防雷工作中几个问题的探讨

防雷工作中几个问题的探讨

摘要: 由于对一些重要的雷电物理现象、过电压、高频电磁学理论和相关技术规范不甚熟悉，或对一些现行国家相关法律法规不是完全清楚，导致对防雷工作中常用的一些专业术语、概念不能准确把握。如人员密集公共场所、大型建设工程、巨大破坏和人身伤亡、接地电阻值是否是衡量防雷装置性能的唯一标准、设置SPD选大通流容量等，我们根据相关法律法规及技术规范，结合工作实践对防雷工作遇到的几个常见问题进行初步探讨。

关键词: 防雷;问题;探讨

Abstract:Becauseof some importantphysical phenomena, lightningover-voltage,high frequencyelectromagnetic theoryand the relevant technical specificationsare not very familiar with,orsome of the existingrelevant national laws and regulationsare not fully understood,leading to thelightning protectionwork in someprofessional terms, concepts cannot beusedto accurately grasp.Such as personnel intensivepublic places,large construction,great damage andcasualties,the grounding resistance valueis theonly standardto measure theperformance ofset, lightning protection device forSPDlarge flowcapacity, according to therelevant laws and regulations and technical standards,several common problems encounteredin thepracticeof lightning protection work carries on the preliminary discussion.

Key words: lightning protection;problem;discussion

人员密集公共场所（建筑物） 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010（以下简称《规范》）防雷分类中常提到“人员密集的公共建筑物”，在《建筑设计防火规范》GB 50016-2006中人员密集的公共建筑主要指：设置有同一时间内聚集人数超过50人的公共活动场所的建筑。如宾馆、饭店，商场、市场，体育场馆、会堂、公共展览馆的展览厅，证券交易厅，公共娱乐场所，医院的门诊楼、病房楼，养老院、托儿所、幼儿园，学校的教学楼、图书馆和集体宿舍，公共图书馆的阅览室，客运车站、码头、民用机场的候车、候船、候机厅(楼)等。公共娱乐场所主要指向公众开放的下列室内场所：影剧院、录像厅、礼堂等演出、放映场所，舞厅、卡拉OK厅等歌舞娱乐场所，具有娱乐功能的夜总会、音乐茶座、餐饮场所，游艺、游乐场所和保龄球馆、旱冰场、桑拿沐浴等娱乐、健身、休闲场所。在《消防法》第七十三条也有相同定义。

大型建设工程《气象灾害防御条例》、《江苏省气象灾害防御条例》和新的《防雷减灾管理办法》24号令等法规规章规定“大型建设工程、爆炸和火灾危险环境、人员密集场所等项目应当进行雷电灾害风险评估”。各专业大型建设工程标准不一样，大型房屋建筑工程是指建筑面积≥100000平方米的住宅小区或建筑群，或建筑物层数≥25层、或建筑物高度≥100米、或单跨跨度≥30米、或单体建筑面积≥30000平方米工业、民用与公共建筑工程等。大型建设工程项目投资额：能源、

交通、原材料工业项目一般在5000万元以上，其它项目一般在3000万元以上。

巨大破坏和人身伤亡《规范》防雷分类中常提到造成“巨大破坏和人身伤亡”，到底什么才算是“巨大破坏和人身伤亡”呢？字面上可有两种理解：一是“巨大的破坏和特别重大的人身伤亡”；二是“巨大的破坏，和人身伤亡”。我们认为此处应该是“巨大的破坏和特别重大的人身伤亡”，因为“人身伤亡”按其伤害程度依次为：轻微伤、轻伤、重伤、死亡，即只要有人身受轻微伤者即符合“人身伤亡”，显然与总的后果程度不相一致。由于“巨大”与“不巨大”没有一个明确的界限，容易造成个体的理解不同，而有差异。 “巨大”是指：①尺寸、体积、容积的极其大；谓庞大之物。②常形容数量、规模、程度、贡献等很大。“巨大”应是数量、规模、程度很大，是大的最高级别。

国务院令第493号《生产安全事故报告和调查处理条例》将事故划分为特别重大事故、重大事故、较大事故和一般事故4个等级。特别重大事故是指造成特别重大人身伤亡（30人以上死亡，或者100人以上重伤）或巨大经济损失（直接经济损失1亿元以上）以及性质特别严重，产生重大影响的事故，即造成巨大破坏和人身伤亡的事故。

