避雷裝置的原理及安裝規(guī)范

1、避雷裝置的工作原理及安裝規(guī)范目 錄一、工作原理 1二、避雷裝置的組成 21.接閃器22.引下線 23.接地裝置2三、避雷裝置的安裝 31.接閃器的安裝32.引下線的安裝43.接地裝置的安裝8四、接地電阻 101.接地電阻的概念及要求102.接地電阻的測試11- 13 - 避雷裝置的工作原理及安裝規(guī)范避雷裝置，是用來保護建筑物或構(gòu)筑物等避免雷擊的裝置，它的作用是將雷擊電荷或建筑物的感應(yīng)電荷迅速引入大地，以保護建筑物、電器設(shè)備及人身不受損害。一套完整的避雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器有避雷針、避雷線、避雷帶和避雷網(wǎng)等，是安裝在需要被保護的建筑物或構(gòu)筑物的頂部，用于接受雷電電荷

2、的裝置。引下線是連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體，是將雷電流引入大地的通道。接地裝置包括接地線和接地體，是防雷裝置的重要組成部分。一、工作原理依據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB50057-2010），避雷裝置的基本原理是讓由地球大氣層中雷云感應(yīng)的電荷及時地通過接閃器、引下線和接地裝置引入地球表面，將電荷減低或者中和，避免其過分的積累而引發(fā)巨大的雷電擊中事故，從而保護可能被雷電擊中的建筑物或構(gòu)筑物等。同時，在雷電發(fā)生時，接閃器還能吸引雷電的放電通道，主動地將雷電電荷通過引下線和接地裝置導(dǎo)入地球大地中，避免因雷電產(chǎn)生的巨大電流對建筑、設(shè)備、人及其它構(gòu)筑物造成破壞或傷害。避雷針是避雷裝置中接閃器所最常見的一

3、種方式，其工作原理是利用尖端放電現(xiàn)象，在雷雨天氣，高樓或者較高的構(gòu)筑物上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針以及建筑物等上空會被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針的針頭是尖的，所以靜電感應(yīng)時，導(dǎo)體尖端總是會聚集最多的電荷，這樣，避雷針的尖端就會聚集大部分的電荷。避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，所以電容就很小，也就是說他能容納的電荷很少。但是它又聚集了大部分的電荷，所以，當云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。這樣，帶電云層與避雷針就會形成通路，從而是帶電云層通過避雷針、引下線、接地裝置與地球表面形成閉合回路，這樣，帶電云層上的電荷就

4、可以通過避雷裝置導(dǎo)入大地中和，使其不對建筑物或構(gòu)筑物等構(gòu)成危險。二、避雷裝置的組成完整的避雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。1接閃器接閃器是用來接受雷擊電流的裝置。根據(jù)被保護物的形狀不同，接閃器的形狀有針、網(wǎng)、帶、線、環(huán)等不同形狀。（1）避雷針適用于保護細高建筑物或構(gòu)筑物，如孤立的建筑物、水塔等。一般用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成，在尖端砸尖，以利于尖端放電。（2）避雷線適用于長距離高壓供電線路的防雷保護。一般采用截面積不小于35的鍍鋅鋼絞線，架設(shè)在架空線路上方。（3）避雷帶和避雷網(wǎng)在建筑物頂部及其邊緣裝設(shè)避雷帶、網(wǎng)是為了保護建筑物表層不被雷擊。適用于寬大的需要設(shè)置防雷的工業(yè)和民用建筑。一

5、般采用鍍鋅圓鋼或扁鋼。其中，圓鋼直徑不小于8，扁鋼厚度不小于4。（4）放射式避雷針也稱為海膽式避雷針，是一種新型成型的產(chǎn)品。2引下線引下線是連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體。是將雷電流引入大地的通道。引下線按照材料可分為：鍍鋅接地引下線和鍍銅接地引下線、銅材引下線（由于成本較高，一般不采用）、超絕緣引下線。鍍鋅引下線常用的有鍍鋅圓鋼（直徑8mm以上）、鍍鋅扁鋼（330mm或440mm），超絕緣引下線區(qū)別于傳統(tǒng)采用的圓鋼和扁鋼作為避雷引下線的方式，它的內(nèi)部采用了具有非常強的雷電傳導(dǎo)功能的特殊銅芯，外部采用了具有超強絕緣性能的特殊材料，保證了其強大的絕緣性能，滿足了產(chǎn)品設(shè)計要求的相當于0.75m空氣

