GB 50057-1994
條文說(shuō)明
（2000修訂）
（含附錄說(shuō)明）
.前 言
根據(jù)國(guó)家計(jì)委計(jì)宗〔1989〕30號(hào)文的要求，由機(jī)械工業(yè)部負(fù)責(zé)主編，具體由機(jī)械工業(yè)部設(shè)計(jì)研究院修訂編制的《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94，經(jīng)建設(shè)部1994年4月18日以建〔1994〕257號(hào)文批準(zhǔn)發(fā)布。 為便于廣大設(shè)計(jì)、施工、科研、學(xué)校等有關(guān)單位人員在使用本規(guī)范時(shí)能夠正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂組根據(jù)國(guó)家計(jì)委關(guān)于編制標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范條文說(shuō)明的銅一要求，按《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的章、節(jié)、條順序，編制了《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明》，供國(guó)內(nèi)各有關(guān)部門和單位參考。在使用中如發(fā)現(xiàn)本條文說(shuō)明有欠妥之處，請(qǐng)將意見(jiàn)直接反饋。
（本《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明》是1994年4月編制，2000年對(duì)《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章作了局部修訂，將《條文說(shuō)明》中的相關(guān)內(nèi)容寫(xiě)入了規(guī)范之中，這里略去第六章說(shuō)明。若需要查找條文內(nèi)容，請(qǐng)查看在中國(guó) 防雷信息網(wǎng)發(fā)布的“《建筑物 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-1994修訂稿”）
第一章 總 則
第1.0.1條 有人認(rèn)為，建筑物安裝 防雷裝置后就萬(wàn)無(wú)一失了。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，要達(dá)到這點(diǎn)是太浪費(fèi)了。因此，特指出“或減少”，以示不是萬(wàn)無(wú)一失，因?yàn)榘凑毡疽?guī)范設(shè)計(jì)的 防雷裝置的 防雷安全度不是100%。
第二章 建筑物的防雷分類
第2.0.1條 將工業(yè)和民用建筑物合并分類，分為三類。
本規(guī)范對(duì)第一類 防雷建筑物和第二、三類的一部分（如爆炸危險(xiǎn)環(huán)境、文物）仍沿用以往的做法，不考慮以危險(xiǎn)度作為分類的基礎(chǔ)。對(duì)于第二、三類中一些難于確定的建筑物則根據(jù)危險(xiǎn)度這一基礎(chǔ)來(lái)劃分。對(duì)危險(xiǎn)度的分析，見(jiàn)本規(guī)范第2.0.3條的說(shuō)明。 第2.0.2條
第一款，爆炸物質(zhì)：
炸 藥──黑索金、特屈兒、三硝基甲苯、苦味酸、硝銨炸藥等；
火 藥──單基無(wú)煙火藥、雙基無(wú)煙火藥、黑火藥、硝化棉、硝化甘油等；
起爆藥──雷汞、氮化鉛等；
火工品──引信、雷管、火帽等。
第三款，原規(guī)范中有關(guān)爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類名稱按現(xiàn)在新的爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的分區(qū)名稱修改。其相對(duì)應(yīng)的關(guān)系見(jiàn)表2.1。
爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境新舊分類對(duì)應(yīng)關(guān)系表 2.1
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原分類級(jí)別 |
Q-1 |
Q-2 |
Q-3 |
G-1 |
G-2 |
H-1 |
H-2 |
H-3 |
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新的分區(qū)名稱 |
0區(qū) |
1區(qū) |
2區(qū) |
10區(qū) |
11區(qū) |
21區(qū) |
22區(qū) |
23區(qū) |
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因?yàn)?區(qū)跨越Q-1和Q-2兩個(gè)級(jí)別，因此，1區(qū)建筑物可能劃為第一類 防雷建筑物，也可能劃為第二類 防雷建筑物。其區(qū)分在于是否會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡。例如，易燃液體泵房，當(dāng)布置在地面上時(shí)，其爆炸危險(xiǎn)環(huán)境一般為2區(qū)，則該泵房可劃為第二類 防雷建筑物。但當(dāng)工藝要求布置在地下或半地下時(shí)，在易燃液體的蒸氣與空氣的混合物的比重重于空氣，又無(wú)可靠的機(jī)械通風(fēng)設(shè)施的情況下，爆炸性混合物就不易擴(kuò)散，該泵房就要?jiǎng)潪?區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。如該泵房系大型石油化工聯(lián)合企業(yè)的原油泵房，當(dāng)泵房遭雷擊就可能會(huì)使工廠停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此，這類泵房應(yīng)劃為第一類 防雷建筑物；如該泵房系石油庫(kù)的卸油泵房，平時(shí)間斷操作，雖因雷電火花可能引發(fā)爆炸造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，但相對(duì)來(lái)說(shuō)要少得多，則這類泵房可劃為第二類 防雷建筑物。 第2.0.3條
第四款，有些爆炸物質(zhì)，不易因電火花而引起爆炸，但爆炸后破壞力較大，如小型炮彈庫(kù)、槍彈庫(kù)以及硝化棉脫水和包裝等均屬第二類 防雷建筑物。 第五款，見(jiàn)本規(guī)范第2.0.2條三款的說(shuō)明。
第八款，選擇 防雷裝置的目的在于將需要防直擊雷的建筑物的年損壞危險(xiǎn)度R值（需要 防雷的建筑物每年可能遭雷擊而損壞的概率）減到小于或等于可接受的最大損壞危險(xiǎn)度 Rc值（即 R≤ Rc）。 本章中對(duì)于需作計(jì)算年雷擊次數(shù)界限的條文采用每年10-5的Rc值，即每年十萬(wàn)分之一的損壞概率。
基于建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（ N）和基于 防雷裝置或建筑物遭雷擊一次發(fā)生損壞的綜合概率（ P），對(duì)于時(shí)間周期t=1年，在 NPt <<1的條件下（所有真實(shí)情況都滿足這一條件），下面的關(guān)系式是適用的： R = 1 - exp（-NPt）= NP， 即 R = NP （2.l）
P = Pi·Pid＋Pf·Pfd �。�2.2）
式中： Pi── 防雷裝置截收雷擊的概率，或 防雷裝置的截收效率（也用 Ei表示），其值與接閃器的布置有關(guān)； Pf──閃電穿過(guò) 防雷裝置擊到需要保護(hù)的建筑物的概率，也即 防雷裝置截收雷擊失敗的概率，等于（1 -Pi）或（1- Ei）；
Pid── 防雷裝置截收雷擊后所選用的各種尺寸和規(guī)格保護(hù)失敗而發(fā)生損壞的概率；
Pfd── 防雷裝置沒(méi)有截到雷擊而發(fā)生損壞的概率。
一次雷擊后可能同時(shí)在不同地點(diǎn)發(fā)生n處損壞，每處損壞的分概率為Pk，這些分概率是并聯(lián)組成，因此，一次雷擊的總損壞概率為：
（2.3）
分損壞概率包含這樣一些事件，如爆炸、火災(zāi)、生命觸電、機(jī)械性損壞、敏感電子或電氣設(shè)備損壞或受到干擾等等。
在確定分損壞概率時(shí)，應(yīng)考慮到同時(shí)發(fā)生兩類事件，即引發(fā)損壞的事件（如金屬熔化、導(dǎo)體熾熱、側(cè)向跳擊、不容許的接觸電壓或跨步電壓，等等）和被損壞物體的出現(xiàn)（即人、可燃物、爆炸性混合物等等的存在）這兩類事件同時(shí)發(fā)生。
出現(xiàn)引發(fā)損壞的事件的概率直接或間接與閃擊參量的分布概率有關(guān)，在設(shè)計(jì) 防雷裝置和選用其規(guī)格尺寸時(shí)是依據(jù)閃擊參量的。 在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率取決于建筑物的特點(diǎn)、存放物和用途。
為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，假定：
1.在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率對(duì)每一類損壞采用相同的值，用共同概率Pr代替；
2.沒(méi)有被截到的雷擊（直擊雷）所引發(fā)的損壞是肯定的，損壞的出現(xiàn)與可能被損壞的周圍物體的出現(xiàn)是同時(shí)發(fā)生的，因此，Pfd = Pr；
3.被截收到的雷擊引發(fā)損壞的總概率只與 防雷裝置的尺寸效率 Es有關(guān)，并假定等于（1- Es）。 Es 規(guī)定為這樣一個(gè)綜合概率，即被截收的雷擊在此概率下不應(yīng)對(duì)被保護(hù)空間造成損害。 Es與用來(lái)定接閃器、引下線、接地裝置的尺寸和規(guī)格的閃擊參量值有關(guān)。 將上述假定代入（2.2）式，即將以下各項(xiàng)代入：Pi用Ei代入，Pf用（l-Ei）代入，Pfd 用Pr 代入，Pid用Pr（1-Es）代入；此外，引入一個(gè)附加系數(shù)Wr，它是考慮雷擊后果的一個(gè)系數(shù)，后果越嚴(yán)重，Wr值越大。因此，（2.2）式轉(zhuǎn)化為：
P = PrWr（l-EiEs） �。�2.4）
概率 Pr應(yīng)看作是一個(gè)系數(shù)，它表示建筑物自身保護(hù)的程度或表示考慮這樣的真實(shí)情況的一個(gè)因素，即不是每一個(gè)打到需要 防雷的建筑物的雷擊和不是每一個(gè)使 防雷裝置所選用的規(guī)格和尺寸失敗的雷擊均造成損壞。 Pr值主要取決于建筑物的特點(diǎn)，它的結(jié)構(gòu)、用途、存放物或設(shè)備。 η = Ei·Es （2.5）
從（2.1）、（2.4）、（2.5）式得：
如果R值采用可接受的最大損壞危險(xiǎn)度Rc = 10-5，并使
（2.6）
式中：Nc──建筑物可接受的年允許遭雷擊次數(shù)。
因此， 防雷裝置所需要的效率應(yīng)符合下式： �。�2.7）
根據(jù)IEC-TC81的有關(guān)資料，第三類 防雷建筑物所裝設(shè)的 防雷裝置的有關(guān)值見(jiàn)表2.2。
Ei和Es值 表2.2
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Ei |
Es |
η=Ei·Es |
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0.85 |
0.95 |
0.80 |
根據(jù)驗(yàn)算和對(duì)比（另見(jiàn)本條第九款和本規(guī)范第2.0.4條二、三、四款說(shuō)明），本規(guī)范對(duì)一般建筑物和公共建筑物所采用的PrWr值見(jiàn)表2.3。
PrWr值 表2.3
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建筑物 |
PrWr |
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型式 |
特點(diǎn) |
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一般建筑物 |
正常危險(xiǎn) |
1.6·10-4 |
6·10-2 |
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公共建筑物 |
重大危險(xiǎn)(引起驚慌、
重大損失) |
8·10-4 |
1.2·10-2 |
