大楼直击雷与接地系统防护方案

一、防雷概述

1．雷电成因

雷电是一种大气物理现象，自古有之。它是大气运动的结果，在暖季，当大气层结处于不稳定状态，空气中有充沛水汽，并有足够对流冲力的条件下，大气中对流运动得到强劲发展，这种天气系统就会孕育着雷暴。雷暴是指一部分带电云层与另一部分带电异种电荷的云层，或者是带电云层对大地之间迅猛的放电。这种放电有二个显著特征。一是峰值电流大（KA级以上），二是持续时间短（微秒级）。***初，人类对雷电现象的认识主要体现在人能直接感觉到的“雷声”和“闪电”上。因人们对雷电危害的认识程度有限，故雷电中发生的很多现象不能被理解，于是就将雷电“神化”，直到十八世纪中叶以富兰克林为代表的科学家创造了雷电基本理论并发明了避雷针，人类对雷电才有了科学的认识。

2．现代防雷技术的基本原则 

雷电对社会的危害分为两大类，直击雷和感应雷。直击雷声光并发，电闪雷鸣，老少皆知，而感应雷是由于雷雨云的静电感应或电磁感应作用在建筑物上的金属部件如管道、钢筋、电源线、信号传输线，天馈线以及进入室内的管道，电缆等引入室内，造成放电破坏电子设备。感应雷击悄然发生，不易察觉，后果严重。为此，我们即要防止直击雷，依靠合理的避雷针、带、网、线系统，也要防止感应雷击及雷电电磁脉冲入侵，二者有机结合，互为补充，构成一套完整的防雷体系。 
二、设计依据

1. GB50057-94       《建筑物防雷设计规范》

2. JGJ/T16-92       《民用建筑电气设计规范》

3. JGJ67-89         《办公楼建筑设计规范》

4.GB 50054-95       《低压配电设计规范》

5.GB 50174-93       《电子计算机机房设计规范》

6.GB 50169-92       《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

7.IEC 61024         《建筑物防雷》

8.IEC 61312         《雷电电磁脉冲的防护》

9.GB/T50311-2000    《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

10.D  562           《建筑物、构筑物防雷设施安装》

11.YD 5078          《通讯工程电源系统防雷技术规范》

12.YD/T5098         《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》

13.YD/T1235.1-2002   《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求》.

14. MH51002000        《 民用机场飞行区技术标准》

依据GB50057－94《建筑物防雷设计规范》第6.1.3
1.顶部避雷针的设计
根据******规范GB50057－94《建筑物防雷设计规范》的要求, 结合现场的图纸；为防止遭受直击雷的袭击,在楼顶造型天面上各安装一台
WJZ5000主动优化避雷针（见下图），能使雷闪的强度减弱,降低雷云以爆发的形式向建筑物放电,从而更有效地在更大范围内保护建筑物.。条的规定,设有信息系统的建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物的保护范围内时,至少应按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施。

完美的铜分子与钢棒持续结合；强度高，适于深钻，有效利用深层的低土壤电阻率降低接地电阻；良好的耐腐蚀性能；＄施工十分方便，可手工或利用相关机械施工.通过深入接地岢用***少的接地棒获得所需的接电阻值.如果使用短的（６米或短于6米）接地棒获得相同电阻值，则接地棒的数量多而且施工面积大，显而易见，花费要多几倍.在城市需要挖开柏油路和移动大石头的地方，利用这种垂直接地棒可以避免很多施工时的麻烦.

具体接地方法：

在地下挖一定面积的深坑，数值将铜包钢匝入地下，坑面上平放接地模块，用扁钢将铜包钢和模块焊接成一个环行回路，做防腐处理。倒入降阻剂，用水浸泡。回填细土，匝实。连接扁钢引出地面，用40mm*4mm镀锌扁钢；连接至机房等电位汇流派处。

三、WJZ5000主动优化避雷针的工作原理及结构组成

1、工作原理：

WJZ5000主动优化避雷针,其设计思想独特,采用先导放电,阻抗限流,气隙放电等综合技术,能产生提前先导电,提高接闪效果,降低放电电压,改变雷电流的放电过程。使雷电波形展宽,波头平缓,幅值降低,从而扩大保护范围。避免“侧击”和“绕击”的现象,且有效抑制地电位反击造成的危害,是防直击雷的理想设备。 
2、结构组成：

由WJZ5000型避雷针，玻璃钢支杆，不锈钢法兰及其它附件组成。

四、WJZ避雷针的性能参数；

1） 品质保证

所有WJZ产品均符合国际测试，经中国******气象局审核批准,湖北省防雷中心的乙级资质证书转入河南扬博防雷有限公司，正式对外成为专业从事防雷专业设计、施工、产品研制、生产的综合防雷企业。

2）产品结构

1、   中央收集杆

2、   激发器

3、   激发器固定板

3）产品特点

WJZ优化避雷针,由玻璃钢材料制成，其性能的特征。

其优点:

l       非电子式,长寿命

l       100％的放电率

l       保护等级高

l       能够在受到反复雷击放电之后保证电气连续性和功能的持续性

l       具备早期放电功能

l       雷击后防护质量不会改变

l       无电子系统不会因浪涌冲击将其损坏
4）WJZ主动优化避雷针的工作原理

WJZ主动优化避雷针主要由激发器从自然界的电场中吸收并贮存能量，反射器及避雷器针尖与大地有良好的电气连接，处于等电位状态。所以在通常情况下,激发器与发射器之间有电场强度，每当雷闪发生前,电场强度会迅猛增大，激发大器与反应器之间的电位差大致相当于雷云与大地之间的电位，它们之间的电压降迅速增加会造成******打火，并使******周围的空气离子化，形成******放电现象。

避雷针中央收集杆和激发器之间的电场迅速增加而造成******产生的空气离子化可于极短及准确地时间内放电，因大量电离子的存在，从而使全自然效应减低，产生一预期上行放电通道，可迅速/******地将雷电截击及******地泄放在大地。
5)WJZ避雷针保护半径的计算公式

设WJZ的启动抢先时间为△T则上行先导的抢先距离△=V*△T

根据NFC-17-102标准所提供的计算方法，保护半径Rp按如下公式计算：

D电击距离，它取决于被保护建筑物的级别，对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类保护对象，D值分别为30m，45m，60m。

H为避雷针顶端到被保护平面的高度。

△  T由评估测试并计算得出。

V=106m/s

△L=V*△T

保护半径：

RP= √ h(2D－h) +L (2D+  L)

式中  h——避雷针与被保护物高度差

D——闪击距离，在此取值20m

L——上行先导抢先

山西诺亚中亿防雷科技有限公司主要从事防雷接地技术开发、设计、施工、检测与服务。

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