4.3.1 第二類防雷建筑物外部防雷的措施,宜采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿,也可采用由接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。接閃網(wǎng)、接閃帶應(yīng)按本規(guī)范附錄B的規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè),并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格;當(dāng)建筑物高度超過45m時(shí),首先應(yīng)沿屋頂周邊敷設(shè)接閃帶,接閃帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面上,也可設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應(yīng)互相連接。
4.3.2 突出屋面的放散管、風(fēng)管、煙囪等物體,應(yīng)按下列方式保護(hù):
1 排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等管道應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.1條第2款的規(guī)定。
2 排放無爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、煙囪,1區(qū)、21區(qū)、2區(qū)和22區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的自然通風(fēng)管,0區(qū)和20區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的裝有阻火器的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管,以及本規(guī)范第4.2.1條第3款所規(guī)定的管、閥及煤氣和天然氣放散管等,其防雷保護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)金屬物體可不裝接閃器,但應(yīng)和屋面防雷裝置相連。
2)除符合本規(guī)范第4.5.7條的規(guī)定情況外,在屋面接閃器保護(hù)范圍之外的非金屬物體應(yīng)裝接閃器,并應(yīng)和屋面防雷裝置相連。
4.3.3 專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根,并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻?qū)ΨQ布置,其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大18m。當(dāng)建筑物的跨度較大,無法在跨距中間設(shè)引下線時(shí),應(yīng)在跨距端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距,專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)大于18m。
4.3.4 外部防雷裝置的接地應(yīng)和防閃電感應(yīng)、內(nèi)部防雷裝置、電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置,并應(yīng)與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設(shè)接地裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。
4.3.5 利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 建筑物宜利用鋼筋混凝土屋頂、梁、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線。本規(guī)范第3.0.3條第2~4款、第9款、第10款的建筑物,當(dāng)其女兒墻以內(nèi)的屋頂鋼筋網(wǎng)以上的防水和混凝土層允許不保護(hù)時(shí),宜利用屋頂鋼筋網(wǎng)作為接閃器;本規(guī)范第3.0.3條第2~4款、第9款、第10款的建筑物為多層建筑,且周圍很少有人停留時(shí),宜利用女兒墻壓頂板內(nèi)或檐口內(nèi)的鋼筋作為接閃器。
2 當(dāng)基礎(chǔ)采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4%及基礎(chǔ)的外表面無防腐層或有瀝青質(zhì)防腐層時(shí),宜利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當(dāng)基礎(chǔ)的外表面有其他類的防腐層且無樁基可利用時(shí),宜在基礎(chǔ)防腐層下面的混凝土墊層內(nèi)敷設(shè)人工環(huán)形基礎(chǔ)接地體。
3 敷設(shè)在混凝土中作為防雷裝置的鋼筋或圓鋼,當(dāng)僅為一根時(shí),其直徑不應(yīng)小于10mm。被利用作為防雷裝置的混凝土構(gòu)件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋時(shí),其截面積總和不應(yīng)小于一根直徑10mm鋼筋的截面積。
4 利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)作為接地體時(shí),在周圍地面以下距地面不應(yīng)小0.5m,每根引下線所連接的鋼筋表面積總和應(yīng)按下式計(jì)算:

式中:S——鋼筋表面積總和(m2);
——分流系數(shù),按本規(guī)范附錄E的規(guī)定取值。
5 當(dāng)在建筑物周邊的無鋼筋的閉合條形混凝土基礎(chǔ)內(nèi)敷設(shè)人工基礎(chǔ)接地體時(shí),接地體的規(guī)格尺寸應(yīng)按表4.3.5的規(guī)定確定。
表4.3.5 第二類防雷建筑物環(huán)形人工基礎(chǔ)接地體的最小規(guī)格尺寸

注:1 當(dāng)長度相同、截面相同時(shí),宜選用扁鋼;
2 采用多根圓鋼時(shí),其敷設(shè)凈距不小于直徑的2倍;
3 利用閉合條形基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作接地體時(shí)可按本表校驗(yàn),除主筋外,可計(jì)入箍筋的表面積。
6 構(gòu)件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋或成網(wǎng)狀的鋼筋,其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應(yīng)采用土建施工的綁扎法、螺絲、對(duì)焊或搭焊連接。單根鋼筋、圓鋼或外引預(yù)埋連接板、線與構(gòu)件內(nèi)鋼筋應(yīng)焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。構(gòu)件之間必須連接成電氣通路。
4.3.6 共用接地裝置的接地電阻應(yīng)按50Hz電氣裝置的接地電阻確定,不應(yīng)大于按人身安全所確定的接地電阻值。在土壤電阻率小于或等于3000Ωm時(shí),外部防雷裝置的接地體符合下列規(guī)定之一以及環(huán)形接地體所包圍面積的等效圓半徑等于或大于所規(guī)定的值時(shí),可不計(jì)及沖擊接地電阻;但當(dāng)每根專設(shè)引下線的沖擊接地電阻不大于10Ω時(shí),可不按本條第1、2款敷設(shè)接地體:
1 當(dāng)土壤電阻率
小于或等于800Ωm時(shí),對(duì)環(huán)形接地體所包圍面積的等效圓半徑小于5m的情況,每一引下線處應(yīng)補(bǔ)加水平接地體或垂直接地體。當(dāng)補(bǔ)加水平接地體時(shí),其最小長度應(yīng)按本規(guī)范式(4.2.4-1)計(jì)算;當(dāng)補(bǔ)加垂直接地體時(shí),其最小長度應(yīng)按本規(guī)范式(4.2.4-2)計(jì)算。
2 當(dāng)土壤電阻率大于800Ωm、小于或等于3000Ωm,且對(duì)環(huán)形接地體所包圍的面積的等效圓半徑小于按下式的計(jì)算值時(shí),每一引下線處應(yīng)補(bǔ)加水平接地體或垂直接地體:

3 本條第2款補(bǔ)加水平接地體時(shí),其最小總長度應(yīng)按下式計(jì)算:

4 本條第2款補(bǔ)加垂直接地體時(shí),其最小總長度應(yīng)按下式計(jì)算:

