防雷装置检测的技术要求 甘肃无为防雷技术有限责任公司 李磊：13893428204 2019年1月3日.

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1 防雷装置检测的技术要求 甘肃无为防雷技术有限责任公司 李磊： 2019年1月3日

2 防雷装置lightning protection system (LPS)
用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。 外部防雷装置external lightning protection system 由接闪器、引下线和接地装置组成。 内部防雷装置 internal lightning protection system 由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔 距离组成。

3 直径8mm，径向镀铜厚度至少70μm，铜纯度99.9%
1 避雷针 材质要求 材料 结构 最小截面（mm2） 备注⑩ 铜，镀锡铜① 单根扁铜 50 厚度 2 mm 单根圆铜⑦ 直径 8 mm 铜绞线 每股线直径1.7mm 单根圆铜③④ 176 直径 15 mm 铝 单根扁铝 70 厚度3mm 单根圆铝 直径8mm 铝绞线 铝合金 单根扁形导体 厚度 2.5mm 单根圆形导体③ 绞线 单根圆形导体 外表面镀铜的 直径8mm，径向镀铜厚度至少70μm，铜纯度99.9% 热浸镀锌钢 单根扁钢 单根圆钢⑨ 单根圆钢③④ 不锈钢⑤ 单根扁钢⑥ 50⑧ 厚度 2mm 单根圆钢⑥ 外表面 镀铜的钢 单根圆钢（直径8mm） 镀铜厚度至少70μm，铜纯度99.9% 单根扁钢（厚2.5mm）

4 1.2 材质特殊要求 （1）杆长1m以下时,圆钢不应小于12mm，钢管不应小于为20mm。
接闪杆宜采用热镀锌圆钢或钢管制成时，其直径应符合下列规定： （1）杆长1m以下时,圆钢不应小于12mm，钢管不应小于为20mm。 （2）杆长1～2 m时，圆钢不应小于16 mm；钢管不应小于25mm。 （3）独立烟囱顶上的杆，圆钢不应小于20 mm；钢管不应小于 40 mm。 （4）接闪杆的接闪端宜做成半球状，其最小弯曲半径宜为4 .8 mm，最大宜为12.7 mm。

5 1.3 滚球半径：按一、二、三类防雷建筑不同，为30m，45m，60m，露天场地可以采用100m滚球法：滚球法的物理图象是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。

6 1.4 侧击雷雷防护

7 （1）对水平突出外墙的物体，当滚球半径45/60 m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时，应采取相应的防雷措施。 （2）高于 60 m的建筑物，其上部占高度20%并超过 60 m的部位应防侧击，防侧击应符合下列规定： 1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋顶的保护措施考虑。 2) 在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。

8 1.5、多只避雷针保护范围

9 1.6、避雷针安装

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11 2、避雷线 避雷线的规格： “宜采用截面不小于35 mm2的镀锌钢绞线”，其直径小于8 mm的圆钢。为了方便架设，理想的避雷线材料应该有韧性，易于弯曲，镀鉻或者镀锌，易于防锈和防腐。 避雷线的适用场所：架空线路，长形库房。

12 3、避雷带 避雷带的使用：避雷带在建筑物上的布设情况。 避雷带使用材料：宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2其厚度不应小于4mm。 布设情况： ① 在女儿墙上的布设应该沿外侧布设； ② 高度可以用滚球法检验，使女儿墙处于有效保护范围之内； ③ 固定件应该和引下线有区别。 4、避雷网 避雷网规格： 建筑物防雷类别 第一类防雷建筑物 30 ≤5×5或≤6×4 第二类防雷建筑物 45 ≤10×10或≤12×8 第三类防雷建筑物 60 ≤20×20或≤24×16 避雷网材料：规范规定，“宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2其厚度不应小于4mm”。但在实际中，避雷网往往优先采用扁钢，并且规格也大于规范规定材料规格。 避雷网布设：避雷网暗装布设的情况比较多。

