如何在房屋上安装避雷系统？

按DIN VDE 0185把房屋避雷分成外部避雷和内部避雷。

按规范要求实施的外部避雷，在雷击时（LENP）应能防止因燃烧或机械破坏而造成所保护建筑设施受到损伤。

内部避雷是对外部避雷的辅助措施。内部避雷应把在受保护设施以内的闪电电流的电磁效应和电效应限制在安全值上。

为了保护数据处理设备，如计算中心、电信设备或房屋避雷技术设备，则必须要有把电磁相容性（EMV）置于安全的辅助措施，所有这些均应通过屏蔽和按等级排列使其处于安全状态，并使电气设施不能因雷击所产生的电磁效应或电效应而使其功能受到伤害或损坏。

12.7.3.1 外部避雷

如图12-122所示，外部避雷是由捕获装置、引线和接地系统组成的，其捕获装置有图12-123所示的有金属接地端的避雷器杆和图12-124所示的捕获线。

图12-122 避雷设施

图12-123 带有金属接地端的避雷器杆下方的防护范围（高度a足够，高度b不足）

图12-124 捕获线下方的防护范围

外部避雷包括收集闪电电流与把闪电电流传导到接地系统的全部装置。

如图12-123所示，具有最高为20m的捕获装置，其保护范围为有金属接地端的避雷器杆顶端下方45°锥度所覆盖的区域。有金属接地端避雷器杆高度的确定原则是对其保护的建筑设施能完全处于其保护范围以内。有金属接地端避雷器杆下方的保护范围，包括图12-124所示45°锥度下的一个帐蓬形空间。如图12-125所示在具有45°檐槽的房屋上捕获线应以网孔形布置。

一个网孔不允许大于10m×20m。捕获线的布置原则是屋顶面的多点距捕获线的距离不能超过5m，如图12-125所示，捕获线应尽可能地紧靠山墙边缘、屋脊或屋檐边缘敷设。如图12-126所示，伸出网孔平面或保护区的不高于30cm的不导线材料的屋顶结构部分必须配备捕获装置。

图12-125 网孔布置的捕获线

图12-126 由有金属接地端的避雷器杆 保护的屋顶结构部分

金属的屋顶结构部分，若高于网孔平面30cm或保护范围、长超过2m、面积小于1m²或距捕获装置距离少于0.5m，则应接避雷系统。

距捕获装置距离少于0.5m的架空线房顶支架，应在避雷系统中加一个闭路的保护性放电间隙。

架空线房顶支架由于接地会存在火险，所以不允许直接接地。

如图12-127所示，捕获装置的引线应经过分离点与接地系统连接。

计算例题：

外廓尺寸如图12-127所示的楼房，求其避雷系统需要几条引线。

解：

楼周长：2×（20m+20m）+2×18m=116m

引线数量：116m/20m=5.8（其中20m为楼房长度）

对于图12-127所示的楼房的避雷系统必须有6条引线。

必须的引线数量：

1）建筑周长小于20m，如烟囱，其高度达20m，只需要一条引线；对结构高度超过20m，则至少需要两条引线。

图12-127 避雷系统的引线（举例）(www.xing528.com)

2）建筑物周长超过20m时，把周长除以20并取整数（见计算例题）。

3）对于周长大于30m的庭园，每20m周长应敷设一条引线。

图12-127中剩余的捕获装置的引线，应尽可能地于转角点和交接点连续地把捕获装置引到接地系统。在窗户旁、门旁或其他地方开孔穿过时其侧边距引线的距离最少应为0.5m。捕获装置与接地系统之间的接线应尽量的短。

引线应敷设在泥灰的上面、内部或其下面。若雨水管的接合处为焊接或以连接件铆接，则可把雨水管用作引线。在钢筋混凝土结构中，若螺纹钢筋是焊接的，且具有可靠的导电性，则可把混凝土中的螺纹钢筋用作引线。

应避免捕获装置或引线与楼房中的自来水管道、煤气管路、采暖管道以及通风管道之类的金属敷设系统之间过于接近，因此，如图12-128所示，可以加大距离D或把金属设备与避雷系统相接。首先应避免小于距离D，其原因是在把这些敷设的系统直接与避雷系统连接时会因为闪电电流而使其遭受损坏。