5 在符合本規(guī)范第4.3.5條規(guī)定的條件下,利用槽形、板形或條形基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體或在基礎(chǔ)下面混凝土墊層內(nèi)敷設(shè)人工環(huán)形基礎(chǔ)接地體,當(dāng)槽形、板形基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)在水平面的投影面積或成環(huán)的條形基礎(chǔ)鋼筋或人工環(huán)形基礎(chǔ)接地體所包圍的面積符合下列規(guī)定時(shí),可不補(bǔ)加接地體:
1)當(dāng)土壤電阻率小于或等于800Ωm時(shí),所包圍的面積應(yīng)大于或等于79m2。
2)當(dāng)土壤電阻率大于800Ωm且小于或等于3000Ωm時(shí),所包圍的面積應(yīng)大于或等于按下式計(jì)算的值:

6 在符合本規(guī)范第4.3.5條規(guī)定的條件下,對(duì)6m柱距或大多數(shù)柱距為6m的單層工業(yè)建筑物,當(dāng)利用柱子基礎(chǔ)的鋼筋作為外部防雷裝置的接地體并同時(shí)符合下列規(guī)定時(shí),可不另加接地體:
1)利用全部或絕大多數(shù)柱子基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體。
2)柱子基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)通過鋼柱,鋼屋架,鋼筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊車梁等構(gòu)件的鋼筋或防雷裝置互相連成整體。
3)在周圍地面以下距地面不小于0.5m,每一柱子基礎(chǔ)內(nèi)所連接的鋼筋表面積總和大于或等于0.82m2。
4.3.7 本規(guī)范第3.0.3條第5~7款所規(guī)定的建筑物,其防閃電感應(yīng)的措施應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架等主要金屬物,應(yīng)就近接到防雷裝置或共用接地裝置上。
2 除本規(guī)范第3.0.3條第7款所規(guī)定的建筑物外,平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長金屬物應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.2條第2款的規(guī)定,但長金屬物連接處可不跨接。
3 建筑物內(nèi)防閃電感應(yīng)的接地干線與接地裝置的連接,不應(yīng)少于2處。
4.3.8 防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時(shí)產(chǎn)生的高電位對(duì)附近金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路的反擊,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在金屬框架的建筑物中,或在鋼筋連接在一起、電氣貫通的鋼筋混凝土框架的建筑物中,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求;在其他情況下,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離應(yīng)按下式計(jì)算:

式中:Sa3——空氣中的間隔距離(m);
——引下線計(jì)算點(diǎn)到連接點(diǎn)的長度(m),連接點(diǎn)即金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路與防雷裝置之間直接或通過電涌保護(hù)器相連之點(diǎn)。
2 當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有自然或人工接地的鋼筋混凝土構(gòu)件、金屬板、金屬網(wǎng)等靜電屏蔽物隔開時(shí),金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求。
3 當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時(shí),其擊穿強(qiáng)度應(yīng)為空氣擊穿強(qiáng)度的1/2。當(dāng)間隔距離不能滿足本條第1款的規(guī)定時(shí),金屬物應(yīng)與引下線直接相連,帶電線路應(yīng)通過電涌保護(hù)器與引下線相連。
4 在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下,應(yīng)在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器。電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5kV。每一保護(hù)模式的沖擊電流值,當(dāng)無法確定時(shí)應(yīng)取等于或大于12.5kA。
5 當(dāng)Yyn0型或Dyn11型接線的配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處時(shí),應(yīng)在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器;在低壓側(cè)的配電屏上,當(dāng)有線路引出本建筑物至其他有獨(dú)自敷設(shè)接地裝置的配電裝置時(shí),應(yīng)在母線上裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器,電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的沖擊電流值,當(dāng)無法確定時(shí)沖擊電流應(yīng)取等于或大于12.5kA;當(dāng)無線路引出本建筑物時(shí),應(yīng)在母線上裝設(shè)Ⅱ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器,電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的標(biāo)稱放電電流值應(yīng)等于或大于5kA。電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5kV。
6 低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器,以及配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處,并在低壓側(cè)配電屏的母線上裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器時(shí),電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的沖擊電流值,當(dāng)電源線路無屏蔽層時(shí)可按本規(guī)范式(4.2.4-6)計(jì)算,當(dāng)有屏蔽層時(shí)可按本規(guī)范式(4.2.4-7)計(jì)算,式中的雷電流應(yīng)取等于150kA。
7 在電子系統(tǒng)的室外線路采用金屬線時(shí),其引入的終端箱處應(yīng)安裝D1類高能量試驗(yàn)類型的電涌保護(hù)器,其短路電流當(dāng)無屏蔽層時(shí)可按本規(guī)范式(4.2.4-6)計(jì)算,當(dāng)有屏蔽層時(shí)可按本規(guī)范式(4.2.4-7)計(jì)算,式中的雷電流應(yīng)取等于150kA;當(dāng)無法確定時(shí)應(yīng)選用1.5kA。
8 在電子系統(tǒng)的室外線路采用光纜時(shí),其引入的終端箱處的電氣線路側(cè),當(dāng)無金屬線路引出本建筑物至其他有自己接地裝置設(shè)備時(shí)可安裝B2類慢上升率試驗(yàn)類型的電涌保護(hù)器,其短路電流宜選用75A。
9 輸送火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)和具有陰極保護(hù)的埋地金屬管道,當(dāng)其從室外進(jìn)入戶內(nèi)處設(shè)有絕緣段時(shí)應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.4條第13款和第14款的規(guī)定,在按本規(guī)范式(4.2.4-6)計(jì)算時(shí),式中的雷電流應(yīng)取等于150kA。
4.3.9 高度超過45m的建筑物,除屋頂?shù)耐獠糠览籽b置應(yīng)符合本規(guī)范第4.3.1條的規(guī)定外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 對(duì)水平突出外墻的物體,當(dāng)滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到突出外墻的物體時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施。
2 高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超過60m的部位應(yīng)防側(cè)擊,防側(cè)擊應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,各表面上的尖物、墻角、邊緣、設(shè)備以及顯著突出的物體,應(yīng)按屋頂上的保護(hù)措施處理。
2)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,布置接閃器應(yīng)符合對(duì)本類防雷建筑物的要求,接閃器應(yīng)重點(diǎn)布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。
3)外部金屬物,當(dāng)其最小尺寸符合本規(guī)范第5.2.7條第2款的規(guī)定時(shí),可利用其作為接閃器,還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。
4)符合本規(guī)范第4.3.5條規(guī)定的鋼筋混凝土內(nèi)鋼筋和符合本規(guī)范第5.3.5條規(guī)定的建筑物金屬框架,當(dāng)作為引下線或與引下線連接時(shí),均可利用其作為接閃器。
3 外墻內(nèi)、外豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端,應(yīng)與防雷裝置等電位連接。
4.3.10 有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐,當(dāng)其高度小于或等于60m、罐頂壁厚不小于4mm時(shí),或當(dāng)其高度大于60m、罐頂壁厚和側(cè)壁壁厚均不小于4mm時(shí),可不裝設(shè)接閃器,但應(yīng)接地,且接地點(diǎn)不應(yīng)少于2處,兩接地點(diǎn)間距離不宜大于30m,每處接地點(diǎn)的沖擊接地電阻不應(yīng)大于30Ω 。當(dāng)防雷的接地裝置符合本規(guī)范第4.3.6條的規(guī)定時(shí),可不計(jì)及其接地電阻值,但本規(guī)范第4.3.6條所規(guī)定的10Ω可改為30Ω。放散管和呼吸閥的保護(hù)應(yīng)符合本規(guī)范第4.3.2條的規(guī)定。
條文說明
4.3 第二類防雷建筑物的防雷措施
4.3.1 接閃器、引下線直接裝設(shè)在建筑物上,在非金屬屋面上裝設(shè)網(wǎng)格不大于10m的金屬網(wǎng),數(shù)十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明是可靠的。
中國科學(xué)院電工研究所曾對(duì)幾十個(gè)模型做了幾萬次放電試驗(yàn),雖然試驗(yàn)的重點(diǎn)放在非爆炸危險(xiǎn)建筑物上,而且保護(hù)的重點(diǎn)是易受雷擊的部位,但對(duì)整個(gè)建筑物起到了保護(hù)作用。如果把接閃帶改為接閃網(wǎng),則保護(hù)效果更有提高。根據(jù)我國的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),對(duì)第二類防雷建筑物采用不大于10m的網(wǎng)格是適宜的。 IEC 62305—3:2010中相當(dāng)于本規(guī)范第二類防雷建筑物的接閃器,當(dāng)采用網(wǎng)格時(shí),其尺寸也是不大于10m×10m,另見本規(guī)范第5.2.12條的條文說明。與10m×10m并列,增加12m×8m網(wǎng)格,這與引下線類同,是按6m柱距的倍數(shù)考慮的。
為了提高可靠性和安全度,便于雷電流的流散以及減小流經(jīng)引下線的雷電流,故多根接閃桿要用接閃帶連接起來。
4.3.2 本條說明如下:
1 雖然對(duì)排放有爆炸危險(xiǎn)的氣體、蒸氣或粉塵的管道要求同本章第4.2.1條第2款,但由于第一類和第二類防雷建筑物的接閃器的保護(hù)范圍是不同的(因hr不同,見本規(guī)范表5.2.12),因此,實(shí)際上保護(hù)措施的做法是不同的。
2 阻火器能阻止火焰?zhèn)鞑?,因此,在第二類防雷建筑物的防雷措施中補(bǔ)充了這一規(guī)定。以前的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)雷擊煤氣放散管起火8次,均未發(fā)生事故。這些事例說明煤氣、天然氣放散管里的煤氣、天然氣在放氣時(shí)總是處于正壓,如煤氣、天然氣灶一樣,火焰在管口燃燒而不會(huì)發(fā)生事故,故本規(guī)范特作此規(guī)定。
4.3.3 關(guān)于專設(shè)引下線的間距見本章第4.2.4條第2款的條文說明。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際需要補(bǔ)充增加了“當(dāng)建筑物的跨度較大,無法在跨距中間設(shè)引下線時(shí),應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距,專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)大于18m。”“專設(shè)”指專門敷設(shè),區(qū)別于利用建筑物的金屬體。本條為強(qiáng)制性條文。
4.3.4 見本章第4.2.4條的有關(guān)說明。
4.3.5 利用鋼筋混凝土柱和基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作引下線和接地體,國內(nèi)外在20世紀(jì)60年代初期就已經(jīng)采用了,現(xiàn)已較為普遍。利用屋頂鋼筋作為接閃器,國內(nèi)外從20世紀(jì)70年代初就逐漸被采用了。
1 關(guān)于利用建筑物鋼筋體作防雷裝置,IEC 62305—3:2010中的規(guī)定如下:在其第21頁第5.2.5條b款的規(guī)定中,對(duì)宜考慮利用建筑物的自然金屬物作為自然接閃器是“覆蓋有非金屬材料屋面的屋頂結(jié)構(gòu)的金屬構(gòu)件(桁架、構(gòu)架、互相連接的鋼筋,等等)若覆蓋屋面的該非金屬材料可以不需要受到保護(hù)時(shí)”;在其第24頁第5.3.5條b款的規(guī)定中,對(duì)宜考慮利用建筑物的自然金屬物作為自然引下線是“建筑物的電氣貫通的鋼筋混凝土框架的金屬體”;在其第27頁第5.4.4條自然接地體的規(guī)定中規(guī)定“混凝土基礎(chǔ)內(nèi)互相連接的鋼筋,當(dāng)其滿足5.6條(譯注:即對(duì)其材料和尺寸的要求,見本規(guī)范第5章)的要求時(shí)或其他合適的地下金屬結(jié)構(gòu),應(yīng)優(yōu)先考慮利用其作為接地體”。
國際上許多國家的防雷規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也作了雷同的規(guī)定。鋼筋混凝土建筑物的鋼筋體偶爾采用焊接連接,此時(shí)提供了肯定的電氣貫通。然而更多的是,在交叉點(diǎn)采用金屬綁線綁扎在一起,但是不管金屬性連接的偶然性,這樣一類建筑物具有許許多多鋼筋和連接點(diǎn),它們保證將全部雷電流經(jīng)過許多次再分流流入大量的并聯(lián)放電路徑。經(jīng)驗(yàn)表明,這樣一類建筑物的鋼筋體能容易地被利用作為防雷裝置的一部分或全部。下面介紹鋼筋綁扎點(diǎn)通沖擊電流能力的試驗(yàn)和英國的防雷標(biāo)準(zhǔn):
1)原蘇聯(lián)對(duì)鋼筋綁扎點(diǎn)流過沖擊和工頻電流的試驗(yàn)(刊登于原蘇聯(lián)雜志《電站》1990年第9期文章:鋼筋混凝土電桿通雷電流和短路電流的試驗(yàn),即 