從表2.2得保護(hù)第三類 防雷建筑物的 防雷裝置的效率 η值為0.8。從表 2.3查得公共建筑物的 Nc 值為 1.2·10 -2。將這兩個(gè)數(shù)值代人關(guān)系式（2.7），得 ，所以 。這表明對(duì)這類建筑物如采用第三類 防雷建筑物的 防雷措施，只對(duì) N≤0.06的建筑物保證 Rc值不大于10 -5。當(dāng) N＞0.06時(shí) Rc值達(dá)不到（即大于）10 -5，因此，當(dāng) N＞0.06時(shí)升級(jí)采用第二類 防雷建筑物的 防雷措施。 將部、省級(jí)辦公建筑物列入，是考慮其所存放的文件和資料的重要性。人員密集的公共建筑物，如集會(huì)、展覽、博覽、體育、商業(yè)、影劇院、醫(yī)院、學(xué)校等建筑物。
第九款，從表2.2得保護(hù)第三類 防雷建筑物的 防雷裝置的η值為0.8。從表2.3查得一般建筑物的 Nc值為6·10 -2。將這兩個(gè)數(shù)值計(jì)入關(guān)系式（2.7），得出 ，所以 。這表明對(duì)這類建筑物如采用第三類 防雷建筑物的 防雷措施。只對(duì) N≤0.3的建筑物保證 Rc值不大于10 -5。當(dāng) N＞0.3時(shí) Rc值達(dá)不到（即大于）10 -5，因此，當(dāng) N＞0.3時(shí)升級(jí)采用第二類 防雷建筑物的 防雷措施。 第2.0.4條
第二款，當(dāng)沒(méi)有 防雷裝置時(shí) η = 0，從表2.3查得公共建筑物的 Nc = 1.2·10 -2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2.7），得 ，所以 N≤0.012。這表明對(duì)這類建筑物當(dāng) N＜0.012時(shí)可以不設(shè) 防雷裝置；當(dāng) N≥0.012時(shí)要設(shè) 防雷裝置。
第三、四款，當(dāng)沒(méi)有 防雷裝置時(shí) η = 0，從表2.3查得一般建筑物的 Nc = 6·10 -2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2.7），得 ，所以 N≤0.06。這表明對(duì)這類建筑物當(dāng) N＜0.06時(shí)可以不設(shè) 防雷裝置；當(dāng) N≥0.06時(shí)要設(shè) 防雷裝置。 下面用長(zhǎng)60m、寬13m（即四個(gè)單元住宅）的一般建筑物作為例子進(jìn)行驗(yàn)算對(duì)比。其結(jié)果列于表2.4。原規(guī)范的建筑物年計(jì)算雷擊次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式為原規(guī)范的（附2.1）式。本規(guī)范的建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為（附1.1）式。k值均取1。
要精確計(jì)及周圍物體對(duì)建筑物等效面積的影響，計(jì)算起來(lái)很繁雜，因此，略去這類影響的精確計(jì)算。但在選用一些參數(shù)時(shí)已適當(dāng)作了修正。N的計(jì)算見(jiàn)本規(guī)范附錄一。
第三章 建筑物的防雷措施
第一節(jié) 一般規(guī)定
第3.1.1條 本條規(guī)定僅對(duì)制造、使用或貯存爆炸物質(zhì)的建筑物和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境采取 防雷電感應(yīng)。其它 防雷建筑物可以不 防雷電感應(yīng)。雷電感應(yīng)可能感應(yīng)出相當(dāng)高的電壓而發(fā)生火花放電引發(fā)事故。
在一般性建筑物內(nèi)，在不帶電的金屬物上雷電感應(yīng)所產(chǎn)生的火花放電，由于其能量小、時(shí)間極短，通常不會(huì)引發(fā)火災(zāi)危險(xiǎn)。在220/380 V系統(tǒng)的帶電體上的雷電感應(yīng)，由于采取 防雷電波侵入和防反擊的措施，此問(wèn)題也跟著得到解決。 關(guān)于電子元件的過(guò)電壓保護(hù)分三部分，即220/380 V電源部分、信息線路、有電子元件的設(shè)備本身。信息線路的過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)由信息線路設(shè)計(jì)者解決。設(shè)備本身的應(yīng)由制造廠解決。電源部分又分兩部分，即建筑物的電源進(jìn)線和接至有電子元件的裝置的電源部分（如插座、分配電箱）。本規(guī)范僅解決電源進(jìn)線部分，它與 防雷電波侵入和防反擊的措施一起解決。至于在裝置附近的供電是否設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要性由信息線路設(shè)計(jì)者一起解決，或由設(shè)備使用者解決或由制造廠提供。此外，設(shè)備外殼及其外接金屬管線由于電氣安全或屏蔽需要已作接地，這也大大地減少了雷電感應(yīng)的危險(xiǎn)性。 本規(guī)范現(xiàn)仍采用原來(lái)規(guī)定的 防雷方法，即防直擊雷、 防雷電感應(yīng)和 防雷電波侵入。國(guó)際電工委員會(huì)1990年版IEC1024-1：1990標(biāo)準(zhǔn)建筑物 防雷第一部分通則（以下簡(jiǎn)稱IEC1024-l）的內(nèi)容也包括了這些方面的要求，不過(guò)叫法不同。有些國(guó)家和上述IEC的 防雷標(biāo)準(zhǔn)將 防雷分為外部 防雷和內(nèi)部 防雷。所謂外部 防雷就是防直擊雷（不包括防止 防雷裝置受到直接雷擊時(shí)向其它物體的反擊），內(nèi)部 防雷包括 防雷電感應(yīng)、防反擊以及 防雷電波侵入和防生命危險(xiǎn)。本規(guī)范的防直擊雷包含防反擊的內(nèi)容。 第3.1.2條 為說(shuō)明等電位的作用和一般的做法，下面摘譯IEC1024-1的一些有關(guān)規(guī)定：
3.1 等電位連接
3.l.l 通則
為減小在需要 防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)，等電位是一很重要的措施。 等電位是用連接導(dǎo)線或過(guò)電壓保護(hù)器將處在需要 防雷的空間內(nèi)的 防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來(lái)的導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來(lái)。 當(dāng)需要 防雷的空間設(shè)有 防雷裝置時(shí)，處于該空間之外的金屬構(gòu)架可能受到雷電效應(yīng)。在設(shè)計(jì)這樣的 防雷裝置時(shí)應(yīng)顧及這種效應(yīng)。對(duì)處于該空間之外的金屬構(gòu)架可能也需要作等電位連接。 當(dāng)不設(shè) 防雷裝置但需要防從外來(lái)管線引來(lái)的雷電效應(yīng)時(shí)，也應(yīng)作等電位連接。 3.1.2 金屬裝置的等電位連接
應(yīng)在以下地點(diǎn)做等電位連接：
a）在地下室或在靠近地平面處。連接導(dǎo)線應(yīng)連到連接板（連接母線）上，連接板的構(gòu)成和安裝要易于接近檢查。連接板應(yīng)與接地裝置連接。對(duì)于大型建筑物，如果連接板之間有連接，可裝設(shè)多塊連接板；
b）高度超過(guò)20m的建筑物，在地面以上垂直每隔不大于20m處；連接板應(yīng)與連接各引下線的水平環(huán)形導(dǎo)體連接（見(jiàn)2.2.3款）；
c）在那些滿足不了安全距離的地方（見(jiàn)3.2節(jié)）。
對(duì)有電氣貫通鋼筋網(wǎng)的鋼筋混凝土建筑物、鋼構(gòu)架建筑物、有等效屏蔽作用的建筑物，建筑物內(nèi)的金屬裝置通常不需要上述b）款和c）款的等電位連接。
……
3.1.3 外來(lái)導(dǎo)體的等電位連接
應(yīng)盡可能在靠近進(jìn)戶點(diǎn)處對(duì)外來(lái)導(dǎo)體作等電位連接。……
3.1.5 在通常情況下電氣和通信裝置的等電位連接
電氣和通信裝置應(yīng)按3.1.2款的要求作等電位連接。應(yīng)盡量在靠近進(jìn)戶點(diǎn)處作等電位連接。
如果導(dǎo)體有屏蔽層或穿于金屬管內(nèi)，當(dāng)這類屏蔽物上的電阻壓降所形成的電位差不危及電纜和所連接的設(shè)備時(shí)，通常只將這類屏蔽物作等電位連接就足夠了。
線路的所有導(dǎo)體應(yīng)作直接或非直接連接。相線應(yīng)僅通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器連到 防雷裝置上。在TN系統(tǒng)中，PE或PEN線應(yīng)直接連到 防雷裝置上。 ……
3.3 防生命危險(xiǎn)
在需要 防雷的空間內(nèi)防發(fā)生生命危險(xiǎn)的最重要措施是采用等電位連接。 第二節(jié) 第一類防雷建筑物的防雷措施
第3.2.1條
第一款，在原規(guī)定的基礎(chǔ)上，與獨(dú)立避雷針、架空避雷線并列，補(bǔ)充采用架空避雷網(wǎng)。
第二款，壓力單位用Pa及kPa，它們是法定計(jì)量單位。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力為非法定計(jì)量單位，一旦有關(guān)國(guó)際學(xué)術(shù)組織宣布廢除時(shí)，我國(guó)也將隨著停止使用。因此，表3.2.1中的壓力單位采用kPa。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 = 1.01325×105Pa = 1.01325×102kPa。
“接閃器與雷閃的接觸點(diǎn)應(yīng)設(shè)在上述空間之外”，接觸點(diǎn)處于該空間的正上方之外也屬于“在上述空間之外”。
第五款，為了防止雷擊電流流過(guò) 防雷裝置時(shí)所產(chǎn)生的高電位對(duì)被保護(hù)的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊，應(yīng)使 防雷裝置與這些物體之間保持一定的安全距離。 �。�3.1）
由于沒(méi)有更合理的方法，與原規(guī)范相同，安全距離仍按電阻電壓降和電感電壓降相應(yīng)求出的距離相加而得。因此，相應(yīng)的安全距離為：
（3.2）
式中： UR──雷電流流過(guò) 防雷裝置時(shí)接地裝置上的電阻電壓降（kV）； UL──雷電流流過(guò) 防雷裝置時(shí)引下線上的電感電壓降（kV）；
Ri ──接地裝置的沖擊接地電阻（Ω）；
──雷電流陡度（kA／μs）；
I ──雷電流幅值（hA）；
L0──引下線的單位長(zhǎng)度電感（μH／m），取其等于1.5μH／m；
ER──電阻電壓降的空氣擊穿強(qiáng)度（kV／m），取其等于500kV／m；
EL──電感電壓降的空氣擊穿強(qiáng)度（kV／m）。
本規(guī)范各類 防雷建筑物所采用的雷電流參量見(jiàn)附錄六的附表6.l～附表6.3。 根據(jù)對(duì)雷電所測(cè)量的參數(shù)得知，雷電流最大幅值出現(xiàn)于第一次正極性或負(fù)極性雷擊，雷電流最大陡度出現(xiàn)于第一次雷擊以后的負(fù)雷擊。正極性雷擊通常僅出現(xiàn)一次，無(wú)重復(fù)雷擊。
IEC—TC81的有關(guān)文件提出電感電壓降的空氣擊穿強(qiáng)度為 （kV/m）。因此，根據(jù)附表6.1，當(dāng) T1 = 10μs時(shí) kV/m；根據(jù)附表 6.2，當(dāng)T1 = 0.25μs時(shí) kV／m。
以附表6.1的有關(guān)參量和上述有關(guān)數(shù)值代人（3·2）式，其中 kA/μs，得 ，考慮計(jì)算簡(jiǎn)化，取作Sal ≥ 0.4Ri＋0.04hx。因此，
Sal ≥ 0.4（Ri＋0.1hx） （3.3）
上式即規(guī)范（3.2.1-l）式。
同理，改用附表6.2及其它有關(guān)數(shù)值代人（3.2）式，其中 kA/S，得
。因此，
Sal≥0.1（Ri＋hx） （3.4）
上式即規(guī)范（3.2.l-2）式。
（3.3）式和（3.4）式相等的條件為0.4Ri＋0.04hx = 0.1Ri＋0.1hx ，即hx = 5 Ri 。因此，當(dāng)hx＜5Ri 時(shí)，（ 3.3）式的計(jì)算值大于（3.4）式的計(jì)算值；當(dāng)hx＞5Ri時(shí)，（3.4）式的計(jì)算值大于（3.3）式的計(jì)算值；當(dāng)hx = 5 Ri時(shí)，兩值相等。
根據(jù)《雷電》一書(shū)下卷第87頁(yè)（1983年，李文恩等譯，水利電力出版社出版，該書(shū)譯自英文版《Lightning》第2卷，R.H.Golde主編，1977年版）土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強(qiáng)為200～1000kV/rn，其平均值為600kV/m，取與空氣擊穿強(qiáng)度一樣的數(shù)值，即500kV/m。根據(jù)附表6.1，對(duì)第一類 防雷建筑物取 I = 200kA。因此，地中的安全距離為 ，即
