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摘要:随着我国经济的快速发展,城市化进程的速度加快,大量的建筑耸立在城市中,我国每年的建筑物遭雷击而被破坏的事情时有发生,造成的损失十分严重,因此在建筑物内的电气设计上采取必要的防雷措施意义十分重大,建筑物上安装的避雷装置通常是利用避雷针、避雷网、避雷线、建筑自身金属物等作为接闪体,防止建筑物本身遭受雷击而被破坏。本文对雷电的规律进行研究,讲述住宅建筑内的电气正确的预防措施及自救方法。
关键词:住宅建筑;电气设备;防雷措施;分析
一、我国对建筑物防雷等级的划分
1.第一类防雷建筑物
第一,可能会生产或者是储存易燃易爆物品的建筑物,因为这些物品危险系数比较高,一旦发生事故就会造成很严重的后果;第二,有零区或者是20区环境的建筑物,这种环境危险系数比较高;第三,一些比较微小的电火花就可能引起爆炸的建筑物,这些地方的危险物品爆炸会造成非常大的破坏,严重的会出现大量的人身伤亡事件。
2.第二类防雷建筑物
第一,我国重点保护的文物建筑物;第二,国家级的会堂、博物馆、展览厅等公众场所,还有就是火车站、城市给水水泵房等比较重要的建筑物;第三,国家级计算中心,同时包括一些安装有大量公共电子设备的建筑物;第四,国家优秀体育场所,比如北京的五棵松篮球馆,在北京举行的一些大型篮球赛事都是在那里进行的,在这个体育馆观看比赛的人员上万,如果没有一个很好地防雷措施,那么一旦出现雷击事故,那么将会造成非常严重的后果,同时会给我国带来很不好的影响;第五,有一区爆炸危险的建筑物,而且一些微小的电火花不会引起建筑物爆炸,爆炸发生之后也不会造成非常大破坏的建筑物;第六,一些小型的制造储藏易燃爆炸物品的建筑物;第七,有二区或者是二十二区危险爆炸物品的建筑物;第九,预计雷击次数比较小的一些省部级建筑物,或者是一些人员密集程度比较高的公共场所。
3.第三类防雷建筑物
第一,省级文物宝物建筑物还有就是省级档案馆,这些地方都会保存有比较重要的东西;第二,预计遭受雷击次数非常小的建筑物,主要是一些人员密集程度比较高的公共场所;第三,预计雷击次数非常小的公民住宅或者是一些小型企业的办公楼;第四,一些高度比较高的烟囱和水塔等孤立的高耸建筑物。我们在确定一个建筑物防雷等级的时候,上面的这些规定我们必须要遵守,除此之外,我们还应该在一些雷电活动比较集中地地区或者是雷电比较强的地区提高当地建筑物的防雷等级。对那些超过十九层的公民住宅,通常会按照二类防雷建筑物的标准去进行防雷设计,其他的按照三类防雷建筑物去进行电气设计。
二、建筑防雷设计的特点
建筑防雷的基本途徑是通过合理的方法,把雷电带来的能量(包括电能,电磁脉冲辐射等)合理地释放,利用或者阻挡,从而对建筑物形成有效的保护。现代防雷的三道防线是德国专家希曼斯基提出针对防雷设计的理论依据。三道防线如下:
1.外部保护
通过室外安装避雷针,避雷器等装置,把大部分的电流导入到大地,减少对建筑物与建筑物内部的伤害。
2.内部保护
使用通讯避雷器或者电源避雷器等设备,阻止雷电通过电源线或者数据通讯线路对室内的电气设备的损害。
3.过压保护
通过使用过压保护,限制通过被保护的设备的电压,使设备的电压保持在一个相对稳定的区间,不会因雷电电流过大对设备造成影响。一般用在局部需要特别防雷的设备上。
这三种特点是防雷设计需要考虑的方面,这三个反面通过不同的方法对里雷电进行防护,缺一不可,而且这三个方面是互相依存的,需要相互配合使用。针对这些特点,一般采用的方法有四种。