試樣是方柱形混凝土,邊長為50mm、100mm和150mm三種(見圖8)。
在其軸心埋設(shè)兩根直徑8mm的鋼筋,將其末端彎起來并用綁線綁扎。
對(duì)這種連接點(diǎn)用幅值5kA、10kA、20kA波長40μs的沖擊電流波和3kA的工頻電流進(jìn)行試驗(yàn)。從試驗(yàn)所得的電壓和電流示波圖可證明,這種連接點(diǎn)的電氣接觸是足夠可靠的,其過渡電阻為0.001Ω~0.01Ω。這一結(jié)果表明,當(dāng)雷電流和工頻短路電流通過有鐵絲綁扎的并聯(lián)鋼筋時(shí),所有縱向主筋都參與導(dǎo)引電流。

圖8 大沖擊電流和工頻短路電流流過鋼筋綁扎點(diǎn)的試樣

試樣示于圖9,縱、橫鋼筋的接觸處有的試樣采用焊接,有的采用鐵線綁扎。具有代表性的沖擊電流波形示于圖10。鋼筋代號(hào)見圖11。

圖9 試樣的構(gòu)造和尺寸

圖10 具有代表性的沖擊電流波形

圖11 試樣的鋼筋代號(hào)
鋼筋接觸處的連接方法對(duì)鋼筋混凝土的破壞影響的
試驗(yàn)結(jié)果如下(0表示無異?,F(xiàn)象,×表示受到破壞);
1號(hào)試樣(縱橫鋼筋接觸處采用焊接):
6—E,61kA 0 0 0
4—E,61kA 0 0 0
2—E,61kA 0 0 0
2號(hào)試樣(縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎):
1—E,16kA 0 0 0
2—E,31kA 0 0 0
3—E,48kA ×(有輕度裂縫)
3號(hào)試樣(縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎):
3—E,48kA 0 0 0 0 0
4—E,48kA 0 0 0 0
4—E,61kA 0
5—E,61kA ×(有輕度裂縫)
4號(hào)試樣(縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎):
1—E,48kA 0 0 0
3—E,61kA ×(裂縫,有兩塊小碎片飛出1m遠(yuǎn))
5號(hào)試樣(縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎):
1—E,61kA 0
2—E,61kA 0
3—E,61kA 0
以上試樣中,有一個(gè)試樣的一個(gè)綁扎點(diǎn)通過48kA和兩個(gè)試樣的各一個(gè)綁扎點(diǎn)通過61kA后,采用鐵線綁扎連接的這三個(gè)鋼筋混凝土試樣才遭受輕度裂縫的破壞。這說明一個(gè)綁扎點(diǎn)可以安全地流過幾十千安的沖擊電流。實(shí)際上采用的鋼筋混凝土構(gòu)件除進(jìn)出電流的第一個(gè)連接點(diǎn)外,通常都有許多并聯(lián)綁扎點(diǎn),因此,若把進(jìn)出構(gòu)件的第一個(gè)連接點(diǎn)處理好的話(本規(guī)范要求應(yīng)焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接),那么可通過的沖擊電流將會(huì)是很大的了。
以上所采用的試驗(yàn)沖擊電流波雖然不是現(xiàn)在規(guī)定的10/350μs直擊雷電流波形,但若簡(jiǎn)單近似地采用20倍的換算,則每一個(gè)綁扎點(diǎn)也可安全地通過10/350μs的沖擊電流波。
3)英國《建筑物防雷實(shí)用規(guī)范》(BS 6651—1999:Code of practice for protection of structures against lightning),第16.6節(jié)規(guī)定如下:
“16.6 混凝土建筑物中鋼筋的利用:
16.6.1 通則——在建筑物開始建設(shè)之前,在設(shè)計(jì)階段應(yīng)決定詳細(xì)做法;
16.6.2 電氣連貫性——在現(xiàn)場(chǎng)澆灌的鋼筋混凝土建筑物的鋼筋偶爾是焊接在一起,這提供了肯定的電氣連貫性。通常更多地是,鋼筋在交叉點(diǎn)是用金屬線綁扎在一起。
然而,雖然在此產(chǎn)生的自然金屬性連接有其偶然性,但是這類結(jié)構(gòu)的大量鋼筋和交叉點(diǎn)保證全部雷電流實(shí)質(zhì)上在并聯(lián)放電路徑上的多次分流。經(jīng)驗(yàn)表明,這類建筑物能夠容易地被利用作為防雷裝置的一部分。
然而,建議采取以下的預(yù)防措施:a)應(yīng)保證鋼筋之間有良好的接觸,即用綁線固定鋼筋;b)垂直方向的鋼筋與鋼筋之間和水平鋼筋與垂直鋼筋之間都應(yīng)綁扎。”
利用屋頂鋼筋作接閃器,其前提是允許屋頂遭雷擊時(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撾x以及一小塊防水、保溫層遭破壞。但這對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)無損害,發(fā)現(xiàn)時(shí)加以修補(bǔ)就可以了。屋頂?shù)姆浪畬颖緛碚J褂靡欢螘r(shí)期后也要修補(bǔ)或翻修。
另一方面,即使安裝了專設(shè)接閃器,還是存在一個(gè)繞擊問題,即比所規(guī)定的雷電流小的電流仍有可能穿越專設(shè)接閃器而繞擊于屋頂?shù)目赡苄浴?br />
利用建筑物的金屬體做防雷裝置的其他優(yōu)點(diǎn)和做法請(qǐng)參見《基礎(chǔ)接地體及其應(yīng)用》一書(林維勇著,1980年,中國建筑工業(yè)出版社出版)和國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》03D501-3。
2 鋼筋混凝土的導(dǎo)電性能,在其干燥時(shí),是不良導(dǎo)體,電阻率較大,但當(dāng)具有一定濕度時(shí),就成了較好的導(dǎo)電物質(zhì),可達(dá)100Ωm~200Ωm。潮濕的混凝土導(dǎo)電性能較好,是因?yàn)榛炷林械墓杷猁}與水形成導(dǎo)電性的鹽基性溶液?;炷猎谑┕み^程中加入了較多的水分,成形后在結(jié)構(gòu)中密布著很多大大小小的毛細(xì)孔洞,因此就有了一些水分儲(chǔ)存。當(dāng)埋入地下后,地下的潮氣又可通過毛細(xì)管作用吸入混凝土中,保持一定的濕度。
圖12示出,在混凝土的真實(shí)濕度的范圍內(nèi)(從水飽和到干涸),其電阻率的變化約為520倍。在重復(fù)飽和和干涸的整個(gè)過程中,沒有觀察到各點(diǎn)的位移,也即每一濕度有一相應(yīng)的電阻率。建筑物的基礎(chǔ),通常采用(150~200)號(hào)(等同于現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的C13~C18)混凝土。原蘇聯(lián)1980年有人提出一個(gè)用于200號(hào)(等同于現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的C18)混凝土的近似計(jì)算式,計(jì)算混凝土的電阻率
(Ωm)與其濕度關(guān)系,其關(guān)系式如下:

式中:W——混凝土的濕度(%)。

圖12 混凝土濕度對(duì)其電阻率的影響
例如,當(dāng)W=6%時(shí),
=28000/62.6=265(Ωm);
W=7.5%時(shí),
=28000/7.52.6=149(Ωm)。
根據(jù)我國的具體情況,土壤一般可保持有20%左右的濕度,即使在最不利的情況下,也有5%~6%的濕度。
在利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地體時(shí),有人不管周圍環(huán)境條件如何,甚至位于巖石上也利用,這是錯(cuò)誤的。因此,補(bǔ)充了“周圍土壤的含水量不低于4%”?;炷恋暮考s在3.5%及以上時(shí),其電阻率就趨于穩(wěn)定;當(dāng)小于3.5%時(shí),電阻率隨水分的減小而增大。根據(jù)圖12,含水量定為不低于4%。該含水量應(yīng)是當(dāng)?shù)貧v史上一年中最早發(fā)生雷閃時(shí)間以前的含水量,不是夏季的含水量。
混凝土的電阻率還與其溫度成一定關(guān)系的反向作用,即溫度升高,電阻率減?。粶囟冉档?,電阻率增大。
下面舉幾個(gè)例子說明我國20世紀(jì)60年代利用鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋作為接地裝置的情況。
1)北京某學(xué)院與某公司工程的設(shè)計(jì),采用鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋作為防雷引下線與接地體,并進(jìn)行了測(cè)定,8000m2的建筑,其接地電阻夏季為0.2Ω~0.4Ω,,冬季為0.4Ω~0.6Ω,且數(shù)年中基本穩(wěn)定。
2)上海某廣場(chǎng)全部采用了柱子鋼筋作為防雷引下線,利用鋼筋混凝土基樁作為接地極(基樁深達(dá)35m),測(cè)定后,接地電阻為0.2Ω/基~1.8Ω/基。
3)上海某大學(xué)利用鋼筋混凝土基樁作為防雷接地裝置,并測(cè)得接地電阻為0.28Ω~4Ω(樁深為26m)。
4)云南某機(jī)床廠的約2000m2車間,采用鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋作接地裝置,接地電阻為0.7Ω。
5)1963年7月曾對(duì)原北京第二通用機(jī)器廠進(jìn)行了測(cè)定,數(shù)值如下:立式沉淀池基礎(chǔ)(搗制)4.5Ω~5.5Ω;四根高煙囪基礎(chǔ)(搗制)3Ω/每根~5Ω/每根;露天行車的一根鋼筋混凝土柱子(預(yù)制)2Ω;同一露天行車的另一根鋼筋混凝土柱子(預(yù)制)7Ω;鑄鋼車間的一根鋼筋混凝土柱子(預(yù)制)0.5Ω。
以前對(duì)基礎(chǔ)的外表面涂有瀝青質(zhì)的防腐層時(shí),認(rèn)為該防腐層是絕緣的,不可利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地體。但是實(shí)踐證實(shí)并不是這樣,國內(nèi)外都有人做過測(cè)試和分析,認(rèn)為是可利用作為接地體的。原蘇聯(lián)有若干篇文獻(xiàn)論及此問題,國內(nèi)已有人將其編譯為一篇文章,刊登于《建筑電氣》1984年第4期,文章名稱為《利用防侵蝕鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為接地體的可能性》。在其結(jié)論中指出:“厚度3mm的瀝青涂層,對(duì)接地電阻無明顯的影響,因此,在計(jì)算鋼筋混凝土基礎(chǔ)接地電阻時(shí),均可不考慮涂層的影響。厚度為6mm的瀝青涂層或3mm的乳化瀝青涂層或4mm的粘貼瀝青卷材時(shí),僅當(dāng)周圍的土壤的等值電阻率≤100Ωm和基礎(chǔ)面積的平均邊長S≤100m時(shí),其基礎(chǔ)網(wǎng)電阻約增加33%,在其他情況下這些涂裱層的影響很小,可忽略不計(jì)”。結(jié)論中還有其他的情況,不在這里一一介紹,請(qǐng)參見原譯文。上述譯文還指出,原蘇聯(lián)建筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防止雜散電流引起腐蝕的規(guī)定中,給出防水層的兩種狀態(tài):“最好的”(無保護(hù)部分的面積不大于1%)和“滿足要求的”(無保護(hù)部分的面積為5%~10%)。原全蘇電氣安裝工程科學(xué)研究所對(duì)所測(cè)過的、具有防止弱侵蝕介質(zhì)作用的瀝青涂層和防止中等侵蝕介質(zhì)作用的粘貼瀝青卷材的單個(gè)基礎(chǔ)、樁基、樁群以及基礎(chǔ)底板的散流電阻進(jìn)行了定量分析,說明在許多被測(cè)過的基礎(chǔ)中,沒有一個(gè)基礎(chǔ)是處于“最好的”絕緣狀態(tài)。據(jù)此,可以作出這樣的假設(shè):在強(qiáng)侵蝕介質(zhì)中,防護(hù)層的防水狀態(tài)也不是“最好的”。上述結(jié)論就是在這一前提下作出的。
原東德標(biāo)準(zhǔn)TGL33373/01~03-1981(Bautechnische,
接地、等電位和防雷在建筑技術(shù)上的措施)對(duì)基礎(chǔ)接地體的說明是:“埋設(shè)在直接與土地接觸或通過含瀝青質(zhì)的外部密封層與土地平面接觸的基礎(chǔ)內(nèi)在電氣上非絕緣的鋼筋、鋼埋入件和金屬結(jié)構(gòu)”。
原蘇聯(lián)1987年版的《建構(gòu)筑物防雷導(dǎo)則》(
)中也指出,鋼筋混凝土基礎(chǔ)的瀝青涂層和乳化瀝青涂層不妨礙利用它作為防雷接地體。
因此,本款規(guī)定鋼筋混凝土基礎(chǔ)的外表面無防腐層或有瀝青質(zhì)防腐層時(shí),宜利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。
3 規(guī)定混凝土中防雷導(dǎo)體的單根鋼筋或圓鋼的最小直徑不應(yīng)小于10mm是根據(jù)以下的計(jì)算定出的。
現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010—2002規(guī)定構(gòu)件的最高允許表面溫度是:對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的構(gòu)件(如吊車梁等承受重復(fù)荷載的構(gòu)件)不宜超過60℃;對(duì)于屋架、托架、屋面梁等不宜超過80℃;對(duì)于其他構(gòu)(如柱子、基礎(chǔ))則沒有規(guī)定最高允許溫度值,對(duì)于此類構(gòu)件可按不宜超過100℃考慮。
由于建筑物遭雷擊時(shí),雷電流流經(jīng)的路徑為屋面、屋架(或托架或屋面梁)、柱子、基礎(chǔ),則流經(jīng)需要驗(yàn)算疲勞的構(gòu)件(如吊車梁等承受重復(fù)荷載的構(gòu)件)的雷電流已分流到很小的數(shù)值。因此,雷電流流過構(gòu)件內(nèi)鋼筋或圓鋼后,其最高溫度按80℃~100℃考慮。現(xiàn)取最終溫度80℃作為計(jì)算值。鋼筋的起始溫度取40℃,因此,鋼導(dǎo)體的溫度升高考慮為40℃,這是一個(gè)很安全的數(shù)值。
根據(jù)IEC 62305—1: 2010第51、52頁的式(D.7)及其他有關(guān)資料,計(jì)算如下:

式中:(θ-θo)——導(dǎo)體的溫度升高(K);
——電阻的溫度系數(shù)(1/K),對(duì)軟鋼,其值為6.5×10-31/K;
W/R——沖擊電流的單位能量(J/Ω),根據(jù)本規(guī)范表F.0.1-1取第二類防雷建筑物的值為5.6×106J/Ω;
——導(dǎo)體在環(huán)境溫度下的電阻率(Ωm) ,對(duì)鋼導(dǎo)體,取其值為138×10-9Ωm;
q——導(dǎo)體的截面積(m²),取
10mm鋼導(dǎo)體的截面積,其值為78.5×10-6m²;
——物質(zhì)的密度 ( kg/m³),對(duì)軟鋼,其值為7700kg/m³;
Cw——熱容量[J/(kg·K)],對(duì)軟鋼,其值為469J/(kg·K)。
將上述數(shù)值代入式(18),得(θ-θo)=38.96K,小于40K。
對(duì)于第三類防雷建筑物,除W/R值不同外,其他值是相同的。根據(jù)本規(guī)范表F.0.1-1,取第三類防雷建筑物的W/R值為2.5×106J/Ω。將上述數(shù)值代入式(18),得(θ-θo)=16.31K,小于40K。
以上是對(duì)一根
10mm鋼導(dǎo)體的溫度升高計(jì)算,實(shí)際上,鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)通常都有許多鋼筋并聯(lián),經(jīng)過分流后,每根鋼筋產(chǎn)生的W/R值大大減小,因此,鋼筋的溫度升高會(huì)大大小于40K。
4 埋設(shè)在土壤中的混凝土基礎(chǔ)的起始溫度取30℃(我國地下0.8m處最熱月土壤平均溫度,除少數(shù)地區(qū)略超過30℃外,其余均在30℃以下);最終溫度取99℃,以不發(fā)生水的沸騰為前提。在此基礎(chǔ)上求出的鋼筋與混凝土接觸的每一平方米表面積允許產(chǎn)生的單位能量不應(yīng)大于1.32×106J/(Ωm2)(另見本章第4.3.6條第4款的條文說明)。因此,對(duì)于第二類防雷建筑物,鋼筋表面積總和不應(yīng)少于
;對(duì)于第三類防雷建筑物,鋼筋表面積總和不應(yīng)少于
。
5 確定環(huán)形人工基礎(chǔ)接地體尺寸的幾條原則:
1)在相同截面(即在同一長度下,所消耗的鋼材質(zhì)量相同)下,扁鋼的表面積總是大于圓鋼的,所以,建議優(yōu)先選用扁鋼,可節(jié)省鋼材。
2)在截面積相等之下,多根圓鋼的表面積總是大于一根的,所以在滿足所要求的表面積前提下,選用多根或一根圓鋼。
3)圓鋼直徑選用8mm、10mm、12mm三種規(guī)格,選用大于
12mm的圓鋼,一是浪費(fèi)材料,二是施工時(shí)不易于彎曲。
4)混凝土電阻率取100Ωm,這樣,混凝土內(nèi)鋼筋體有效長度為
=20m,即從引下線連接點(diǎn)開始,散流作用按各方向20m考慮。
5)周長≥60m,按60m考慮,設(shè)三根引下線,此時(shí),kc=0.44,另外還有56%的雷電流從另兩根引下線流走,每根引下線各占28%。
設(shè)這28%從兩個(gè)方向流走,每一方向流走14%。因此,與第一根引下線連接的40m長接地體(一個(gè)方向20m,兩個(gè)方向共計(jì)40m),共計(jì)流走總電流的72%(0.44+0.14+0.14=0.72),即本條第4款所規(guī)定的4.24kc2和本章第4.4.5條第1款所規(guī)定的1.89kc2中的kc等于0.72。
6)40m~60m周長時(shí)按40m長考慮,kc等于1,即按40m長流走全部雷電流考慮。
7)<40m周長時(shí)無法預(yù)先定出規(guī)格和尺寸,只能按是kc等于1由設(shè)計(jì)者根據(jù)具體長度計(jì)算,并按以上原則選用。
根據(jù)以上原則所計(jì)算的結(jié)果列于表8。
表8 確定環(huán)形人工基礎(chǔ)接地體的計(jì)算結(jié)果