6、的絕緣距離（此產(chǎn)品適用于安全要求比較高的場所，成本比銅材貴）。引下線的材料多為圓鋼和扁鋼，對于鋼筋混凝土建筑，可利用柱內(nèi)主筋作為引下線。引下線的敷設(shè)方式分為明敷和暗敷兩種。3接地裝置接地裝置包括接地線和接地體，是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地均勻泄放雷電流，使防雷裝置對地電壓不至于過高。接地裝置可用扁鋼、圓鋼、角鋼、鋼管等鋼材制成。接閃器、引下線與接地裝置是各類需要防雷的建筑物、構(gòu)筑物都應(yīng)裝設(shè)的防雷裝置，但是由于對防雷的要求不同，各類防雷建筑物、構(gòu)筑物在使用這些防雷裝置時技術(shù)要求就有所差異。工程上的建筑物大部分屬于第三類防雷建筑物，但是其中“凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品

7、等大量爆炸物質(zhì)的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者”屬于第一類防雷建筑物；“制造、使用或貯存爆炸物質(zhì)的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者”和“工業(yè)企業(yè)內(nèi)有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐”屬于第二類防雷建筑物。具體參見建筑物防雷設(shè)計規(guī)范。三、避雷裝置的安裝避雷裝置的安裝分為接閃器的安裝、引下線的安裝和接地裝置的安裝。1接閃器的安裝1.1接閃器的安裝要求（1）建筑物頂部的避雷針、避雷帶等必須與頂部外露的其他金屬物件練成一個整體，形成電氣通路，且須與避雷引下線連接可靠。（2）避雷針、避雷帶應(yīng)位置正確，焊接固定的焊縫飽滿無遺漏，螺栓固定的應(yīng)連牢固，放松零件齊全，

8、焊接部分補刷的防腐油漆完整。（3）避雷帶應(yīng)平正順直，固定點支持件間距均勻、固定可靠，每個支持件應(yīng)能承受大于49（5）的垂直拉力。當設(shè)計無要求時，水平直線部分支持間距為0.51.5；轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角部分為0.30.5。1.2比較常用的屋頂避雷針的安裝避雷針一般采用鍍鋅圓鋼或者焊接光管制作，焊接處應(yīng)涂防腐漆。其直徑不應(yīng)小于表1數(shù)值表1屋頂（面）避雷針安裝材料針長1以下圓鋼12，鋼管20針長12圓鋼16，鋼管25煙囪頂上的避雷針圓鋼20，鋼管40避雷針在屋面安裝時，先組裝好避雷針，在避雷針支座地板上相應(yīng)的位置，焊上一塊肋板，將避雷針豎立在支座上，利用支座和肋板找直、找正后進行點焊、校正，焊上其它三塊肋板，并

9、與引下線焊接牢固，屋面上若有避雷帶，還要與其焊接成一個整體，如圖1所示。圖中所示避雷針針體各節(jié)尺寸見表2。圖1屋面避雷針的安裝表2避雷針針體各節(jié)尺寸（m）避雷針全高1.002.003.004.005.00避雷針各節(jié)尺寸A(SC25)1.002.001.501.001.50B(SC40)1.501.501.50C(SC50)1.502.00表中：A、B、C代表圖1中的三段，SC代表焊接鋼管，25、40、50代表的是鋼管的直徑（單位為mm）避雷針安裝后應(yīng)垂直，其允許偏差不應(yīng)大于尖端針桿直徑。設(shè)有標志燈的避雷針，燈具應(yīng)完整，顯示清晰。（機械設(shè)備安裝的避雷針在其根部與底座之間有絕緣體，引下線是與避雷針

