高层住宅楼防雷接地系统设计

摘要雷电灾害自古就有。据统计，地球在任何时候平均有2000多场雷暴。闪电的平均次数是每秒100次。每次闪电的强度高达10亿伏。损害是可以想象的。随着科学技术的飞速发展，越来越多的高层建筑进入了每个人的视野。最典型的是高层智能建筑，它们很容易吸引闪电并摧毁自己和附近的建筑。此外，随着微电子技术的发展及其在各个领域的广泛应用，受雷电灾害影响的材料也发生了转移：从建筑物本身的雷电灾害转移到室内电气设备、电子设备的损坏和建筑物内人员的人身伤害事故。同时，防雷对象也从强电领域延伸到弱电领域。雷电产生的电磁脉冲比直接雷击对人和财产的危害更大，已成为雷击造成的主要危害。高层建筑中各种电气设备的先进防雷接地技术直接关系到各种设备的安全性、可靠性和人身安全，由此可见建筑防雷接地的重要性。关键词：防雷、接地、等电位摘要自古以来，雷电灾害就一直存在，据统计，地球上任何时候平均都有2000多次雷暴每秒平均闪电数100次，每次闪电强度高达10亿伏，危害可想而知。随着科学技术的飞速发展，越来越多的高层建筑进入视野。最典型的是智能建筑，高层建筑吸引闪电，使它们的建筑和附近的建筑遭到破坏。此外，随着微电子技术的发展和在各个领域的广泛应用，雷电灾害物质将建筑物本身的雷电转移到破坏室内电气设备、电子设备以及生活在建筑物内的人身伤害事故中。同时，防雷对象也从强电场延伸到弱电场。雷电电磁脉冲的产生对人和财产的危害超过了直击雷的危害，已经成为雷电造成的一大危害。高层建筑电气设备的防雷接地技术并不直接关系到设备的安全可靠性和人身安全，因此我们可以看出建筑防雷接地的重要性。关键词：防雷、接地和其他电位目录导言11.雷击造成的损害21.1闪电有四大危害：21.1.1直接雷击21.1.2雷电波入侵21.1.3感应过电压21.1.4地电位反击22.综合防雷系统设计52.1综合防雷接地设计六要素：52.1.1连接闪光灯52.1.2分流(保护)52.1.3均衡52.1.4屏蔽52.1.5接地62.1.6综合布线62.2综合防雷设计分类72.2.1外部防雷系统及其设计72.2.2内部防雷系统及其设计10结论14参考文献15致谢16介绍200多年前，伟大的发明家富兰克林发明了避雷针。从那以后，建筑物和其他设施都受到了防雷保护。人们相信它可以结束雷电的破坏，所以在未来的日子里，防雷的问题已经得到了缓解。然而，随着现代高科技，尤其是微电子技术的飞速发展，雷电灾害给人们的生产和生活造成的损失越来越频繁。原有的避雷针已不能保护建筑物内人员和电气设备的安全。手机被雷击致死已经不再是不寻常的事了。许多从未遭受过雷电灾害的行业和部门也经常遭受雷电灾害。这些雷电灾害是意料之外的。为了更好地保护人身和财产安全，我们必须认识到建筑物防雷和接地的重要性。建筑物防雷接地工程是一项系统工程。我们必须考虑整体外部防雷措施和接地防雷措施(防雷功能、分流、平衡电位、屏蔽效果、合理布线、过压保护等诸多重要因素)并考虑防雷措施。本文从四个方面阐述了建筑物的雷电危害。首先介绍了建筑物及其内部设备的损坏，如直接雷击、雷电波侵入、感应过电压和地电位。然后介绍了电气综合防雷系统的设计外部防雷和室内防雷。1.雷击造成的损害雷击通常是带电云和另一部分带不同电荷的云之间的放电，或者是带电云和地球之间的快速放电。这种快速放电过程会产生强烈的雷击，并伴有隆隆声。当然，云层之间的放电对穿过云层的飞行器有很大的影响，但对地面上的建筑物、人和动物影响不大。然而，地球带电云对地球的放电会对建筑物、电气和电子设备、人和牲畜造成极大的损害，这是电气防雷设计的主要目标。1.1闪电有四种主要危害：1.1.1直接雷击地球上某一点带电云的猛烈放电。它的破坏力非常大。如果不能及时引入地球，将对放电通道内的建筑物、设施、人和动物造成严重的损害或破坏，如火灾、建筑物损坏、电气和电子系统损坏、电气和电子系统损坏、电气和电子系统损坏，甚至危及人和动物的生命安全。1.1.2雷电波侵入闪电不会直接进入建筑物和设备本身，而是从建筑物外的电缆中释放出来。电缆上的闪电或过电压几乎以光速沿着电缆线路传播，侵入并危及室内电子设备和自动控制系统。因此，经常在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等。可能已经损坏了。1.1.3地面潜在反击如果闪电以地电位直接击中建筑物或设施的防雷设备，它将提升数万微秒甚至数十万伏。雷击电流的高度从地面设备的一部分流向电力系统或网络信号系统，并流向地面或其他设施或穿孔的电力系统网络信号系统，以抵抗电子设备的损坏或损坏。同时，它可能导致没有等电位连接线路的高电位和火花放电电路。