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  • 中国建筑物防雷的演变及其特点

      1.我国建筑物防雷技术在20世纪50年代以前的情况 在上世纪50年代以前,我国的防雷技术是向日、美、前苏联和德国等国家的技术规范学习的,其中重要的参考资料有[1、2]两本书。根据

     1.我国建筑物防雷技术在20世纪50年代以前的情况

      在上世纪50年代以前,我国的防雷技术是向日、美、前苏联和德国等国家的技术规范学习的,其中重要的参考资料有[1、2]两本书。根据我国的实际情况,电力部门颁发有相关的技术规范[3],那时建筑部门还未制订防雷规范,只是有一些单位(如北京市建筑设计院研究室)写的技术交流资料。当时建筑物防雷的主要技术形式是避雷针,由于参照前苏联的防雷规范做,设计的避雷针又长又多,与我国的建筑艺术和结构形式很不协调。此时,我国的防雷学者已经认识到雷电反击的危险,采用了如图1所示的防雷模型。
      从图中可以看出,内部防雷以隔离方式为主,考虑直接雷击建筑物时的反击高电压,规定电气设备与防雷导线相隔S≥3m;考虑进线引入高电位的袭击,还规定室内灯头必须高于人身d≥1.2m;此时,防雷接地与电气设备接地多为分别独立接地,它们之间的最小距离也是3m。由于沿进线引入的雷电事故多于直接雷击的事故,所以,有人建议过进线杆应当做绝缘子接地的防雷措施,实际上我国采用钢筋混凝土杆送电,它正好具有这种防高电位引入的性能,钢筋混凝土杆的基础接地电阻具有接地散流的作用。
      在1958年以后,我国逐步开展了建筑物防雷的研究,这些研究结果应用在天安门城楼的防雷和人民大会堂的防雷工程中,并以中国科学院电工所和北京市建筑设计院合编的名义,写成了《民用建筑物防雷保护》一书(1962年出的第一版)。大家倡议推广避雷带和避雷网的防雷形式,在钢筋混凝土建筑物中应用法拉第笼的防雷形式;大家倡议采用共用接地网,埋地电缆段的进线方式等,这些防雷新技术与电力部门防雷学者的研究不谋而合,形成了50年代后期防雷技术的基础。
      2.我国建筑物离子接地极防雷技术在二十世纪五十年代以后的情况
      在60~70年代我国进行过重要的防雷实验研究有:火箭的防雷,石油储罐的防雷,微波塔(站)的防雷,雷达站的防雷和通信大楼的防雷等,进行这些防雷研究曾动用大量的试验设备,有些是在建筑物和构筑物的实体上进行的。遗憾的是由于学问大革命的影响,有些实验没有很好地总结。在80-90年代大家还进行了故宫古建筑群防雷的研究和雷电电磁脉冲防护的研究。我国的防雷学者自主提出的防雷理论有:DSBGP(分流、屏蔽、搭接、接地、保护)综合系统学说[4],建筑物防雷设计的六项重要因素学说[5],防雷保护系统的三道防线学说[6]等。我国重要的建筑物采取的防雷方式如图2和图3所示。
    我国制订的有关建筑物防雷的规范(导则)、条款和规定有以下三大特点:
      (1)视高电位引入和高电位引出(即低电位引入)的危险,所以我国采用电缆段进出线或用埋地铁管穿线的电路。严格禁止把电力线、电话线固定在避雷针上或装有避雷针的架构上。在内部防雷方式上,重视隔离与连接的合理运用。
      (2)雷电的二次效应(即雷电电磁脉冲)的危害,重视实际钢筋混凝土建筑物的屏蔽能力不足的问题[7]。通常钢筋框架结构的屏蔽效能只有3-15dB,现浇密网钢筋混凝土为32dB,而电子设备要求的有效屏蔽性能应该为98dB以上。所以大家建议或规定室内电路要穿铁管敷设,铁管要按电磁闭锁的原理两端接地。大家没有“开窗、开门对屏蔽室ds的隔离距离”的要求。大家对LPZ(雷电保护分区)的看法也与IEC不同,大家认为应以电气节点(或屏蔽层面)为分界面,而不是以隔墙为分界面。大家提议要合理布线,即采用综合布线的规范。
      (3)建筑物都应有合格的进出线防雷保护,智能大楼最危险的雷电波,来自天线和地电位反击高电压。其解决办法是等电位连接、屏蔽和安装SPD。SPD的敷设应根据绝缘配合的要求进行,考虑SPD的残压及其保护距离因素,其安装位置和级数要合理。SPD的容量应按分流后的脉冲雷电波的幅值选定, In波形按8/20μs选定,要重视后续雷击雷电流的高陡度造成电磁感应过电压的危险。
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