建筑物防雷设计

建筑物防雷设计第1页，课件共47页，创作于2023年2月5．1雷电特性及建筑物防雷一、雷电的形成第2页，课件共47页，创作于2023年2月这是下行雷电放电的图片第3页，课件共47页，创作于2023年2月直击雷直击雷：雷直接击于被击物上，被击物可能是建筑物、树木或人等。雷电流：雷流过低接地电阻（小于30欧）被击物时的电流。我国测得的最大雷电流幅值为300KA。第4页，课件共47页，创作于2023年2月传导雷传导雷：又称入侵波，是雷击于导线后，雷电流沿导线传播、并入侵被保护设备。传导雷是造成低压电器设备损坏的主要雷害之一。第5页，课件共47页，创作于2023年2月感应雷感应雷：由于电磁感应形成的电压升高。感应雷幅值一般不超过500KV，对110KV及以上的线路不能构成威胁。感应雷也是造成低压电器设备损坏的主要雷害之一。第6页，课件共47页，创作于2023年2月二高层建筑雷击的特点第7页，课件共47页，创作于2023年2月三建筑物高度与落雷频率的关系第8页，课件共47页，创作于2023年2月第9页，课件共47页，创作于2023年2月

雷电的危害（1）机械性破坏

由两种力产生，一种是强大的雷电流通过物体时产生的巨大电动力，另一种是强大的雷电流通过物体时产生的巨大热量，使物体内的水份急剧蒸发而造成劈裂的物体内压力。

第10页，课件共47页，创作于2023年2月

（2）热力性破坏

产生的巨大热量使物体燃烧和金属材料熔化。（3）绝缘击穿性破坏

极高的电压使电气系统中的绝缘材料击穿，造成相间短路，使破坏的范围和程度迅速扩大和增长。这是电气系统中最危险的一种破坏形式。

第11页，课件共47页，创作于2023年2月5．2防雷击原理与防雷装置第12页，课件共47页，创作于2023年2月（一）防直接雷

采用避雷针，避雷带成避雷网。一般优先考虑采用避雷针。当建筑上不允许装设高出屋顶的避雷针，同时屋顶面积不大时，可采用避雷带。若屋顶面积较大时，采用避雷网。

第13页，课件共47页，创作于2023年2月（二）防间接(感应)雷

雷云通过静电感应效应在建筑物上产生的很高的感应电压，可通过将建筑物的金属屋顶、房屋中的大型金属物品，全部加以良好的接地处理来消除。

第14页，课件共47页，创作于2023年2月（三）防高电位侵入

雷电波可能沿着各种金属导体、管路，特别是沿着天线或架空线引入室内，对人身和设备造成严重危害。对这些高电位的侵入，特别是对沿架空线引入雷电波的防护问题比较复杂，通常采用以下几种方法：

（1）配电线路全部采用地下电缆；

（2）进户线采用50—100m长的一段电缆；

（3）在架空线进户之处，加装避雷器或放电保护间隙。

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第（1）种方法最安全可靠，但费用高，故只适用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工业建筑。后两种方法不能完全避免雷电波的引入，但可将引入的高电位限制在安全范围之内，在实际中得到广泛采用。第16页，课件共47页，创作于2023年2月（四）建筑物防雷的主要装置

建筑物防雷主要采用接闪器系统，由接闪器、引下线和接地装置三大部份组成。（1）接闪器

避雷针、避雷带、避雷网第17页，课件共47页，创作于2023年2月

暗装时引下线的截面应加大一级，而且应注意与墙内其它金属构件的距离。若利用钢筋混凝土中的钢筋作引下线时，最少应利用四根柱子，每柱中至少用到两根主筋。

2）引下线（明装和暗装）明装时一般采用直径8mm的圆钢或截面12×4mm2的扁钢。在易受腐蚀部位，截面应适当加大。引下线应沿建筑物外墙敷设，距墙面15mm，固定支点间距不应大于2m。敷设时应保持一定的松紧度，从接闪器到接地装置，引下线的敷设应尽量短而直。若必需弯曲时，弯角应大于90°。第18页，课件共47页，创作于2023年2月（3）接地装置

自然接地体

利用埋于地下的，有其它功能的金属物体，作为防雷保护的接地装置。

直埋铠装电缆金属外皮直埋金属水管钢筋混凝土电杆。

第19页，课件共47页，创作于2023年2月

基础接地体

为节约有色金属，降低造价，应尽量利用建筑物中的结构钢筋作为接地装置。

第20页，课件共47页，创作于2023年2月

人工接地体

专门用于防雷保护的接地装置。分垂直接地体和水平接地体两类。

垂直接地体

可采用直径20—50mm的钢管(壁厚3.5mm)，直径l9mm的圆钢或厚3mm宽20mm到厚5mm宽20mm的角钢做成。长度均为2—3m一段。间隔5m埋地，顶端埋深为0.5—0.8m，用接地连接条或水平接地体将其连成一体。