13 6 引下线 引下线在习惯上分为明装引下线和暗装引线下两种，随着雷电和其它过电压防护的需要，引下线按使用性质的不同又可分为防雷引下线和设备接地引下线两种，不过在实际使用中防雷引下线和设备安全引下线又互相借用和连接，交互使用。 1、建筑物主筋引下线（暗装） 布设引下线的建筑物立柱位置：作图 布设引下线的立柱主筋处理：电渣压力焊和绑扎。 暗装引下线的处理方式和原则： ① 在凸角处首先布设。 ② 两引下线间距大于相应防雷类别要求的间距时，增加布设立柱，使其间距达到要求。 ③ 按规范要求，主筋可以焊接和绑扎，但从弱电设施使用的效果看，焊接处理是相当必要的。 ④ 借用来做引下线的主筋，一般每柱选择两根。

14 ⑤ 如果引下线的主要作用是直击雷防护，尽量选择建筑物外侧的立柱，引下线主筋也选择立柱外侧的主筋。如果引下线的主要作用是设备接地使用，则尽量选择建筑物内侧的立柱，引下线主筋也选择立柱内侧的主筋。
集肤效应与过电压引下的效果分析。 2、专用引下线（明装） 引下线类型：建筑物类的，沿墙体布设。规范规定“引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80 mm2” 。 数量：按规范规定的距离确定。 材料：规范规定“引下线宜采用圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢，圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2，其厚度不应小于4mm”。在烟囱上，引下线使用扁钢的也比较多见。“当烟囱上的引下线采用圆钢时，其直径不应小于12mm;采用扁钢时，其截面不应小于100 mm2，厚度不应小于4mm”。 引下线上的断接卡：多根引下线时才设立。 建筑物防雷类别 引下线间距(m) 第一类防雷建筑物 12第二类防雷建筑物 18第三类防雷建筑物 25

15 7 接地体 地网工程实施的顺序：①首先处理利用自然接地体；②布设人工地网；③添加降阻剂；④换土（在建筑地基开挖的情况下可以先根据情况换土处理）；⑤其它降阻措施。 由第一步到最后一步逐项边调试边进行，直至接地电阻达到要求后，停止后面的降阻工程措施。 （1）人工接地体 地网形式：环形地网，表现为地网首尾闭合；一字形地网、拐角形等其它地网，及首尾不闭合的地网。 地网效果分析：环形地网的优点。 人工地网的材料：规范规定“埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100 mm2，其厚不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5 mm。”在实际中人们都习惯使用热镀锌管钢和角钢

16 材料使用效果分析：管钢的处理，地下砾石对管钢的影响，角钢材料的分析。
地网金属材料的布设：竖直置于地线的材料长度为2.5m，两个垂直接地体之间的间距5m，特殊情况下间距不大于垂直接地体的长度，最顶端距地面的深度0.7m。其实接地材料在满足土壤湿度稳定条件时，不宜距地面太深。 地网的焊接：焊接量为三面包裹焊接，焊接形式为满焊。 地网的锈蚀情况及时防腐处理：普通镀锌材料的锈蚀情况；地下材料选用热镀锌的意义；被焊接破坏的镀锌点的处理。 地网效果分析：影响地网的质量的因素，从表面分析一般为接地电阻值的大小，接地电阻值越小，其地网效果也越好。从材料隐形布设因素看，如果接地材料过于集中，则不利于过电流泄放，即使接地电阻比较小，也会形成电荷在小范围的堆积，在造成过电压不容易降低的同时，使跨步电压升高。

17 （2）自然接地体（建筑接地体） 地网的规模和效果：地下金属材料的数量是人工地网材料无法比拟的。 处理措施：建筑地网地下金属材料的布设方式为基础地基和承台地基，这些材料一般为双向焊接。 与引下线的连接：用来做引下装置立柱内钢筋与地网的焊接和跟踪。

