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本节介绍雷电的常识和防雷的措施。通过学习，应掌握建筑物防雷分类，了解防雷系统的组成，了解建筑物的防雷措施，了解防雷设施的维护要求。
一、雷电的基本知识
雷电的破坏作用有两种，一种是雷电直接击在建筑物上的直接雷击，叫做直击雷过电压或直击雷。另一种是雷电的静电感应或电磁感应所引起的过电压，叫做感应过电压或感应雷。它们的特点如下表所示。
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种类 |
特点 |
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直接雷击 |
雷云直接对地面物体放电，雷击的时间虽然很短，只有万分之几到百分之几秒，但有很大的电流通过，可达100～200kA，使空气温度骤然升到摄氏1～2万度，产生强烈的冲击波，造成房屋损坏，人畜伤亡。当雷电流通过有电阻或电感物体时，能产生很大的电压降和感应电压，破坏绝缘，产生火花，使设备损坏，甚至引起燃烧、爆炸，使危害进一步扩大 |
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感应过电压或感应雷 |
静电感应是由于建筑物上空有雷云时，建筑物会感应出与雷云所带电负荷相反的电荷，雷云向地面开始放电后，在放电通路中的电荷迅速中和，但建筑物顶部的电荷不能立刻流散入地，便形成很高的电位，造成在建筑物内的电线、金属设备、金属管道放电，引起火灾、爆炸和人身事故 电磁感应是当雷电流通过金属体入地时，形成强大的磁场，能使附近的金属导体感应出高电势，在导体回路的缺口引起火花 |
二、民用建筑物的防雷分类
根据建筑物遭受雷击后的严重程度，遭受雷击机会的多少，以及当地雷电活动情况，即建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。
1．第一类防雷的民用建筑物
它是指具有特别重要用途的属于国家级的大型建筑物。
2．第二类防雷的民用建筑物
它是指重要的或人员密集的大型建筑物，以及省级重点文物保护的建筑物和构筑物、19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他建筑物。
3．第三类防雷的民用建筑物
- ① 建筑物年计算雷击次数大于或等于0.05时，或超过调查确认需要防雷的建筑物。
- ② 建筑群中最高或位于建筑群边缘的高度为20m以上的建筑物，在雷电活动强烈地区高度可为15m以上，雷击活动比较弱的地区其高度为25m以上。
- ③ 高度超过15m以上的烟囱、水塔等孤立建筑物或构筑物，在雷电活动比较弱的地区，其高度可为20m以上。
- ④ 历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多的地区的建筑物。
三、建筑物防雷系统的组成
为了尽可能地减小雷电造成的损失，就需要在建筑物上安装防雷设备。建筑物的防雷主要采用接闪器，如避雷针、避雷带、避雷网及避雷线等装置将雷电通过引下线、接地装置直接导入大地。
1．接闪器
接闪器就是专门用来接受直接雷击的金属导体。主要功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置向大地中泄放，保护建筑物免受雷害。
接闪器的保护范围可以用滚球法进行确定。滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，该部分就得到接闪器的保护。布置接闪器时可单独或任意组合。保护范围如下图所示。
- ① 避雷针处于地面建筑物的最高处，与雷雨云的距离最近，由于它与大地有良好的电气连接，所以它与大地有相同的电位，使避雷针附近空间的电场强度比较大，容易吸引雷电先驱，使主放电都集中到它的上面，从而使附近比它低的物体遭受雷击的几率大大减少。避雷针不但不能避雷反而引雷，它使自身多受雷击而保护周围免受雷击。由于避雷针与大地有良好的电气连接，能把大地积存的电荷能量迅速传递到雷雨云层中泄放；或把雷雨云层中积存的电荷能量传递到大地中泄放，使雷击而造成的过电压时间大大的缩短，从很大程度上降低了雷击的危害性。
- ② 避雷线是架空的避雷针，是悬挂在高空的接地线，作用与避雷针相同。
- ③ 避雷带是指沿建筑物顶部突出部位的边沿敷设金属带作为接闪器。
- ④ 避雷网是指利用钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电保护。
避雷针主要用来保护露天变配电设备、建筑物和构筑物；避雷线主要用来保护电力线路；避雷网和避雷带主要用来保护建筑物。
2．引下线
引下线的作用是将接闪器与接地装置连接在一起，使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋作为引下线，随主体结构逐层串联焊接至屋顶与接闪器连接。
3．接地装置
接闪器通过引下线与大地作良好的电气连接的装置称之为接地装置。接地装置是接地体和接地线的总称。
四、建筑物的防雷保护
1．基本防雷措施
建筑物的防雷主要应防止直击雷、感应雷以及防雷电波侵入的措施，具体应根据实际场所进行布置。
- ① 防直击雷的应安装各种形式的接闪器。可安装独立的避雷针，在高层建筑物上可装设避雷带、避雷网等。
- ② 防感应雷的方法是将混凝土屋面的钢筋用引下线与接地装置连接。对于防雷要求较高的建筑物，则应采用避雷网防雷。
- ③ 防雷电波侵入的主要部位是变电所，重点是电力变压器。基本的保护措施是在高压电源进线端装设阀式避雷器。避雷器应尽量靠近变压器安装，其接地线应与变压器低压侧中性点及变压器外壳共同连在一起后，再与接地装置连接。
2．防雷设施的维护
为保持防雷装置有良好的保护性能，应对其进行经常性的检查维护，在检查维护中应注意以下几个问题。
- ① 接闪器和避雷器在任何情况下都必须保证可靠接地。接地电阻应小于10W。
- ② 每年雷雨季节到来之前，应对防雷系统设施的各个环节进行细致的检查。如发现有接地引下线严重锈蚀 （使实际截面减小30%以上），应及时更换；有断裂、松脱的应立即进行焊补或紧固；接地电阻变大不符合要求的也应采取相应的补救改善措施 （如加大接地装置等）。
- ③ 避雷器应在每年雷雨季节前进行一次试验检查，性能不符合要求的应立即更换。
- ④ 每次大雷雨后，应及时进行全面检查，查看是否因雷击放电导致某些连接点松脱、断开或烧毁，并应立即进行相应的修理。