Sel≥0.4Ri （3.5）
上式即規(guī)范（3.2.l-3）式。
根據(jù)計(jì)算，在避雷線立杯高度為20m、避雷線長(zhǎng)度為50～150m、沖擊接地電阻為3～10Ω的條件下，當(dāng)避雷線立桿頂點(diǎn)受雷擊時(shí)，流過(guò)一根立桿的雷電流為全部雷電流的63％～90％，照理Sal和Sel 可相應(yīng)減小，但計(jì)算很繁雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，故本規(guī)范規(guī)定Sal和Sel 仍按照獨(dú)立避雷針的方法進(jìn)行計(jì)算。
第六款，按雷擊于避雷線檔距中央考慮Sa2，由于兩端分流，對(duì)于任一端可近似地將雷電流幅值和陡度減半計(jì)算。因此，避雷線中央的電位為：U = UR＋UL1＋UL2。由此得 ，所以
（3.6）
式中：I、UR、di/dt、ER、EL──意義及所取的數(shù)值同本條第五款的說(shuō)明；
UL1──雷電流流過(guò) 防雷裝置時(shí)引下線上的電感壓降（kV）；
UL2──雷電電流流過(guò) 防雷裝置時(shí)在避雷線上的電感壓降（kV）；
L01──垂直敷設(shè)的引下線的單位長(zhǎng)度電感（μH/m）。按引下線直徑8mm、高20m時(shí)的平均值L01 =1.69μH/m計(jì)算；
L02──水平避雷線的單位長(zhǎng)度電感（μH/m）。按避雷線截面35mm2、高20m時(shí)的值L02=1.93μH/m計(jì)算。
與本條第五款說(shuō)明類同，以附表6.l和上述有關(guān)的數(shù)值代入（3.6）式，得
，
因此
（3.7）
上式即規(guī)范（3.2.1-4）式。
由以附表6.2和上述有關(guān)的數(shù)值代入（3.6）式，得
，
因此
（3.8）
上式即規(guī)范（3.2.1-5）式。
以（3.7）式等于（3.8）式，得 ，所以 。 其余的道理類同于本條第五款。
第七款，將（3.7）式和（3.8）式中的系數(shù)以兩支路并聯(lián)還原，即乘以2，并以l1代l／2，再除以有同一距離l1的個(gè)數(shù)，則得出規(guī)范（3.2.1-6）式和（3.2.l-7）式。
架空避雷網(wǎng)的一個(gè)例子見(jiàn)圖3.l。
第八款，在一般情況下規(guī)定接地電阻不宜大于10Ω是適宜的，但在高土壤電阻率地區(qū)，要求低于10Ω可能給施工帶來(lái)很大的困難。故本款規(guī)定為，在滿足安全距離的前提下，允許提高接地電阻值。此時(shí)，雖然支柱距建筑物遠(yuǎn)一點(diǎn)，接閃器的高度亦相應(yīng)增加，但可以給施工帶來(lái)很大方便，而仍保證安全。在高土壤電阻率地區(qū)，這是一個(gè)因地制宜而定的數(shù)值，它應(yīng)綜合接閃器增加的安裝費(fèi)用和可能做到的電阻值來(lái)考慮，不宜作硬性的規(guī)定。
第3.2.2條
第一款，被保護(hù)建筑物內(nèi)的金屬物接地，是 防雷電感應(yīng)的主要措施。本款還規(guī)定了不同類型屋面的處理。無(wú)疑，金屬屋面或鋼筋混凝土屋面內(nèi)的鋼筋進(jìn)行接地，有良好的 防雷電感應(yīng)和一定的屏蔽作用。對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件組成的屋面，要求其鋼筋接地有時(shí)會(huì)遇到困難，但希望施工時(shí)密切配合，以達(dá)到接地要求。 第二款，本款規(guī)定距離小于100mm的平行長(zhǎng)金屬物，每隔不大于30m互相連接一次，是考慮到電磁感應(yīng)所造成的電位差只能將幾厘米的空隙擊穿（計(jì)算結(jié)果如下）。當(dāng)管道間距超過(guò)100mm時(shí)，就不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。交叉管道亦作同樣處理。
兩根間距 300mm的平行管道，與引下線平行敷設(shè)，距引下線3m并與其處于一個(gè)平面上。如果將引下線視作無(wú)限長(zhǎng)，這時(shí)在管道環(huán)路內(nèi)的感應(yīng)電壓U（kV）為 ，它可能擊穿的氣隙距離d為：
（3.9）
式中：l ──平行管道成環(huán)路的長(zhǎng)度（m），取30m計(jì)算；
──流經(jīng)引下線的雷電流的陡度（kA/μs），根據(jù)表3.2的參量取200kA/μs計(jì)算；
M──1m長(zhǎng)兩根間距300mm平行管道環(huán)路與引下線之間的互感（μH/m），經(jīng)計(jì)算得M = 0.019μH/m；
EL──電感電壓的空氣擊穿強(qiáng)度（kV/m），與本規(guī)范第3.2.1條五款說(shuō)明相同，取3000kV/m計(jì)算。
將上述有關(guān)數(shù)值代人（3.9）式得
m
即使在管道間距大到300mm的情況下，所感應(yīng)的電壓僅可能擊穿0.038m的氣隙。若間距減到100mm，所感應(yīng)的電壓就更小了（由于M值減小）。
連接處過(guò)渡電阻不大于0.03Ω時(shí)，以及對(duì)有不少于5根螺栓連接的法蘭盤可不跨接的規(guī)定，是參考國(guó)外資料和國(guó)內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的。天津某單位安技科做過(guò)測(cè)試，一些記錄如表3.3，這些實(shí)測(cè)值是在三處罐站測(cè)出的。
第三款，由于已設(shè)有獨(dú)立避雷針（線或網(wǎng)），因此，流過(guò) 防雷電感應(yīng)接地裝置的只是數(shù)值很小的感應(yīng)電流。在金屬物已普遍接地的情況下，電位分布均勻。因此，本款規(guī)定為工頻接地電阻不大于10 Ω。在共用接地裝置的場(chǎng)合下，接地電阻只要滿足各自要求的阻值就可以，不要求達(dá)到更低的接地電阻。 第3.2.3條
第一款，為了防止雷擊線路時(shí)高電位侵入建筑物造成危險(xiǎn)，低壓線路直采用電纜埋地引入，不得將架空線路直接引入屋內(nèi)；當(dāng)難于全長(zhǎng)采用電纜時(shí)，允許從架空線上換接一段有金屬鋁裝的電纜或護(hù)套電纜穿鋼管埋地引入。這時(shí)，需要強(qiáng)調(diào)的是，電纜首端必須裝設(shè)避雷器并與絕緣子鐵腳、金具、電纜外皮等共同接地，入戶端電纜外皮、鋼管必須接到 防雷電感應(yīng)接地裝置上，電纜段才能起到應(yīng)有的保護(hù)作用。 當(dāng)雷電波到達(dá)電纜首端時(shí)，避雷器被擊穿，電纜外導(dǎo)體與芯接通。一部分雷電流經(jīng)首端接地電阻入地，一部分雷電流流經(jīng)電纜。由于雷電流屬于高頻（通常為數(shù)千赫茲），產(chǎn)生集膚效應(yīng)，流經(jīng)電纜的電流被排擠到外導(dǎo)體上去。此外，流經(jīng)外導(dǎo)體的雷電流在芯線中產(chǎn)生感應(yīng)反電勢(shì)，從理論上分析在沒(méi)有集膚效應(yīng)下將使流經(jīng)芯線的電流趨向于零。
本款規(guī)定埋地電纜長(zhǎng)度不小于 （m）是考慮電纜金屬外皮、銷裝、鋼管等起散流接地體的作用。 接地體在沖擊電流下，其有效長(zhǎng)度為 （m）。關(guān)于采用 的理由參見(jiàn)本規(guī)范第4.3.4條的說(shuō)明。
此外，又限制埋地電纜長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。這是考慮架空線距爆炸危險(xiǎn)環(huán)境至少為桿高的1.5倍，設(shè)敢搞一般為10m，1.5倍就是15m。
當(dāng)土壤電阻率過(guò)高，電纜埋地長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，可采用換土措施，使ρ值降低，來(lái)縮短埋地電纜的長(zhǎng)度。
第3.2.4條 正如規(guī)范第3.2.1條所述，第一類 防雷建筑物的防直擊雷措施，首先應(yīng)采用獨(dú)立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)）。本條只適用于特殊情況，即由于建筑物太高或其它原因，不能裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線網(wǎng)時(shí)，才允許采用附設(shè)于建筑物上的 防雷裝置進(jìn)行保護(hù)。
第二款，從法拉弟籠的觀點(diǎn)看，網(wǎng)格尺寸和引下線間距越小，對(duì)雷電感應(yīng)的屏蔽越好，局部區(qū)域電位分布較均勻。
雷電流通過(guò)引下線入地，當(dāng)引下線數(shù)量較多且間距較小時(shí)，雷電流在局部區(qū)域分布也就較均勻，引下線上電壓降減小，反擊危險(xiǎn)也相應(yīng)減小。
對(duì)引下線間距，本規(guī)范向IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)靠攏。如果完全采用該標(biāo)準(zhǔn)，則本規(guī)范的第一類、第二類、第三類 防雷建筑物的引下線間距相應(yīng)應(yīng)為10、15、25m。但考慮到我國(guó)工業(yè)建筑物的柱距，一般均為6m，因此，按6m的倍數(shù)考慮，故本規(guī)范對(duì)引下線間距相應(yīng)定為12、18、25m。 第四款，對(duì)于較高的建筑物，引下線很長(zhǎng)，雷電流的電感壓降將達(dá)到很大的數(shù)值，需要在每隔不大于12m的高度處，用均壓環(huán)將各條引下線在同一高度連接起來(lái)，并接到同一高度的屋內(nèi)金屬物體上，以減小其間的電位差，避免發(fā)生反擊。
由于要求將直接安裝在建筑物上的 防雷裝置與各種金屬物互相連接，并采取了若干等電位措施，故不必考慮防止反擊的距離。 第五款，關(guān)于共同接地：由于 防雷裝置直接裝在建、構(gòu)筑物上，要保持 防雷裝置與各種金屬物體之間的安全距離已成為不可能。此時(shí)，只能將屋內(nèi)各種金屬物體及進(jìn)出建筑物的各種金屬管線，進(jìn)行嚴(yán)格的接地，而且所有接地裝置都必須共用，并進(jìn)行多處連接，使 防雷裝置和鄰近的金屬物體電位相等或降低其間的電位差，以防反擊危險(xiǎn)。 一般說(shuō)來(lái)，接地電阻越低， 防雷得到的改善越多。但是，不能由于要達(dá)到某一很低的接地電阻而花費(fèi)過(guò)大。出現(xiàn)反擊危險(xiǎn)可以從基本計(jì)算公式 來(lái)評(píng)價(jià)， IR項(xiàng)對(duì)于建筑物內(nèi)某一小范圍中互相連接在一起的金屬物（包括 防雷裝置）說(shuō)來(lái)都是一樣的，它們之間的電位差與 防雷裝置的接地電阻無(wú)關(guān)。此外，考慮到已采取嚴(yán)格的各種金屬物與 防雷裝置之間的連接和均壓措施，故不必要求很低的接地電阻。 從 防雷觀點(diǎn)出發(fā)，較好是設(shè)共用接地裝置，它適合供所有接地之用（例如 防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)）。 第六款，為了將雷電流流散入大地而不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓，接地裝置的布置和尺寸比接地電阻的特定值更重要。然而，通常建議有低的接地電阻。
本款的規(guī)定完全采用IEC1024-l 防雷標(biāo)準(zhǔn)2.3.3.2的規(guī)定（接地體的B型布置）。 圖3.2系根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的圖2換成本規(guī)范的 防雷建筑物類別的圖。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接地體B型布置的規(guī)定是：對(duì)于環(huán)形接地體（或基礎(chǔ)接地體），其所包圍的面積的平均幾何半徑 r應(yīng)不小于 l1，即 r≥ l1， l1示于圖 2（相當(dāng)于本說(shuō)明的圖3.2）；當(dāng) l1大于 r時(shí)，則必須增加附加的水平放射形或垂直（或斜形）導(dǎo)體，其長(zhǎng)度 lr（水平）為 lr = l1- r或其長(zhǎng)度 lv（垂直）為 。 環(huán)形接地體（或基礎(chǔ)接地體），其所包圍的面積A的平均幾何半徑 r為：π r2 = A，所以 。根據(jù)圖3.2，對(duì)于第一類 防雷建筑物，當(dāng) ρ＜500Ω·m時(shí) l1為m，因此，導(dǎo)出本款第1項(xiàng)的規(guī)定；當(dāng) ρ = 500～3000Ω·m時(shí)， l1與 ρ的關(guān)系是一根斜線，從該斜線上找出方便的任兩點(diǎn)的坐標(biāo)，則可求出 l1與 ρ的關(guān)系式為 ，所以，導(dǎo)出本款第2項(xiàng)的規(guī)定。