10、連接，而避雷針與機械設(shè)備的機身之間是絕緣的。）2引下線的安裝2.1一般要求引下線的安裝方式有明敷和暗敷兩種。明敷時一般采用直徑8的圓鋼或者界面為的扁鋼。在易受腐蝕部位，界面應(yīng)適當加大。引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)，距墻面15，固定支點間距不應(yīng)大于2。敷設(shè)是應(yīng)保持一定松緊度。從接閃器到接地裝置，引下線的敷設(shè)應(yīng)盡量短而直。引下線應(yīng)敷設(shè)于人們不易觸及之處。地上1.7以下的一段引下線應(yīng)就加保護設(shè)施。以避免機械損壞引下線應(yīng)鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防銹漆，但利用混凝土中鋼筋做引下線除外。一級防雷建筑物專設(shè)地下線時，其根數(shù)不少于兩根，沿建筑物周圍均勻或?qū)ΨQ布置，間距不應(yīng)大于12，防雷電感應(yīng)的引下線間距應(yīng)介于1824之間

11、；二級防雷建筑物引下線數(shù)量不應(yīng)少于2根，沿建筑物周圍均勻或?qū)ΨQ布置，平均間距不應(yīng)大于18；三級防雷建筑物引下線數(shù)量不宜少于兩根，平均間距不應(yīng)大于25，但周長不超過25，高度不超過40的建筑物可只設(shè)一根引下線。當引下線長度不足，需要在中間接頭時，引下線應(yīng)進行搭接焊接。避雷引下線敷設(shè)的有關(guān)規(guī)范規(guī)定：（1）建筑物抹灰層內(nèi)的引下線應(yīng)有卡釘分段固定；明敷的引下線應(yīng)平直、無急彎，與支架焊接處，尤其防腐且無遺漏。（2）用金屬構(gòu)件、金屬管道做接地線時，應(yīng)在構(gòu)件或管道與接地干線間焊接金屬跨接線。（3）接地線的焊接應(yīng)符合接地裝置一樣的焊接要求，材料采用的最小允許規(guī)格、尺寸和接地裝置所要求相同。（4）明敷引下線及室

12、內(nèi)接地干線的支持件間距應(yīng)均勻，水平直線部分0.30.5。（5）接地線在穿越墻壁、樓板和地坪處應(yīng)加套鋼管或其它堅固的保護套管，鋼套管應(yīng)與接地線做電氣連通。2.2明敷引下線明敷引下線應(yīng)預(yù)埋支持卡子（如圖2所示），支持卡子應(yīng)突出外墻裝飾面15以上，露出長度應(yīng)一致，將圓鋼或扁鋼固定在支持卡子上。一般第一個支持卡子在距室外地面2高出預(yù)埋，距第一個卡子正上方1.52處預(yù)埋第二個卡子，依此向上逐個埋設(shè)，間距均勻相等，并保證橫平豎直。明敷引下線調(diào)直后，從建筑物最高點由上而下，逐點與預(yù)埋在墻體內(nèi)的支持卡子套環(huán)卡固，用螺栓或焊接固定，直至斷接卡子為止。圖2 支持卡子2.3暗敷引下線沿墻或混凝土構(gòu)造柱暗敷設(shè)的引下線

13、，一般使用直徑不小于12的鍍鋅圓鋼或截面為的鍍鋅扁鐵。鋼筋調(diào)直后先與接地體（或斷接卡子）用卡釘固定好，垂直固定距離為1.52，由下至上展放或一段一段連接鋼筋，直接通過挑檐板或女兒墻與避雷帶焊接。利用建筑物鋼筋做引下線時，鋼筋直徑為16及以上時，應(yīng)利用兩根鋼筋（綁扎或焊接）作為一組引下線；當鋼筋直徑為1016時，應(yīng)利用四根鋼筋（綁扎或焊接）作為一組引下線。引下線上部（屋頂上）應(yīng)與接閃器焊接，中間與每層結(jié)構(gòu)鋼筋需進行綁扎或焊接連接，下部在室外距地面0.81處將暗敷引下線用一根12的圓鋼或截面為的扁鋼焊出，伸向室外距外墻面的距離不小于1。2.4斷接卡子為了便于測試接地電阻值，接地裝置中自然接地體和人