第21页，课件共47页，创作于2023年2月

水平接地体和接地连接条

可采用截面为25×4—40×4mm2的扁钢、截面10×10rnm2的方钢或直径8—14mm的圆钢做成。埋深一律为05—0.8m。埋接地体时，应将周围填土夯实，不得回填砖石、灰渣之类杂土。通常接地体均应采用镀锌钢材，土壤有腐蚀性时，应适当加大接地体和连接条截面，并加厚镀锌层，各焊点必须刷樟丹油或沥青油，以加强防腐。接地电阻的数值应符合规范要求。

第22页，课件共47页，创作于2023年2月第23页，课件共47页，创作于2023年2月第三节雷电反击和安全距离

第24页，课件共47页，创作于2023年2月第25页，课件共47页，创作于2023年2月二、防雷设备及其保护范围

1)避雷针的结构避雷针由接闪器、支持构架、引下线和接地体4部分组成。(1)接闪器。接闪器是指避雷针顶端的镀锌圆钢或镀锌钢管，是专门用来接受雷云闪络放电的装置。避雷针采用长1m～2m的直径大于20mm的圆钢或直径大于25mm的钢管。(2)支持构架。支持构架是将接闪器装设于一定高度上的支持物。在变电所或易爆的厂房，应采用独立支持构架；对一般厂房、烟囱等，避雷针可直接装设于保护物上。第26页，课件共47页，创作于2023年2月h—避雷针的高度hx—被保护物高度ha—避雷针本身的有效高度rx—避雷针在hx高度水平面上的保护半径图5.13单支避雷针的保护范围第27页，课件共47页，创作于2023年2月a

—两避雷针间的距离h0—两针间保护范围上限的最低点的高度或称假想避雷针高度2bx—在hx水平面上(xx’连线平面)的保护范围最小宽度

rx—单支避雷针在hx水平面上的保护半径

R—通过两支避雷针顶点(A、A')及保护范围上部边缘最低点O点的圆弧的半径，

O点位于的水平面上

图5.15两支等高避雷针的联合保护范围第28页，课件共47页，创作于2023年2月(2)管式避雷器。由产气管、内部间隙和外部间隙3部分组成，如图5.86所示。图避雷器的连接(a)装在铁横担上(b)装在木横担上

1—羊角电极2—支持绝缘子

图5.85角型间隙第29页，课件共47页，创作于2023年2月

(3)阀式避雷器。由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内，如图5.87所示。火花间隙由铜片冲制而成，每对间隙用云母垫圈隔开。正常情况下，火花间隙阻止线路工频电流通过，但在过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片是用陶瓷材料黏固起来的电工用金刚砂(碳化硅)颗粒组成的，它具有非线性特性。当电压正常时，阀片电阻很大；当过电压作用时，阀片则呈现很小的电阻。因此在线路上出现过电压时，阀式避雷器的火花间隙击穿，阀片使雷电畅通地泄入大地。当过电压消失后，线路又恢复工频电压时，阀片呈现很大的电阻，使火花间隙绝缘迅速恢复，并切断工频续流，从而线路恢复正常工作，保护了电气设备的绝缘。1—上接线端2—磁套管3—火花间隙4—阀电阻片5—下接线端

图5.87阀式避雷器第30页，课件共47页，创作于2023年2月

对于一般线路来说，无须装设管式避雷器F2。当线路的耐冲击绝缘水平特别高，致使变电所中阀式避雷器通过的雷电流可能超过5kA时，才装设管式避雷器F2，并使F2处的接地电阻尽量降低到10Ω以下。

(2)对于35kV进线且容量较小用户变电所，还可根据其重要性和雷暴日数采取简化的进线保护。对容量3150kV•A~5600kV•A的变电所，可以考虑采用避雷线长仅为500m~600m的进线段保护。容量在3150kV•A以下者，可不装设进线段保护。图5.8935kV全线无避雷线线路变电所进线段防雷保护方式接线图第31页，课件共47页，创作于2023年2月

(5)装设避雷器和保护间隙。对架空线路上个别绝缘薄弱的地点，如跨越杆、转角杆等处，可装设管式避雷器或保护间隙。

(6)采用电缆供电。而对于6kV～0kV架空线路，一般比35kV线路高度低，不需装设避雷线，防雷方式可利用钢筋混凝土杆的自然接地，必要时可采用双电源供电和自动重合闸。1—保护间隙2—接地线图5.90顶线绝缘子附有保护间隙第32页，课件共47页，创作于2023年2月第33页，课件共47页，创作于2023年2月第34页，课件共47页，创作于2023年2月第35页，课件共47页，创作于2023年2月第36页，课件共47页，创作于2023年2月第37页，课件共47页，创作于20