防雷装置设计审核培训讲座

防雷装置设计审核培训讲座主讲人:江双喜前言防雷装置设计审核是国家行政许可项目,实施的主体是气象主管机构,而具体从事防雷装置技术性审查的单位是防雷技术中介服务机构(全省,全市承担这项任务的是防雷中心).因此我们培训的防雷装置设计审核仅仅是技术审核,对行政许可的条件,程序和期限等不在本次培训范围.培训的主要内容:1防雷施工图设计审核所需资料2设计依据3建筑物防雷分类和建筑物电子信息系统防雷等级的确定4接闪器5引下线6接地装置7均压环（防侧击雷）8内部防雷9在审核时应注意的其他问题10信息系统防雷审核一、防雷施工图设计审核所需资料1．防雷设计说明2．基础防雷平面图；3．屋面防雷平面图；4．均压环设置平面图及立面图；5．等电位连接平面图及立面图；6．等电位连接预留件图；7．防雷接地系统图；8低压配电系统图；9．弱电系统配置图；10．强、弱电系统电涌保护器配置图，电涌保护器的技术参数；二设计依据设计文本拿到后首先看设计依据，不同的设计依据将有不同的设计方法。从防雷的角度出发，我们引用的依据应是《建筑物防雷设计规范》。目前，很多设计院引用“民用建筑电气设计规范”，的有关条款来进行防雷设计，应加以更正。该规范很多防雷设计理念与《建筑物防雷设计规范》和IEC61024-1等标准相距甚远。1)建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）。2)建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343—2004。3)雷电电磁脉冲的防护GB/T19271.1—2003。4)通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范YD/T5098—2001。5)智能建筑设计标准GB/T50314-2000。6)建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000。7)国家有关规定及其他相关规范与标准。没有提到以上设计依据应提出意见。（设计依据是审核的重点）三建筑物防雷分类和建筑物电子信息系统防雷等级的确定１、建筑物防雷分类建筑物防雷分类应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果进行分类。GB50057-94P2首先，看重要性其次，看使用性质第三，预计发生雷电事故的可能性和后果；最后，按建筑物年预计雷击次数套规范（根据公式计算，讲一下公式）。当一座建筑物中兼有一、二、三类防雷建筑物时，其防雷分类应按建筑物所占不同防雷分类面积确定防雷分类GB50057-94P19第3.5.1条文说明一下。注：1）分类时，不能按“民用建筑电气设计规范”来分级（一级（100米以上）、二级（19层或50米以上）、三级（20米以上）），如果设计说明按“民用建筑电器设计规范”分级，应更正。2）一个建筑项目可能有很多独立的建筑单体构造，分类时应按各单体的情况分别确定防雷类别。举例：宏力半导体厂区原先统一按第三类防雷建筑物进行防雷设计，后经审查发现该厂区按其使用性质和建筑物年预计雷击次数分类有第一类、二类、三类防雷建筑物。3）GB50057-94第六章。信息系统所处建筑物确定为第三类防雷建筑物不妥，还应根据其重要性和后果来确定防雷分类。２、建筑物电子信息系统防雷等级建筑物电子信息系统的防雷设计，应满足雷电防护分区、分级确定的防雷等级要求。建筑物电子信息系统防雷等级可有二种方式来确定。１）根据建筑物电子信息系统雷击风险评估确定雷电防护等级。２）根据建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级。建筑物电子信息系统雷电防护等级共分A、B、C、D４级。四接闪器接闪器的种类主要有避雷针、避雷线、避雷带（或网）及利用金属屋面或屋顶上永久性金属物作接闪器（如旗杆等）。避雷针主要有常规避雷针和ESE针（即提前预放电避雷针）安装此针属锦上添花。审图时主要考虑以下几个方面：1.避雷针：1）避雷针的材料规格GB50057—94P22第4.1.1条。2)避雷针的保护范围：常规避雷针应采用滚球法确定接闪的保护范围。第一类防雷建筑物滚球半径30米第二类防雷建筑物滚球半径45米第三类防雷建筑物滚球半径60米计算一下单针的保护范围GB50057-94P51在审核时，一般是已知针高h、被保护物的高度hx、滚球半径hr。