14、工接地體連接處和每根引下線應(yīng)有斷接卡子。斷接卡子應(yīng)有保護措施。引下線斷接卡子應(yīng)在距地面1.51.8高的位置設(shè)置。斷接卡子的安裝形式有明裝和暗裝兩種，分別如圖3和圖4所示?？衫貌恍∮诨虻腻冧\扁鋼制作，用兩根鍍鋅螺栓擰緊。引下線圓鋼或扁鋼與斷接卡子的扁鋼應(yīng)采用搭接焊。明裝引下線在斷接卡子下部，應(yīng)外套竹管、硬塑料管等非金屬管保護。保護管深入地下部分不應(yīng)小于300。明裝引下線不應(yīng)套鋼管，必須外套鋼管保護時，必須在保護鋼管的上、下側(cè)焊跨接線與引下線連接成以整體。用建筑物鋼筋做引下線，由于建筑物從上而下鋼筋連成一整體，因此不能設(shè)置斷接卡子，需在柱（或剪力墻）內(nèi)作為引下線的鋼筋上，另焊一根圓鋼引至柱（或墻

15、）外側(cè)的墻體上，在距地面1.8處，設(shè)置接地電阻測試箱；也可在距地面1.8處的柱（或墻）的外側(cè)，將用角鋼或扁鋼制作的預(yù)埋連接板與柱（或墻）的主筋進行焊接，再用引出連接板與預(yù)埋連接板相焊接，引至墻體外表面。圖3 明裝引下線斷接卡子的安裝圖中：a)-用于圓鋼連接線 b）用于扁鋼連接線 D-圓鋼直徑 B-扁鋼厚度1-圓鋼引下線 2-長度為的連接板3-鍍鋅螺栓 4-圓鋼接地線 5-扁鋼接地線圖4 暗裝引下線斷接卡子的安裝圖中：a）-專用暗裝引下線 b）-利用柱筋作引下線下左-連接板 下右-墊板 1-專用引下線 2-至柱筋引下線 3-斷接卡子4-鍍鋅螺栓 5-斷接卡子箱 6-接地線3接地裝置的安裝接地裝置

16、是接地體與接地線的總稱，埋入土壤內(nèi)并與大地直接接觸的金屬導(dǎo)體或?qū)w組，稱為接地體，又稱為接地極。接地裝置分為人工接地裝置和自然接地裝置，人工接地裝置分垂直接地體和水平接地體。下面主要介紹垂直接地體和水平接地體。并且對利用鋼筋混凝土中的鋼筋作為接地裝置時，也作了介紹。3.1人工垂直接地體安裝要求（1）不應(yīng)埋設(shè)在垃圾、爐渣、有強烈腐蝕性土壤處，遇有上述情況并不可避免時應(yīng)換土。（2）接地體與建筑物及人行道的最小距離一般不小于1.5。（3）垂直接地體應(yīng)按設(shè)計要求敷設(shè)，但最少不得少于兩根。（4）接地體應(yīng)采用鍍鋅鋼材，垂直接地體應(yīng)選用如下鋼材：鋼管或，其壁厚不應(yīng)小于3.5圓鋼直徑不小于19角鋼或，厚度不小

17、于4（5）垂直接地體之間的水平連接導(dǎo)線，其規(guī)格如下：扁鋼，厚度不小于4圓鋼截面直徑不小于8（6）垂直接地體安裝要求：埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.6，長度不應(yīng)小于2.5，間距不應(yīng)小于5。（7）焊接時應(yīng)采用搭接法。扁鋼搭接長度不小于其寬度的2倍，應(yīng)三面施焊。圓鋼搭接長度不小于直徑的6倍，應(yīng)兩面施焊。3.2人工水平接地體安裝要求敷設(shè)在建筑物四周閉合環(huán)狀的水平接地體，可埋設(shè)在建筑物散水（在建筑周圍鋪的用以防止兩水（雨水及生產(chǎn)、生活用水）滲入的保護層）在建筑周圍鋪的用以防止兩水（雨水及生產(chǎn)、生活用水）滲入的保護層及灰土基礎(chǔ)以外的基礎(chǔ)槽邊，常用鍍鋅扁鋼，最小截面積不應(yīng)小于100，厚度不應(yīng)小于4。將扁鋼側(cè)面垂直敷設(shè)

