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一、 雷电基本知识一、人类对雷电的认识、防雷的起源 我国古代（公元前1500年）就有对雷电现象的初步记载，后在论衡、南齐书、梦溪笔谈中都有雷电对人、物灾害以及尖端放电的记载。那时人们对雷电只有一个表面的、带有神秘色彩的认识，没有通过实验的手段对雷电现象进行深入的探索。16世纪以前的欧洲是神学为主的时代，任何科学的、先进的思想和学说都是“异端”，雷电是来自“神”的意志。16世纪后，在教堂一次次受雷击而受损，无论多么虔诚的祈祷”神的意志“也不可动摇的时候，人们开始对雷电现象进行客观的思考。从盖利克创造人工起电机开始到“莱顿瓶”的发明、到收集天电的实验，对雷电的认识进入到理性和科学的时期。17世纪中叶，伟大的富兰克林（美国政治经济学家、科学家，独立宣言的起草人之一），通过多次实验，证实了天电与地电的同一性；通过仔细的观察和科学的思考发现自然界的放电现象，并提出和实施了引雷入地的措施和方法安装“避雷针“。他的发明一直沿用至今仍是防直击雷的有效措施之一。二、雷雨云的形成雷电是雷雨云之间或在云地之间产生的放电现象，雷雨云是产生雷电的先决条件。那么雷雨云是怎样形成的？分别从宏观结构、微物理结构谈起。（一）雷雨云的宏观结构雷雨云是对流云发展的成熟阶段，它往往是从积云发展起来的。发展完整的对流云，其生命史可以分为以下三个阶段：1形成阶段、2成熟阶段：3、消散阶段：1形成阶段：这一阶段主要是从淡积云向浓积云发展。云的垂直尺度有较大的增长，云顶轮廓逐渐清楚，呈圆孤状或菜花形，云体耸立成塔状。这样的云我们在盛夏常常看到。在形成阶段中，云中全部为比较规则的上升气流，在云的中、上部为最大上升气流区。上升气流的垂直廓线呈抛物线型。在形成阶段，一般不会产生雷电。图1 一块雷雨云的气流结构示意图2成熟阶段：从浓积云发展成积雨云，就伴随雷电活动和降水，这是成熟阶段的征象。在成熟阶段，云除了有规则的上升气流外，同时也有系统性的下沉气流。上升气流通常在云的移动方向的前部。往往在云的右前侧观测到最强的上升气流。上升气流一般在云的中、上部达到最大值，可以超过2530米秒(见图1)。 3、消散阶段：一阵电闪雷鸣、狂风暴雨之后，雷雨云就进入了消散阶段。这时，云中已为有规则的下沉气流所控制。云体逐渐崩溃，云上部很快演变成中、高云系，云底有时还有一些碎积云或碎层云。（二）雷雨云的微物理结构：图2 一块雷雨云的微物理结构示意图一块成熟的雷雨云，其顶部可以伸展到40的高度(约l万米以上)，而云底部的温度却在10以上。由于云体在垂直方向上跨过了这么宽的温度范围，因而云中水汽凝结物的相态就很不一样。在云中有水滴，过冷却水滴、雪晶、冰晶等(见图2)。我们把雷雨云按温度高低来分层，便可以看：在温度高于0的“暖层”的云中，全部是水滴(包括云滴)，在温度0至8的云层中，即有较多的过冷却水滴(温度低于0的水滴)，也有一些雪晶、冰晶；在温度低于20的云层中，由于过冷却水滴自然冻结的概率大为增加，云中冰晶的天然成冰核作用更为显著，故云中基本上都是雪晶和冰晶了。在成熟阶段的雷雨云中，发生着非常复杂的微物理过程，在云的“暖层”，有水滴之间由于大小不同而发生的重力碰撞，也有湍流碰撞和电、声碰撞过程。同时，有大水滴在气流作用下发生变形，破碎而产生“连锁反应”；还有由云的“冷层”中掉到“暖层”中来的大雪花、霰等的融化等。在温度0至20的云层中，水汽由液态往固态转移十分活跃，冰、雪晶的粘连，大冰晶破碎等也很频繁。在低于20的云层中，也还有冰晶之间的粘连和大冰晶的破碎过程发生。在雷雨云中发生的所有这此微物理过程，都可以导致云中水汽凝结物电学状态的改变，对于雷雨云的起电有十分重要的贡献。