试论建筑物内电气设备防雷的设计

概要：我国每年因失火毁坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所导致的损失十分极大。通过多年对建筑防雷设计方面的自学和研究，总结一些经验和同行共勉。关键词：建筑物；电气设备；防雷；设计随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其中各种电气设备的用于日益激增，特别是在是计算机网络信息技术的普及，建筑物更加多使用各种信息化的电气设备。

我国每年因失火毁坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所导致的损失十分极大。因此建筑物的防雷设计就变得尤为重要。直击雷和感应器雷是雷电侵略建筑物内电气设备的两种主要形式。直击雷是雷电必要打中线路并经过电气设备入地的失火过电流；感应器雷是由雷雷电流产生的强劲电磁场变化与导体感应器出有的过电压，过电流对电气设备的破坏。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划分成LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等区（各区的明确含义本文仍然赘述）。将必须维护的空间区分为有所不同的防雷分区，是为了规定各部分空间有所不同的失火电磁脉冲的相当严重程度和等电位连结点的方位，从而要求坐落于各区域内的电子设备使用何种电涌保护器在何处以何种方式构建同牵头短路体的等电位连结。建筑物中出雷防水的维护区域为LPZOB区，其维护设计已为电气设计人员所熟悉，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），设计由避雷网（带上），避雷针或混合构成的接闪器，基础内的钢筋网、柱筋及钢屋架等包含一个整体，避雷网通过全部立柱基础内的钢筋作为短路体，将强劲的雷电流向大地。

建筑物感应器雷的维护区域为LPZOB，LPZ1，LPZn+1区，即不有可能必要遭到失火区域；感应器雷是由失火电磁脉冲感应器而产生的，构成感应器过电压的机率很高，对建筑物内的电气设备，特别是在对高压电子设备威胁更大，所以说道对建筑物内部设备的雷电维护的重点是以防感应器雷侵略。感应器雷产生的过电压、过电流主要有以下三个途径：（1）由供电线路侵略；高压电力线路遭到中出雷攻击后，经过变压器耦合到各高压0.38KV/0.22KV线路后传输到建筑物内各高压电气设备；另外低压线路也有可能被中出失火中或由于附近雷闪感应器出有过电压。据测，低压线路上感应器的雷电过电压平均值平均10KV，几乎可以击坏各种电气设备，特别是在是电子信息设备。

（2）由建筑物内信息线路侵略；可分成三种情况：①当地面引人注目物遭到中出雷时，强雷电压将附近土壤穿透，雷电流必要侵略到电缆外皮，进而穿透外皮，使高压侵略线路。②雷云对地面静电时，在线路上感应器出有上千伏的过电压，击坏与线路连接的电气设备，通过设备连线入侵通信线路。

这种侵略沿通信线路传播，涉及面甚广，危害范围大。③若通过一条多芯电缆相连有所不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电打中时，不会在邻接的导线感应器出有过电压，击坏高压电气设备。

（3）地电位反攻电压通过短路体侵略；失火时强劲的雷电流经过引下线和短路体泄入大地，在短路体附近放射线型的电位产于，若与有相连电子设备的其他短路体附近时，即产生高压地电位反攻。建筑物防直击雷的避雷装置拒绝接受了强劲的雷电流通过引下线进地，在附近空间产生强劲的电磁场变化，不会在邻接的导线（还包括电源线和信号线）上感应器出有雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但无法保护计算机，反而有可能引进了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力弱，一般来说在100伏以下，因此必需创建多层次的防雷系统，层层布防，保证计算机网络系统的安全性。

由此可见，对建筑物内各电气设备展开以防感应器雷维护设计是必不可少的一项内容；设计的合理与否，对电气设备的安全性用于与运营具有至关重要的起到。根据国家标准《建筑物防雷设计规》GB50057-94（2000年版）第6.4.4条规定：电涌保护器必需能忍受预期通过它们的雷电流，并不应合乎以下两个可选拒绝：通过电黄泥时的仅次于钳压，有能力点燃在雷电流通过后产生的工频续流。即电黄泥保护器的仅次于钳压再加其两端的感应器电压不应与所属系统的基本绝缘水平和设备容许的仅次于电涌电压协调一致。现在，我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）序言六规定的各类防雷建筑物的失火电流值展开电涌保护器的仅次于静电电流的自由选择。

一类防雷建筑物，其首次失火电流幅值为200KA，波头10us；二次失火电流幅值为50KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流向建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次失火：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为20050%/3/3=11.11KA；先前失火：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为5050%/3/3=2.78KA；如果电缆早已展开屏蔽处置，每根供电线缆雷电东流的分流值将降低到原本的30%，即11.11KA30%=3.33KA及2.78KA30%=0.83KA，且电涌保护器忍受10/350us的雷电波能量相等于8/20us的雷电波能量的5～8倍，所以自由选择能忍受8/20us波形电涌保护器的仅次于静电电流为11.118=88.9KA；即设计省辖市用电黄泥保护器SPD的仅次于静电电流为100KA。二类防雷建筑物，其首次失火电流幅值为150KA，波头10us；二次失火电流幅值为37.5KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流向建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次失火：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为15050%/3/3=8.33KA；先前失火：总配电间每根供电线缆雷电东流的分流值为37.550%/3/3=2.08KA；如果电缆早已展开屏蔽处置，其每根供电线缆雷电东流的分流值将降低到原本的30%，即8.33KA30%=2.5KA及2.08KA30%=0.62KA，且电涌保护器忍受10/350us的雷电波能量相等于8/20us的雷电波能量的5～8倍，所以自由选择能忍受8/20us波形电涌保护器的仅次于静电电流为8.338=66.6KA；即设计省辖市用电黄泥保护器SPD的仅次于静电电流为65KA。三类防雷建筑物，其首次失火电流幅值为100KA，波头10us；二次失火电流幅值为25KA，波头0.25us；根据附图1，全部雷电流i的50%按流向建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次失火：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为10050%/3/3=5.55KA；先前失火：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为2550%/3/3=1.39KA；如果进线电缆早已展开屏蔽处置，其每根供电线缆雷电东流的分流值将降低到原本的30%，即5.55KA30%=1.66KA及1.39KA30%=0.42KA，而在电涌保护器忍受10/350us的雷电波能量相等于8/20us的雷电波能量的5～8倍，所以自由选择能忍受8/20us波形电涌保护器的仅次于静电电流为5.558=44.4KA；即设计省辖市用电黄泥保护器SPD的仅次于静电电流为40KA。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器不应在总配电间一处加装，即在LPZOB与LPZ1区的交界处加装。

上述各类防雷建筑，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，不应在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处加装电涌保护器，其额定静电电流不应大于5KA（8/20us），故此处省辖市用电黄泥保护器SPD的仅次于静电电流为40KA，额定静电电流为10KA。.。

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