防雷接地系统设计方案.doc

吉林建筑工程学院第6章 防雷接地系统设计方案建筑物防雷设计时应根据地质,地貌,气象,环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等,因地制宜采取防雷措施.明确建筑物防雷分类和保护措施及相应的防雷做法,如接闪器,引下线,接地装置,屏蔽,等电位连接,电涌保护器,安全距离隔离措施等,使其适合建筑形式和其内部存放设备和物质性质,做到安全可靠,技术先进,经济合理以及施工维护方便。6.1 建筑物预计雷击次数确定 1、建筑物防雷可分为三类：制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物；具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者等均为一类防雷建筑物。国家级的重点文物保护的建筑物，国家级会堂，办公建筑，大型博展建筑，特大型火车站，国际性航空港，通信枢纽，国宾馆，大型旅游建筑，超高层建筑，预计雷击次数大于或等于0.3次/年的住宅、办公楼等一般民用建筑以及高度超过100m的建筑物等均属于二类防雷建筑。省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆;预计雷击次数大于或等于0.012次/年,且小于或等于0.06次/年的部省级办公楼及其他重要或人员密集的公共建筑; 预计雷击次数大于或等于0.06次/年,且小于或等于0.3次/年的住宅、办公楼等一般民用建筑等均属于三类防雷建筑。2、建筑物预计雷击次数确定本建筑位于吉林省长春市，其建筑物长99.75m，宽68.6m，高40m，当地平均雷暴日为36.6d/a,雷击大地年平均密度0.0342次/（kma）。（1）本建筑物年预计雷击次数应按下式确定 式中 N-建筑物预计雷击次数，次/a； k-校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水漏处、土山顶部、山谷风口处的建筑物，及特别潮湿的建筑物取1.5； Ng-建筑物所处地区雷击大地的年平均密度次/（km2*a）； Ae-与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。（2）雷击大地的年平均密度应按下式确定 Ng=0.024Td1.3式中 Td-年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）。（3）建筑物等效面积Ae应为其实际面积向外扩大后的面积。建筑物高度小于100米时，其每边的扩大宽度的等效面积应按下式计算确定 式中 D-建筑物每边的扩大宽度，m;L、W、H-分别为建筑物的长宽高，m;在本工程中 L=99.75m W=68.6m H=40m k=1 Td=36.6通过计算得 N=0.1937次/a3、防雷等级确定根据建筑防雷技术规范GB5005794(2000年版)规定：根据建筑物重要性，使用性质，发生雷电事故可能性和后果，按防雷要求应分为三类。1、 遇下列情况之一时，应划分为第一类防雷建筑物：1）凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物性质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。2）具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。3）具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸会造成巨大破坏和人身伤亡者。2、遇下列情况之一时，应划分为第二类防雷建筑物： 1）国家级重点文物保护的建筑物。 2）国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案库、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。3）国家级计算机中心，国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。4）制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。5）具有1区爆炸性危险环境的建筑物，且火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。6）具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。8）预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。9）预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。3、遇下列情况之一时，应划分为第三类防雷建筑物： 1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 2）预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。3）预计雷击次数大于或等于0.06次/a、且小于等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。4）预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。5）根据雷击后对工业的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。6）在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱，水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。本建筑物属于三类防雷设计6.2防雷接地系统设计方案1、建筑物防雷：依据工业与民用配电设计手册783页，该建筑物预计雷击次数为0.1937次/a。本工程属于第三类防雷建筑物。满足防直击雷，防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。屋顶易受雷击部位用10镀锌圆钢设置避雷带，屋顶避雷连接线网格不大于20mX20m,并在屋顶装饰物顶部分别设两组提前放电避雷针。利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根16以上主筋通长焊接作为引下线，间距不得大于20m，引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础底梁及基础底版轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。2、接地及安全：本工程的防雷接地，电气设备的保护接地，消防控制室的接地共用统一接地极，要求接地电阻不大于1。其工作零线和保护地线在接地点后要严格分开。凡正常不带电而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。在所有弱电设备、电梯机房、卫生间、进出户内外金属管等处利用柱内钢筋做等电位连接。3、为预防雷电电磁脉冲引起的过电流和过电压，在配电室低压母线上，末端配电箱及弱电机房配电箱内，屋顶外的风机，室外照明配电箱等处装设浪涌保护器（SPD）。4、系统方案：本建筑物按三级防雷保护设计。屋面采用10镀锌圆钢沿女儿墙、屋面四周明敷设避雷带，在屋面座小于20m20m的避雷网，并与屋面的钢网架、屋面板及现浇板、柱内的钢筋与柱内作为防雷引下线的两根柱内主筋做有效的电气连接。接地采用联合接地，利用部分结构柱内四根主筋作防雷引下线，利用地下室底板钢筋网桩基础作综合接地装置，接地电阻R1。从首层起每三层利用结构圈梁水平10钢筋与引下线焊接成均压环。所有引下线、建筑物的金属结构和金属物体、外墙栏杆、金属门窗等较大金属物直接或通过金属门窗予埋铁构件与避雷带焊接。屋面所有金属管道及所有进出本工程的各种金属管道，均应与避雷带焊接在一起。在各电气竖井内垂直安装一根10镀锌圆钢作接地干线与竖井内所有不带电的金属外壳和接地网焊接在一起。施工中应实测阻值，如达不到要求应增加人工接地板至满足要求为止施工见国标D562图集。本工程医疗设备接地与建筑防雷接地共用接地极。本工程各系统共用接地装置。6.3防雷措施依据注册电气工程师设计手册第二类住宅防雷建筑物应有防直击雷和防雷电波侵入的措施。当这些建筑物的防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接。防雷等电位连接是将分开的导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。6.3.1 防直击雷（1）采用装设在建筑物上的避雷带为接闪器。避雷带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设；在整个屋面组成不大于10m10m或12m8m的网格。突出屋面的物体，在其四周做避雷带，并和屋面防雷装置相连。（2）引下线不应小于两根，当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度接引下线，但引下线的平均间距不应大于25m。（3）每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30，其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离不应小于2m。在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。6.3.2 防雷电波侵入（1）当建筑物为钢筋混凝土结构，即可利用结构圈梁钢筋与柱内作为引下线的钢筋进行绑扎或焊接作为均压环。对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连；当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器，避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻Rsh不宜大于30。联合电阻R1。（2）进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上或单独直接接地，其冲击接地电阻不宜大于30。第7章 等电位联接设计方案7.1 接地及等电位等电位可以防止雷电波侵入，本工程在进户处做等电位连接，在卫生间设置局部等电位，具体做法详见等电位连接安装。接地电阻是接地体的流散电阻与接地线电阻的总和。一般接地线的电阻很小，可以略去不计，因此可以认为接地体的流散电阻就是接地电阻。冲击接地电阻RSh小于30欧姆，工频接地电阻RE小于1欧姆。当采用共用接地装置时，其接地电阻应按各系统中最小值要求设置。在结构完成后，必须通过测试点测试接地电阻，若达不到设计要求，应加接人工接地体。等电位联接是防止触电保护的一项重要措施，等电位联接是指为达到等电位目的而实施的导体连接。这些导体的连接正常工作时不通过电流，只传递电位，仅在故障时才通过故障电流。辅助等电位联接是指将局部范围内的建筑物金属构件、金属管道、设备外露可导电部分及PE线作等电位联接。局部等电位联接是指由分配电盘中的PE线作一分接地端子箱，并由分接地端子箱将局部范围内的建筑物金属构件、金属管道、设备外露可导电部分及PE线作等电位联接。等电位保护及其做法参考国家建筑标准设计图集 03D5013利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装和02D5012