三、雷雨云起电机理雷雨云起电的机理目前主要有四种理论：（1）水滴破裂效应，（2）吸电荷效应，（3）水滴冻冰效应，（4）温差起电效应（1）水滴破裂效应：云中水滴在高速气流中作激烈运动，分裂成一些带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒，后者同时被上升气流携带到高空，前者落在低空，这样正负两种电荷便在云层中被分离，这也就是造成90的云层下部带负电的原因。（2）吸电荷效应：由于宇宙射线或其它电离作用，大气中存在正负离子，又因为空间存在电场，在电场力的作用下正负离子在云的上下层分别积累，从而使雷雨云带电，又称感应起电。（3）水滴冻冰效应：水滴在结冰过程中会产生电荷，冰晶带正电荷，水带负电荷，当上升气流把冰晶上的水分带走时，就会导致电荷的分离，而使雷雨云带电。（4）温差起电效应：实验证明在冰块中存在着正离子（H+）和负离子（OH-），在温度发生变化时，离子发生扩散运动并相互分离。积雨云中的冰晶和雹粒在对流的碰撞和摩擦运动中会造成温度差异，并因温差起电，带电的离子又因重力和气候作用而分离扩散，最后达到一定的动态平衡。综上所述，雷雨云起电可能是某一机理也可能是多种机理的效应而产生的。四、大气电学的发展与现代防雷富兰克林的时代只能定性的了解雷电，并且对雷电的认识和研究长时期停滞没有发展，这种局面一直到开尔芬勋爵（18241907）才有长足发展。开尔芬勋爵提出了电势的概念，发明了象限静电计，大大提高了电势测量的精确度。他指出：“要弄清大气电场，应该用气球携带仪器测量不同高度的大气电势梯度，要考虑大气的导电性，要研究雨滴的起电，要用照相记录作为研究的重要方法”。他所指出的正是现代雷电研究的几个重要方法，后人沿着他所指明的方向在大气电场、大气体电荷分布、雷雨云中电荷分布、雷电成因、雷电灾害、防雷（消雷）等问题作了大量工作，并且取得了许多可喜的成绩。二十世纪雷电研究和工作者们，对大气导电特性、对闪电（照相法）、雷雨云起电机制和云中电荷分布进行了研究，特别是50年代后，由于航空航天、微电子技术以及、电力事业的发展使得对雷电和防雷的研究、防雷技术应用进入了一个新时期。早期的防雷技术主要是防直击雷，采用安装避雷针引雷入地的措施，而且该方法经长期使用对防直击雷还是很有效的，因此一直沿用至今。随着航空航天、微电子技术以及、电力事业的发展，人们渐渐发现仅仅用这种简单的办法还是有问题的，于是开始研究和使用新型避雷仪器，特别以防感应雷击为主的避雷器件和其它措施。在建筑行业中对于雷电的防护由二维发展到三维立体防雷，并对具体的施工有严格的规范和要求（比如对焊接点、引下线等的要求）；电力电讯行业也形成了一套比较适合的措施和方法（比如铺设金属地网、屏蔽、避雷器件等）。此外，对主动引雷和人工消雷方法也正在研究和应用），利用高功率激光射向积雨云及发射引雷火箭以提供放电路径的方法，撒播AgI以减弱大气电场的方法等。我们相信，在电子技术高度发达的技术支持下，在经济蓬勃向上的社会主义市场经济体系中，防雷技术必定会有长足进展，防雷的社会效益和经济效益将日益突出，防雷业务也逐渐成为我们气象部门一个新的增长点。第二章 雷电分类TC2032外部防雷工程构筑和作用于建筑外部的防雷工程称外部防雷工程。外部防雷工程主要由接闪器、引下线和接地装置三部分所组成。主要讲本部分的内容是对建筑物外部空气如何截雷，把雷电流向大地中泄放的问题。