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摘要：本文主要针对建筑物防雷，介绍外部防雷（防直击雷和防雷电反击）和内部防雷（防雷电感应、防雷电波侵入和防生命危险）中的防雷电反击问题，并结合工作实践，着重阐述防反击的措施，保护人员、设备安全。
关键词：高层建筑雷电反击措施
引言：
随着社会经济发展，人民生活水平的不断提高，办公、居家环境是越来越好、功能越来越完善。为了充分利用土地资源，分摊建设成本，高层和智能建筑不断增多，计算机等电子信息系统设备（通讯、办公）、家用电气的普遍使用，每年因雷击损坏设备造成生产、生活问题也日益突出。本文主要针对如何采取有效措施消除因地电位反击、引下线、接地线过长等造成过电压反击问题谈几点做法。
《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94（2000年版）规定：第一类建筑物防直击雷首先应采用独立避雷针或架空避雷线（网），由于太高或其它原因不能裝设独立避雷针或架空避雷线（网），允许采用附设于建筑物上的防雷装置进行保护，在实际工作中这种情况所遇甚少，大量是第二类、第三类建筑物，均采用附设于建筑物上的防雷装置进行保护。防雷普遍做法是屋面采用避雷网做接闪器，局部设备加装避雷针，利用结构柱主筋做引下线，内部设备做等电位连接，超出滚球半径高度的设均压环，共用基础钢筋网自然接地装置。
从基本计算公式中可知，对于第一、二、三类建筑物雷电流副值I分别取200KA、150KA/100KA时，接地装置在泄放雷电流时，接地装置的电位主要取决于接地电阻，这时hx近似于0，接地电阻越小，地电位越低；在高层建筑物的接地电阻足够小时（一般设计均要求不大于1Ω），接闪器、引下线、等电位连接线上的电位主要取决于设备、线路至等电位连接点或接地点的长度，线路越短，电位越低，反之越高，因反击损坏设备的可能性越大。
具体的防雷电反击措施如下：
《建筑物防雷设计规范》已明确，防雷电反击首先是“躲”，即与防雷装置保持一定的间距，在无法与防雷装置达到安全距离情况下等电位连接，这里“均压”也不能忽视，等电位连接虽然可使一定范围内设备电位相等，但处在不同位置（如不同楼层间）各等电位网络之间却不一定处在同一电位上，可能存在电位差，此电位差可通过相互联系的管线损毁设备或成为干扰源。
1. 接闪器网格尺寸越小，反击危险越小
屋面通常布置有中央空调机组、消控设施、收发天线、太阳能、景观灯等大量电气设备和亮化设施，各设施之间如果等电位连接不合理，某个设备受到直击雷或雷电感应瞬间的电位难以达到一致，则不可避免地出现因雷电反击而损毁设备。因此屋面除按《建筑物防雷设计规范》第一、二、三类建筑物规定的网格尺寸布置接闪器防直击雷外，还应考虑屋面各设备间电位均匀分布，消除雷电反击现象，较大的设备（空调机、天线、太阳能等）或较长金属管道（水管、桥架等）需要对称两点或多点就近最短距离与避雷网连接，在设备安装位置纵横向增设避雷带构成较小的避雷网格，使各设备之间、设备与避雷网之间均有连接，从而消除电位差减小反击危险。
2. 引下线数量较多且间距越小，反击危险越小
在接闪器接受直击雷时，雷电流通过引下线泄放入地。从分流系数kc可知，在接闪器成闭合环或网状时，多根引下线的分流系数kc=0.44，即接闪点引下线仅通过全部雷电流的44%，56%的雷电流通过其它引下线泄放，引下线上的电压也就降至U=0.44IR，反击危险也相应减小。因此，仅管规范允许使用一根引下线的情况，为保证建筑物内的人员和设备安全，也需布置两根或多根引下线。配合避雷网引下线间距越小，对雷电感应的屏蔽效果越好，局部区域电位分布越均匀，引下线上电压降越小，反击危险也减小。
在实践工作中发现许多设计施工者片面考虑引下线间距标准，在建筑内部布置许多引下线，根据“趋肤效应”、“电磁感应”原理，趋肤效应使雷电流从四周的引下线导走，内部引下线的雷电流趋于小值；电磁感应在各层楼板内钢筋网中产生感生电流，同样使引下线中的雷电流趋于小值。因此通过内部引下线泄放的雷电流是很少部分，却能把危险的高电位引入建筑内，达不到增加引下线减小电压降的效果，《建筑物防雷设计规范》已明确引下线布置“应沿建筑物四周均匀或对称布置,……”综上分析此举不可取。
3. 引下线越短，反击危险越小