由于接地體通�？拷鼔�、基礎(chǔ)敷設(shè)，所以補(bǔ)加的水平接地體一般都是從引下線與環(huán)形接地體的連接點(diǎn)向外延伸，可為一根，也可為多根。
由于本條采用了若干等電位措施，本款的接地電阻值不是起主要作用，因此，沒(méi)有提出接地電阻值的具體要求。
本款所要求的環(huán)形接地體的工頻接地電阻R，在其半徑r等于l1 的場(chǎng)合下，當(dāng)ρ = 500～3000Ω·m時(shí)，大約處于33～13Ω；ρ＜500Ω·m時(shí)，R = 0.067ρ（Ω）。
環(huán)形接地體的工頻接地電阻的計(jì)算式為 （Ω）， （m）。式中ρ為土壤電阻率（Ω·mf），A為環(huán)形接地體所包圍的面積（m2）。當(dāng)ρ = 500Ω·m、d = 10m時(shí)， （Ω）。當(dāng)ρ = 500Ω·m、 時(shí)， （Ω）。
第七款，對(duì)第一類 防雷建筑物，由于滾球半徑 hr規(guī)定為30m（見(jiàn)本規(guī)范的表5.2.l），所以，30m以上要考慮防側(cè)擊，本款第 1項(xiàng)的“每隔不大于6m”是從本條規(guī)定屋頂接問(wèn)器采用避雷同時(shí)其網(wǎng)格尺寸不大于5m×5m或6m×4m考慮的。由于側(cè)擊的概率和雷電流較小，網(wǎng)格的橫向距離不采用4m，而按引下線的位置（其距離不大于12m）考慮。 第八款，考慮到雷閃直接擊于本建筑物的 防雷裝置時(shí)，共用接地裝置的電位將升高，可能擊穿低壓裝置或用電設(shè)備的絕緣，并參考IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)第3.1.5款（見(jiàn)本規(guī)范第3.1.2條說(shuō)明），本款補(bǔ)充規(guī)定：“在電源引入的總配電箱處宜裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器”。 根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)低壓裝置的耐沖擊電壓最高僅為6kV。由于本條是將 防雷裝置直接安裝在建筑物上和采用共用接地裝置，所以，當(dāng) 防雷裝置遭直接雷擊時(shí)，假設(shè)流經(jīng)靠近低壓電氣裝置處接地裝置的雷電流為20kA，以及接地裝置的沖擊接地電阻甚至低至 lΩ，這時(shí)，在接地裝置上電位升高為20kV。也就是說(shuō)，低壓電氣裝置接了地的金屬外殼的電位比帶電體（相導(dǎo)體）也約高20kV。它比前述的6kV耐壓高得多。如果在相導(dǎo)體與地之間不裝過(guò)電壓保護(hù)器，則在這種情況下，在低壓電氣裝置絕緣較弱處可能被擊穿而造成短路、發(fā)生火花、損壞設(shè)備，這是有危險(xiǎn)的。若短路電流�。撮L(zhǎng)期有較大的漏電流，但又不能使保護(hù)設(shè)備及時(shí)動(dòng)作切斷線路），時(shí)間一長(zhǎng)則可能引起外殼升溫而發(fā)生事故或火災(zāi)。 第3.2.5條 根據(jù)原《建筑 防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》編寫(xiě)組調(diào)查的幾個(gè)例子，雷擊樹(shù)木引起的反擊，其距離均未超過(guò)2m，例如，重慶某結(jié)核病醫(yī)院、南寧某礦山機(jī)械廠、廣東花縣某學(xué)校及海南島某中學(xué)等由于雷擊樹(shù)木而產(chǎn)生的反擊均未超過(guò)2m�？紤]安全系數(shù)后，現(xiàn)規(guī)定凈距不應(yīng)小于5m。
第三節(jié) 第二類防雷建筑物的防雷措施
第3.3.1條 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(guó)科學(xué)院電工研究所曾對(duì)幾十個(gè)模型做了幾萬(wàn)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。如果把避雷帶改為避雷網(wǎng)，則保護(hù)效果更有提高。根據(jù)我國(guó)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和模擬試驗(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。IEC1024-l 防雷標(biāo)準(zhǔn)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(jiàn)本規(guī)范第5.2.l條說(shuō)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性，便于雷電流的流散以及減小流經(jīng)引下線的雷電流，故多根避雷針要用避雷帶連接起來(lái)。
第3.3.2條
第一款，雖然對(duì)排放有爆炸危險(xiǎn)的氣體、蒸氣或粉塵的管道的要求同第3.2.l條二款，但由于對(duì)第一類和第二類 防雷建筑物，其接閃器的保護(hù)范圍是不同的（因 hr不同，見(jiàn)表5.2.1），因此，實(shí)際上保護(hù)措施的做法是不同的。 第二款，阻火器能阻止火焰?zhèn)鞑ィ虼�，在第二�?A class=insidelink >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。從這些事例中說(shuō)明煤氣放散管始終保持正壓，如煤氣灶一樣，火焰在管口燃燒而不會(huì)發(fā)生事故，故本規(guī)范特作出此規(guī)定。
第3.3.3條 關(guān)于引下線間距見(jiàn)第3.2.4條二款的說(shuō)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)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于18m”。
第3.3.4條 土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強(qiáng)與本規(guī)范第3.2.1條第五款說(shuō)明一樣，取500kV/m。雷電流幅值根據(jù)附表6.1采用150kA。由于多根引下線，引入分流系數(shù)kc。因此得 。
增加“信息系統(tǒng)”，因?yàn)樾畔⑾到y(tǒng) 防雷擊電磁脈沖時(shí)接地必須連接在一起才能起到保護(hù)效果，而且應(yīng)采用共用接地系統(tǒng)。 將分流系數(shù)kc選值的規(guī)定移至附錄五。
第3.3.5條 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(guó)內(nèi)外在六十年代初期就已經(jīng)采用了�，F(xiàn)已較為普遍。利用屋頂鋼筋作為接閃器國(guó)內(nèi)外從七十年代初就逐漸被采用了。
關(guān)于利用鋼筋體作 防雷裝置，IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定如下：在其2.1.4款的規(guī)定中，對(duì)利用建筑物的自然金屬物作為自然接閃器包括“覆蓋有非金屬物的屋頂結(jié)構(gòu)的金屬體（桁架、互相連接的鋼筋網(wǎng)等等），當(dāng)該非金屬物處于需要 防雷的空間之外時(shí)”；在其2.2.5款的規(guī)定中，對(duì)利用建筑物的自然金屬物作為自然引下線包括“建筑物的互相連接的鋼筋網(wǎng)”；其2.3.6款對(duì)自然接地體的規(guī)定是，“混凝土內(nèi)互相連接的鋼筋網(wǎng)或其它合適的地下金屬結(jié)構(gòu)，當(dāng)其特性滿足2.5節(jié)（譯注：即對(duì)其材料和尺寸）的要求時(shí)可利用作為接地體”。 國(guó)際上許多國(guó)家的 防雷規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也作了類同的規(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，這樣一種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(guò)許多次再分流流入大量的并聯(lián)放電路徑。經(jīng)驗(yàn)表明，這樣一種建筑物可容易地被利用作為 防雷裝置的一部分。 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┧槠撻_(kāi)以及一小塊防水、保溫層遭破壞。但這對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)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?lái)正常使用一段時(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(wèn)題，即比所規(guī)定的雷電流小的電流仍有可能穿越專設(shè)接問(wèn)器而擊在屋頂?shù)目赡苄浴?/DIV>
利用建筑物的金屬體做 防雷裝置的其它優(yōu)點(diǎn)和做法請(qǐng)參見(jiàn)《基礎(chǔ)接地體及其應(yīng)用》一書(shū)（林維勇著，1980年中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版）和全國(guó)電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)圖集86SD566《利用建筑物金屬體做 防雷及接地裝置安裝》。 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)100～200Ω·m。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^(guò)程中加人了較多的水分，成形后結(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(guò)毛細(xì)管作用吸人混凝土中，保持一定濕度。
圖3.3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(guò)程中，沒(méi)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)混凝土。原蘇聯(lián)1980年有人提出一個(gè)用于200號(hào)混凝土的近似計(jì)算式，計(jì)算混凝土的電阻率ρ（Ω·m）與其濕度的關(guān)系，其關(guān)系式如下：
（3.10）
式中：W──混凝土的濕度（％）。
例如，當(dāng)W = 6％時(shí)， Ω·m；當(dāng)W = 7.5％時(shí)， Ω·m。
根據(jù)我國(guó)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3.3，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。
如礦渣水泥、波特蘭水泥就是以硅酸鹽為基料的水泥。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(shuō)明我國(guó)六十年代利用鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋作為接地裝置的情況。
一、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，約8000m 2的建筑，其接地電阻夏季為0.2 Ω～0.4 Ω，冬季則為0.4 Ω～0.6 Ω，且?guī)啄曛谢痉�(wěn)定。 二、上海某廣場(chǎng)全部采用了柱子鋼筋作為 防雷接地引下線，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0.2～1.8 Ω／基。 三、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0.28～4 Ω（樁深為26m）。 四、云南某機(jī)床廠的約2000 m2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。
五、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：
1.立式沉淀池基礎(chǔ)（搗制）4.5～5.5Ω；
2.四根高煙囪基礎(chǔ)（搗制）3～5Ω；
3.露天行車的一根鋼筋混凝土柱子（預(yù)制）2Ω；
4.同一露天行車的另一根柱子（預(yù)制）7Ω；