18、在地溝內(nèi)，頂部埋設(shè)深度距地面不應(yīng)小于0.6，多根平行敷設(shè)時，水平間距不小于5。如圖5所示。圖5 水平接地體安裝圖中：1-接地體 2-接地線3.3建筑物基礎(chǔ)接地裝置的安裝利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置時，敷設(shè)在鋼筋混凝土中的單根鋼筋或圓鋼，其直徑不應(yīng)小于10。被利用作為防雷裝置的混凝土構(gòu)件的鋼筋，其截面面積總和不應(yīng)小于一根直徑10鋼筋的截面積。利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置時，應(yīng)在與防雷引下線相對應(yīng)的室外埋深0.81，有被利用作為引下線的鋼筋上焊出一根的圓鋼或的鍍鋅扁鋼，伸向室外距外墻的距離不宜小于1，一邊補裝人工接地體。以下給出了鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)的接地體的安裝事例，如圖6

19、和圖7所示。圖6 鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)接地體安裝圖中：左-獨立式樁基 中-方樁基礎(chǔ) 右-挖孔樁基礎(chǔ)1-承臺架鋼筋 2-柱鋼筋 3-獨立引下線圖7 樁基礎(chǔ)鋼筋與承臺鋼筋的連接圖中：1-樁基鋼筋 2-承臺下層鋼筋 3-承臺上層鋼筋 4-連接導(dǎo)體 5-承臺鋼筋四、接地電阻1接地電阻的概念及要求接地裝置的接地電阻是接地體的對地電阻和接地線電阻的總和。接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對地電壓與通過接地體流入地中電流的比值。對于接地電阻的規(guī)定值，有關(guān)規(guī)程對部分電器設(shè)備的接地電阻做了規(guī)定，如表3所示。表3 部分電器設(shè)備裝置要求的接地電阻值接地類型接地電阻（）TN、TT系統(tǒng)中變壓器中性點接地單臺容量小于100KVA10

20、單臺容量在100KVA以上40.4KV、PE線重復(fù)接地單臺設(shè)備接地電阻要求為10時30電力設(shè)備接地電阻要求為4時10IT系統(tǒng)中，鋼筋混凝土桿、鐵桿接地50柴油發(fā)電機組接地中性點接地100KVA以下10100KVA及以上4防雷接地10燃油系統(tǒng)設(shè)備及管道防靜電接地30電子設(shè)備基地直流接地14其他交流設(shè)備的中性點接地4保護接地4防靜電接地30建筑物用避雷帶作防雷保護時一類防雷建筑物的防雷接地10二類防雷建筑物的防雷接地20三類防雷建筑物的防雷接地30采用公用接地裝置，且利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋做接地裝置時12接地電阻的測試2.1接地電阻測試儀的結(jié)構(gòu)接地電阻測試儀有ZC-8型和ZC-9型兩種。ZC-8型接地

21、電阻測試儀主要由手搖發(fā)電機、電流互感器、滑線電阻及零位指示器等組成。全部機構(gòu)都裝在鋁合金鑄造的攜帶式外殼內(nèi)。外形與普通搖表差不多，所以稱接地搖表。測量儀帶有一個附件袋，裝有接地探針兩根，導(dǎo)線三條：其中5長一條用于接地極，20長一條用于接電位探測針，40長一條用于接電流探測針。2.2接地電阻測試儀的使用（1）按圖8所示接好線。沿被側(cè)接地極E/，是電位探針P/和電流探針C/依直線彼此相距20，插入地中，且電位探針P/要插于接地極E/和電流探針C/之間。（2）用導(dǎo)線將E/、P/和C/分別接到儀表上對應(yīng)的端鈕E、P、C上。（3）將儀表放置水平位置，檢查零位調(diào)整器將其調(diào)整指于中心線。（4）將“倍率標度”置于最大倍數(shù)，慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)動機的手柄，同時旋動“測量標度盤”，是零指示器的指針指于中心線。當零指示器指針接近平衡時，加快發(fā)動機手柄的轉(zhuǎn)速，使其達到120r/min以上，調(diào)整“測量標度盤”，使指于中心線上。（5）如果“測量標度盤”的讀數(shù)小于1時，應(yīng)將“倍率標度”置于較小的倍數(shù)，再重新調(diào)整“測量標度盤”，以得到正確讀數(shù)。（6）當指針完全平衡在中心線上以后，用“測量