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19 无论是直击雷、电磁感应还是浪涌防护都离不开接地装置，是过电流最终的泄放区域。油气管道场站和阀室的接地装置为垂直与水平的联合接地系统，其中垂直接地体选用铜包钢、锌包钢材料的较多，其耐腐蚀性和导电性较好；水平接地体将垂直接地体相互连接形成接地网。垂直接地体的间距不小于其长度的2倍，埋设深度大于0.5m，应埋设在土壤湿度较稳定的土层（冻土层），以使地网接地性能不随季节的变化而受到影响，且焊接部位应做良好的防腐处理。由于雷击泄流时可能会对地面上的工作人员造成地电位反击，因此接地装置要避免布设在建筑物的入口或人行道下方，其间的水平间距应不小于3m。 R=ρ/2Πa 式中：R为接地电阻，Ω；a为接地体布设系数，取值与其材质、深度、数量及布设方法相关；ρ为土壤电阻率，Ω·m。

20 8 等电位连接网络 与引下线的提前跟踪预留：新建建筑应该在图纸上提前根据需要找出需要预留引下线的点和房屋，根据设备情况在找出跟踪的立柱和立柱内的主筋，这些主筋从地下开始跟踪焊接，到相应的使用场所后焊接甩出接地端子，这些接地端子将根据后面工作的需要使用。 1、等电位连接的形式： 规范规定“一信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位连接应采用以下两种基本形式的等电位连接网络之一：S 型星形结构和M型网形结构。”对于何谓“S” 型星形结构和“M”型网形结构，规范也给出了一些说明。等电位连接网络也就为这些设备连接使用的。

21 (1)网格形式： 规格：600mm×600mm或整倍数,规格原因。 材料：成品材料；自制材料，一般为3×30软紫铜带。整体材料一般选择紫铜带，交叉点一般选用绝缘子支撑。 与预留接地端子的连接：连接方式以及连接点的数量，接地前的绝缘效果分析说明。 与设备的连接方式：利用交叉点预留的连接件。 连接效果分析：交流接地的原理。

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23 (2)均压环形式： 安装位置：一般安装在房屋的墙壁贴近体面处。 材料：一般选用4×40镀锌扁铁，其上预留设备连接的螺丝，螺丝规格不小于8mm。。 与预留接地端子的连接：直接焊接。 (3)汇流排形式： 规格：在安装位置条件许可的情况下可以选择面积大些汇流排。 材料：铜板。 制作要求： 理论要求及使用效果分析。 连接方式：设备、接地端头一体 安装在汇流排预先设计制作的螺丝端头上。

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25 直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10KA适配的SPD
8 电涌保护的设计 (1) 电源电涌保护器 雷电 保护 分级 LPZ0区与LPZ1区交界处 LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3区交界处 直流电源标称放电电流（kA） 第一级 （kA） 第二级标称放电电流（kA） 第三级标称放电电流（kA） 第四级标称放电电流（kA） 最大放电电流 标称放电电流 10/350μs 8/20μs A级 ≥20 ≥80 ≥40 ≥10 B级 ≥15 ≥60 直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10KA适配的SPD C级 ≥12.5 ≥50 D级

26 保护级别 SPD的类型 导线截面（mm2） SPD连接相线铜导线 SPD接地端连接铜导线 第一级 开关型或限压型 16 25 第二级 限压型
10 第三级 6 第四级 4

27 spd技术要求及隐患 SPD的连接线的规格与长度（l= l1+l2）严重影响对油气管道场站的保护效果（图2（a）），在泄流过程中，电子设备两端的电压Ue为SPD连接线上产生的压降与SPD的残压Ures之和： Ue=Ua+Ures+Ub （3） Ue= Ures+ildi/dt （4） 式中：Ua为SPD相线连接线(l1)上压降，kV；Ub为SPD地线连接线（l2）上的压降，kV；i为连接线路总长度，m；L为连接线路分布电感，μH/m；dI为雷电冲击电流波头的变化值，kA；dt为雷电流波头时间（雷电流达到10%和90%幅值电流之间的间隔乘以1.25[2]），s。