5.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)井不是這樣，國(guó)內(nèi)外都有人作過(guò)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(wèn)題，國(guó)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)接地體電阻無(wú)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)周圍土壤的等值電阻率≤100Ω·m和基礎(chǔ)面積的平均邊長(zhǎng)S≤100m時(shí)，其基礎(chǔ)網(wǎng)電阻約增加33％，在其它情況下這些涂裱層的影響很小，可忽略不計(jì)”。結(jié)論中還有其它的情況，不在這里一一介紹，請(qǐng)參看原譯文。上述譯文還指出，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(wú)保護(hù)部分的面積不大于1％）和“滿足要求的”（無(wú)保護(hù)部分的面積為5％～10％）。全蘇電氣安裝工程科學(xué)研究所對(duì)所測(cè)過(guò)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(shuō)明在很多被測(cè)過(guò)的基礎(chǔ)中，沒(méi)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)（TGL33373／01／1981年2月，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(shuō)明是：“埋設(shè)在直接與土地接觸或通過(guò)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，本條規(guī)定鋼筋混凝土基礎(chǔ)的外表面無(wú)防腐層或有瀝青質(zhì)的防腐層（如二氈三油或三氈四油）時(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋宜作為接地裝置。
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。 《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》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(guò)60℃；對(duì)于屋架、托架、屋面梁等不宜超過(guò)80℃；對(duì)于其它構(gòu)件（如柱子、基礎(chǔ)）則沒(méi)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(guò)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)，流經(jīng)需要驗(yàn)算疲勞的構(gòu)件（加吊車梁等承受重復(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(guò)構(gòu)件內(nèi)鋼筋或圓鋼后，其最高溫度值按80～100℃考慮�，F(xiàn)取最終溫度80℃作為計(jì)算值。鋼筋的起始溫度取40℃，這是一個(gè)很安全的數(shù)值。
根據(jù)IEC出版物364-5-54，鋼導(dǎo)體的溫升和截面的計(jì)算式如下：
I2t用 代入，上式即成為
（3.11）
式中：S ──鋼導(dǎo)體的截面積（mm2）；
Qc──鋼導(dǎo)體的體積熱容量（J／℃· mm2）， 3.8 ×10-3；
B ──鋼導(dǎo)體在0℃時(shí)的電阻率溫度系數(shù)的倒數(shù)（℃），202；
ρ20──鋼導(dǎo)體在20℃時(shí)的電阻率（Ω·mm），138×10-6；
θi──鋼導(dǎo)體的起始溫度（℃），40℃；
θf ──鋼導(dǎo)體的最終溫度（℃），80℃。
將有關(guān)已定數(shù)值代入（3.11）式，得
（3.12）
對(duì)于第二類 防雷建筑物至少應(yīng)有兩根引下線，同時(shí)根據(jù)表3.1和規(guī)范圖3.3.4，因此，得 ， kc=0.66。 對(duì)于第三類 防雷建筑物，由于可能只有一根引下線，因此，得 ， kc = 1。 將上述的 kc和 值代人（3.12）式，對(duì)于第二類 防雷建筑物，S = 51.1mm 2 ，其相應(yīng)直徑為8.06mm；對(duì)于第三類 防雷建筑物，S = 51.7mm 2，其相應(yīng)直徑為8.11mm。 即使對(duì)第二類 防雷建筑物 kc取1時(shí)，鋼導(dǎo)體的截面為S = 77.38mm 2，其相應(yīng)直徑為9.93mm。 對(duì)于第二類 防雷建筑物（ kc = 0.66）和第三類 防雷建筑物（ kc = 1），即使最終溫度為60℃，其相應(yīng)的鋼導(dǎo)體截面和直徑，第二類 防雷建筑物S = 77.9mm 2、φ9.5mm，第三類 防雷建筑物S = 71.78mm 2、φ9.56mm。 上述鋼導(dǎo)體的直徑均小于10mm。
埋設(shè)在土壤中的混凝土基礎(chǔ)的起始溫度取30℃（我國(guó)地下0.8m處最熱月土壤平均溫度，除少數(shù)地區(qū)略超過(guò)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 1.32×10 6 J／Ω· m 2（另見(jiàn)本規(guī)范第 3.3.6條第三款的說(shuō)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 （m 2）；對(duì)于第三類 防雷建筑物，鋼筋表面積總和不應(yīng)少于 （m 2）。 確定環(huán)形人工基礎(chǔ)接地體尺寸的幾條原則：
一、在相同截面（即在同一長(zhǎng)度下，所消耗的鋼材重量相同）下，扁鋼的表面積總是大于圓鋼的，所以，建議優(yōu)先選用肩鋼，可節(jié)省鋼材；
二、在截面積總和相等之下，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的前提下，選用多根或一根圓鋼；
三、圓鋼直徑選用 8、10、12mm三種規(guī)格，選用大于φ12mm圓鋼一是浪費(fèi)材料，二是施工時(shí)不易于彎曲；
四、混凝土電阻率取100Ω·m，這樣，混凝土內(nèi)鋼筋體有效長(zhǎng)度為2 = 20 m，即從引下線連接點(diǎn)開(kāi)始，散流作用按各方向20m考慮；
五、周長(zhǎng)≥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(zhǎng)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（0.44＋0.14＋0.14 = 0.72）72％，即條文上一段所規(guī)定的 和1.89 中的kc等于0.72。
六、≥40m至＜60m周長(zhǎng)時(shí)按40m長(zhǎng)考慮，kc等于1，即按40m長(zhǎng)流走全部雷電流考慮。
七、＜40m周長(zhǎng)時(shí)無(wú)法預(yù)先走出規(guī)格和尺寸，只能按kc = 1由設(shè)計(jì)者根據(jù)具體長(zhǎng)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3.4。
注：采用一根圓鋼時(shí)，其直徑不應(yīng)小于10mm。
整個(gè)建筑物的槽形、板形、塊形基礎(chǔ)的鋼筋表面積總是能滿足對(duì)鋼筋表面積的要求。
混凝土內(nèi)的鋼筋借綁扎作為電氣連接，當(dāng)雷電流通過(guò)時(shí)，在連接處是否可能隨此而發(fā)生混凝土的爆炸性炸裂。為了澄清這一問(wèn)題，瑞士高壓?jiǎn)栴}研究委員會(huì)進(jìn)行過(guò)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)說(shuō)來(lái)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(lái)，如點(diǎn)焊一樣，通過(guò)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。 日本對(duì)試樣做過(guò)試驗(yàn)，其結(jié)果是，有一個(gè)試樣的一個(gè)綁扎點(diǎn)通過(guò)48kA和兩個(gè)試樣的各一個(gè)綁扎點(diǎn)通過(guò)61kA后，采用綁扎連接的這三個(gè)鋼筋混凝土試樣才遭受輕度裂縫的破壞。這說(shuō)明一個(gè)綁扎點(diǎn)可以安全地流過(guò)若干萬(wàn)安培的沖擊電流。
從以上試驗(yàn)可以認(rèn)為，在雷電流流過(guò)的路徑上，有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時(shí)。就會(huì)是安全的。
許多國(guó)家的建筑物 防雷規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均允許利用綁扎連接的鋼筋體作為 防雷裝置。 第3.3.6條
第一款，根據(jù)IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)第2.3.3.2款導(dǎo)出本條的規(guī)定，見(jiàn)本規(guī)范第3.2.4條六款的說(shuō)明。 當(dāng)環(huán)形接地體所包圍的面積 A的平均幾何半徑 和ρ≤3000Ω· m時(shí)，其工頻接地電阻R約為 = 0.067ρ（Ω）。
第二款，根據(jù)本條一款的規(guī)定，當(dāng) ≥5時(shí)，得A≥78.54m2，取整數(shù)，故定為A大于或等于80m2。
第三款，本款系根據(jù)實(shí)際需要和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)充增加的。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�5％計(jì)算。邊長(zhǎng)1米的基礎(chǔ)混凝土立方體的熱容量Q1為：
Q1（J／m3）=（C1＋0.05 C2）M1·ΔT �。�3.13）
式中：C1──“混凝土的比熱容（J/kg·K），取8.82 ×102；
C2──水的比熱容（J/kg·K），取4.19×103；
M1──邊長(zhǎng)1米的混凝土立方體的重量（kg/m3），取2.1×103；
ΔT──溫度差，對(duì)于起始溫度為30℃和最終溫度為99℃的場(chǎng)合，ΔT = 69℃。
將以上有關(guān)數(shù)值代入（3.13）式得Q1 = 1.58×108 J／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(zhǎng)1米的立方體）時(shí)所產(chǎn)生的熱量按下式計(jì)算：
（3.14）
式中：ρ──混凝土在 30～99℃時(shí)的平均電阻率，取 120Ω·m。
使Q2 = Q1，得 = 1.58×108 ，所以
MJ／Ω·m2
上式的計(jì)量單位MJ/Ω·m2說(shuō)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。
從表3.1得第二、三類 防雷建筑物的單位能量（即 ）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)kc的平方成正比。根據(jù)本規(guī)范圖3.3.4的（C）取kc=0.44，因此，分流后流經(jīng)一根柱子的雷電流，它所產(chǎn)生的單位能量分別為5.6×(0.44)2 = 1.084 MJ/Ω和 2.5×(0.44)2 = 0.484MJ/Ω。
將這兩個(gè)數(shù)值分別除以 = 1.32 MJ/Ω·m 2，則相應(yīng)所需的基礎(chǔ)鋼筋表面積分別為 m2和 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3.4為車間一個(gè)柱子基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
φ10鋼筋周長(zhǎng)為0.01πm，每根長(zhǎng)2m，每根的表面積為0.02πm2，共計(jì) 根，故φ10鋼筋的總表面積為0.2πm2。
φ12鋼筋周長(zhǎng)為0.012πm，每根長(zhǎng)3.2m，每根的表面積為3.2×0.012π = 0.0384πm2，共計(jì) 根，故φ12鋼筋的總表面積為16×0.0384π = 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 = 2.56m2。
第3.3.7條 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。
第3.3.8條