求:rx---避雷针在hx高度的xx’平面的保护半径（m）。r0---避雷针在地面上的保护半径（m）。3)如果采用ESE针，那就要根据厂商提供的技术参数来确定其保护范围。2.避雷带和避雷网1)材料规格GB50057-94P22第4.1.2条。2)敷设方式：一般宜明敷不宜暗敷，尤其是沿女儿墙敷设时，在人群密集场所不应暗敷（雷电流热效应使物体发热迅速膨胀）。3)避雷带支架间距为≤1.5m。避雷带支架高度为10—15cm。天面避雷网网格尺寸：第一类防雷建筑物不大于5×5（米）或6×4（米）第二类防雷建筑物不大于10×10（米）或12×8（米）第三类防雷建筑物不大于20×20（米）或24×16（米）平屋面的第三类防雷建筑物，当其宽度不大于20米时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。3.架空避雷线和避雷网宜采用截面不小于35平方毫米的镀锌钢绞线。4.金属屋面作接闪器，宜符合GB50057-94P22第4.1.4条。注：滚球法保护的原理GB50057-94P26注3）别墅一般不愿意安装避雷带，影响美观。五引下线1.引下线间距按GB50057-94规范要求：第一类防雷建筑物引下线间距不大于12米第二类防雷建筑物引下线间距不大于18米第三类防雷建筑物引下线间距不大于25米2引下线材料规格引下线引下线宜采用圆钢或扁钢圆钢直圆钢直径不应小于8毫米，扁钢截面不应小于48平方毫米，其厚度不应小于4毫米注：1）注(1)一般情况下，一幢建筑物的引下线不应少于2根2）引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置（明敷），并经最短路径接地。3）建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10毫米，扁钢截面不应小于80平方毫米。4）多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3米至1.8米之间装设断接卡。如果利用建筑物柱内钢筋作为引下线，可在合适部位预埋测试板。5）当利用建筑物四周的钢柱或柱子内钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线平均间距为：第二类防雷建筑不应大于18米第三类防雷建筑不应大于25米6）利用混凝土柱内二根对角线主钢筋作为引下线时，其直径不应小于8毫米（仅一根时其直径不应小于10毫米）。7）第三类防雷建筑物周长不超过25米，且高度不超过40米，可只设一根引下线。8）引下线与接闪器、接地装置（基础接地体）、均压环应可靠焊接，（电气贯通方式）不宜绑扎。六接地装置接地装置是外部防雷装置中，用于将雷电流传导及散流入地的那一部分，它主要有接地体和接地线组成。见GB50057-94P70接地体一般有二种形式：一种人工接地体是GB50057-94P24第三节。另一种称基础接地体，就是采用桩基内的钢筋等作为接地体。在审核时应注意：1.当利用建筑物的基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于0.5米，每根引下线所连接的钢筋表面积总和为：第二类防雷建筑物应S≥4.24kc2kc=0.44S≥0.82m2第三防雷建筑物应S≥1.89kc2kc=0.44S≥0.36m2kc为分流系数，见GB50057-94P62园柱体表面积计算公式S=2лr(r+h)2.环形人工基础接地体的规格尺寸：第二类防雷建筑物见GB50057-94P12表3.3.5第三类防雷建筑物见GB50057-94P17表3.4.33.接地电阻接地电阻应按其建筑物的使用性质及接地方式来确定，如采用共用接地时，一般应小于1欧姆，如果是诸地分开的，那应该根据各功能接地电阻的要求来设计。（信息系统应小于4欧姆，大型计算机应小于1欧姆（曙光），按设备要求来定。）第一类防雷建筑物每根引下线的冲击接地电阻不应大于10欧姆。第二类防雷建筑物每根引下线的冲击接地电阻不应大于10欧姆。第三类防雷建筑物每根引下线的冲击接地电阻不应大于30欧姆。4.接地装置的设计，最终是为了满足接地电阻符合要求。