīng)很難保 證 Sed 3.96m 了，也難于保證不應(yīng)小于 2m的規(guī)定，因此可將防雷接 地 裝置與各種接地裝置共用， 即實行一棟建筑一個接地體。 將接地裝置 與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯(lián)結(jié)。綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯(lián)結(jié)、 一個共用接地體 的 措施后，在樓頂部應(yīng)將避雷帶 針與伸出屋面的金屬管道金屬物體 連接 起來，在每層內(nèi)的建筑物內(nèi)應(yīng)實行輔助等電位聯(lián)結(jié)， 即引下線在經(jīng)過 各個樓層時，將它與該樓層內(nèi)的鋼筋、金

9、屬構(gòu)架全部聯(lián)結(jié)起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內(nèi)的所有金屬物 包括地面內(nèi) 鋼筋、金屬管道、電氣設(shè)備的平安接地？都同時升到相同電 位，方可 消除雷電壓還擊。五、跨步電壓與接地裝置埋地深度 跨步電壓是指人的兩腳接觸地面 間兩點的電位差，一般取人的跨距 0.8m 內(nèi)的電位差?？绮诫妷旱拇笮?與接地體埋地深度、土壤電阻率、 雷電位幅值等諸多因素。當(dāng)接地體為 水平接地帶時 3式中p土壤電阻率/ Qo mL水平接地體長度m Ik 雷電流幅值kA K 接地裝置埋深關(guān)系 系數(shù)，見表 4 Ukmax 跨步電壓最大值 kV按例一中的接地裝置計算，接地體長度 L=146m ，取 Ik=150k ，土

10、 質(zhì)為砂粘土， p=300 Qo m，那么按埋深深度0.3m , 0.5m , 0.8m , 1m時 相應(yīng)的 K 值取 2.2，1.46 ，0.97.0.78. 按？ 3 式計算：其 Ukmax 值分別為 107.97 ，71.66 ， 47.61 ， 38.28/kV. 世界各國根 據(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析， 認為相當(dāng)于雷電流持續(xù)時間內(nèi)人體 能 承受的跨步電壓為 90110kV.從計算結(jié)果可知，該工程的防雷接地 體埋深 0.8m 時，跨步電壓已在平安范圍內(nèi)。 JCJ/T16 92 第 12.9.4 規(guī) 定接地體埋設(shè)深度不宜小于 0.6m ，第 12.9.7 條規(guī)定：防擊雷的人 工接 接地

11、體距建筑物入口處及人行道不應(yīng)小于 3m ，當(dāng)小于 3m 時， 接地體 局部埋深不應(yīng)小于 1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于 1m 時為好。這樣處 理，只增加 少量工程造價， 卻將接地裝置處理得更加平安可靠，起到 事半功倍的 效果。假設(shè)采用根底和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體， 但由于三級防雷的建 筑 物大多為毛石根底，毛石根底上的圈梁埋地一般為 0.3m 左右，較 淺根 本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深 1m 的要求，因 此不宜 采用圈梁做為環(huán)形接地體 指三級防雷建筑物 。六、區(qū)別 工頻、沖擊接地電阻工頻、沖擊接地電阻兩者的區(qū)別及關(guān) 系，許多

12、施工技術(shù)人員不能區(qū)別與明晰， 使局部工程的防雷裝置接地 電阻已達 到設(shè)計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。 可 以 認為是接地體 20m 以內(nèi)土壤的流散電阻，距接地體 20m 以外的大 地 是電氣上的零電位點。 用接地電阻測量儀測量的電阻， 即為工頻接 地 電阻。自表 4 中可知，當(dāng)接地體為環(huán)繞建筑物的環(huán)路接地體與敷設(shè)于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質(zhì)粘土等電阻率 P鋰00 Q的土壤內(nèi)的接地體， 其 工頻接地電阻與沖擊電阻相等。 但當(dāng)敷設(shè)于砂、砂礫、礫石、碎石、多 巖山地的環(huán)境時，其工頻接地電阻是沖擊接地電阻的 23倍。因 此 如在上所述地面內(nèi)敷設(shè)接地體時， 如用接地電