第一款，以規(guī)范（3.2.1-1）式和（3.2.1-2）式為基本式，根據(jù)表3.1和表3.2，第二類 防雷建筑物和第一類 防雷建筑物的雷電流幅值之比為0.75，即 、 。因此，以基本式乘上0.75和 kc。值則導(dǎo)出規(guī)范（3.3.8-1）式和（3.3.8-2）式。 kc值按規(guī)范圖3.3.4確定，它引自IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)的圖3、圖4、圖5。 kc為考慮分流作用而引人的系數(shù)，由于引下線根數(shù)不同、接法不同而采用不同的數(shù)值。IEC的 kc值適用于引下線間距20m。本規(guī)范第二類和第三類 防雷建筑物的引下線間距分別不大于18m和25m。所以，將IEC的kc值用于第二類 防雷建筑物將會(huì)是更安全。而用于第三類則 kc值偏小些。但在設(shè)計(jì)時(shí)引下線間距受建筑條件限制，實(shí)際上，引下線間距通常都小于25m，此外，無(wú)IEC對(duì) kc值的推導(dǎo)材料，無(wú)法推算出25m間距時(shí)的 kc值。因此，第三類 防雷建筑物的 kc值與第二類的一樣，也采用IEC的 kc值。
第二款，規(guī)范（3.3.8-3）式為（3.3.8-2）式中的電感壓降分量部分。
“當(dāng)利用建筑物的鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)作為引下線，同時(shí)建筑物的大部分鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)等金屬物與被利用的部分連成整體時(shí)，金屬物或線路與引下線之間的距離可不受限制”，這段系根據(jù)IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定補(bǔ)充的，見(jiàn)本規(guī)范第3.1.2條的說(shuō)明。 第四款，磚墻的擊穿強(qiáng)度為空氣擊穿強(qiáng)度的1/2與IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)的表9一致，但規(guī)定混凝土墻的擊穿強(qiáng)度與空氣擊穿強(qiáng)度相同系參考德國(guó)電工雜志（etz）1986年107卷第1期《建筑材料對(duì)確定安全距離的影響》一文，在該文獻(xiàn)中提到：“混凝土的沖擊擊穿電壓約相當(dāng)于空氣的，所以，混凝土的厚度可按同樣的空氣厚度看待”；在結(jié)束語(yǔ)中指出：“通常，建筑材料的沖擊電壓強(qiáng)度比空氣的�。ㄖ炼嘈�1／2）。只有混凝土的擊穿強(qiáng)度與空氣的相等。尚未發(fā)現(xiàn)有介電強(qiáng)度比空氣高的建筑材料”。 第五款，前半段的理由參見(jiàn)本規(guī)范第3.2.4條八款的說(shuō)明。
當(dāng)變壓器附近的建筑物 防雷裝置接受雷閃時(shí)，接地裝置電位升高，變壓器外殼電位也升高。由于變壓器高壓側(cè)各相繞組是相連的，對(duì)外殼的雷擊高電位說(shuō)來(lái)，可看作處于同一低電位，外殼的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，由于變壓器低壓繞組的中心點(diǎn)與外殼在電氣上是連接在一起的，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(guò)，并通過(guò)變壓器繞組的電磁感應(yīng)使高壓側(cè)可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電位。若在低壓側(cè)裝設(shè)避雷器，當(dāng)外殼出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電位時(shí)低壓避雷器動(dòng)作放電，大部分雷電流經(jīng)避雷器流過(guò)，因此，保護(hù)了高壓繞組。 第3.3.9條
第二款第1項(xiàng)，見(jiàn)第3.2.3條第一款的說(shuō)明。
第三款第1項(xiàng)，僅要求電纜“埋地長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于15m”代替原規(guī)范的50m。其理由為：一、本類建筑物不是爆炸危險(xiǎn)類，要求可低些；二、原50m埋地電纜的要求不合理，參見(jiàn)本規(guī)范第3.2.3條第一款的說(shuō)明。
第四款，架空金屬管道在入戶處與 防雷接地相連或獨(dú)自接地，當(dāng)雷直擊其上，引入屋內(nèi)的電位，與雷直擊于屋頂接閃器相似。對(duì)爆炸危險(xiǎn)類，距建筑物約25m處還接地一次，再加上附近各管道支架的泄流作用，對(duì)建筑物的安全更可靠。 第3.3.10條 由于高避雷針和高層建筑物，在其頂點(diǎn)以下的側(cè)面有遭到雷擊的記載，因此，希望考慮其它高層建筑物上部側(cè)面的保護(hù)。有三點(diǎn)理由認(rèn)為這種雷擊事故是輕的。第一，側(cè)擊具有短的極限半徑（吸引半徑），也即小的滾球半徑hr，其相應(yīng)的雷電流也是較小的；第二，高層建筑物的建筑結(jié)構(gòu)通常能耐受這類小電流的側(cè)擊；第三，建筑物遭受側(cè)擊損壞的記載尚不多，這點(diǎn)真實(shí)地證實(shí)前兩點(diǎn)的實(shí)在性。因此，對(duì)高層建筑物上部側(cè)面雷擊的保護(hù)不需另設(shè)專門接閃器，而利用建筑物本身的鋼構(gòu)架、鋼筋體及其它金屬物。
將窗框架、欄桿、表面裝飾物等較大的金屬物連到建筑物的鋼構(gòu)架或鋼筋體進(jìn)行接地，這是首先應(yīng)采取的防側(cè)擊的預(yù)防性措施。
對(duì)第二類 防雷建筑物，由于滾球半徑 hr規(guī)定為45m（見(jiàn)本規(guī)范表5.2.l），所以，本條三款規(guī)定“45m及以上”。 豎直管道及類似物在頂端和底端與 防雷裝置連接，其目的在于等電位。由于兩端連接，使其與引下線成了并聯(lián)路線，因此，必然參與導(dǎo)引一部分雷電流。 第四節(jié) 第三類防雷建筑物的防雷措施
第3.4.1條 “平屋面的建筑物，當(dāng)其寬度不大于20m時(shí)，可僅沿周邊敷設(shè)一圈避雷帶”的規(guī)定是根據(jù)以往的習(xí)慣做法定的。
第3.4.3條 見(jiàn)本規(guī)范第3.3.5條的說(shuō)明。
第3.4.4條 見(jiàn)本規(guī)范第3.3.6條的說(shuō)明。
第3.4.6條 國(guó)內(nèi)磚煙囪的高度通常都沒(méi)有超過(guò)60m。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖也只設(shè)計(jì)到60m。60m以上就采用鋼筋混凝土煙囪。對(duì)第三類 防雷建筑物高于60m的部分才考慮防側(cè)擊。鋼筋混凝土煙囪其本身已有相當(dāng)大的耐雷水平。故在本條文中不提防側(cè)擊問(wèn)題。其它理由見(jiàn)本規(guī)范第3.3.10條的說(shuō)明。
金屬煙囪鐵板的截面積完全足以導(dǎo)引最大的雷電流。關(guān)于接閃問(wèn)題，按本規(guī)范第4.1.4條的規(guī)定，當(dāng)不需要防金屬板遭雷擊穿孔時(shí)，其厚度不應(yīng)小于0.5mm。本條的金屬煙囪即屬于此類。而實(shí)際采用的鐵板厚度總是大于0.5mm。故在本條中對(duì)金屬煙囪鐵板的厚度無(wú)需再提及。金屬煙囪本身的連接（每段與每段的連接）通常采用螺栓，這對(duì)于一般煙囪的 防雷已足夠，即使雷擊時(shí)有火花發(fā)生，不會(huì)有任何危險(xiǎn)，故對(duì)此問(wèn)題也無(wú)需提出要求。 第3.4.7條 見(jiàn)本規(guī)范第3.2.4條二款和第3.3.3條的說(shuō)明。
第3.4.8條 根據(jù)表3.1和表3.2，第三類 防雷建筑物和第二類 防雷建筑物的雷電流幅值之比為2／3，即 、 。因此，以規(guī)范（3.3.8-l）式、（3.3.8-2）式和（3.3.8-3）式乘以2／3則導(dǎo)出規(guī)范（3.4.8-l）式、（3.4.8-2）式和（3.4.8-3）式。另見(jiàn)本規(guī)范第3.2.4條四款和第3.38條一、二、四款的說(shuō)明。
第3.4.9條
第二款，根據(jù)以前的調(diào)查，沿低壓架空線路侵入高電位而造成的事故占總雷害事故的70％以上，如上海1956～1963年的統(tǒng)計(jì)資料，74起雷擊起火事故中71.6％以上是高電位侵入造成的；北京1956～1957年的224起雷擊建筑物事故中有120起是高電位侵入造成的。因此，防直擊雷和防高電位侵入的措施必須結(jié)合起來(lái)考慮。以前在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有些建筑物雖然采取了防直擊雷措施，但用電設(shè)備仍被雷打壞，例如海南島某農(nóng)機(jī)廠就是在建筑物上裝設(shè)了避雷針，但車間內(nèi)的用電設(shè)備仍被雷打壞。由于高電位引入而造成的事故，絕大部分為木電桿線路。鋼筋混泥土電桿線路由于電桿的自然接地起了作用，發(fā)生事故者很少。據(jù)以前的調(diào)查，進(jìn)戶線絕緣子鐵腳采取了接地措施后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)雷擊死亡事故。
如果只將絕緣子鐵腳接地，僅在鐵腳與導(dǎo)線之間形成一個(gè)放電保護(hù)間隙，其放電電壓約為40kV，這對(duì)保護(hù)人身安全是可靠的，但要保護(hù)低壓電氣設(shè)備和線路就不夠了，因室內(nèi)低壓電氣設(shè)備和線路的耐沖擊IEC規(guī)定6 kV。那么，在絕緣子放電之前，可能室內(nèi)的電氣設(shè)備或線路已被擊穿，故要增設(shè)避雷器來(lái)保護(hù)內(nèi)的電氣設(shè)備或線路。
近年來(lái)，家電及辦公自動(dòng)化日漸普及，雷擊事故每年都有報(bào)道，下面舉一例子。1990年5月1日《北京晚報(bào)》第2版刊登：“3月30日晚七時(shí)辦，懷柔城關(guān)鎮(zhèn)突然雷鳴電閃，暴雨傾盆而下。驟然來(lái)臨的雷擊，使懷柔城關(guān)一些電器設(shè)備，包括家用電器、配電盤受損。原因是未采取防范措施，沒(méi)及時(shí)拔掉天線、關(guān)閉電器、切斷電源。據(jù)了解，保險(xiǎn)公司已收到50多保戶報(bào)案電器受損。經(jīng)查勘登記后，有部分電器已送到指定家電修理部修理；對(duì)證實(shí)確屬保險(xiǎn)責(zé)任的損失，保險(xiǎn)公司將給予賠償�！�
第3.4.10條 對(duì)第三類 防雷建筑物，由于滾球半徑 hr規(guī)定為60m（見(jiàn)本規(guī)范表5.2.1），所以，將45m改為60m。另參見(jiàn)本規(guī)定第3.3.10條的說(shuō)明。
第五節(jié) 其他防雷措施
第3.5.4條
第一款，當(dāng)無(wú)金屬外殼或保護(hù)網(wǎng)罩的用電設(shè)備不在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，其帶電體遭雷擊的可能性比處在保護(hù)范圍內(nèi)的大得多，而帶電體遭直接雷擊后可能將高電位引入室內(nèi)。當(dāng)采用避雷網(wǎng)時(shí)，根據(jù)避雷網(wǎng)的保護(hù)原則，被保護(hù)物應(yīng)處于該網(wǎng)之內(nèi)并不高出避雷網(wǎng)。
第二款，穿鋼管和兩端連接的目的在于使其起到屏蔽、分流和集膚作用。由于配電盤外殼已按電氣安全要求作了接地，不管該接地與 防雷接地是否共用，這保護(hù)管實(shí)際上與 防雷裝置的引下線并聯(lián)，各起到了分流作用。當(dāng) 防雷裝置或設(shè)備金屬外殼遭雷擊時(shí)，均有一部分雷電流經(jīng)鋼管、配電盤外殼入地。這部分雷電流將對(duì)鋼管內(nèi)的線路感應(yīng)出與其在鋼管上所感應(yīng)出的電壓同值，即 ，因 L = M。因此，可降低線路與鋼管之間的電位差。當(dāng)雷擊中帶電體并使帶電體與鋼管短接時(shí)，由于鋼管的集膚作用（雷電流的頻率達(dá)數(shù)千赫茲）和上述的互感電壓將使雷電流從鋼管流走，管內(nèi)線路無(wú)電流。 第三款，由于白天開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，對(duì)節(jié)日彩燈還有在其不使用的期間內(nèi)，開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng) 防雷裝置或設(shè)備金屬外殼遭雷擊時(shí)，開(kāi)關(guān)電源側(cè)的電線、設(shè)備與鋼管和配電盤外殼之間可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的電位差，故宜在開(kāi)關(guān)的電源側(cè)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器。 第3.5.5條 據(jù)以前調(diào)查，當(dāng)糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場(chǎng)設(shè)置獨(dú)立避雷針后，雷害事故大大減少。