注:采用一根圓鋼時(shí),其直徑不應(yīng)小于10mm。
整棟建筑物的槽形、板形、塊形基礎(chǔ)的鋼筋表面積總是能滿足鋼筋表面積的要求。
6 混凝土內(nèi)的鋼筋借綁扎作為電氣連接,當(dāng)雷電流通過時(shí),在連接處是否可能由此而發(fā)生混凝土的爆炸性炸裂,為了澄清這一問題,瑞士高壓?jiǎn)栴}研究委員會(huì)進(jìn)行過研究,認(rèn)為鋼筋之間的普通金屬綁絲連接對(duì)防雷保護(hù)來說是完全足夠的,而且確證,在任何情況下,在這樣連接附近的混凝土決不會(huì)碎裂,甚至出現(xiàn)雷電流本身把綁在一起的鋼筋焊接起來,如點(diǎn)焊一樣,通過電流以后,一個(gè)這樣的連接點(diǎn)的電阻下降為幾個(gè)毫歐的數(shù)值。
本條第6款為強(qiáng)制性條款。
4.3.6 關(guān)于共用接地裝置的接地電阻,見本章第4.2.4條第6款的條文說明。
1~4 根據(jù)IEC 62305—3: 2010第26頁5.4.2.2的規(guī)定(接地體的B型布置)而制定。另見本章第4.2.4條第6款的條文說明。
環(huán)形接地體(或基礎(chǔ)接地體)所包圍的面積A的平均幾何半徑r為:πr2=A,所以r=
。根據(jù)圖2,對(duì)于第二類防雷建筑物,當(dāng)
<800Ωm時(shí),
1為5m,因此,導(dǎo)出第1款的規(guī)定;當(dāng)
=800Ωm~3000Ωm時(shí),
1與
的關(guān)系是一根斜線,從該斜線上找出方便的任意兩點(diǎn)的坐標(biāo),則可求出
1與
的關(guān)系式為
1=
,所以,導(dǎo)出第2~4款的規(guī)定。
5
,故作出本款第1項(xiàng)的規(guī)定。
,故作出本款第2項(xiàng)的規(guī)定。
6 本款系根據(jù)實(shí)際需要和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而定的。第1項(xiàng)保證地面電位分布均勻。第2項(xiàng)保證雷電流較均勻地分配到雷擊點(diǎn)附近作為引下線的金屬導(dǎo)體和各接地體上。第3項(xiàng)保證混凝土基礎(chǔ)的安全性。
第1項(xiàng)中“絕大多數(shù)柱子基礎(chǔ)”是指在一些情況下少數(shù)柱子基礎(chǔ)難于連通的情況,如車間兩端在鋼筋混凝土端屋架中間(不是屋架的兩頭)的柱子基礎(chǔ),即擋風(fēng)柱基礎(chǔ)。
地中混凝土的起始溫度取30℃,最高允許溫度取99℃?;炷恋暮堪椿炷林亓康?%計(jì)算。邊長1m的基礎(chǔ)混凝土立方體的熱容量Q1(J/m3 ) 為:

式中:C1——混凝土的比熱容[J/(kg·K)],取8.82×102J/(kg·K);
C2——水的比熱容[J/(kg·K)],取4.19×103J/(kg·K);
M1——邊長1m的混凝土立方體的質(zhì)量(kg/m³),取2.1×103kg/m³;
——溫度差,對(duì)于起始溫度為30℃和最終溫度為99℃的場(chǎng)合,
=69℃。
將以上有關(guān)數(shù)值代入式(19),得Q1=1.58×108J/m³。
雷電流從鋼筋表面(設(shè)鋼筋與混凝土的接觸表面積為1m²)流入混凝土(混凝土折合成邊長1m的立方體)時(shí)所產(chǎn)生的熱量按式(20)計(jì)算。
式中:
——混凝土在30℃~99℃時(shí)的平均電阻率,取120Ωm。
使Q2=Q1,得
,所以

