高代富

摘 要：當(dāng)代工業(yè)建筑更多的引進(jìn)了電子、電氣設(shè)備，隨著用電量加大，當(dāng)出現(xiàn)雷雨天氣時，一些防雷設(shè)計出現(xiàn)偏差的建筑經(jīng)常會出現(xiàn)雷擊事故，不僅造成資源損失，也會影響企業(yè)效益，所以一個好的防雷設(shè)計是工業(yè)建筑需要注意的重點(diǎn)。本文簡單分析了工業(yè)電氣設(shè)計中防雷設(shè)計的重點(diǎn)，希望相關(guān)行業(yè)在工業(yè)建筑設(shè)計中能更加注重防雷設(shè)計。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣設(shè)計；防雷設(shè)計；工業(yè)建筑；雷電

我國的建筑業(yè)在近些年迅猛發(fā)展，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步。建筑工業(yè)經(jīng)過機(jī)械自動化建造的地方也越來越多，工業(yè)中越來越多的引進(jìn)電子技術(shù)、電子設(shè)備，但是如此迅猛發(fā)展也給工業(yè)安全帶來了隱患，每年由于防雷措施不到位造成的雷電損壞電子設(shè)備、主體建筑事故不在少數(shù)，更甚者會造成人身傷害。所以企業(yè)也更加要注意防雷措施的實(shí)施，防雷設(shè)計現(xiàn)階段也是工業(yè)行業(yè)建筑設(shè)計的重要一環(huán)。

1 雷電對于工業(yè)建筑造成的危害

雷電作為大自然的杰作，用欣賞的角度去看他是極美的，但是雷電災(zāi)害所造成的大面積損失也使之成為自然災(zāi)害中最為厲害的災(zāi)害之一。雷電的出現(xiàn)伴隨著巨大的電流以及嚴(yán)重的力量沖擊，更是帶著電磁輻射破空而來，這一切都表明雷電蘊(yùn)藏的巨大威力，也代表他對于工業(yè)建筑有巨大的破壞力。

1.1 直擊雷

直接雷擊包括有雷電直擊和雷電側(cè)擊，是指在雷電活動區(qū)內(nèi)，雷電直接通過人體、建筑物、設(shè)備等對地放電產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象，在此過程中，強(qiáng)大的雷電流通過被擊物體時會產(chǎn)生熱效應(yīng)，使被擊物體溫度突升，引起火災(zāi)危害；強(qiáng)大的雷電流還會使空氣急劇膨脹，在四周形成“激波”，對附近的建筑物、樹木等造成危害，還會危及到人身安全；雷電直接擊中線路并沿導(dǎo)體或電纜流過大量的雷電流還會通過導(dǎo)體產(chǎn)生雷電電磁場和電動力效應(yīng)，對線路設(shè)備造成實(shí)質(zhì)的破壞。

1.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷又稱為二次雷，感應(yīng)雷擊是通過雷雨云的靜電感應(yīng)或放電時的電磁感應(yīng)對被擊物體產(chǎn)生損壞。由于雷電發(fā)生時空氣中電磁場發(fā)生的劇烈變化會使建筑物的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出一定的感應(yīng)電壓，當(dāng)這個電壓超過電子器件耐壓值很多時，電子元器件就會被擊穿或燒毀。在工業(yè)建筑內(nèi)，如果不同接地系統(tǒng)被泄入雷電流，就會產(chǎn)生地電位反擊，對電氣設(shè)備造成破壞，另外，由于感應(yīng)雷擊時的電壓幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電子器件的工作電壓值，且雷雨天氣空氣相對濕度較高，電子器件間的爬電距離變小，線路板上密集的電子器件就會因此產(chǎn)生短路，引起設(shè)備的損壞。感應(yīng)雷對設(shè)備的損害沒有直擊雷猛烈，但比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大，且其是悄悄發(fā)生，不易被察覺。目前的大多數(shù)工業(yè)建筑物防直擊雷的設(shè)施都比較完善，因此，絕大多數(shù)的弱電設(shè)備雷擊損壞是由感應(yīng)雷造成的。

2 防雷級別分類

根據(jù)工業(yè)建筑的用途不同，雷擊可能造成的后果不同，防雷設(shè)計可以相應(yīng)有所不同。在進(jìn)行工業(yè)建筑防雷工程設(shè)計之前，必須要先確定工作環(huán)境的危險等級，再確定其防雷級別。

也就是說，首先，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)國家對于不同類型企業(yè)的防火、施工、安全、設(shè)計規(guī)范來判斷生產(chǎn)過程中可能用到的材料、可能出現(xiàn)的中間產(chǎn)品、以終最終產(chǎn)品是否具有易燃易爆性質(zhì)，最終的產(chǎn)品存放過程有未出現(xiàn)易燃易爆類物質(zhì)的泄漏，合理確定是不是存在火災(zāi)或爆炸隱患環(huán)境。