雖然糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場(chǎng)不屬于建筑物，但在本條中仍規(guī)定“宜采取防直擊雷措施”，以策安全。
N大于或等于0.06次/a是參照第三類 防雷建筑物的規(guī)定。
考慮到堆場(chǎng)的長(zhǎng)、寬、高是設(shè)定的，并不一定總是堆滿，故其避雷針、線保護(hù)范圍的滾球半徑取比保護(hù)第三類 防雷建筑物的大，即 hr = 100m。 hr = 100m相應(yīng)的接閃最小雷電流約為34kA，接近雷電流的平均值。附錄一在計(jì)算與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積 Ae時(shí)是在 hr = 100m的條件下推算的。 此外，考慮到堆場(chǎng)總不是堆到預(yù)定的高度和堆放面積的邊沿，因此，實(shí)際上，在許多情況下，堆放物受到保護(hù)的滾球半徑小于100m，也就是相應(yīng)受到保護(hù)的最小雷電流比平均值小。
第3.5.6條 以前在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有的單位把電話線、廣播線以及低壓架空線等懸掛在獨(dú)立避雷針、架空避雷線立桿以及建筑物的 防雷引下線上，這樣容易造成高電位侵入，這是非常危險(xiǎn)的，故規(guī)定本條。
第四章 防雷裝置
第一節(jié) 接閃器
第4.1.1條 本條避雷針?biāo)捎玫某叽纾赜昧?xí)慣數(shù)值。按熱穩(wěn)定檢驗(yàn)，只要很小的截面就夠了。所采用的尺寸主要是考慮機(jī)械強(qiáng)度和防腐蝕問(wèn)題。在同樣的風(fēng)壓和長(zhǎng)度下，本條采用的鋼管所產(chǎn)生的撓度比圓鋼的小。經(jīng)計(jì)算，如果允許撓度采用 ，則各尺寸的允許風(fēng)壓可達(dá)表4.l所示的數(shù)值。
避雷針允許的風(fēng)壓（KN／m2） 表4.1
|
1m長(zhǎng)避雷針 |
φ12圓鋼 |
2.66 |
|
φ20鋼管 |
12.32 |
|
2m長(zhǎng)避雷針 |
φ16圓鋼 |
0.79 |
|
φ20圓鋼 |
1.54 |
|
φ25鋼管 |
2.43 |
|
φ40鋼管 |
5.57 |
第4.1.2條 在同一截面下，圓鋼的周長(zhǎng)比扁鋼的小，因此，其與空氣的接觸面也小，受空氣腐蝕相對(duì)也小。此外，圓鋼易于施工，材料易取得。所以，建議優(yōu)先采用圓鋼。
第4.1.4條 本條系參考國(guó)際電工委員會(huì)IEC1024-1建筑物 防雷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定而定的。
已證實(shí)，鐵板遭雷擊時(shí)其與閃擊通道接觸處由于熔化而燒穿僅當(dāng)其厚度小于4mm時(shí)才可能。
金屬體與閃擊通道接觸處的熱過(guò)程極為復(fù)雜，而且不好準(zhǔn)確計(jì)算。當(dāng)這一現(xiàn)象用簡(jiǎn)化的模型表示時(shí)可假定，接觸區(qū)的熱分配與固定的電弧類同。電弧在金屬電極表面產(chǎn)生數(shù)十伏的電壓降（Uc，以下計(jì)算取其值為30V），它幾乎與雷電流的大小無(wú)關(guān)。使金屬高加熱的能量為W = Uc·Q，式中Q為流經(jīng)雷擊點(diǎn)的電荷（As）�？紤]全部能量用于加熱金屬體時(shí)，雷擊每庫(kù)侖（As）電荷能熔化以下的金屬體積：
鐵（Fe）， ； 銅（Cu）， ； 鋁（AI）， 。
雷擊點(diǎn)加熱面積的直徑取50～100mm（相應(yīng)面積為1963～7854mm2）。已知電荷Q值則可估算金屬的熔化深度。如正閃擊的全部電荷的平均值（50％概率）為80 As（負(fù)閃擊的相應(yīng)值僅為8As），則熔化深度為 Fe 0.045～0.179mm、Cu 0.055～0.22mm、AI 0.122～0.489mm。
根據(jù)表3.1的注，對(duì)第二、第三類 防雷建筑物一次閃擊的總電荷量分別為225 As和150 As，其相應(yīng)的金屬熔化深度分別為Fe 0.127～0.503mm、Cu0.155～0.619mm、AI0.343～l.375mm和 Fe 0.084～0.336mm、Cu 0.103～0.413mm、AI 0.229～0.917mm。 第4.1.6條 敷設(shè)在混凝土內(nèi)的金屬體，由于受到混凝土保護(hù)，不需要采取防腐措施。
第4.1.7條 由于這類共用天線可能改變位置、改型、取消，故規(guī)定本條；
第二節(jié) 引下線
第4.2.1條 參見(jiàn)本規(guī)范第4.1.2條的說(shuō)明。
第4.2.2條 為了減小引下線的電感量，故引下線應(yīng)沿最短接地路徑敷設(shè)。
對(duì)于建筑藝術(shù)要求較高的建筑物，引下線可采用暗敷設(shè)，但截面要加大，這主要是考慮維修困難。
第4.2.5條 由于引下線在距地面最高為1.8處設(shè)斷接卡，為便于拆裝斷接卡以及拆裝時(shí)不破壞保護(hù)設(shè)施，故規(guī)定“地面上1.7m”。改性塑料管為耐陽(yáng)光曬的塑料管。
第三節(jié) 接地裝置
第4.3.1條 所采用的最小截面是考慮一定的耐腐蝕能力并結(jié)合實(shí)際使用尺寸而提出的。這些截面在一般情況下能得到良好的使用效果，但是腐蝕性較大的土壤中，應(yīng)采取鍍鋅等防腐措施或加大截面。
在附錄五中已說(shuō)明接地線為“從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體”。為便于施工和一致性（埋地導(dǎo)體截面相同），故規(guī)定“接地線應(yīng)與水平接地體的截面相同”。
第4.3.2條 當(dāng)接地裝置由多根水平或垂直接地體組成時(shí)，為了減小相鄰接地體的屏蔽作用，接地體的間距一般為5m，相應(yīng)的利用系數(shù)約為0.75～0.85。當(dāng)接地裝置的敷設(shè)地方受到限制時(shí)，上述距離可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減小，但一般不小于垂直接地體的長(zhǎng)度。
第4.3.3條 接地體深埋地下接觸良導(dǎo)電性土壤，泄放電流效果好，接地體埋得愈深，土壤濕度和溫度的變化愈小，接地電阻愈穩(wěn)定。根據(jù)計(jì)算，在均勻土壤電阻率的情況下埋得太深對(duì)降低接地電阻值不顯著。實(shí)際上，接地裝置埋設(shè)深度一般不小于0.5～0.8m，這一深度既能避免接地裝置遭受機(jī)械損壞，同時(shí)也減小氣候?qū)拥仉娮柚档挠绊憽?/DIV>
將人工接地體埋設(shè)在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)（一般位于底部靠室外處，混凝土保護(hù)層的厚度≥50mm），因得到混凝土的防腐保護(hù)，日后無(wú)需維修。但如果將接地體直接放在基礎(chǔ)坑底與土壤接觸，由于受土壤腐蝕，日后維修困難，甚至無(wú)法維修，不推薦采用這種方法。
為使日后維修方便，埋地人工接地體距墻和基礎(chǔ)應(yīng)有一定距離，以前有的單位按≥3m做，無(wú)此必要。
第4.3.4條
第一款，IEC的81（Secretariat）13／1984年1月的文件（TC81第4工作組的進(jìn)展報(bào)告），在其附件（ 防雷接地體的有效長(zhǎng)度）中提及：“由于電脈沖在地中的速度是有限的，而且由于沖擊雷電流的陡度是高的，一接地裝置僅有一定的最大延伸長(zhǎng)度有效地將沖擊電流散流入地”。在該附件的附圖中畫(huà)出兩條線，其一是接地體延伸長(zhǎng)度最大值 lmax，它對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)波頭，即對(duì)應(yīng)于閃擊對(duì)大地的第一次雷擊；另一是最小值 lmin，它對(duì)應(yīng)于短波頭，即對(duì)應(yīng)于閃擊對(duì)大地在第一次雷擊以后的雷擊。將 lmax和 lmin這兩條線以計(jì)算式表示，則可得出： lmax = 4 和 lmin = 0.7 ，取其平均值，得 。 本款參考以上及其它資料，并考慮便于計(jì)算，故規(guī)定了“外引長(zhǎng)度不應(yīng)大于有效長(zhǎng)度”，即2 。
當(dāng)水平接地體敷設(shè)于不同土壤電阻率時(shí)，可分段計(jì)算。例如，一外引接地體先經(jīng)50m長(zhǎng)的2000Ω·m土壤電阻率，以后為1000Ω·m 。先按2000Ω·m算出有效長(zhǎng)度為2 = 89.4m，減去50m馀39.4m，但它是敷設(shè)在1000Ω·m的而不是2000Ω·m的土壤中，故要按下式換算為1000Ω·m條件下的長(zhǎng)度，即 。將以上數(shù)值代入，得 m。因此，有效長(zhǎng)度為50＋2 7.9 = 7 7.9m，而不是89m，其它情況類推。
第五章 接閃器的選擇和布置
第二節(jié) 接閃器布置
第5.2.1條 表5.2.1是參考IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)的2.1.2款及其表1并結(jié)合我國(guó)具體情況和以往的習(xí)慣做法而定的。
IEC1024-1 防雷標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)上述的內(nèi)容為，“2.1.2布置：當(dāng)符合表1的要求時(shí)，接閃器的布置就是合適的。在設(shè)計(jì)接閃器時(shí)，可單獨(dú)或任意組合地采用以下方法：a）保護(hù)角；b）滾動(dòng)球體；c）合適的網(wǎng)格�！�
＊在這些情況下僅采用滾球法和避雷網(wǎng)。
注：關(guān)于接閃器布置和保護(hù)級(jí)別之間的關(guān)系及確定方法將在以后IEC的出版物，即指南B‘ 防雷裝置的建設(shè)’中列出。
保護(hù)角是以滾球法作為基礎(chǔ)，以等效法計(jì)算而得，使保護(hù)角保護(hù)的空間等于滾球法保護(hù)的空間。但在具體位置上的保護(hù)范圍有明顯的矛盾，為避免以后在應(yīng)用上的爭(zhēng)議，故本規(guī)范不采用。
用 防雷網(wǎng)格形導(dǎo)體以給定的網(wǎng)格寬度和給定的引下線間距蓋住需要 防雷的空間。這種方法也是一種老方法，通常被稱為法拉弟保護(hù)型式。 用許多 防雷導(dǎo)體（通常是垂直和水平導(dǎo)體）以下列方法蓋住需要 防雷的空間，即用一給定半徑的球體滾過(guò)上述 防雷導(dǎo)體時(shí)不會(huì)觸及需要 防雷的空間。這種方法通常被稱為滾球法。它是基于以下的雷閃數(shù)學(xué)模型（電氣一幾何模型）： （5.1）
或簡(jiǎn)化為：
, （5.2）
式中：hr──雷閃的最后閃絡(luò)距離（擊距），也即本章所規(guī)定的滾球半徑（m）；
I ──與hr相對(duì)應(yīng)的得到保護(hù)的最小雷電流幅值（kA），即比該電流小的雷電流可能擊到被保護(hù)的空間。
在電氣—幾何模型中，雷先導(dǎo)的發(fā)展起初是不確定的，直到先導(dǎo)頭部電壓足以擊穿它與地面目標(biāo)間的間隙時(shí)，也即先導(dǎo)與地面目標(biāo)的距離等于擊距時(shí)，才受到地面影響而開(kāi)始定向。
與 hr相對(duì)應(yīng)的雷電流按（5.2）式整理后為 ，以規(guī)范表5.2.1中的 hr值代入，得：對(duì)第一類 防雷建筑物（ hr = 30m）， I = 5.4kA；對(duì)第二類 防雷建筑物（ hr = 45m）， I = 10.1kA；對(duì)第三類 防雷建筑物（ hr = 60m）， I = 15.8kA。即雷電流小于上述數(shù)值時(shí)，雷閃有可能穿過(guò)接閃器擊于被保護(hù)物上，而等于和大于上述數(shù)值時(shí)，雷閃將擊于接閃器上。 本規(guī)范所提出的接閃器保護(hù)范圍是以滾球法為基礎(chǔ)，其優(yōu)點(diǎn)是：
一、除獨(dú)立避雷針、避雷線受相應(yīng)的滾球半徑限制其高度外，凡安裝在建筑物上的避雷針、避雷線（帶），不管建筑物的高度如何，都可采用滾球法來(lái)確定保護(hù)范圍。如對(duì)第二、三類 防雷建筑物，當(dāng)防側(cè)擊按本規(guī)范第3.3.10條和第3.4.10條解決外，只要在建筑物屋頂，采用滾球法任意組合避雷針、避雷線（帶）。例如，首先在屋頂四周敷設(shè)一避雷帶，然后在屋頂中部根據(jù)其形狀任意組合避雷針、避雷帶，取相應(yīng)的滾球半徑的一個(gè)球體，在屋頂滾動(dòng)，只要球體只接觸到避雷針或避雷帶，而沒(méi)有接觸到要保護(hù)的部分，就達(dá)目的。這是以前的避雷針、線的保護(hù)范圍方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 二、根據(jù)不同類別選用不同的滾球半徑，區(qū)別對(duì)待。它比以前只有一種保護(hù)范圍合理。