七均压环（防侧击雷）均压环的设置主要有二个作用，一是防侧击雷，另一个作用与引下线等防雷装置构成一个完整的法拉第笼，使建筑物形成一个初级屏蔽体，对减少雷击电磁脉冲（LEMP）的干扰、保护室内的电子设备免遭雷击电磁脉冲的冲击起到很重要的作用，这里先谈防侧击雷的问题。按GB50057-94规范要求第一类防雷建筑物：从30米起，每隔不大于6米沿建筑物四周设水平避雷带，并与引下线可靠焊接，同时将外墙上的栏杆、门窗较大金属物与防雷装置连接。第二类防雷建筑物：从45米起，每隔二层设均压环，同时将外墙上的栏杆、门窗较大金属物与防雷装置连接。第三类防雷建筑物：从60米起，每隔二层设均压环，同时将外墙上的栏杆、门窗较大金属物与防雷装置连接。注：1）均压环的材料可以采用25×4毫米的扁铁，也可利用圈梁内外侧二根直径不小于10毫米主筋或四根直径不小于8毫米的主筋。2）均压环应与引下线可靠焊接。3）栏杆、门窗等金属物与防雷装置连接时，应采用焊接。窗-环或窗-引下线的过渡电阻不应大于0.03欧姆。4）实际审核过程中，均压环的设置还应根据建筑物的使用性质来确定。八内部防雷前面讲的接闪器（针、带、网）、引下线、接地装置、均压环（界与内部与外部防雷装置之间），从分类上来讲应属外部防雷装置，即主要用来防直击雷。IEC61024-1《建筑物防雷》将防雷分为外部防雷和内部防雷，内部防雷包括防雷电感应、防雷电波侵入和防反击以及防生命危险。内部防雷的主要手段是等电位连接、接地和屏蔽。其实防雷工程应该是一个系统工程，尤其是微电子系统的防雷，它不仅要有一个完好的外部防雷设施，建筑物内设备的接地、屏蔽及等电位连接也相当重要，等电位连接是内部防雷的核心问题。按等电位理论，接地不过是以地电位作为参考电位的一种等电位连接。等电位连接——将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来，以减小雷电流在它们之间产生的电位差（GB50057-94描述等电位连接——内部防雷装置中，能减小由雷电流引起的电位差的那一部分（IEC61024-1中描述的），IEC601024-1描述“等电位连接是减少在需防雷空间内发生火灾及爆炸危险，以及人身事故的一项非常重要的措施。”由此可见，等电位连接的重要性。以上这段话有二层意思，一是必须共用接地，二是电位相等从审核的角度来讲，内部防雷审核的要点主要在于各类管线、电缆及设备的等电位连接（包括电涌保护器的安装）、接地及屏蔽。等电位连接与接地从某种意义上讲是一回事，因为现在绝大部分管线和设备是通过等电位连接的方式进行接地的。接地——现在提倡共用接地，尤其采用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置的建筑物。屏蔽——主要有建筑物屏蔽、房间的屏蔽、线路的屏蔽和设备的屏蔽。我们在审核时主要根据建筑物使用性质考虑建筑物、设备和线路的屏蔽1.接地与等电位连接设计院在设计接地时，目前存在的问题是采用共地不共线的方法来解决各种不同功能设备的接地，例：扬州市某个单位共有13类接地线，变电所、冷冻机房、水泵房、锅炉房、电话进线室、车库管理系统、强电管笼、弱电管笼、电梯机房、舞台影响系统、录播机房、电话电脑机房、安保消防系统、它这13类系统的接地线均是从地网或总等电位连接排引上。按GB50057-94P133第6.3.1条款说明和《智能建筑设计标准》P4310.2.6条的要求各类设备和管线的接地均应采用局部等电位连接。不提倡共地不共线，应采用层层等电位接地系统，看图（接地系统图），说明一下：1）垂直线太长，在其两端产生较强的电感压降XL=2лfL看GB50057-94P952）除特殊设备外，一般现在的电脑等设备、信号地、PE地和外壳都是同一地。3）当相互邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，应将其接地装置相连。2.需要做等电位连接的设施1)竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连。GB50057-94P1182)突出屋面的金属装置和金属构件应与避雷带可靠焊接。3）所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZ0A或LPZ0B与LPZ1区的界面处做等电位连接。当金属管道从不同地点进入时，