本部分的内容提要是：1、 避雷针2、 避雷线一、接闪器：3、避雷带外4、避雷网5、避雷带和避雷网的结构设计部6、接闪器的选择和布置二、引下线：防三、接地装置：1、跨步电压及防止措施2、接触电压及防止措施雷3、接地装置的构成4、接地线工5、人工接地体6、雷电保护接地程7、接地电阻8、接零于其他有关接地的概念内四、建筑物防雷设计举例：方案1、采用常规避雷针装置的保护方案方案2、采用主动式避雷针装置的保护方案容 1、垂直接地体接地电阻的计算公式五、人工接地体接地电阻的计算公式：2、水平接地体接地电阻的计算公式包3、复合接地体接地电阻的计算公式接地网的分类括六、接地网：接地网的形状微波站接地网的设计举例现分述如下：TC2032.1接闪器直接截受雷击，以及用作接闪的器具、金属构件和金属屋面等，称之为接闪器。它的功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置因如大地中泄放，保护建筑物免受雷害。从公元1753年，富兰克林发明了避雷针以来，避雷针作为接闪器唯一的形式，延续了上百年的历史，从十九世纪以后，逐渐有出现了避雷线、避雷带和避雷网。其分类如下：避雷针避雷线接闪器避雷带避雷网下面逐一介绍。TC2032.1.1避雷针一、 尖端放电图：尖端容易放电由物理学可知，通常物体内部的正电荷和负电荷是相等的，所以从整体来看不显示带电现象。当某一物体所具有的正、负电荷不相等时，这个物体就显示带电的特性。当物体内部的正电荷多于负电荷时，物体带正电，反之带负电。由于电荷都有异性相吸、同性相斥的特性，所以带电物体中的同性电荷总是受到相互排斥电场力的作用。以图带尖锋的金属球为例，假如金属球上带负电（同样也可以理解带上正电），由于电荷同性相斥的作用，电子总是分布到金属球的最外层表面，并且容易逃离金属球。球的尖锋部分，电子受到同性电荷往外排斥力最强，最容易被排斥离开金属球，这就是通常说的“尖端放电”。公元1749年4月29日，富兰克林在给约翰米西尔（John Mitchel）的信中提出了，云层由于不断受到蒸汽摩擦而带电的看法，他认为“当带电的云块飘过田野、掠过高山、巨树、耸立的高塔、尖屋顶、船舶桅杆、烟筒等物的时候，拖曳出电火，正如许多尖导体和突出物产生的现象一样，整个云层就在那里放出电来”由此，他提出了避雷针的设想。他说：既然尖导体可以把一个离它很远的带电体上的电荷释放掉，避免它对其他物体产生电击，那麽尖导体对于人类可能有些用处。于是他建议将一根上端尖锐并涂有防锈层的铁杆安装在房屋的最高处，并用导线接在它的下端，沿着墙壁直通到地下。在海船上则把铁杆固定在桅杆顶端，用导线联结向下直通入水中。它们就能在云层将要产生电击的千钧一发之际，静悄悄地把电从云中吸走，因而使我们免受最突然、最骇人的悲剧。富兰克林详细描述避雷针的装置，并正式宣布它是在1753年。避雷针的英文名字Lightning rod，直译为“闪电棍”更准确些，本无避免雷击之意。这个名词望文生义就会产生误解。我们国内许多物理课本，甚至大学的教课书也把避雷针的原理说成是靠尖端放电中和云层电荷从而消除闪电的，这是错误的。实际上，在富兰克林发明避雷针的时候，提出了两种避雷针工作机理的解析；第一种解析认为，避雷针是靠其针尖电晕放电发出与雷雨云相反的电荷，使雷雨云的电荷得到中和，从而免除建筑物的雷害。第二种解析认为，避雷针是靠把雷雨云所带的异种电荷引导到自身上来，通过良好的接地装置，把雷电流泄入大地，保护建筑物不受雷击。至1753年富兰克林明确倾向于避雷针引雷的理论了，所以说避雷针是靠尖端放电消除闪电而能避雷的提法是错误的，避雷针是消除不了闪电的。二、 工作原理雷雨云形成以后对大地的电压，低则几百万伏，高则数千伏甚至更高，雷雨云对大地的一次闪击放电的峰值电流平均为30多KA，它的瞬时功率为109-1012W以上。由于瞬时功率很大，所以它的破坏力是相当大的。当高空出现雷雨云的时候，大地上由于静电感应作用，必然带上与雷雨云相反的电荷，避雷针处于地面建筑物的最高处，与雷雨云的距离最近，由于它与有良好的电气连结，所以它于大地有相同的电位，使避雷针附近空间的电场强度比较大，容易吸引雷电先驱，使主放电都集中到它的上面，从而保护附近比它低的物体遭受雷击的几率大大减少。