三、對(duì)避雷針、避雷線（帶）采用同一種保護(hù)范圍（即同一種滾球半徑），這給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)種種方便之處，使兩種形式任意組合成為可能。
規(guī)范表5.2.l并列兩種方法。它們是各自獨(dú)立的，不管這兩種不同方法所限定的被保護(hù)空間可能出現(xiàn)的差別。在同一場(chǎng)合下可以同時(shí)出現(xiàn)兩種形式的保護(hù)方法。例如，在建筑物屋頂上首先已采用避雷網(wǎng)保護(hù)方法布置完后，有一突出物高出避雷網(wǎng)，保護(hù)該突出物的方法之一是采用避雷針并用滾球法確定其是否處于避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)，但此時(shí)，可以將屋面作為地面看待，因?yàn)榍懊嬉阎赋觯蓓斠延帽芾拙W(wǎng)方法保護(hù)了；反之，也一樣。又例如，同前例，屋頂已采用避雷網(wǎng)保護(hù)，為保護(hù)低于建筑物的物體，可用上述避雷同處于四周的導(dǎo)體作避雷線看待，用滾球法確定其保護(hù)范圍是否保護(hù)到低處的物體。
第六章 防雷擊電磁脈沖（略）
附錄一 建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)
國(guó)際上已確認(rèn)Ng與年平均雷暴日Td為非線性關(guān)系。本規(guī)范修訂組與有關(guān)規(guī)范修訂組口頭商定結(jié)合我國(guó)情況采用 。至本規(guī)范定稿時(shí)止，IEC-TC81未通過(guò)的文件提出Ng與Td關(guān)系式為 。
本附錄提出計(jì)算Ae的方法基于以下原則：
1.建筑物高度在100m以下按滾球半徑100m（即吸引半徑100m）考慮。其相對(duì)應(yīng)的最小雷電流約為 kA，接近于按計(jì)算式 以積累次數(shù) P = 50％代入得出的雷電流I = 32.5kA。在此基礎(chǔ)上，導(dǎo)出計(jì)算式（附 1.4），其擴(kuò)大寬度等于 。該值相當(dāng)于避雷針針高H在地面 上的保護(hù)寬度（當(dāng)滾球半徑為100m時(shí)）。擴(kuò)大寬度將隨建筑物高度加高而減小，直至100m時(shí)則等于建筑物的高度。如H = 5m時(shí)，擴(kuò)大寬度為 m，它約為H的6倍；當(dāng)H = 10m時(shí)，擴(kuò)大寬度為 m，約為H的4.4倍；當(dāng)H = 20m時(shí)，擴(kuò)大寬度為 = 60m，為H的3倍；當(dāng)H = 40m時(shí)，擴(kuò)大寬度為 = 80m，為H的2倍；當(dāng)H = 80m時(shí)，擴(kuò)大寬度為 = 98m，約為H的1.2 倍。
2.當(dāng)建筑物高度超過(guò)100m時(shí)，如按吸引半徑100m考慮，則不論高度如何擴(kuò)大寬度總是100m，有其不合理之處。所以，當(dāng)高度超過(guò)100m時(shí)，取擴(kuò)大寬度等于建筑物的高度。
此外，關(guān)于周圍建筑物對(duì)Ae的影響，由于周圍建筑物的高低、遠(yuǎn)近都不同，計(jì)算很復(fù)雜，因此不予考慮。這樣，在某些情況下，計(jì)算得出的Ae值可能比實(shí)際情況要大些。
“a”為法定計(jì)算單位符號(hào)，表示時(shí)間單位“年”。
附錄三 接地裝置沖擊接地電阻與工頻接地電阻的換算
（附3.l）式中的A值，實(shí)際上是沖擊系數(shù)a的倒數(shù)。在原規(guī)范的編制過(guò)程中，曾以表1作為基礎(chǔ)，經(jīng)研究提出表2作為原規(guī)范的附錄，供沖擊接地電阻與工頻接地電阻的換算。但由于存在不足之處（即對(duì)于范圍延伸大的接地體如何處理，提不出一種有效合理的方法），后來(lái)取消了該附錄。
本附錄是在表2的基礎(chǔ)上，引入接地體的有效長(zhǎng)度，并參考圖1提出附圖3.l的。
對(duì)附圖3.1的兩點(diǎn)說(shuō)明：
1.當(dāng)接地體達(dá)有效長(zhǎng)度時(shí)A = 1（即沖擊系數(shù)等于1）；因再長(zhǎng)就不合理，a＞1。
2.從圖l可看出，當(dāng)ρ = 500Ω·m時(shí)a = 0.67（即A=1.5），相應(yīng)的接地體長(zhǎng)度為13.5m，其le =2 = 44.7m。所以 1。從圖1可看出，a值幾乎隨長(zhǎng)度的增加而線性增大。所以，其A值在 為0.3與1之間的變化從1.5下降到1也采用線性變化。ρ = 1000Ω·m和ρ = 2000Ω·m時(shí)，A值曲線的取得與上述方法相同。當(dāng)ρ = 1000Ω·m、a = 0.5即A = 2時(shí)，l的長(zhǎng)度為13m， ，所以 。當(dāng) ρ = 2000Ω·m、a = 0.33 即 A = 3時(shí)，從圖1估計(jì)出l值約為8m， ，所以 。
另參見(jiàn)本規(guī)范第4.3.4條的說(shuō)明。
混凝土在土壤中的電阻率取100Ω·m，接地體在混凝土中的有效長(zhǎng)度為2 = 20m。所以，對(duì)基礎(chǔ)接地體取20m半球體范圍內(nèi)的鋼筋體的工頻接地電阻等于沖擊接地電阻。
附錄四 滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍
本附錄系根據(jù)本規(guī)范第5.2.1條的規(guī)定，采用滾球法并根據(jù)立體幾何和平面幾何的原理，再用圖解法并列出計(jì)算式解算而得出的。
雙支避雷針之間的保護(hù)范圍是按兩個(gè)滾球在地面上從兩側(cè)滾向避雷針，并與其接觸后兩球體的相交線而得出的。
繪制接閃器的保護(hù)范圍時(shí)，將已知的數(shù)值代入計(jì)算式得出有關(guān)的數(shù)值后，用一把尺子和一支圓規(guī)就可按比例繪出所需要的保護(hù)范圍。
附圖4.5的（a）（即當(dāng)2hr＞h＞hr時(shí)）僅適用于保護(hù)范圍最高點(diǎn)到避雷線之間的延長(zhǎng)弧線（hr為半徑的保護(hù)范圍延長(zhǎng)弧線）不觸及其它物體的情況；不適用于避雷線設(shè)于建筑物外墻上方的屋檐、女兒墻上。
附圖4.5的（b）（即當(dāng)h＜hr時(shí) = 不適用于避雷線設(shè)在低于屋面的外墻上。
本附錄各計(jì)算式的推導(dǎo)見(jiàn)《建筑電氣》1993年第3期“用滾球法確定建筑物 防雷接閃器的保護(hù)范圍”一文。
附錄五 分流系數(shù)kc
本規(guī)范附圖5.1適用于單層、多層建筑物和每根引下線有自己的接地體或接于環(huán)形接地體以及引下線之間（除屋頂外）在屋頂以下至地面不再互相連接。
本規(guī)范附圖5.2適用于單層到高層，在接地裝置符合要求的情況下不論層數(shù)多少，當(dāng)引下線（除屋頂外）在屋頂以下至地面不再互相連接時(shí)分流系數(shù)采用kc1。
在鋼筋混泥土框架式結(jié)構(gòu)和利用鋼筋作為 防雷裝置的情況下，當(dāng)接地裝置利用整體基礎(chǔ)或閉合條形基礎(chǔ)或人工環(huán)形接地體（此時(shí)與周邊每根柱子鋼筋連接）時(shí)，附圖5.2中的 h1～ hm為對(duì)應(yīng)于每層高度， n為沿周邊的柱子根數(shù)。
附錄六 雷電流
對(duì)平原和低建筑物典型的向下閃擊，其可能的四種組合見(jiàn)圖2。
對(duì)約高于100m的高層建筑物典型的向上閃擊，其可能的五種組合見(jiàn)圖3。
從圖2和圖3可分析出附圖6.1。
附錄七 環(huán)路中感應(yīng)電壓、電流和能量的計(jì)算
計(jì)算舉例，以圖4和圖5兩種裝置作為例子。建筑物屬于第二類 防雷建筑物。以附表7.1中給出的計(jì)算式為基準(zhǔn)，指出其實(shí)際的應(yīng)用。兩個(gè)例子中的線路敷設(shè)均無(wú)屏蔽。 1──通訊系統(tǒng)；2──電力系統(tǒng)；G1──I級(jí)設(shè)備（有PE線）；G2──II級(jí)設(shè)備（無(wú)PE線）；
U1──水管與電力系統(tǒng)之間的電壓；U2──通信系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的電壓；
d1──G2設(shè)備與水管之間的平均距離， d1 = 1m；h──建筑物高度，h = 20m；
l ──金屬裝置與 防雷裝置引下線平行路徑的長(zhǎng)度； S──分開(kāi)距離；W──金屬水管或其他金屬裝置
注：本例設(shè)定水管與引下線之間在上端需要連接，因?yàn)樗鼈冎g的隔開(kāi)距離小于所要求的安全距離。
注：①圖例和標(biāo)注的意義見(jiàn)圖4；
②U2和U3是通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)之間的電壓，其大小取決于感應(yīng)面積。
第I種情況：以圖4所示的裝置作為例子。外部 防雷裝置有四根引下線，它們之間的平均距離 a設(shè)定為10m。 為評(píng)價(jià)電壓U1（它決定水管與設(shè)備G2之間最小分開(kāi)距離S），采用附表7.l的（a）列和附圖7.l的（a）圖。
318kV
式中：l──從水管至設(shè)備的最近點(diǎn)向下至水管水平走向的高（m）。
若由于過(guò)大的電壓U1而引發(fā)的擊穿火花，其能量按附表7.1的相關(guān)計(jì)算式評(píng)價(jià)。
W1 = 0.56×l×2000×a/h = 0.56×6×2000×10/20 = 3.36kJ
為評(píng)價(jià)電壓U2（信息系統(tǒng)與低壓電力裝置之間的電壓）采用附表7.l的（b）列和附圖7.1的（b）圖。
8.5kV
評(píng)價(jià)擊穿火花的相應(yīng)能量則采用附表7.1第一行的相關(guān)計(jì)算式：
W1 = 0.56×l×a/h = 0.56×6×10/20 = 1.68kJ
第Ⅱ種情況：以圖5的裝置為例子。建筑物為無(wú)窗鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。計(jì)算方法與第I種情況相似。管線的路徑與第I種情況相同。所采用的計(jì)算式為附表7.l的最后一行。
2kV
W1 = 0.75×l×1.5×1/h = 0.56×6×1.5×1/20 = 0.25J
U2 = 0.75×l×0.1×1/h = 0.75×6×0.1×1/20 = 22.5V
W2 = 0.56×l×0.002×1/h2 = 0.56×6×0.002×1/400 =（略去不計(jì)）
比較第I種和第Ⅱ種情況的U1，可清楚地證實(shí)外墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所得到的屏蔽效率。
圖4中的U2電壓和圖5中的U3電壓，其大小取決于低壓電力線路與通信線路所形成的有效感應(yīng)面積的大小。
第Ⅱ種情況所示的通信線路路徑很明顯是不利的，以致感應(yīng)電壓U3大于第I種情況采用的路徑所產(chǎn)生的電壓，即圖5中虛線所示的線路路徑產(chǎn)生的U2。
圖5所示的線路路徑的U3電壓預(yù)期可達(dá)到U1 = 2kV的值。
參照現(xiàn)今實(shí)際的一般裝置，由于等電位連接的規(guī)定，保護(hù)線（PE線）是與水管接觸的。所以采用I級(jí)設(shè)備時(shí)U1電壓可能發(fā)生于設(shè)備內(nèi)的電力系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間。因此，采用無(wú)保護(hù)線的Ⅱ級(jí)設(shè)備是有利的。
附錄八 名詞解釋
本附錄八中從“電涌保護(hù)器”至最后的“組合型SPD”等的名詞解釋均引自 IEC61643-l：1998（Surge protective devices connected to low-voltage power distrlbution systems-Part l：Performance reuuirements and testing methods，連接至低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器，第1部分：性能要求和試驗(yàn)方法）。
注：原規(guī)范附錄五改為本附錄八。原規(guī)范附錄六應(yīng)改為附錄九。附錄中增加本局部修訂條文的附錄五、附錄六和附錄七。第六章為新加條文。 |
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