外部防雷

直击雷的防护

防雷是一个系统的工程，雷电防护一般分为外部防雷和内部防雷两个方面。常规意义上的外部防雷主要是指的直击雷的防护。实际应用中，由接闪器，引下线，完善的接地系统构成了外部防雷。

定义

直击雷的防护（外部防雷）

作用

1.避雷针

避雷针(避雷网,避雷带)位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下

2.引下线上与避雷针连接,下与接地装置连接,它的作用是把闪电器截获的雷电引流至接地装置.

3.接地装置位于地下一定深度,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去.

设计原理

建筑物楼顶装置与雷电流引下线的设计要求

⑴建筑物楼顶上的标志灯,节日彩灯,空调附属设备等设施,其金属框架,电源线的金属护层上,下端均应与暗装避雷网或女儿墙上的避雷带连接焊牢,焊点做防腐处理.大楼避雷带设于女儿墙上,每隔5～10M与暗装避雷网连接一次并焊牢,暴露在空气中的焊点一律采取防腐处理.

⑵雷电流引下线由楼顶开始,引至大楼环形接地体上形成一个笼形结构,大楼底层均压网宜与大楼周围的环形地体每5-10M用镀锌扁钢连接一次并焊牢,焊点做防腐处理.

⑶接地汇集线. 接地汇集线设计成环形或排状,材料铜线

⑷铁塔的雷电流引下线应采用扁钢或铜排焊接连通,直接引入联合接地体.

⑸避雷针应采用符合国家标准GB5007-1994(最新标准为GB50057-2010)<建筑物防雷设计规范>的接闪器即常规型避雷针,其他非常规避雷针或削雷器慎用.

⑹接地体 . 垂直接地体长度宜为1.5～2.5M,垂直接地体间距为自身长度的1.5～2倍.

⑺接地体和接地引线.接地线宜短,直,截面积为35～95平方毫米.材料多为铜线.

用例

IEC1024-1：在1990年这是第一个国际防雷标准，它适用于高度60m及以下建筑物防雷装置的设计和安装，不适用于铁路系统、建筑物外的输变电系统和输电讯系统以及移动的船舶、车辆和飞机。

标准中第一句话是；“防雷装置不能阻止雷闪的形成”。林维勇老师最近参加 IEC/TC81标准修改时看到这句话进行了如下修改：“应该注意到，到目前为止还没有一种装置（或方法）能阻止雷电的产生，也没有能阻止雷击到建筑物上的器具和方法。采用金属材料接闪、引下并导入大地是目前唯一有效的外部防雷方法。”

在GB50057-94中，大量引用IEC的术语和定义，如防雷装置在IEC中为“用于对需要防雷的空间作防雷电效应的整个装置，它由外部防雷装置和内部防雷装置组成”。“外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成”。“内部防雷装置是除外部防雷装置以外的全部附加措施。它们可能减小雷电流在需要防雷的空间内所产生的电磁效应”。

GB50057-94名词解释是：“防雷装置：接闪器、引下线、接地装置，过电压保护器及其它连接导体的总合。”请注意IEC在此提出了外部防雷与内部防雷的概念，外部防雷就是应用外部防雷装置（接闪器、引下线、接地装置或兼而有之的法拉第笼）吸引雷电并尽快和畅通无阻的将雷电流引入地中安全泄放。马宏达老师分析认为：防雷如同防洪，其原理是为雷电脉冲电流提供一条低阻抗的通道（注：外部防雷），同时防止通过磁场和电场对设备的干扰（注：内部防雷）。对半导体消雷器之争焦点首先在于其是否能阻止雷闪的形成（所谓“消雷”功能），其次在于利用非金属材料接闪（如碳素纤维外涂漆物，或如优化避雷针使用玻璃钢管内置食盐水等高阻液体）在接闪器与引下线之间串上35K?的“限流”物，是否会产生积极的作用，对照IEC标准说明的原理，应该是非常明白的了，迄今为止IEC的标准中未对任何非常规接闪器给予肯定。在国外只有法国、西班牙和南斯拉夫分别批准了E.S.E（具有提前放电功能的避雷针）标准，但在1992年和1995年IEC/TC81会议上，都没有作出明确的决定，既不否定，也不肯定，只是呼吁各国科学家对这类避雷装置作更深入的研究。

我们可从IEC1024系列标准的标题上得知，已颁布和尚属草案的1024-l、2、3和1-1、l-2都是外部防雷标准，但均与内部防雷关联。如1998年5月颁布的IEC1024-1-2附录B的标题为：“内部装置中抗感应电流影响的防护”。内容涉及到除外部防雷装置之外的线路屏蔽，适合的内部线缆布线路径和内部电气与通信装置的定位。同时示例说明一个建筑物上一次雷击造成的电压和能量的估算方法。IEC1024-2对高于60m的建筑物提出了防雷的附加条件，IEC1024-3对易燃易爆场所提出了附加条件。

IEC外部防雷标准给人总的感觉是比较细，有些国外标准如美国防火协会（NFPA780：1992）的“雷电防护规程”，英国标准（BS6651；1992）的“构筑物避雷的实用规程”，日本工业标准J15（JISA4201-1992）“构筑物等的避雷设备”也同样细致的对船舶、风力发电站、体育场、大帐篷、树木、桥梁、停泊的飞机、储罐、海滨游乐场、码头乃至露天家畜养殖场的外部防雷做出规定。特别要提出的是，一些标准对石头山地的接地装置在很难达到规定的低阻值时做出这样的规定：在地面平铺环型扁钢，并与被保护物的引下线在四个方向连接，环型地的半径不应小于5m，这种等电位连接方式同样能起作用。

关于外部防雷国家标准和国外标准一致认为：外部防雷的标准是建立在对雷电的统计规律上的，是在绝对保护与防雷装置耗费之间取的折衷方案。也正是GB50057-94中所讲的：“按照本规范设计的防雷装置的防雷安全度不是100%”。林维勇老师在写给我的一封信中介绍了修改GBJ57-83为GB50057-94过程中的一件事：采用滚球法后，保护范围比过去小很多，因此需增加避雷针和架空线的高度或数量，一些单位，特别是那些经常采用独立避雷针和架空线的单位有意见，最后只能将IEC规定的滚球半径加大，一类由20m加大到30m，二类由30m加大到45m，这也是一种妥协或折衷

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