引下线的布置应符合短而直的基本要求。对于较高建筑物，引下线很长，雷电流的电感压降将达到很大的数值，从基本计算公式中可知，建筑物越高引下线越长，L值越大，电压U值也越大，对建筑内的人员、设备存在反击危险也越大。如何解决因建筑物增高，引下线过长的问题呢？设置若干均压环，第一类建筑每12m、第二类、第三类建筑每20m设一均压环，将各条引下线与不同高度的均连接起来，同时将建筑物内金属物体、接地干线就近接到各均压环上，以减小各设备与引下线之间的电位差和环路感应电压，避免发生反击危险。
在检查中发现，许多施工者为了利用结构柱钢筋作引下线，不管在什么部位，遇到无柱时就利用附近柱继续引上，增加了引下线长度和弯曲度，同时也阻碍雷电流快速泄放入地。另外建筑内金属物体通过若干很长的接地干线连接，仅在基础位置一点接地，与引下线构成的环路感应面积大，不同高度物体的电位不尽相同，存在较大的危险电压差，在实践工作中应避免以上做法。
4. 共用接地装置，减小地电位反击
由于防雷装置直接装在建筑物上，要保持防雷装置与各种金属物体之间的距离已成为不可能。只能将屋内各种金属物体及进出建筑物的各种金属管线，进行严格的接地，共用防雷接地装置，并进行多处连接，使防雷装置和邻近的金属物休电位相等或降低其间的电位差，以防反击危险。
5. 接地电阻越小，反击危险越小
雷闪直接击于建筑物的防雷装置时，共用接地装置的电位将升高，可能击穿低压装置或用电设备的绝缘，损坏设备或伤及人员。从基本计算公式可知，接地装置的电压U取决IR项，接地电阻R值越小，电压U值越小，为了降低雷电流流散入地时产生危险的过电压，防止地电位反击危险，要求较低的接地电阻值。
但是，不能由于要达到某一很低的接地电阻而花费过大。因此，只要采取严格的各种金属物体与防雷装置之间的连接和均压措施，则不会出现危险的电压差。为了使地电位分布均匀，接地装置应设置成环形，并构成较小的网格状。
结语
要消除雷击高层建筑物时的高电位反击危险，最主要的措施就是尽可能的降低接地装置的接地电阻、均压（不能机械地按规范从30m、45m、60m开始设均压环，可按公式U=I·Ri＋L0·hx·di/dt确定均压环间距）、等电位、合适的接闪器网格和引下线布置。
参考文献：
《建筑物防雷设计规范》（2000年版）.GB 50057-94.
关键词：高层建筑雷电反击措施
引言：
随着社会经济发展，人民生活水平的不断提高，办公、居家环境是越来越好、功能越来越完善。为了充分利用土地资源，分摊建设成本，高层和智能建筑不断增多，计算机等电子信息系统设备（通讯、办公）、家用电气的普遍使用，每年因雷击损坏设备造成生产、生活问题也日益突出。本文主要针对如何采取有效措施消除因地电位反击、引下线、接地线过长等造成过电压反击问题谈几点做法。
《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94（2000年版）规定：第一类建筑物防直击雷首先应采用独立避雷针或架空避雷线（网），由于太高或其它原因不能裝设独立避雷针或架空避雷线（网），允许采用附设于建筑物上的防雷装置进行保护，在实际工作中这种情况所遇甚少，大量是第二类、第三类建筑物，均采用附设于建筑物上的防雷装置进行保护。防雷普遍做法是屋面采用避雷网做接闪器，局部设备加装避雷针，利用结构柱主筋做引下线，内部设备做等电位连接，超出滚球半径高度的设均压环，共用基础钢筋网自然接地装置。
从基本计算公式中可知，对于第一、二、三类建筑物雷电流副值I分别取200KA、150KA/100KA时，接地装置在泄放雷电流时，接地装置的电位主要取决于接地电阻，这时hx近似于0，接地电阻越小，地电位越低；在高层建筑物的接地电阻足够小时（一般设计均要求不大于1Ω），接闪器、引下线、等电位连接线上的电位主要取决于设备、线路至等电位连接点或接地点的长度，线路越短，电位越低，反之越高，因反击损坏设备的可能性越大。
具体的防雷电反击措施如下：
《建筑物防雷设计规范》已明确，防雷电反击首先是“躲”，即与防雷装置保持一定的间距，在无法与防雷装置达到安全距离情况下等电位连接，这里“均压”也不能忽视，等电位连接虽然可使一定范围内设备电位相等，但处在不同位置（如不同楼层间）各等电位网络之间却不一定处在同一电位上，可能存在电位差，此电位差可通过相互联系的管线损毁设备或成为干扰源。