28 一般来说，连接线的分布电感约为1μH/m，以8/20μs 波形(一种人工模拟雷电波型)为例，如果保护设备端的电子设备耐压为4kV，选用Up为3.6kV的SPD保护设备。当SPD流过的雷电流峰值为20kA（Ures约为2kV）、SPD连接线长度为1m时，Ue达到4.5kV，超过了电子设备的耐压值；但当连接线的长度为0.5m时，Ue为降3.25kV，则可以保护电子设备的安全运行。因此，SPD两端连接线的长度对SPD的保护性能影响较大。由上式可知，导线的压降与线路的长度、分布电感及电流变化率成正比。 式中：k为磁导率系数；N为线路圈数；S为连接线截面积，m2；l为SPD连接线路长度，即l1+l2，m。

29 由上式可知，线路分布电感与导线的长度成正比，与导线截面积成反比， 故SPD连接线长度宜短，线径宜大。在交变情况下，若将线路螺旋缠绕，分布电感会呈圈数的二次方增大，这样会大大抬高设备两端的瞬态过电压，这是施工过程中常见的安装隐患。因此，各级SPD的连接导线应平直，其相线与地线的总长度应小于0.5m，线径的最小截面积随着SPD级别、类型的不同而变化。

30 当连接线路总长度（l= l1+l2）不能满足小于0
当连接线路总长度（l= l1+l2）不能满足小于0.5m的要求时，可采用凯文接法（图2（b））。由于SPD相线连接线与SPD并非串联状态，所以l1为零，故Ua为零，这可使用电设备两端的电压就剩Ures与Ub的和了，加在用电设备端的电压相应降低。但这种接法在使用铝排的大型配电柜中施工中有一定难度。

31 9 静电泄放装置 9.1 人体静电的防护 为了泄放身体所携带的电荷，在进入化工场站生产场所前，应触摸接地金属部件对其进行静电泄放。生产区的入口处均要求布设人体静电泄放装置，其接地电阻要小于100Ω[10]。 某些化工场站直接将静电泄放球的立柱固定于需安装的位置，并未设立接地装置。根据接地电阻检测数据，在土壤较湿润地区，可以满足静电泄放要求。但我国北方一般少雨干旱，尤其在秋冬季节，气候干燥，土壤含水量很少，其接地电阻超过100Ω。因此，应单独设立一根垂直接地体与静电泄放装置相连。如果直接静电泄放装置与周围的基础地网距离较近，首选的方法是将二者相连，不仅静电泄放效果较好，且十分经济。

32 9.2装卸区域的静电防护 由于油品装卸时的高速流动会产生较多静电，且车辆运行本身也会产生静电，因此静电泄放夹是油品装卸区域的必备装置。若单独设立静电泄放接地装置，静电泄放地网与基础地网之间的接地电阻将会存在差异，这会使车辆和输油管道之间产生电位差，进而生成静电火花。最好的处理措施是将静电夹的连接端直接接至管道法兰或阀门的螺栓上，另一端再与装卸油品的车辆可靠连接，这样车辆和管道均处于同一电位水平上，在装卸油品时可避免电位差，使用能检测接地状况的静电接地仪器效果更理想。

33 10 电磁感应防护 10.1成因分析 （1）接闪带的接闪感应。直击雷防护装置上绑扎或在反击距离内布设电气线路是一种容易被忽视的隐患，一旦接闪器接闪，在电气线路上会瞬间产生极高的瞬态感应电压，并向线路两端传递，必然会造成两端电子设备受损。 （2）间接接闪感应。即使建筑物不接闪，当临近建筑物发生雷击接闪或雷云较低时，也同样会通过闪电感应或静电感应的形式在电气线路上产生过电压。在屋檐或是室外其他部位架空布设的电气线路，也存在此类隐患。

34 10.2防护措施 （1）屏蔽和接地 将电气线路处于金属穿线管的保护之下，可有效降低感应过电压（图1）：当电气线路在金属穿线管的保护之下时，线路所处的雷电防护分区从LPZ0区（非直击雷防护区）变为LPZ1（第一屏蔽防护区）区，管壁由于自身被感应会在内侧产生与外侧极性相反的电磁场，从而相互抵消，使线路中的感应电流得到衰减。

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