然后，再按我國《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》確定防雷類別。具體來說就是：“甲類可燃?xì)怏w、甲類可燃液體、甲類可燃固體環(huán)境一般可劃分為第一類防雷建筑物，一些小型的甲類可燃?xì)怏w、甲類可燃液體、甲類可燃固體環(huán)境可劃分為第二類防雷建筑物，乙類可燃?xì)怏w、乙類可燃液體、乙類可燃固體環(huán)境可劃分為第二類防雷建筑物”。若所涉及的工業(yè)建筑中兼有規(guī)范中所規(guī)定的三類防雷建筑物，則其防雷級別劃分應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范的3.5.1、3.5.2兩個條款進(jìn)行劃分。

這三類建筑在進(jìn)行防雷設(shè)計時，在場地條件許可的情況下，最好設(shè)置單獨(dú)的避雷針接地體。其中以第一類要求最為嚴(yán)格，此類建筑最好選用獨(dú)立避雷針做雷擊防護(hù)，盡量最大程度地保證建筑內(nèi)的呼吸閥、危險物質(zhì)放散管、排風(fēng)口等管口外圍空間處在接閃器的保護(hù)區(qū)內(nèi)，引下線間隔的距離須按照屋頂面周長。此外，由于大部分廠房的面積相對比較大，在配置圍護(hù)接地體的同時，最好可以依據(jù)避雷帶的網(wǎng)格寬度進(jìn)行均勻網(wǎng)格的配置，這樣既可實(shí)現(xiàn)均勻電壓，又可以控制地表電位差，避免跨步電壓的形成，還方便了等電位連接體的埋設(shè)，接地體的埋設(shè)深度應(yīng)1m。

3 工業(yè)電氣設(shè)計中的防雷設(shè)計重點(diǎn)

3.1 防雷設(shè)計的設(shè)計原則

進(jìn)行防雷設(shè)計之前，要重點(diǎn)了解工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，考察周圍環(huán)境，了解地區(qū)的氣候特點(diǎn)，要全面考慮影響建筑物的種種因素，保證依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。同時也要預(yù)先預(yù)算建筑物每年可能受到的雷擊次數(shù)，確定建筑物所屬的防雷類別。重點(diǎn)關(guān)照醫(yī)院、大型商場等人群量多、人流大的建筑物，必須按照三類防雷建筑物來進(jìn)行防雷設(shè)計，以保證安全。

3.2 外部防雷設(shè)計

防雷設(shè)計是一個非常復(fù)雜的過程，需要設(shè)計者考慮到工業(yè)建筑實(shí)際情況、雷電擊打途徑等因素，需要將感應(yīng)雷、直擊雷以及電磁波脈沖防護(hù)結(jié)合在一起，才能設(shè)計出完美的防護(hù)效果。

外部防雷設(shè)計一般由接閃器、引下線以及接地裝置組成。接閃器將雷電電流接引至引下線，引下線將接閃器接引的電流輸送至接地裝置，接地裝置能將電流分散至大地中，以此保證雷電電流不會引起電擊現(xiàn)象。

3.3 內(nèi)部防雷設(shè)計

內(nèi)部防雷設(shè)計需要設(shè)計五個部分，分別是分流、屏蔽、布線、均壓以及電涌保護(hù)器的安裝。分流是指在建筑外的導(dǎo)體與基地線之間設(shè)置防雷裝置，使雷電產(chǎn)生的電流能釋放到地下。屏蔽是指要盡可能的保護(hù)室內(nèi)電子系統(tǒng)裝置，使建筑間實(shí)現(xiàn)等電位，避免雷電電擊現(xiàn)象破壞建筑內(nèi)電子設(shè)備。在建筑內(nèi)布線時要保證何種電氣的管線都使用金屬管或者同軸電纜等進(jìn)行保護(hù)。均壓是指要是建筑內(nèi)的各部位都能分到相等的電壓，使其成為一個共同體，避免出現(xiàn)電壓差。安裝電涌保護(hù)器則是為了吸收額外電壓，避免其進(jìn)入建筑內(nèi)的敏感設(shè)備，對建筑造成傷害。

3.4 浪涌電路設(shè)計

最常見的電子設(shè)備危害不是由直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。浪涌電壓可以從電源線或者信號線等途徑進(jìn)入電腦設(shè)備，因此防雷設(shè)計中通常需要設(shè)計一種基于壓敏電阻和陶瓷氣體放電管的單項(xiàng)并聯(lián)式抗擊雷擊電涌的電路，并將其應(yīng)用到儀表的開關(guān)電源上。浪涌電路通常采用三個壓敏電阻以及一個陶瓷氣體放電管組成復(fù)合式對稱點(diǎn)路，以共模、差模全保護(hù)，并將此單項(xiàng)并聯(lián)式抗擊雷電浪涌電路應(yīng)用于儀表電源，以達(dá)到阻擊浪涌電流的作用。

4 結(jié)論

對于工業(yè)電氣中的防雷設(shè)計，需要針對不同建筑設(shè)定不同方案，只有結(jié)合建筑整體結(jié)構(gòu)，根據(jù)防雷規(guī)范設(shè)計，才能設(shè)計出既兼?zhèn)涿烙^又具備防雷時效的完美防雷方案。每一個設(shè)計者都要在細(xì)致的考慮了種種因素后，以確保建筑安全、人身安全、設(shè)備安全為前提，設(shè)計出完善的防雷工程。

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