而避雷针被雷击的几率却大大的提高。避雷针不但不能避雷反而引雷，它是自身的多受雷击而保护周围免受雷击。由于避雷针与大地有良好的电气连接，能把大地积存的电荷能量迅速传递到雷雨云层中泄放；或把雷雨云层中积存的电荷能量传递到大地中泄放，使雷击而造成的过电压时间大大的缩短，从很大程度上降低了雷击的危害性。着就是避雷针的工作原理。但需要说明，避雷针必须有足够可靠，接地电阻尽量小的引下线接地装置与其配套，否则，它不但起不到避雷的作用，反而增大雷击的损害程度。三、 避雷针保护范围的计算方法目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下几种计算方法：1、 折线法：即单一避雷针的保护范围为一折线园锥体。2、 曲线法：即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。3、 直线法：是以避雷针的针尖为顶点作一俯角来确定，有爆炸危险的建筑物用45角，对一般建筑物采用60角，实质上保护范围为一直线园锥体。自1983年起，我国正式制定了自己的防雷规范。目前我国建筑防雷规范GB50057-94也采纳了国际电工委员（IEC）推荐的“滚球法”作为避雷针保护范围的计算方法。四、 避雷针的制作规格由大量模拟实验和实际调查统计资料表明，避雷针的外表形状与其避雷效果无明显的关系，所以，不必过多考虑采用单针式或者其他形式造型的避雷针。避雷针宜采用园钢或钢管制成，其直径不应小于下列数值：针长1m以下：圆钢为12mm 钢管为20mm针长1-2m：圆钢为16mm 钢管为25mm烟囱顶上的针：圆钢为20mm钢管为40mm(见GB50057-94.第四章)五、 主动式避雷针近来国内市场经销一种叫主动式避雷针的产品，主要有来自法国和澳大利亚的产品，据厂家称，这此产品能够随大气电场变化而吸收能量，当存储的能量达到某一程度时，便会在避雷针尖放电，尖端周围空气离子化，使避雷针上方形成一条人工的向上的雷电先导，它比自然的向上的雷电通道能更早的于雷雨云向下的雷电先导接触，形成主放电通道。这样，一方面可以使雷雨云想该避雷针放电的几率增加，相当于避雷针的保护范围加大，或者相当于将避雷针加高。TC2032.1.2避雷线接闪器最初的形式只是富兰克林所设计的磨尖的铁棒。20世纪初，在电力系统，为了使输电线路少受雷击，采用了在输电线路上方架设平行的钢线避雷的方法，在实用中，由于它简单有效，逐步得到了推广。这种架设在输电线路上方的钢线，称之为避雷线。后来在房屋建筑上也推广了这种形式，开始布设在方脊、屋角、房檐等处作雷电保护，以后这种方式又有所改进。TC2032.1.3避雷带在房屋建筑雷电保护上，用扁平的金属带代替钢线接闪的方法称之为避雷带，它是由避雷线改进而来。在城市高大楼房上，使用避雷带比避雷针有较多的优点，它可以与楼房顶的装饰结合起来，可以与房屋的外形较好的配合，即美观防雷效果又好，特别是大面积的建筑，它的保护范围大而有效，这是避雷针所无法比的。避雷带的制作，采用扁钢，截面积不小于48mm2，其厚度不应小于4mm。TC2032.1.4避雷网避雷网是指利用钢筋混凝土结构中的钢筋网作为雷电保护的方法（必要时还可以辅助避雷网），也叫做暗装避雷网。它是根据古典电学中法拉第笼的原理达到雷电保护的金属导电体网络。暗装避雷网是把最上层屋顶作为接闪设备。根据一般建筑物的结构，钢筋距面层只有6-7cm，面层愈薄，雷击点的洞愈小。但有些建筑物的防水乘和隔热层较厚，入彀钢筋距面层厚度大于20cm，最好另装辅助避雷网。