建筑设备工程：防雷装置设计规范及重要性

防雷装置一般由接闪器、引下线和接地装置等三个部分组成。

（一）接闪器

接闪器就是专门用来接受雷云放电的金属物体。接闪器的类型有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网、避雷环等。接闪器利用其金属特性，当雷云先导接近时，它与雷云之间的电场强度最大，因而可将雷云“诱导”到接闪器本身，并经引下线和接地装置将雷电流安全地泄放到大地中去，从而起到了保护物体免受雷击的作用。

表17-1　避雷针接闪器最小直径　　单位:mm

1.避雷针及保护范围

避雷针主要用来保护露天发配电装置、建筑物和构筑物。

避雷针通常采用圆钢或焊接钢管制成，将其顶端磨尖，以利于尖端放电。为保证足够的雷电流流通量，其直径应不小于表17-1给出的数值。

避雷针对周围物体保护的有效性，常用保护范围来表示。在安装有一定高度的接闪器下面，有一个一定范围的安全区域，处在这个安全区域内的被保护的物体遭受直接雷击的概率非常小，这个安全区域叫做避雷针的保护范围。

2.避雷线

避雷线是悬挂在架空线上的水平导线。水平导线起接闪器的作用。它对电力线路等较长的保护物最为适用。

避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线，架设在长距离高压供电线路或变电站构筑物上，以保护架空电力线路免受直接雷击。由于避雷线是架空敷设的而且接地，所以避雷线又叫架空地线。避雷线的作用原理与避雷针相同。

3.避雷带和避雷网

避雷带和避雷网主要适用于建筑物。避雷带通常是沿着建筑物易受雷击的部位，如屋脊、屋檐、屋角等处装设的带状导体。

避雷网是将建筑物屋面上纵横敷设的避雷带组成网格，其网格尺寸大小按有关规范确定，对于防雷等级不同的建筑物要求也不同。

避雷带和避雷网可以采用圆钢或扁钢，但应优先采用圆钢。圆钢直径不得小于8mm，扁钢厚度不小于4mm，截面积不得小于48mm2。避雷带和避雷网一般无须计算保护范围。

4.避雷环

避雷环用圆钢或扁钢制作。防雷设计规范规定高度超过一定范围的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，应设均压环防侧击雷。当建筑物全部为钢筋混凝土结构，可利用结构圈形梁钢筋与柱内引下线钢筋焊接作为均压环。没有结合柱和圈形梁的建筑物，应每三层在建筑物外墙内敷一圈ϕ12mm镀锌钢做为均压环，并与防雷装置所有的引下线连接。

（二）引下线

引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。其作用是构成雷电能量向大地泄放的通道。引下线一般采用圆钢或扁钢，应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性的要求。

1.一般要求

引下线可以专门敷设，也可利用建筑物内的金属构件。

引下线应沿建筑物外墙敷设，并经最短路径接地。采用圆钢时，直径应不小于8mm，采用扁钢时，其截面不应小于48mm2，厚度不小于4mm。暗装时截面积应放大一级。

在我国高层建筑中，优先利用柱或剪力墙中的主钢筋作为引下线。当钢筋直径不小于16mm时，应用两根主钢筋（绑扎或焊接）作为一组引下线。当钢筋直径为16mm以下时，应用四根钢筋（绑扎或焊接）作为一组引下线。建筑物在屋顶敷设的避雷网和防侧击的避雷环应和引下线连成一体，以利于雷电流的分流。(www.xing528.com)

防雷引下线的数量多少影响到反击电压大小及雷电流引下的可靠性，所以引下线及其布置应按不同防雷等级确定，一般不得少于两根。

为了便于测量接地电阻和检查引下线与接地装置的连接情况，人工敷设的引下线宜在引下线距地面0.3～1.8m之间位置设置断接卡子。当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地时，不设断接卡。但利用钢筋作引下线时应在室内或室外的适当地点设置若干连接板，该连接板可供测量、接人工接地体和作等电位连接用。

2.引下线施工要求

明敷的引下线应镀锌，焊接处应涂防腐漆。地面上约1.7m至地下0.3m的一段引下线，应有保护措施，防止受机械损伤和人身接触。

引下线是防雷装置极重要的组成部分，必须可靠敷设，以保证防雷效果。

（三）接地装置

无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接的。接地装置包括接地体和接地线两部分，它是防雷装置的重要组成部分。接地装置的主要作用是向大地均匀地泄放电流，使防雷装置对地电压不至于过高。

1.接地体

接地体是人为埋入地下与土壤直接接触的金属导体;接地线是连接接地体或接地体与引下线的金属导线。接地体一般分为自然接地体和人工接地体。

自然接地体是指兼作接地用的直接与大地接触的各种金属体，例如利用建筑物基础内的钢筋构成的接地系统。有条件时应首先利用自然接地体。因为它具有接地电阻较小、稳定可靠、减少材料和安装维护费用优点。

人工接地体专门作为接地用的接地体，安装时需要配合土建施工进行。在基础开挖时，也同时挖好接地沟，并将人工接地体按设计要求埋设好。

有时自然接地体安装完毕并经测量后，接地电阻不能满足要求时，需要增加敷设人工接地体来减小接地电阻值。

人工接地体按其敷设方式分为垂直接地体和水平接地体两种。垂直接地体一般为垂直埋入地下的角钢、圆钢、钢管等。水平接地体一般为水平敷设的扁钢、圆钢等。

2.接地线

接地线是连接接地体和引下线或电气设备接地部分的金属导体，它可分为自然接地线和人工接地线两种类型。

自然接地线可利用建筑物的金属结构，如梁、柱、桩等混凝土结构内的钢筋等。利用自然接地线必须符合下列要求:

（1）应保证全长管路有可靠的电气通路。

（2）利用电气配线钢管作接地线时管壁厚度不应小于3.5mm。

（3）用螺栓或铆钉连接的部位必须焊接跨接线。

（4）利用串联金属构件作接地线时，其构件之间应以截面不小于100mm2的钢材焊接。

（5）不得用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网作接地线。

人工接地线材料一般采用扁钢和圆钢，但移动式电气设备、采用钢质导线在安装上有困难的电气设备可采用有色金属作为人工接地线，绝对禁止使用裸铝导线作接地线。采用扁钢作为地下接地线时，其截面积不应小于25mm×4mm，采用圆钢作接地线时，其直径不应小于10mm。人工接地线不仅要有一定机械强度，而且接地线截面应满足热稳定的要求。