防雷設(shè)計(jì)要素

防雷工程是系統(tǒng)工程，提出防雷設(shè)計(jì)七要素的目的是提醒人們要整體地、浪涌保護(hù)器全面地考慮建筑物及建筑物內(nèi)電子信息設(shè)備的防雷設(shè)訃。防雷設(shè)計(jì)七要素分別是：

(1)接閃功能。接閃功能是指實(shí)現(xiàn)接閃功能所應(yīng)具備的條件，包括接閃器的形式(避雷釗、避雷帶、避雷網(wǎng))、耐流耐壓能力，連續(xù)接閃效果、造價(jià)及接閃器與建筑物的美學(xué)統(tǒng)一性等。

(2)分流影響。分流影響是指引下線對(duì)分流效果的影響，引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過(guò)的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。浪涌保護(hù)器引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高、引下線很長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的感應(yīng)電壓降，這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。

(3)均衡電位。均衡電位是指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部位都形成一個(gè)相等的電位，即等電位。

若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)施及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)牛不同的電位．這樣就可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，肘防止雷電電磁脈沖干擾電子設(shè)備有很大的好處。鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是白然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃器與建筑物粱、板、柱和基礎(chǔ)的鋼筋可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時(shí)再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就可使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體。

(4)屏蔽作用。屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、精密儀器及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時(shí)會(huì)受到電磁千擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時(shí)附近打雷或接閃時(shí)，也會(huì)受到雷電波的電磁輻射影響，甚至在其他建筑物接閃時(shí)，還會(huì)受到從演處傳來(lái)的電磁波影響。因此，應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻畫及梁、柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個(gè)六面體的網(wǎng)籠，即籠式避雷網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時(shí)，設(shè)汁人應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個(gè)問(wèn)題迎刃而解，而且對(duì)防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的艇體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊雷和繞擊雷的襲擊。

(s)接地效果。良好的接地是浪涌保護(hù)器成功的重要保證之一，每個(gè)建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經(jīng)濟(jì)。當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物符合規(guī)范條件時(shí)，應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達(dá)不到規(guī)范中規(guī)定的條件或基礎(chǔ)包在防水材料內(nèi)時(shí)，可在建筑物周圈設(shè)置接地裝置，但應(yīng)將接地裝置預(yù)先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊(不必離開建筑物3m以外)。浪涌保護(hù)器接地體靠近基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋村利于均衡電位，同時(shí)還可節(jié)省為挖深溝所花費(fèi)的人力和物力。在基礎(chǔ)完工后再挖深溝則易影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

對(duì)木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)建筑物，必須做獨(dú)立引下線井采用獨(dú)立接地方式。當(dāng)土壤電阻率大，使用接地極較多時(shí)，也可在建筑物周圍設(shè)置接地裝置。因?yàn)榻拥匮b置的沖擊阻抗小于獨(dú)立接地裝置的沖擊阻抗，故有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布，減小跨步電壓。采用獨(dú)立式接地方式時(shí)，以鉆孔深埋接地極(4~12m)的效果為最好，深孔接地極容易達(dá)到地下水位，且能減少接地極的用鋼量。

(6)合理布線。現(xiàn)代化的建筑物都離不開照明，動(dòng)力、電話、電視機(jī)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響，設(shè)計(jì)室內(nèi)各種管線時(shí)，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。

1)應(yīng)該將這些電線穿丁金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽。

2)應(yīng)該把這些線路的主十線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近已用其內(nèi)主鋼筋作為避雷引下線的建筑物立柱，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。在管線較長(zhǎng)或在橋架上敷設(shè)較長(zhǎng)的線路上，還需要兩端接地。

3)應(yīng)該注意天線和員頂高處的彩燈及航空障礙燈等電源線路的引入做法，防止雷電波侵入。

4)除考慮布線的部位和屏蔽外，還應(yīng)在線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護(hù)器。