例如，当10ka雷电电流通过导体进入地面时，假设接地电阻为10欧姆，根据欧姆定律，我们可以看到100千伏的电压。由于点1连接到点c和d，这些点的电压为100千伏。E为0的电压值，设备的D点和E点的电压差为100千伏，足以损坏设备。1.1.4感应过电压闪电不会直接向地面放电。它发生在设备或线路附近，只在云和云之间放电。闪电释放电荷，并在电力和数据传输线以及金属支架中造成过电压。建筑物内有防雷设施。闪电沿着建筑物的顶部与接闪器相连。在这个过程中，闪电转向地球，形成一个强大的瞬时磁场漩涡，这轻轻地干扰电子设备。数据丢失将导致失败或暂时瘫痪。如果是严重的，它将导致组件故障，这可能导致电路板烧毁和整个系统瘫痪。经过以上四个方面的雷电对建筑物的破坏，感应过电压和地电位反击最集中在三个方面，统称为雷电电磁脉冲。据相关统计核实，直接雷击仅占15%，而雷电电磁脉冲伤害高达85%。因此，现代高层建筑的防雷设计不同于以往简单的设计。第一个年代计算建筑物内预计雷击次数的公式如下：N=k * Ng * Ae (1)其中：n-每年雷击的估计次数(次/a)。k-校正系数，一般为1，以下情况为2:荒野中的孤立建筑；1.7对于带有金属屋顶的砖木结构；1.5位于河边、湖边、山坡或土壤电阻率较低、地下水露头、土山顶部、山谷风口等处的建筑物应采用。尤其是潮湿的建筑；NG建筑物所在区域雷击地球的年平均密度乘以时间/(km2a)；声发射与建筑物雷击次数相同的等效面积(km2)。雷击大地的年平均密度计算如下：Ng=0.024T d 1.3 (2)式中：t d-年平均雷暴日，根据当地气象台站资料(d/a)确定。建筑的等效面积Ae是其实际平坦面积向外扩展后的面积。计算方法分为以下三个方面：(1)当建筑高度H小于100米时，其等效面积按下式计算：(3)其中：l、w和h-分别是建筑的长度、宽度和高度(m)。(2)当建筑高度h等于或大于100米时，建筑的等效面积计算如下：AE=LW+2h(L+W)+H210-6(4)(3)当建筑物各部分的高度不一致时，最大扩展宽度应沿周长逐点计算，等效面积Ae应根据各点最大扩展宽度外端连接线所包围的面积计算。(4)闪电等级可在根据上述公式计算出N后确定。根据其重要性和性质，一般分为办公楼、省级办公楼、其他重要或人口密集的公共建筑、居住建筑、办公建筑和其他一般民用建筑。2.综合防雷系统设计2.1综合防雷接地设计的六大要素：防雷接地设计是一个非常复杂的问题，仅靠一两种先进的防雷设备和防雷措施是无法解决的。雷电过电压和感应过电压的影响可以完全消除，必须避免雷击损坏。雷电风险因素是综合保护，以最大限度地减少雷电损害。这种综合保护包括防雷、分流(保护)、均压、屏蔽、接地和合理布线，统称为综合防雷接地设计的六大要素。2.1.1接收闪光接闪器在一定程度上意味着闪电放电时放电通道不能任意选择，只有通道可以根据防雷系统的设计预先指定，将雷电能量输送到地面。2.1.2分流(保护)现代防雷技术的发展是保护各类电子设备或电气系统的关键。所谓分流器是指所有外部(包括电源线、电话线、数据线或天线信号线)和防雷接地装置或电涌放电器并联的电涌放电器。线路电压波会影响沿着这些线路或设备进入房间的闪电。突然，雷击跌落的低值电阻处于短路状态，雷电流的一侧来自附近。当雷电电流分流时，仍然有少量电线沿道路进入设备，这是非常危险的。一些进入机柜的高压微电子设备和电线应该是各种形式的。(不低于三级防雷)压力均衡指建筑各部分形成的等势，即等势。如果建筑物的结构中有各种金属钢筋和金属管道可以连接成一个统一的导体，那么建筑物肯定不会有不同的等电位，因此可以保证建筑物不会产生反击和危险的人身安全接触电压或阶跃电压，而且防止雷电电磁脉冲干扰微电子器件也大有好处。钢筋混凝土结构最有可能是等电位的，因为大多数内部结构钢筋是焊接或捆扎在一起的。作为防雷装置的接地要求，避雷器必须与梁、柱、底板可靠焊接。屏蔽是保护通信设备、计算机、精密仪器和自动控制系统建筑物免受雷电电磁脉冲危害的主要目的。建筑物中有大量的电气设备，防雷装置会受到电磁干扰，但也由于其高灵敏度和低电压等级，有时在雷电或雷电中，雷电的电磁辐射会受到影响，甚至在其他建筑物中，雷电也会受到电磁波的影响。因此，我们应充分利用建筑中的钢筋混凝土结构，即楼板、屋顶、墙体、钢梁、钢柱，形成一个屏蔽笼。由于不同墙体和加强楼板结构的稀疏性和紧凑性，以及钢板密度不足，设计人员应根据不同设备的不同要求增加网格密度。解决了良好的屏蔽等电位和分流两个问题，为雷电电磁脉冲提供了最有效的措施。此外，整体防护建筑还可以防止球被闪电和侧面撞击。2.1.5接地接地是指流入雷电系统的雷电流顺利进入地面，雷电能量不能集中在防雷系统的保护对象上而产生破坏性影响。良好的接地可以有效释放雷电能量，降低引下线电压，