辅助避雷网一般可用直径为6mm或以上的镀锌圆钢，网格大小可根据建筑物重要性，分别采用5m5m或10m10m的园制成。避雷网又分明网和暗网，其网格越密可靠性越好。建筑物顶上往往有许多突出物，如金属旗杆、透气管、钢爬梯、金属烟囱、风窗、金属天沟等，都必须与避雷网焊成一体做接闪装置。在非混凝土结构的建筑物上，可采用明装避雷网。做法是首先在屋脊、屋檐等到顶的突出边缘部分装设避雷带主网，再在主网上加搭辅助网。TC2032.1.5避雷带和避雷网的结构设计避雷带和避雷网一般采用园钢或扁钢，其尺寸不应小于下列数值：园钢直径为8mm，扁钢截面积为48mm2，扁钢厚度为4mm。避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线架设。安装避雷带和避雷网要注意下面事项：1、 避雷带及其连接线经过沉降沟（沉降沟：一座较长的多层建筑物，往往在横向上把建筑物分成几段，段与段之间留有一段空隙，防止各段下沉不一致，引起建筑物损坏）时，应备有10-20cm以上的伸缩余裕的跨越线。2、 有女儿墙的平顶房屋，其宽度小于24m时，只须沿女儿墙上部敷设避雷大；宽度大于24m时，须在房面上两条避雷带之间加装明装连接条，连接条的间距不大于20m时，只在屋檐上装避雷带；宽度大于20m时，需在屋面上加装明装连接条，连接条间距不大于20m。3、 瓦顶房屋面坡度为27-35，长度不超过75m时，只沿屋脊敷设避雷带。四坡顶房屋，应在各坡脊上装上避雷带。为使檐角得到保护，应在屋角上装短避雷针或将避雷带的引下线从檐角上绕下来。如果屋檐高度高于12m，且长度大于75m时，要在屋脊和房檐上都敷设避雷带。4、 当无顶面积非常大时，应敷设金属网格，即避雷网。避雷网分明网和暗网，网格越密，可靠性越好，网格的密度视建筑物重要程度而定，重要建筑物采用55m的密网格，一般建筑物用2020m的网格即可。在非混凝土结构的建筑物上，可采用明装避雷网。做法是首先在屋脊、房檐等到顶的突出边缘部分装设避雷带主网，再在主网上加搭辅助网，避雷网格大小按上述要求。采用避雷带和避雷网保护时，屋顶上的烟囱、混凝土女儿墙、排气楼、天窗及建筑装饰等突出于屋顶上部的结构物和其他突出部分，都要装设短避雷针或避雷带保护，或暗装防护线，并连接到就近蓓蕾带或避雷网上。对金属旗杆、金属烟囱、钢爬梯、风帽、透气管等必须与就近的避雷带、避雷网焊接。采用避雷带和避雷网保护时，每一座房屋至少有两根引下线（投影面积小于50m2的建筑物可只用一根）。避雷引下线最好对称布置，例如两根引下线成“一”字或“Z”字形，四根引下线要做成“工”字形，引下线间距离不应大于20m，当大于20m时，应在中间多引一根引下线。见雷电与避雷工程的避雷带和避雷网的结构设计TC2032.1.6接闪器的选择和布置合理设计的接闪器将显著地减少雷电击中需要防雷空间的可能性。只有将防雷装置的设计与建筑结构设计同时进行时，才能在技术和经济上得到最优化的组合。特别是在设计建筑物时，就应充分利用建筑物的金属物作为防雷装置的诸部分之用。接闪器可由以下一种或多种组成选择：1) 独立避雷针；2) 架空避雷线或架空避雷网；3) 直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网。接闪器的布置：GB50057-94接闪器布置应符合下表的规定：接闪器布置建筑物防雷类别滚球半径hr(M)避雷网网格尺寸（M）第一类防雷建筑物3055或64第二类防雷建筑物451010或128第三类防雷建筑物602020或10MHZ）。如图 所示：在二三十年以前，干扰被称为无线电频率干扰，因为绝大多数的噪音和干扰信号出自无线电频率。现今电子计算机、数字技术和逻辑电路不断扩大应用领域，现在的干扰被称为电磁干扰。