第一,在住宅建筑建造的过程中,装配联合共用的接地系统,即通过建筑物的金属框架,建筑物的基础,建筑物的避雷针等于地线良好连接,尽量减少电位差,形成合理的“法拉第笼”,对建筑进行保护。
第二,在住宅建筑的供电系统的各个部位,通常指防雷区交接处,逐级安装电涌保护器,避免雷击形成的过高的电压。
第三,在各个防雷交接处,除了使用电涌保护器外,还应使用等电位联结,减小需要防雷的空间内各个金属部件与其他部件其他系统之间的电位差。
三、雷电防护措施
1. 直击雷的防护
在直击雷的预防措施上要依据国际电工委员会IEC1312_1-3《雷电电磁脉冲的防护》、《电子设备雷击导则》、《电子计算机机房设计规范》、《建筑物防雷设计规范》等。选择接闪器多为避雷针、避雷网、避雷线、避雷带或者建筑物自身金属物等,在打雷时将雷电接收下来,通过接地线将其引至大地中散流装置中进行散流后再泄散入地。
2 感应雷的防护
(1)电源的防雷措施
根据楼房建设的要求,采用配电系统电源防雷一体化的防护,由于生产避雷器的厂家不同规格,其设计思想也不相同,故各厂家的避雷器性能及特点也不相同,在选择时要根据住宅建筑的实际情况谨慎选择。
(2)信号系统的防雷措施
信号系统的防雷措施与电源的防雷措施基本一致,主要采用的也是通讯避雷器设备进行防雷。依据我国的通信技术发展情况,目前计算机远程联网较为常用的方式主要有电话线、X.25专线、DDN以及帧中继等,主要的通讯网络设备有DTU、MODEM、路由器以及远程中断控制器等。
(3)等电位联接
为对雷电的反击进行预防,可以将放置在机房内的UPS、主机金属外壳、电池箱金属外壳、金属门框架、金属地板框架、铝合金窗、设施管路、电缆桥架等电位进行连接,并将其以最短的线路与最近的等电位连接带、已做为等电位连接的金属物联接,尽量在各导电物之间进行多次相互连接操作。
(4)金属的屏蔽以及重复接地
采用金属有效屏蔽并重复接地的措施,尽可能的在地中埋电缆,并应用金属导管进行屏蔽,要注意在屏蔽金属导管进入建筑物以及机房前要进行多次重复接地操作,使各种导线上引入的雷电高电压等得以最大限度的减弱,真正的避免架空的导线直接进入到建筑物中以及机房设备中。重复接地的作用有:增大流过线路保护装置的电流的加速动作,从而避免或者减轻事故的发生;设置重复接地后能将漏电设备的对地电压有效降低,将触电的危险程度降到最低。
3. 雷电侵入波的预防
为了对雷电侵入波沿低电压线路而进入到室内起到有效预防效果,最好采用地下电缆供电的方式连接低压线路,将电缆的金属外皮以及金属线槽等在入户端接地。在采用架空电线供电时,要在其进户外设置一组低压阀型的避雷器或者留存有2-3mm的保护间隙,要保证其与绝缘子的铁脚一起接地,接地的装置可以与电气设备一起应用。接地电阻要保证小于等于5-30Ω,而阀型的避雷器可以安装在被保护的物体的引入端,上端要接在线路上,下端与地相连,在正常情况下,避雷器的间隙会保持一种绝缘的状态,不会对系统的正常运行产生影响,而当发生雷击沿着线路有冲击波侵袭时,避雷器会被击穿而与地相接,达到强行将冲击波切断的目的,此时进入被保护物体的电压就仅仅是雷电雷电流经过避雷器被处理后的残压,而雷电流通后,避雷器的间隙又恢复正常绝缘状态。
结语
高层建筑过程中,防雷技术是需要充分考虑的问题,并且这些电气设施在建筑物中的应用逐渐广泛,其被雷击中可能性比较大,所以加强对高层建筑电气设计中防雷设计手段的探究十分关键,电气设计工作者需要不断借鉴国外的实践经验,为了更好的弥补我国防雷设计层面的缺陷。
参考文献:
[1]胡灿明,肖平,陈世文,汪文理.浅谈多层民用住宅防雷设计与施工[期刊论文]《中国科技博览》-2011年第22期.