可以不加大图12-128所示的距离D，而是把电气设备通过闭合隔离火花间隙把电气设备接到避雷系统上。为了计算最小距离D，如图12_-128所示，则应测出引线从接近点（避雷系统与导电管路系统之间的最小距离点）到电位均衡面的长度t。接连的最小距离D的计算公式见表12-29，捕获线、引线和接地的导线最小截面及导线材料见表12-30。

图12-128 避雷系统

表12-29 最小距离D的计算

表12-30 捕获线、引线及接地的材料与尺寸

绝缘的捕获装置是由有金属接地端的避雷器杆、捕获线及不与建筑设施连接的捕获网组成。如图12-129所示，所保护的建筑物应完全处在捕获装置的保护范围以内。高度为10m的有金属接地端的避雷器杆的保护范围为以绕有金属接地端的避雷器杆45°角的锥形空间。若有金属接地端的避雷器杆高于10m，则其保护角为30°。为了保护有爆炸材料的危险区，如炸药库或易爆危险区，则应采用绝缘的捕获装置。

图12-129 绝缘的捕获装置

接地系统应具有尽可能小的接地电阻。接地系统应能防锈蚀及接触安全可靠，并且不共同使用自来水管路网等金属管路系统。接地系统应采用带状接地极，但仍常采用基础接地。基础接地要有避雷系统引线用的接线标志和用于避雷电位平衡的接线。

12.7.3.2 内部避雷

内部避雷应能保护建筑设施内的电气设备、导电装置和设备免受闪电电流所形成的电场和磁场的影响。内部避雷由避雷电位平衡和保护电气设备过电压组成。通过电位平衡，如自来水管道、煤气管道、采暖管道、通风管道以及空调设备等全部导电系统均通过电位平衡汇流排与基础接地连接。

为了保护用电设备中的过电压，如图12-130所示，在所有通电导线中安装了过电压泄电器。过电压泄电器一般由具有一个与电压有关的电阻（VDR）的火花间隙串联电路和隔离装置组成。当用电设备中出现危险的过电压时，火花间隙便产生反应（火花放电），并且VDR电阻为低欧姆。当火花间隙或VDR电阻由于直接雷击而被破坏时，隔离装置将断开与电网的连接。

如图12-131所示，在TN-C系统中，相线L1、L2和L3需要有一个过电压泄电器，在TN_-S系统中，还要附加一个中性线用泄电器。过电压泄电器应尽可能安置在用户引入线的后面。如图12-130所示，作为安装点，在住宅房屋中，大多选择在计数器箱中，泄电器的接地线应接到电位平衡汇流排上，而在TN系统中，应附加接到PEN线上。

在有大容量电气设备的建筑物中，如电厂、计算中心，又把所防护的设备细分为雷电防护区。把要防护的设备以外的区域编为雷电防护区O和E。在E区，存在有直接受雷击的可能。在雷击时有高电磁场作用在防护区O和防护区E中，从而减少了房屋内防护区的损害。防护区由于结合建筑钢筋而构成一个低费用的屏蔽笼，所有外墙的钢筋屏蔽避雷区1，在相关空间内部的钢筋构成避雷区2。钢筋以及包括金属板在内的全部金属连接件均视为避雷电位平衡。

在全部电能输送线路和数据传输线路的避雷区均应装备过电压泄电路。在避雷区1和避雷区2之间的过渡，也就是在进入建筑物的入口，应安装闪电电流泄电器，这种泄电器可以泄掉高达100kA的闪电电流，它们大都仅引导小闪电电流，但有低安全电压。因为分段使用过电压保护设备，过电压都流向接地装置，所以减少了危险。

图12-130 过电压泄电器

图12-131 TN系统中的过电压保护

复习题

1.外部避雷包括哪些设备？内部避雷包括哪些设备？

2.简述有金属接地端避雷器杆下方的防护范围和捕获线下方的防护范围。

3.计算在以下情况下周长为140m的建筑物引线数量：

a）对称平面图。

b）非对称平面图