电磁干扰包括导电性电磁干扰，其干扰能量通过导线或电缆从一电路传送到另一电路。减少导电性电磁干扰是通过电路的合理设计，采用滤波器和电路的合理接地来实现的；辐射性电磁干扰其能量是通过空气中的电磁场传送的。在设计外壳和箱体时，通过选用合理的屏蔽材料，构造技术和设备布置以及采用合理的接地技术等等来减少辐射性电磁干扰。其中处理好接地工程是防电磁干扰最重要的技术措施。低频率干扰绝大部分是通过线路互相耦合而来的，即前面所提到的共阻抗耦合。当两个电路电流流经同一个公共阻抗时一个电路上的电流在这个阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路，这就是共阻抗耦合。如果一个公用的接地网在不同的地方分别接上连线（如图 所示）。由于共阻抗耦合关系，各连线之间将有Vg1和Vgz的电压，各连线的接地点电压不会一样。Vg1和Vgz就是干扰电压，经放大后就可能直接影响通信或控制信号。多点接地的优点允许存在许多接地环路，这时同时使用低频率的电路是有害的，如有上述情况时，可考虑采用混合接地的方法。五、 混合接地：所谓混合接地是在一部设备内的各电路板以最短的导线与机壳连接，或者信号电路相关的几部设备，以最短的导线与同一个金属体连接接地，然后多合设备分别用金属线接到地网的同一点上。像这样的接地方式称为混合接地。混合接地在工程上最简单的办法，是在交流电源送进房屋的总开关处，把零线重复接地（或把零线接到房屋的结构主钢筋上），然后在电源的零线处引出一条PE线（如图 所示）连接所有应该接地的点。六、 环形接地多用于地网，就是把接地体沿建筑物周围围成一个闭合环。这样的接地网可以使到界面以内的电场分布比较均匀，减少跨步电压对人的危害，也减少室内在受雷击时，由于地面电位梯度大而产生对设备高压反击的危险。七、 基础接地体：利用建筑物基础内的钢筋，按“规范”要求连接制作的接地体称为基础接地体。有的人认为，在基础内的钢筋，被混凝土包住不可能与大地导通起到接地体的作用。事实上干燥的混凝土是很好的绝缘体，而含有水份的混凝土与含水份的土壤接触时，毛细管将水份吸收到混凝土里使混凝土保持较高的含水量，从而降低了混凝土的电阻率与大地通若一体。TC2032.3.7接地电阻接地装置的接地电阻是包括接地体的对地电阻和接地线电阻的总和。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。接地体的对地电阻又称为流散电阻它的数值比接地线的电阻大得多，所以接地电阻一般可认为等于流散电阻，大地的流散电阻是非线性电阻。根据通过接地体流入地中的电流性质不同，又可将接地电阻氛围工频接地电阻（流入地中的电流为工频电流时，求得的接地电阻）与冲击接地电阻（流入地中的电流为雷电流时，求得的接地电阻）两种。一般用R表示工频接地电阻；Ri表示冲击接地电阻。R换算系数A为二者的比值：A=RiA的值与土壤成分的电阻率r有关，r大时相应A曲线就高。不同的情况选用不同的A，A从建筑物防雷设计规范GB50057-94给出的曲线上可查。从这些曲线可看出A值恒大于1，即Ri值恒小于R。如用摇表测阻仪测出R值除以A就可得到Ri值。现就有关规程对部分电气设备接地电阻的规定数值列入下表：部分电气装置要求的接地电阻值电气装置名称接地的电气装置特点接地电阻W1KV以下中性点直接接地和不接地的系统与总容量在100KVA以上的发电机或变压器相联的接地装置。R 4同上装置的重复接地。R 10与总容量在100KVA及以下的发电机或变压器相联的接地装置。R 10同上装置的重复接地。R 30低压架空电力线路低压线路水泥杆、金属杆。R 30零线重复接地。R 10低压进户绝缘子铁脚。