[2]李大生.住宅建筑电气防雷措施分析[期刊论文]《价值工程》ISTIC-2010年第18期.
[3]吴卫.民用住宅的防雷及用电保护设计的探讨[期刊论文]《四川电力技术》-2013年第3期.
关键词:住宅建筑;电气设备;防雷措施;分析
一、我国对建筑物防雷等级的划分
1.第一类防雷建筑物
第一,可能会生产或者是储存易燃易爆物品的建筑物,因为这些物品危险系数比较高,一旦发生事故就会造成很严重的后果;第二,有零区或者是20区环境的建筑物,这种环境危险系数比较高;第三,一些比较微小的电火花就可能引起爆炸的建筑物,这些地方的危险物品爆炸会造成非常大的破坏,严重的会出现大量的人身伤亡事件。
2.第二类防雷建筑物
第一,我国重点保护的文物建筑物;第二,国家级的会堂、博物馆、展览厅等公众场所,还有就是火车站、城市给水水泵房等比较重要的建筑物;第三,国家级计算中心,同时包括一些安装有大量公共电子设备的建筑物;第四,国家优秀体育场所,比如北京的五棵松篮球馆,在北京举行的一些大型篮球赛事都是在那里进行的,在这个体育馆观看比赛的人员上万,如果没有一个很好地防雷措施,那么一旦出现雷击事故,那么将会造成非常严重的后果,同时会给我国带来很不好的影响;第五,有一区爆炸危险的建筑物,而且一些微小的电火花不会引起建筑物爆炸,爆炸发生之后也不会造成非常大破坏的建筑物;第六,一些小型的制造储藏易燃爆炸物品的建筑物;第七,有二区或者是二十二区危险爆炸物品的建筑物;第九,预计雷击次数比较小的一些省部级建筑物,或者是一些人员密集程度比较高的公共场所。
3.第三类防雷建筑物
第一,省级文物宝物建筑物还有就是省级档案馆,这些地方都会保存有比较重要的东西;第二,预计遭受雷击次数非常小的建筑物,主要是一些人员密集程度比较高的公共场所;第三,预计雷击次数非常小的公民住宅或者是一些小型企业的办公楼;第四,一些高度比较高的烟囱和水塔等孤立的高耸建筑物。我们在确定一个建筑物防雷等级的时候,上面的这些规定我们必须要遵守,除此之外,我们还应该在一些雷电活动比较集中地地区或者是雷电比较强的地区提高当地建筑物的防雷等级。对那些超过十九层的公民住宅,通常会按照二类防雷建筑物的标准去进行防雷设计,其他的按照三类防雷建筑物去进行电气设计。
二、建筑防雷设计的特点
建筑防雷的基本途徑是通过合理的方法,把雷电带来的能量(包括电能,电磁脉冲辐射等)合理地释放,利用或者阻挡,从而对建筑物形成有效的保护。现代防雷的三道防线是德国专家希曼斯基提出针对防雷设计的理论依据。三道防线如下:
1.外部保护
通过室外安装避雷针,避雷器等装置,把大部分的电流导入到大地,减少对建筑物与建筑物内部的伤害。
2.内部保护
使用通讯避雷器或者电源避雷器等设备,阻止雷电通过电源线或者数据通讯线路对室内的电气设备的损害。
3.过压保护
通过使用过压保护,限制通过被保护的设备的电压,使设备的电压保持在一个相对稳定的区间,不会因雷电电流过大对设备造成影响。一般用在局部需要特别防雷的设备上。
这三种特点是防雷设计需要考虑的方面,这三个反面通过不同的方法对里雷电进行防护,缺一不可,而且这三个方面是互相依存的,需要相互配合使用。针对这些特点,一般采用的方法有四种。
第一,在住宅建筑建造的过程中,装配联合共用的接地系统,即通过建筑物的金属框架,建筑物的基础,建筑物的避雷针等于地线良好连接,尽量减少电位差,形成合理的“法拉第笼”,对建筑进行保护。
第二,在住宅建筑的供电系统的各个部位,通常指防雷区交接处,逐级安装电涌保护器,避免雷击形成的过高的电压。
