电气设备防雷工程设计研究

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【摘要】分析雷击破坏作用，从防雷设计、施工及维护等方面入手，提高建筑物防雷技术应用，确实做到建筑物内电气设备防雷保护作用，具有重要意义。

【关键词】建筑物；电气设备；防雷工程；设计

随着经济的快速发展，科技的进步，人口的增长，城市建筑尤其是高层建筑越来越多，且越来越向智能化发展。而智能化建筑少不了要安装各种电气设备，尤其是在网络高速发达的现代社会，建筑物越来越多地采用各种信息化的电气设备。而这些电气设备在给我们带来方便同时，也会给建筑带来一定安全隐患，因为电气设备耐过压能力有限，受到雷击或由雷击所产生的电磁脉冲会对电气设备产生严重破坏。根据相关数据统计，西藏属于雷电高发地区，每年监测到的闪电条数约4到10万条，其中那曲、拉萨、山南年平均雷暴日数分别高达85.2天、68.9天、57.3天，是同纬度雷暴日数1到1.5倍。因此分析雷击破坏作用，从防雷设计、施工及维护等进行入手，提高建筑物防雷技术应用，确实做到建筑物内电气设备防雷保护作用，具有重要意义。

1雷击的破坏作用

1直击雷。直击雷指的是雷击直接发生在建筑物的顶端，这种瞬间产生的强大电流会沿着导体进入到建筑物的内部，如果没有避雷针/器等将电流引入到大地，会对人体和电子电气设备安全直接产生威胁。2雷电波冲击。雷击瞬间产生的强大电流顺着电线、天线等进入到建筑物内，会使内部的电气设备直接受到破坏，电路短路，甚至可能会造成建筑物的内部起火。3感应性电压。建筑物不只有电缆和电线，还会有很多的金属管道，受到雷击，被避雷针引到地下的强电流会在建筑物的周边产生强烈的电磁场和感应电压，这个电压与建筑物周围的磁场交互作用会导致电子设备存储的数据出现丢失。4地电位反击。避雷针引流到地表以下的强雷电流可能会出现反击，从而让地表防护网瞬间受到高压，会对建筑物内的电子设备产生破坏。

2建筑物内电气设备受到雷击的原因

建筑物内的电气设备会受到直击雷和感应雷入侵的破坏。直击雷指的是雷电直接击中建筑物的线路，瞬间产生强大的电流，直接对建筑内的电气设备造成破坏。当雷电产生时，产生的静电感应和电磁感应叫感应雷，由感应雷所产生的强大电磁场变化和由导体感应出的过电压，也会对电气设备造成毁坏。通常，建筑物内电气设备遭受到的雷击有七、八成以上是感应雷击。感应雷所产生的过电流和过电压主要经由三种途径：1由供电线路入侵。室外架设电线受到直击的袭击后，经过变压器会传送到建筑物各低压的电气设备上，会对建筑物内的各种电气设备产生破坏，尤其是电子电器设备。2由建筑物内的线缆入侵。直击雷会击中地面上的突出物，而瞬间所产生的强电压会击穿埋在土壤中的电缆线，使高压强行侵入到线路内部；直击雷放电时，电缆电线会感应到过电压，从而使与线路相连接的电气设备被击坏，再通过设备的连线入侵到通信线路上。

3建筑物内电气设备防雷工程设计

3.1采用避雷针。/器避雷针/器是比较经济有效的避雷措施。通过在建筑物上安装避雷针来拦截雷电的侵袭，利用避雷针将高出被保护建筑物的电流吸引到避雷针/器上，之后再经由引下线和接地装置导入到地面以下，从而使建筑物避免受到雷电流的侵低碳经济，避免对建筑物本身及内部的电气设备产生损害。单个避雷针/器对建筑物的保护有限，因此需要架设多根避雷针进行防护，间隔距离要大于5m。另外，通过避雷针或避雷器引到地表以下的强电流，需要与建筑物保持恰当的距离，避免引流到地表下的电流所产生的电磁脉冲对建筑物再次产生影响，破坏内部的电气设备。3.2合理布线。在线缆引入到建筑物之前，需将电源线、信号线穿到钢管之中后作埋地再进行引入。低压电源架空电缆在做埋地之前，需安装I级电涌保护器，信号线进入到室内后，在进入到设备端前，需安装信号电涌保护器。架空的金属管道在进建筑物之前，要和防雷的接地部分作连接处理。建筑物内部的弱电系统很容易受到雷电侵袭，因此需安装符合防雷技术要求的电涌保护器。3.3屏蔽。现代建筑物多数都有各种各样的电子电器设备、通信系统和控制系统，内部的电气设备很容易受到电磁波的干扰，而这些电气设备不耐压，受到雷击很容易被电磁波所影响。甚至，临近的接闪都会让电气设备产生干扰，因此在设计建筑物时，主材料选择为钢筋，这样的话，可能通过钢筋在建筑物的内部形成等电位的网状结构，发生雷击时就能将产生的强电流分流，建筑物内的总电场趋于零，从而实现了对建筑物的保护。另外，不同的结构所使用的钢筋密度也各不相同，建筑物各部位的钢筋密度，设计人员要根据实际情况来选择，这样才能解决雷电流的分流，预防雷击产生的电磁波。3.4接地。接地的目的是把侵入建筑物的雷电流通过引入到地下之后分流，避免电流都集中于某个位置，从而避免对建筑物产生破坏。过去所使用的接地规范是设备单独接地，而现在采取的防雷接地方式是系统共用接地设备。接地是建筑物防雷系统中的基本要求，如果接地措施做不好，防雷系统的整体效果无法表现了来。3.5隔离。通过对变压器进行隔离，以隔离由高压输电线入侵的雷电波。也可以用屏蔽金属壳体的措施，对变压器进行隔离，防止雷电波侵入到建筑物内部的电气设备上。

4结语

受青藏高原地形的影响，西藏是雷电的高发区。而随着全球气候的变暖，极端天气现象频繁发生，西藏的雷电天气也逐渐呈多发的趋势。而城市规模的不断扩大，人口数量的增多，经济的快速发展，建筑物的增多，智能化城市建设的要求，使得防雷保护工作的需求也在进一步地提升。因此，气象部门要不断地提高防雷的技术水平，更新防雷观念，及时对管辖范围内的防雷安全隐患进行清查，对于防雷设计不过关的相关单位给予限定整改的时间，对于在建的建筑物要进行防雷设计的审核，审核合格后方能施工，并在峻工时进行防雷装置的验收，从根本上避免或减轻不必要的损失发生。

参考文献

[1]梅重扬,黄辉辉.关于智能建筑物内部的防雷措施探讨[J].科学技术创新,2019(15):105-106.

[2]孙海,邹积慧,陈明强,等.建筑物内部雷电防护技术方案设计探究[J].农家参谋,2019(9):206.

作者:边巴顿珠 单位:西藏自治区气候中心雷电防御