上式的計(jì)量單位為MJ/(Ωm²),說明雷電流從1m²鋼筋表面積流入混凝土所產(chǎn)生的單位能量應(yīng)不大于1.32MJ/Ω。
從本規(guī)范表F.0.1-1,得第二、三類防雷建筑物的單位能量
分別為5.6MJ/Ω和2.5MJ/Ω。
由于單位能量與雷電流的平方成正比,亦即與分流系數(shù)平方成正比。根據(jù)本規(guī)范圖E.0.1的(c),取kc=0.44,因此,分流后流經(jīng)一根柱子的雷電流所產(chǎn)生的單位能量分別為5.6×0.442=1.084(MJ/Ω)和2.5×0.442=0.484(MJ/Ω)。
將這兩個(gè)數(shù)值除以
,則相應(yīng)所需的基礎(chǔ)鋼筋表面積分別為1.084/1.32=0.82(m²)和0.484/1.32=0.37(m²)。
關(guān)于基礎(chǔ)鋼筋表面積的計(jì)算,現(xiàn)舉一個(gè)實(shí)際設(shè)計(jì)例子。圖13為車間一根柱子基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖13 一車間的柱子基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖
10鋼筋周長為0.01πm2,每根長2m,每根的表面積為0.02πm2,共計(jì)2000/200=10根,故10鋼筋的總表面積為0.2πm2。
12鋼筋周長為0.012πm,每根長3.2m,每根的表面積為3.2×0.012π=0.0384πm2,共計(jì)3200/200=16根,故
12鋼筋的總表面積為16×0.0384r=0.6144πm2。
因此,基礎(chǔ)鋼筋的總表面積為上述兩項(xiàng)之和,即0.2π+0.6144π=0.8144π=2.56(m2)。
4.3.7 建筑物內(nèi)的主要金屬物不包括混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋。
2 本款加“除本規(guī)范第3.0.3條第7款所規(guī)定的建筑物外”是根據(jù)以下兩個(gè)理由:
1)在這類場(chǎng)合下,設(shè)計(jì)中采用在橋架上敷設(shè)許多長的外面有絕緣保護(hù)層的鎧裝電纜,施工人員反映,施工時(shí)要將鎧裝互相連接必須破壞絕緣保護(hù)層,施工很困難。
2)IEC 62305——3:2010第52頁的D.5.2(Structures containing zones 2 and 22)有如下的規(guī)定,對(duì)那些規(guī)定為2區(qū)和22區(qū)的建筑物可不要求增加補(bǔ)充的保護(hù)措施(Structures where areas difined as zones 2 and 22 exist may not require supplemental protection measures)。
4.3.8 本條說明如下:
1 根據(jù)IEC 62305—3:2010第35頁6.3規(guī)定中的式(4):
,按該規(guī)定的表10,ki=0.06,按該規(guī)定的表11,km=1,分流系數(shù)kc見本規(guī)范附錄E。將相關(guān)數(shù)值代入上式,則得本規(guī)范式(4.3.8)。
“在金屬框架的建筑物中,或在鋼筋連接在一起、電氣貫通的鋼筋混凝土框架的建筑物中,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求”,這一規(guī)定是根據(jù)IEC 62305—3:2010 6.3中第36頁的規(guī)定增加的,即"In structures with metallic or electrically continuous connected reinforced concrete framework,a separation distance is not required"。
3 “當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時(shí),其擊穿強(qiáng)度應(yīng)為空氣擊穿強(qiáng)度的1/2”是根據(jù)IEC 62305—3:2010第35頁表11的規(guī)定制定的。
4 本款為強(qiáng)制性條款。“低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器”見本章第4.2.4條第8款的說明。
5 本款是強(qiáng)制性條款。在“當(dāng)Yyn0型或Dyn11型接線的配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處”的情況下,當(dāng)該建筑物的防雷裝置遭雷擊時(shí),接地裝置的電位升高,變壓器外殼的電位也升高。由于變壓器高壓側(cè)各相繞組是相連的,對(duì)外殼的雷擊高電位來說,可看作處于同一低電位,外殼的雷擊高電位可能擊穿高壓繞組的絕緣,因此,應(yīng)在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器。當(dāng)避雷器反擊穿時(shí),高壓繞組則處于與外殼相近的電位,高壓繞組得到保護(hù)。另一方面,由于變壓器低壓側(cè)繞組的中心點(diǎn)通常與外殼在電氣上是直接連在一起的,當(dāng)外殼電位升高時(shí),該電位加到低壓繞組上,低壓繞組有電流流過,并通過變壓器高、低壓繞組的電磁感應(yīng)使高壓繞組匝間可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的電位差。若在低壓側(cè)裝設(shè)SPD,當(dāng)外殼出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電位時(shí),SPD動(dòng)作放電,大部分雷電流流經(jīng)與低壓繞組并聯(lián)的SPD,因此,保護(hù)了高壓繞組。
“當(dāng)無線路引出本建筑物時(shí),應(yīng)在母線上裝設(shè)Ⅱ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器,電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的標(biāo)稱放電電流值應(yīng)等于或大于5kA”的規(guī)定是因?yàn)榇藭r(shí)低壓線路的地電位(PE導(dǎo)體、共用接地系統(tǒng))與SPD的接地端是處于同一電位(在同一平面上)或高于SPD接地端的電位(在建筑物的高處),流經(jīng)SPD的電流和能量不會(huì)是大的,即不會(huì)有大的雷電流再從SPD的接地端流經(jīng)SPD,又從低壓線路的分布電容流回SPD接地端的接地裝置。但此時(shí)SPD動(dòng)作后將保護(hù)低壓裝置的絕緣免遭擊穿破壞。
4.3.9 本條是根據(jù)IEC 62305—3:2010修改的,其第19頁“5.2.3 高層建筑物防側(cè)擊的接閃器”的規(guī)定如下:
5.2.3.1 高度低于60m的建筑物
研究顯示,小雷擊電流擊到高度低于60m建筑物的垂直側(cè)面的概率是足夠低的,所以不需要考慮這種側(cè)擊。屋頂和水平突出物應(yīng)按IEC 62305—-2風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算確定的防雷裝置(LPS)級(jí)別加以保護(hù)。
5.2.3.2 高60m及高于60m的建筑物
高于60m的建筑物,閃擊擊到其側(cè)面是可能發(fā)生的,特別是各表面的突出尖物、墻角和邊緣。
注:通常,這種側(cè)擊的風(fēng)險(xiǎn)是低的,因?yàn)樗徽几邔咏ㄖ镌忾W擊數(shù)的百分之幾,而且其雷電流參數(shù)顯著低于閃電擊到屋頂?shù)睦纂娏鲄?shù)。然而,裝在建筑物外墻上的電氣和電子設(shè)備,甚至被低峰值雷電流側(cè)擊擊中,也可能損壞。
高層建筑物的上面部位(例如,通常是建筑物高度的最上面20%部位,這部位要在建筑物60m高以上)及安裝在其上的設(shè)備應(yīng)裝接閃器加以保護(hù)(見附錄A)。
在高層建筑物的這個(gè)上端部位布置接閃器的規(guī)則,應(yīng)至少符合第Ⅳ級(jí)防雷級(jí)別的要求,并重點(diǎn)布置在墻角、邊緣和顯著的突出物(如陽臺(tái)、觀景平臺(tái),等等)處。
在高層建筑物的側(cè)面有外部的金屬物(如滿足表3最小尺寸要求的金屬覆蓋物、金屬幕墻)時(shí)可以滿足安裝接閃器的要求。當(dāng)無自然的外部導(dǎo)體時(shí)也可以包括采用布置在建筑物垂直邊緣的外部引下線。
可利用所安裝的引下線或利用適當(dāng)互相連接的自然引下線(如符合本規(guī)范第5.3.5條要求的建筑物的鋼框架或在電氣上貫通的鋼筋混凝土鋼筋)來滿足上述要求所要安裝的或特別要求的接閃器。”
對(duì)第二類防雷建筑物,由于滾球半徑hr規(guī)定為45m(見本規(guī)范表5.2.12),所以本條規(guī)定“高度超過45m的建筑物”。
豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置等電位連接。由于兩端連接,使其與引下線成了并聯(lián)路線,必然參與導(dǎo)引一部分雷電流,并使它們之間在各平面處的電位相等。對(duì)本條規(guī)定的一些做法參見圖14。

圖14 剖面示意
圖14中,與所規(guī)定的滾球半徑相適應(yīng)的一球體從空中沿接閃器A外側(cè)下降,會(huì)接觸到B處,該處應(yīng)設(shè)相應(yīng)的接閃器;但不會(huì)接觸到C、D處,該處不需設(shè)接閃器。該球體又從空中沿接閃器B外側(cè)下降,會(huì)接觸到F處,該處應(yīng)設(shè)相應(yīng)的接閃器。若無F虛線部分,球體會(huì)接觸到E處時(shí),E處應(yīng)設(shè)相應(yīng)的接閃器;當(dāng)球體最低點(diǎn)接觸到地面,還不會(huì)接觸到E處時(shí),E處不需設(shè)接閃器。
4.3.10 “壁厚不小于4mm”的規(guī)定是根據(jù)IEC 62305—3:2010第21頁表3的規(guī)定。


住宅設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50096
電動(dòng)汽車充電站設(shè)計(jì)規(guī)