R 30建筑物防雷装置第一类防雷建筑物（防直击雷及雷电波侵入）R 10第一类防雷建筑物（防感应雷）R 10第二类防雷建筑物（防直击雷、感应雷及雷电波侵入）R 10第三类防雷建筑物（防直击雷）R 30烟囱、水塔接地R 30TC2032.3.8接零与其他有关接地的概念以上介绍了与防雷工程有关的各种接地，现把接零与有关接地的概念介绍如下：一、 接零：发电机、配电变压器的中性点叫做零点，由中性点引出的线叫做零线。用电设备的金属外壳接到零线上称为接零。二、 工作接地：供电系统变压器的中性点直接接地为工作接地，工作接地可以保证电器设备可靠地运行，降低人体接触电压。三、 保护接地：所有电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分作良好的接地为保护接地，保护接地主要保护人员的工作安全。四、 重复接地：将零线上的多点与大地多次作金属性连接称重复接地。当中性点直接接地系统中发生碰壳或接地短路时，可以降低对地电压；当零线发生断裂时，可以使故障的危害程度减轻。五、 静电接地：设备移动或物体在管道中移动，因摩擦产生静电，它聚集在管道、容器和储罐或加工设备上，形成很高的电位对人身安全及对设备和建筑物都危险。作了静电接地，静电一旦产生就导入地中以消除其聚集的可能。油罐车后尾及轿车后尾拖一根接触地面的导电橡胶即属于静电接地。六、 直流工作接地（也称逻辑接地、信号接地）：计算机及一切微电子设备大部分采用中、大规模集成电路，具有同一“电位”参考点，将所有设备的“零”电位点接于同一接地装置上，这样它可以稳定电路的电位，防止外来干扰这种接地称为直流工作接地。七、 计算机房需设的接地：计算机房的接地问题是个很复杂的问题，目前它应设有四种接地：1、 直流逻辑接地：见上面介绍；2、 屏蔽接地：主机房屏蔽应有良好的接地；3、 防雷接地：采用建筑物的防雷工程接地；4、 交流工作接地：为保护接零系统，地极与屏蔽接地可以共用。TC2032.4建筑物防雷设计举例建筑物防雷设计包括：1、接闪器设计，其目的是控制雷击点，避免发生危险的部位。2、有良好的接地结构和接地电阻值。3、设计选型良好的引下线4、做好等电位连接，防止高电压反击。5、防止引入雷电高电压浪涌。现以某地邮电大楼防直击雷的选型设计举例：（一）、确定该楼所处的地理环境和气象情况。预计雷击次数大于0.06次/a，属于人员密集型的公共建筑物。（二）、方案给定条件：楼高AB天面：30M、CD天面：24M。楼长：20M。宽：15M。在CD天面的宽度中心线上安装有微波天线，距BC墙面5M，天面AB长度8M，CD长度12M。见图（由工程设计图纸上标定）（三）、设计总则：因为避雷保护的对象是雷击次数大于0.06次/a的邮电大楼，它的设计必须符合GB50057-94标准，按标准应划为第二类防雷建筑，采用滚球法计算时，其半径应为45M。为了有效保护大楼免受直击雷的损坏，本设计采用双套方案分步设计，经过充分比较，选出保护范围大，可靠性强，简单易行的方案进行实施。现分述如下：方案一、外部避雷系统中采用常规避雷针装置保护方案：整座大楼采用四根常规避雷针进行保护，四根针均采用f16mm园钢制作，连避雷针底座和针体在内，针全高为8M。其摆放位置如图中，A、B、C、D所示。一、 采用滚球法绘制雷电保护图型的步骤是：1、 从地面起按尺寸和比例分别绘出大楼的主、府、右视图，按尺寸标出A、B、C、D4根针的位置，按尺寸绘出微波天线的位置，并沿A、B针尖做与地平行的线H-H。2、 从地面截取hr=45M作平行于地平线的R-R线，以针尖B为圆心，hr为半径在R-R线上截取两点，分别以这两点为圆心，hr为半径，从B点向地平线两侧作圆弧，然后以C点为圆心，以hr为半径在R-R上截取两点，分别以这两点为圆心hr为半径，从C点向地平线