接地电阻接地电阻不是纯物理概念，它是一个工程术语。同时接地电阻的定义是承认欧姆定律把接地体和周围的大地一起看作是与金属导体相等同导体的，而在基层从事防雷的人员极少有人会去思考，大地并不是全由金属组成的，传导电流的微观结构和自由电子等与金属导体有巨大差异。在高电压下绝缘物的表面容易产生电离现象，导电性能剧变。当土壤里的电流或电压足够高时，还会出现击穿火花效应，自由电子数量突然剧增，电阻急剧下降。由于土壤在不同的通电频率下有不同的导电表现，可以是导体，也可能是不良导体，还可能是绝缘体，那么，其似稳电路的欧姆定律就失效了。

《规范》中只对接地装置钢筋表面积和环形接地包围面积有明确要求，只要达到要求，接地电阻值可以不考虑。在电力、通信等国家或行业标准中均有类似的规定，都表明接地电阻值不是接地性能唯一指标，可以通过接地系统结构和散流面积来判断接地性能。因此，防雷业者单一以接地电阻值来判断防雷装置的性能是不妥当的。况且规范要求接地电阻不大于1Ω、4Ω、5Ω、10Ω、30Ω等是冲击接地电阻值标准，若防雷检测机构不进行换算直接用检测的工频接地电阻值判断，是不科学的。

SPD选用 在日常防雷工程设计工作中，设计人员在SPD选型时，若未掌握防雷技术规范计算方法和不懂雷电电磁脉冲波传播的理论，按似稳电学理论去处理暂态雷电过程，往往缺少适用性和科学性，从而导致乱装SPD。随意选择大通流容量（冲击电流Iimp或标称放电电流In）的SPD，增加SPD防护级数来保证设备端残压Ures水平，造成很大的浪费和增加级间能量配合难度，还会误导SPD生产厂家大量研制生产大通流容量的SPD，在产品标签中高标其通流容量。实际上不适的通流容量对雷电防护并无意义，在欧洲发达国家大通流容量的SPD生产的数量很少，只在必需时才设计安装。我国电力部门避雷器的通流容量都在20KA以下，低压线路中只有1.5KA。另外现代工艺生产氧化锌芯片单片最大泄

放电流容量也只有20KA，如果厂家在18mm厚标准模块产品标签上标示大于20KA的多为不实高标。

配电线路的防雷，我们应依照防雷规范规定的不同建筑物防雷类别对应闪电击中可能出现的雷电流幅值，并根据线路的电压等级、负荷性质、设备重要程度、线路敷设方式和系统接地形式，并结合当地雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率等情况，通过技术、经济比较，科学、安全、合理的设置SPD。即应以被保护设备的耐冲击过电压水平的80%选定设备处末级残压Ures→电压保护水平Up，并由建筑物电源系统接地形式→持续运行电压Uc→电压保护水平Up；以入建筑物配电、信号、金属管道等设施个数和建筑物的防雷类别来估算每根线路总通流容量值和电流波形（冲击电流Iimp或标称放电电流In），再确定安装SPD级数。当安装的首级SPD的Up不大于被保护设备的耐压水平的80%时，可仅安装一级SPD。

10/350μs与8/20μs是人为假定的雷电流标准波形，Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级分类试验的电流或电压冲击是检验防雷器件的试验波形，与安装SPD的一、二、三级不能等同。其实雷电流在金属或屏蔽线路中传递其波形是会改变的。架空线路首级是否需要安装开关型SPD理论上一直还在争论，国外较少使用，实践也未能证明其必要性。开关型SPD具有响应慢、残压高和续流大的特性，其短路接地易引起回路电磁震荡引发高电压，只有在防护可能有直接雷击雷电流波时才选用。同时由于在高电压下绝缘物的表面容易产生电离现象，电阻或电感已不能阻止电流，同时雷电高电压波在金属线路上传递，还会产生电晕现象和电容而在相邻线路中均匀传递雷电波，以及沿着线路对地放电（击穿绝缘子）而产生截波现象，所以《规范》规定雷电流的工程估算是平均分配在各条管线中。

参考文献：

[1] GB 50057-2010 《建筑物防雷设计规范》

[2] GB 50016-2006 《建筑设计防火规范》

[3] 建设部2007年7月4日颁布的《注册建造师执业工程规模标准》（试行）