1. 接闪器网格尺寸越小，反击危险越小
屋面通常布置有中央空调机组、消控设施、收发天线、太阳能、景观灯等大量电气设备和亮化设施，各设施之间如果等电位连接不合理，某个设备受到直击雷或雷电感应瞬间的电位难以达到一致，则不可避免地出现因雷电反击而损毁设备。因此屋面除按《建筑物防雷设计规范》第一、二、三类建筑物规定的网格尺寸布置接闪器防直击雷外，还应考虑屋面各设备间电位均匀分布，消除雷电反击现象，较大的设备（空调机、天线、太阳能等）或较长金属管道（水管、桥架等）需要对称两点或多点就近最短距离与避雷网连接，在设备安装位置纵横向增设避雷带构成较小的避雷网格，使各设备之间、设备与避雷网之间均有连接，从而消除电位差减小反击危险。
2. 引下线数量较多且间距越小，反击危险越小
在接闪器接受直击雷时，雷电流通过引下线泄放入地。从分流系数kc可知，在接闪器成闭合环或网状时，多根引下线的分流系数kc=0.44，即接闪点引下线仅通过全部雷电流的44%，56%的雷电流通过其它引下线泄放，引下线上的电压也就降至U=0.44IR，反击危险也相应减小。因此，仅管规范允许使用一根引下线的情况，为保证建筑物内的人员和设备安全，也需布置两根或多根引下线。配合避雷网引下线间距越小，对雷电感应的屏蔽效果越好，局部区域电位分布越均匀，引下线上电压降越小，反击危险也减小。
在实践工作中发现许多设计施工者片面考虑引下线间距标准，在建筑内部布置许多引下线，根据“趋肤效应”、“电磁感应”原理，趋肤效应使雷电流从四周的引下线导走，内部引下线的雷电流趋于小值；电磁感应在各层楼板内钢筋网中产生感生电流，同样使引下线中的雷电流趋于小值。因此通过内部引下线泄放的雷电流是很少部分，却能把危险的高电位引入建筑内，达不到增加引下线减小电压降的效果，《建筑物防雷设计规范》已明确引下线布置“应沿建筑物四周均匀或对称布置,……”综上分析此举不可取。
3. 引下线越短，反击危险越小
引下线的布置应符合短而直的基本要求。对于较高建筑物，引下线很长，雷电流的电感压降将达到很大的数值，从基本计算公式中可知，建筑物越高引下线越长，L值越大，电压U值也越大，对建筑内的人员、设备存在反击危险也越大。如何解决因建筑物增高，引下线过长的问题呢？设置若干均压环，第一类建筑每12m、第二类、第三类建筑每20m设一均压环，将各条引下线与不同高度的均连接起来，同时将建筑物内金属物体、接地干线就近接到各均压环上，以减小各设备与引下线之间的电位差和环路感应电压，避免发生反击危险。
在检查中发现，许多施工者为了利用结构柱钢筋作引下线，不管在什么部位，遇到无柱时就利用附近柱继续引上，增加了引下线长度和弯曲度，同时也阻碍雷电流快速泄放入地。另外建筑内金属物体通过若干很长的接地干线连接，仅在基础位置一点接地，与引下线构成的环路感应面积大，不同高度物体的电位不尽相同，存在较大的危险电压差，在实践工作中应避免以上做法。
4. 共用接地装置，减小地电位反击
由于防雷装置直接装在建筑物上，要保持防雷装置与各种金属物体之间的距离已成为不可能。只能将屋内各种金属物体及进出建筑物的各种金属管线，进行严格的接地，共用防雷接地装置，并进行多处连接，使防雷装置和邻近的金属物休电位相等或降低其间的电位差，以防反击危险。
5. 接地电阻越小，反击危险越小
雷闪直接击于建筑物的防雷装置时，共用接地装置的电位将升高，可能击穿低压装置或用电设备的绝缘，损坏设备或伤及人员。从基本计算公式可知，接地装置的电压U取决IR项，接地电阻R值越小，电压U值越小，为了降低雷电流流散入地时产生危险的过电压，防止地电位反击危险，要求较低的接地电阻值。
但是，不能由于要达到某一很低的接地电阻而花费过大。因此，只要采取严格的各种金属物体与防雷装置之间的连接和均压措施，则不会出现危险的电压差。为了使地电位分布均匀，接地装置应设置成环形，并构成较小的网格状。
结语
要消除雷击高层建筑物时的高电位反击危险，最主要的措施就是尽可能的降低接地装置的接地电阻、均压（不能机械地按规范从30m、45m、60m开始设均压环，可按公式U=I·Ri＋L0·hx·di/dt确定均压环间距）、等电位、合适的接闪器网格和引下线布置。
参考文献：
《建筑物防雷设计规范》（2000年版）.GB 50057-94.