建筑电气工程防雷问题分析

建筑电气工程防雷问题分析

王书城

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摘要：虽然雷电是一种普遍存在且不可避免的自然现象，但随着科技的发展，我们能够对雷电的活动规律有一个较为精确的把握，从而能够对建筑电气工程进行有效防护，提升建筑物的安全与稳定程度。随着科技的飞速发展，现代建筑中电气工程的防雷设计也越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。

关键词：建筑；电气工程；防雷

引言

在科技日新月异的新时代，伴随着社会经济的发展，现代人们的生活物质水平也有了很大的提升，所以在现代的房屋建筑中，电气设备也越来越多，为人们创造美好生活打下了坚实的基础。但近年来，随着雷击事件的频发，其对人民群众的生活、生命、财产等方面的影响越来越大，对社会经济发展也产生了很大的影响。虽然随着科学技术以及建筑行业的飞速发展，现代建筑的防雷措施已经变得十分完备。但是，因为电子科技的飞速发展，以及智能建筑的不断出现，这就导致了在现代建筑中，电气工程防雷是必不可少的，这样才可以提升建筑的防雷等级，保证使用者的生命财产安全。同时，随着建筑行业的飞速发展，在建筑领域中出现了许多先进的技术，这也为建筑电气工程的防雷提供了良好的条件。然而，从当前建筑电气工程防雷的现实状况来看，传统的防雷方法和技术已经无法满足现代化建筑的需求，所以，要想提升建筑电气工程防雷的水平，就必须要加强对建筑电气防雷的分析研究，这样才可以总结出更科学、更完善的建筑电气工程防雷技术，从而为社会的安定、经济的快速发展打下坚实的基础。

1.雷电的形成原因和可能造成的危害

1.1雷电的形成

雷电是自然界中一种很常见的大气放电现象，在太阳光照射大地的过程中，地表的热空气会膨胀并升高，同时还会有大量的水蒸气被蒸发，水蒸气遇到冷凝华后，便会变成小型的冰晶，而小型的冰晶会不断地积累，使得云的体积变大，因此，当上升气流无法承受的时候，水滴的破碎，而这些变化都会在云中产生电荷。云层的顶部一般是带着正电荷，而底部则是带着负电荷，因此，云的上下之间就会出现电位差。如果云层中的电荷积累到一定程度，那么就会将空气击穿，打开一条狭长的通道，强行放电。在云层中放电时，因为云中的电流很强，通道上的空气会在一瞬间被烧得滚烫，并达到极高的温度，所发出的光芒就是闪电。而闪道上的高温会使得空气急剧膨胀，也会让水滴气化、膨胀，从而产生激波，这种强烈的激波活动就是雷声。

1.2雷电可能造成的危害

闪电的平均电流可以达到数万，甚至是数十万安培，电压通常在数亿伏以上，温度也可以达到数万度，如果带电荷的云层与地面上的建筑物相距很近，那么就会出现剧烈的雷击现象。雷电的伤害是指雷电与物体接触时产生的静电，会导致金属间的火花，对电子设备的伤害是致命的，雷电的伤害是通过避雷针在地面上的感应，通过电源线，信号线，以及地电位的反弹来实现的。

2.建筑防雷

2.1外部防雷装置与内部防雷装置

根据IEC1024-1标准，建筑的雷电防护分为内外两类。外防雷电设备包括三个部分：接闪器，引下线，接地。接闪器指的是避雷针、避雷带和避雷网，它设置在建筑的顶端，主要起到引雷或者截取闪电的作用，也就是把雷电流引导下来。引下线，其上接于接闪器，下接于接地设备，其功能是将由接闪器拦截下来的雷电电流导入接地设备。接地设备设置在地面上，其功能是将雷电均匀地分散到地面上。建筑内防雷设备主要用于降低建筑内的雷电流及其电磁效应，并防止二次雷害的发生。除了外部防雷装置之外，所有为实现此目的所采用的设施、手段和措施均属于内部防雷装置，其具体内容包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。

2.2防雷电感应和雷电波侵入

当雷电放电时，其周围的导体会发生静电或电磁场，从而引起金属元件间的火花。所以，在被保护的建筑物中，金属物体的接地，是防止雷击的重要手段。首先，要有一个良好的等势连接。在一、二类防雷建筑物内，平行或交叉敷设的金属管道，当它们的净距小于100 mm时，应该采用金属线跨接。为了防止电磁感应所造成的电位差能将小空隙击穿，而产生电火花，每隔≤30 m做好接地。

雷电波会通过电线和金属管道进入室内，从而威胁到人员的生命和财产。所以，加强进线端部的防雷防护，安装均压环，防止侧击雷，是防止雷电波入侵的重要手段。一、二类防雷楼低压进线全部采用直埋方式，当线路穿越到室内时，有15 m以上的线路必须更换（金属铠装电缆直接埋在地下，有护套的电缆穿过钢管）进入室内，并在电缆穿越的地方做好了避雷措施。如果架空线被直接引入到二类防雷建筑中，除了要在入户处加装避雷器，并将进户装置铁件做好接地之外，靠近建筑物的两根电杆上的铁件也应该做好接地，并且冲击接地电阻≤30Ω，对所有弱电进线的保护应该与强电进线相同。防雷构筑物应做好均压环和防侧击雷保护。均压环为三层起，各环之间竖向间距≤12 m，各引下线、建筑金属结构及金属设备均与该环牢固相连，且均压环可使用环梁中的钢筋（钢筋需穿入环梁）。在一类防雷建筑超过30米、二类防雷建筑超过45米、三类防雷建筑超过60米的时候，要做好防侧击雷保护工作，在建筑物的外墙周围设置一圈水平的雷电防护圈，每一圈的带子之间的垂直间距小于6米，在外墙的所有金属栏杆、窗户和避雷带都要牢固地连接在一起，避雷带要牢固地连接在一起，然后再把避雷带和引线牢固地连接在一起。垂直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置可靠地连接，其作用是为了达到等电位，并且因为两端连接，使得其与引下线形成并联线路，从而使雷电流更讯速的入地。

2.3防雷电流经引下线和接地装置时产生高电位对金属设备或电气线路反击的措施

当前，在建筑物中，大部分都使用了公共接地装置。当雷直击于本建筑物的防雷装置时，假设流经靠近低压电气装置处接地装置的雷电流为20 KA，当冲击接地电阻=1Ω时，接地装置上电位上升为20 KV，而在一般的室内低压装置中，其耐冲击电压最高为8 KV。因此，在低压电器设备中，在其绝缘薄弱的地方，极易发生短路，引起火灾，损坏设备，十分危险。

结语

随着科技的发展，建筑电气工程的防雷水平也有了很大的提高，因此建筑的安全性也有了很大的提升。但是，随着电子技术的飞速发展，智能建筑的层出不穷，这就要求在现代建筑物中开展电气工程的防雷工作，以提升建筑的防雷水平，保障使用者的生命财产安全。文章还对建筑的建筑电气工程的防雷问题进行了较为详尽的探讨，希望能使读者对建筑物的建筑电气工程的防雷有一个更加深入的了解。总之，建筑电气工程防雷事关重大，还涉及到建筑使用者的生命财产，所以，在建筑电气工程防雷时，一定要严格遵守设计要求及有关规定，这样才能提升建筑防雷的水平。

参考文献

[1]李冠乔.建筑电气工程防雷技术的分析[J].中华民居.2022，161：598-599.

[2]刘保华.建筑电气工程防雷问题论述[J].科学与财富，202（23）：41.