(7)浪涌抑制。為電子信息設(shè)備供電的線路在雷擊或接通、斷開電感負(fù)載時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生很高的瞬時(shí)過(guò)電壓，這種瞬時(shí)過(guò)電壓(或過(guò)電流)稱為浪誦電壓(或浪涌電流)，它是一種瞬變于擾。例如，直流6V繼電器的線圈在斷電時(shí)會(huì)出現(xiàn)300~600V的浪涌電壓；接通白熾燈時(shí)會(huì)㈩現(xiàn)8～10倍額定電流的浪涌電流；當(dāng)接通大型容性負(fù)載時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)大的浪涌電流沖擊，使得電源電壓突然降低；當(dāng)切斷空載變壓器時(shí)也會(huì)出現(xiàn)高達(dá)鈾定電壓8一lo倍的瞬時(shí)過(guò)電壓。抑制浪涌噪聲干擾、防止浪涌損害是關(guān)系到電子信息設(shè)備安全可靠運(yùn)行的核心問(wèn)題，浪涌電壓現(xiàn)象日趨嚴(yán)重地危機(jī)電子信息設(shè)備安全工作?，F(xiàn)代電子設(shè)備集成化程度在不斷提高，但是它們的抵御浪涌電壓的能力卻在下降。在多數(shù)情況下，浪涌電壓會(huì)損壞電路及其部件，其損壞程度與群件的耐壓強(qiáng)度密切相關(guān)，并且與電路中可以轉(zhuǎn)換的能量相關(guān)。

為了避免浪涌電壓擊毀敏感的電子信息設(shè)備，必須使出現(xiàn)這種浪涌保護(hù)器的導(dǎo)體在非常短的時(shí)間內(nèi)與電位均衡系統(tǒng)短接(引人大地)．抑制浪涌器件在其放電過(guò)程中，放電電流可以高達(dá)幾千安，與此同時(shí)，人們往往期待抑制浪涌保護(hù)器件在泄放電流時(shí)也能將輸出電壓限定在盡可能低的數(shù)值上。因此，可將空氣火花間隙、充氣式過(guò)電壓放電gs、壓敏電阻、雪崩二極管，瞬變電壓抑制二極管等元器件，以單獨(dú)或組合電路形式應(yīng)用到被保護(hù)電路中，因?yàn)槊總€(gè)元器件有其各自不同的特性，并且具有不同的性能(放電能力、響應(yīng)特性、滅弧性能、限壓精度)，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合及設(shè)備對(duì)浪涌電壓保護(hù)的要求，可根據(jù)各類產(chǎn)品的特性來(lái)組合出符合應(yīng)用要求的過(guò)電壓保護(hù)系統(tǒng)．

信息電子設(shè)備在使用中經(jīng)常會(huì)遇到意外的浪涌，從而導(dǎo)致電子設(shè)備的損壞，損壞的原因是電子設(shè)備中的半導(dǎo)體元器件(包括二極管、晶體管、晶閘管和集成電路等)被燒毀或擊穿。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子設(shè)備的故障有75％是由于浪涌造成的。浪涌保護(hù)器無(wú)處不在，電網(wǎng)、雷擊、爆破，就連人在地毽上行走都會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)伏的靜電感應(yīng)電壓，這些都是電子設(shè)備的隱形致命殺手。因此，為了提高電子設(shè)備的可靠性和人體自身的安全性，必須對(duì)浪涌采取防護(hù)措施。電子設(shè)備對(duì)浪涌保護(hù)器件的要求有：

1)耐壓要求。當(dāng)浪涌電壓超過(guò)被保護(hù)電子設(shè)備的絕緣耐壓值時(shí)，其安全性能會(huì)降低，甚至被毀。因而電子設(shè)備承受的浪涌電壓應(yīng)該小于其絕緣耐壓值，正常的工作電壓應(yīng)小于保護(hù)電壓。

2)過(guò)電流保護(hù)要求。電子設(shè)備的過(guò)電流能力一般設(shè)計(jì)為額定電流的1．5～2倍，以此為標(biāo)準(zhǔn)選擇電子元器件。如額定電流為0. 22A的計(jì)算機(jī)其最大過(guò)電流能力約為o．45A，當(dāng)電流大于該值時(shí)，電子設(shè)備所選用的電子元器件將會(huì)燒壞而無(wú)法正常工作，因而應(yīng)該保證到達(dá)電子設(shè)備的浪涌電流小于其額定電流的1．5～2倍。

3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間的要求。電子設(shè)備在設(shè)計(jì)過(guò)程中，已經(jīng)采用了許多保護(hù)x2件，如快熔器、壓敏電阻、空氣開關(guān)、繼電保護(hù)器件等，每種保護(hù)器件都有特有的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間(如空氣斷路器、繼電保護(hù)器件其動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間在200ms左右)，而每種電子設(shè)備也有其保護(hù)響應(yīng)時(shí)間，因而流過(guò)電子設(shè)備浪涌的瞬態(tài)時(shí)間應(yīng)該大子電子設(shè)備的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，避免保護(hù)器件來(lái)不及響應(yīng)而使浪涌通過(guò)電子設(shè)備。