第三,在各个防雷交接处,除了使用电涌保护器外,还应使用等电位联结,减小需要防雷的空间内各个金属部件与其他部件其他系统之间的电位差。
三、雷电防护措施
1. 直击雷的防护
在直击雷的预防措施上要依据国际电工委员会IEC1312_1-3《雷电电磁脉冲的防护》、《电子设备雷击导则》、《电子计算机机房设计规范》、《建筑物防雷设计规范》等。选择接闪器多为避雷针、避雷网、避雷线、避雷带或者建筑物自身金属物等,在打雷时将雷电接收下来,通过接地线将其引至大地中散流装置中进行散流后再泄散入地。
2 感应雷的防护
(1)电源的防雷措施
根据楼房建设的要求,采用配电系统电源防雷一体化的防护,由于生产避雷器的厂家不同规格,其设计思想也不相同,故各厂家的避雷器性能及特点也不相同,在选择时要根据住宅建筑的实际情况谨慎选择。
(2)信号系统的防雷措施
信号系统的防雷措施与电源的防雷措施基本一致,主要采用的也是通讯避雷器设备进行防雷。依据我国的通信技术发展情况,目前计算机远程联网较为常用的方式主要有电话线、X.25专线、DDN以及帧中继等,主要的通讯网络设备有DTU、MODEM、路由器以及远程中断控制器等。
(3)等电位联接
为对雷电的反击进行预防,可以将放置在机房内的UPS、主机金属外壳、电池箱金属外壳、金属门框架、金属地板框架、铝合金窗、设施管路、电缆桥架等电位进行连接,并将其以最短的线路与最近的等电位连接带、已做为等电位连接的金属物联接,尽量在各导电物之间进行多次相互连接操作。
(4)金属的屏蔽以及重复接地
采用金属有效屏蔽并重复接地的措施,尽可能的在地中埋电缆,并应用金属导管进行屏蔽,要注意在屏蔽金属导管进入建筑物以及机房前要进行多次重复接地操作,使各种导线上引入的雷电高电压等得以最大限度的减弱,真正的避免架空的导线直接进入到建筑物中以及机房设备中。重复接地的作用有:增大流过线路保护装置的电流的加速动作,从而避免或者减轻事故的发生;设置重复接地后能将漏电设备的对地电压有效降低,将触电的危险程度降到最低。
3. 雷电侵入波的预防
为了对雷电侵入波沿低电压线路而进入到室内起到有效预防效果,最好采用地下电缆供电的方式连接低压线路,将电缆的金属外皮以及金属线槽等在入户端接地。在采用架空电线供电时,要在其进户外设置一组低压阀型的避雷器或者留存有2-3mm的保护间隙,要保证其与绝缘子的铁脚一起接地,接地的装置可以与电气设备一起应用。接地电阻要保证小于等于5-30Ω,而阀型的避雷器可以安装在被保护的物体的引入端,上端要接在线路上,下端与地相连,在正常情况下,避雷器的间隙会保持一种绝缘的状态,不会对系统的正常运行产生影响,而当发生雷击沿着线路有冲击波侵袭时,避雷器会被击穿而与地相接,达到强行将冲击波切断的目的,此时进入被保护物体的电压就仅仅是雷电雷电流经过避雷器被处理后的残压,而雷电流通后,避雷器的间隙又恢复正常绝缘状态。
结语
高层建筑过程中,防雷技术是需要充分考虑的问题,并且这些电气设施在建筑物中的应用逐渐广泛,其被雷击中可能性比较大,所以加强对高层建筑电气设计中防雷设计手段的探究十分关键,电气设计工作者需要不断借鉴国外的实践经验,为了更好的弥补我国防雷设计层面的缺陷。
参考文献:
[1]胡灿明,肖平,陈世文,汪文理.浅谈多层民用住宅防雷设计与施工[期刊论文]《中国科技博览》-2011年第22期.
[2]李大生.住宅建筑电气防雷措施分析[期刊论文]《价值工程》ISTIC-2010年第18期.
[3]吴卫.民用住宅的防雷及用电保护设计的探讨[期刊论文]《四川电力技术》-2013年第3期.