建筑物防雷设计要点及防雷检测常见问题研究

引言：

建筑物开展防雷设计期间，设计人员须在外部防雷设计中重点设计直击雷和侧击雷的防护措施，在内部防雷设计期间做好等电位连接及电涌保护器等设计要点。针对防雷检测期间存在的常见问题，有关机构和作业人员还须针对可能的检测仪器问题，在接地电阻测试仪等常用设备中，尽量选择适用的箱式测试仪，还要避免接地电阻参考值不达标的问题，选择适用规格型号及工艺参数的电涌保护器，做好电涌保护器的运行状态监测。

1. 建筑物防雷设计要点

1.1. 外部防雷设计

第一，直击雷防护设计。这种防雷设计的目的在于为建筑物提供防控直接雷击风险保护，它通过布设实效性接闪系统，引导雷电流安全地向接地系统传导。直击雷防护设计需要结合建筑物的规格、高度以及外形等关键参数选择适用接闪器，避雷线以及避雷带可以用于不太高的建筑物防雷，如果建筑物外形错综复杂或者高度很高，就要设计安装避雷网，保证防护面积达到预期覆盖区域。接闪器通过引下线导体连通接地系统，保证雷电流顺畅且安全地传导到地下，须注意结合建筑物的体量以及雷电流值，设置数量足够的引下线，科学合理敷设。引下线通常由电阻率很小且不易腐蚀的材质制成，作用是降低电阻，同时遏制电晕放电等风险。外部防雷系统的核心设施是接地系统，它负责安全顺畅地向地下传导雷电流，同时完成雷电流扩散任务，避免太大的电位差引发安全风险。设计接地系统期间，设计人员须对包括土体电阻率、接地体的规格、材质和数量等进行综合考量，如果建筑物所在地土体拥有较大电阻率，需要在设计方案中予以有效降低；第二，侧击雷防护设计。这种雷击危害即雷电流经由建筑物周边的树木等导体，在传导以及感应等不良作用下击穿建筑物外部而入内。通过侧击雷防护设计，能够降低建筑物遭受的侧击雷雷击风险系数，建筑物的关键设施及重点区域，可通过金属屏蔽技术应用加以防护。建筑物进线位置布设电涌保护器，能够对雷电浪涌电流进行分流或吸纳，能够有效保护建筑内部电子设备安全。

1.2. 内部防雷设计

内部防雷设计的目的在于阻遏雷电流通过电力或信号等线路或金属管进入建筑物，为室内人员和设施提供安全保护。须注意内部防雷设计期间须和外部防雷设计深度融合，成为相互配套整体性防雷体系。屏蔽通过适用导电材料隔开外部电磁环境，防止接触建筑物关键区域和设施，避免雷电因传导及感应作用引起电磁脉冲破坏上述区域和设施，尤其是某些建筑设施在电磁干扰方面灵敏度极高，设计方案中须通过金属屏蔽室予以完全彻底的封闭屏蔽，注意须为屏蔽室选择适用且达标的结构形式、材质以及接地形式，确保达到预期屏蔽成效。第一，等电位连接。这种设计是连接建筑物内部全部金属材质且有带电几率的构件，达到去除或降低电位差的目的，避免雷电流经由上述构件生成危害性电位差，防控雷电流在建筑物内部生成太高电位差带来电弧放电以及触电等风险。主等电位连接是以建筑物内部金属材质构件连通外部接地系统，打造整体性等电位系统，而局部等电位连接则在关键区域和设施上使用，起到安全保护作用，但是须注意连接导体须具备够大的截面积，为电流安全通过提供有利条件；第二，电涌保护器。这种设施属于内部防雷系统的核心组件，它能够对雷电浪涌电流进行分流或吸纳，达到保护电子设备的目的。它必须于建筑物进线位置布设，关键设施电源线及信号线路的入口位置是合适布设位置。电涌保护器选型须结合保护对象的耐受电压，选用合理保护等级，要求具备快速响应能力，可在最短时间内对雷电浪涌电流 SPD 进行分流或吸纳，且自身泄流容量够大，具备足够的雷电流冲击承受能力。

2. 防雷检测常见问题

2.1. 仪器问题

接地电阻测试仪是防雷检测常用仪器，通常包括手持和箱式两种，其中箱式测试仪能够对接地电阻进行准确测量，还可用于检测土壤电阻率，优点是数据准确，缺陷是不便携带，应用期间须配置配套测试线圈。手持测试仪通常呈钳形，优点在于应用过程方便快捷，缺陷是应用条件局限性大，较之箱式测试仪准度不足。雷电检测期间，只要具备较好条件，最好选择箱式测试仪，常规做法是三极法，通常不和等电位测试仪相互代替。钳形接地电阻测试仪通常在应用条件局限性较大时，用于评估测点接地与否，测点要求属于闭合电路某个部分，同时钳口要彻底围住测点，否则无法得到精准数据和结论。

2.2. 接地电阻值不达标

防雷检测期间的接地电阻包括独立和共用两种，其中共用接地电阻最为常见。行业国家标准中关于建筑物及其电子信息系统防雷设计和技术应用，都曾给出标准规范，规定建筑物的共用接地系统中，其接地电阻值必须以接入设备最小值设置，通常小于等于 4 欧姆。如果防雷检测得到了不达标数据，需要快速复检检测所取接地电阻参考值的准确性，之后排查检测方式适用性。举例来说，复检土壤组分和含水率与三极法的适配性、地钉间距合理性、测点表面有无绝缘层及防锈层、测线完好性等，还可细读设计图纸，明确接地设计规定方法，优化检测方案。

2.3. 电涌保护器选型及运行

设计人员、用户须结合行业及技术规范、意向器材供应商出具的工艺参数以及器械运行电压等要素，选择适用的电涌保护器，检测作业人员还要密切监测电涌保护器规格型号、安装合理性以及运行状态。评估器械选型的正确性期间，要先行排查保护目标位于何处，如果处于建筑物电源入内配电系统部位，须于线路总配电箱位置安装一级试验浪涌保护器，防控直击雷，建筑物其它内部区域只需安装二级或三级试验电涌保护器即可，其中电涌保护器的各种适用参数，须结合国标相关规定取值。防雷检测作业人员还须对开关型浪涌保护器进行严格检查，利用指示灯观察以及开关状态等，排查其正在运行与否，还要对所有级别的电涌保护器进行连接导线长度检查，要求小于等于 0.5 米长，还要检查接地端和就近等电位接地端子连接的牢固性有效性。通过对电涌保护器进行劣化显示状态观察，就可判定其运行状态正常与否，如果正在安全稳定运行，显示窗即呈现透明色及绿色，一旦电涌保护器发生劣化，显示窗呈现红色，作业人员须排查成因且换件。

结束语：

总而言之，建筑物身处自然环境，雷击风险可谓无处不在，通过科学合理的防雷设计，减少建筑物遭受雷击危害的几率，成为建筑设计施工的重要任务。建筑物防雷设计在提供安全防护的同时，还要做好区域及设备保护，保证安全可靠且合法合规，还要兼顾经济性和技术实用性，是建筑物防雷设计的要点。而且，建筑物防雷检测期间存在很多问题，需要通过技术升级、优化完善制度体系以及大力宣传引导等，消除问题隐患，保证建筑物有效防控雷击风险，保护内部人员和设施安全。

参考文献：

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