建筑物防雷工程关键要点设计 李斌

建筑物防雷工程关键要点设计李斌

摘要：建筑物防雷工程对于确保雷电防护效果的发挥及建筑物的安全具有着重

要的作用。本文在介绍防雷工程设计的分类、雷电电磁脉冲干扰等方面内容的基

础上，结合某防雷工程实例，针对该系统存在很大雷击隐患的情况，进行防雷改

造设计，最终保证了设备的稳定运行。

关键词：防雷工程；设计；改造；防护

引言

雷电灾害是我国主要灾害性天气。雷电会引起建筑物的损坏、对电力、电讯

等设备造成损坏，甚至人员伤亡。随着城市的现代化发展，建筑物的规模不断扩大，雷电灾害的发生越来越频繁，损失也越来越大。我国每年因雷击破坏建筑物

内电气设备的事件时有发生，防雷系统可靠与否极为重要，因此建筑物的防雷设

计就显得尤为重要。本文就重点探讨建筑物的防雷工程关键要点设计，可供参考。

1.防雷工程设计

1.1建筑物防雷设计的分类

可分为新建工程和扩、改建工程两类。

1.2雷电电磁脉冲

建筑物内的雷电电磁脉冲干扰有以下三种情况：

（1）雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰。

（2）建筑物防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰。

（3）由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。

1.3外部防雷装置与内部防雷装置

建筑物的防雷装置分为外部防雷装置和内部防雷装置。综合防雷主要包括接闪、分流、均压、屏蔽、接地、合理布线。建筑物电子信息系统综合防雷系统如

图 1 所示。

图 1 建筑物电子信息系统综合防雷系统

1.4安全隔离距离与等电位联结

建筑物内部防雷措施可分为安全隔离距离和等电位联结两大类。

1.5雷电防护区的划分

雷电防护区划分为直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续防护区。

（1）直击雷非防护区（LPZ0A）：电磁场没有衰减，各类物体都可能遭到直

接雷击，属完全暴露的不设防区。

（2）直击雷防护区（LPZ0 B）：电磁场没有衰减，各类物体很少遭受直接雷击，属充分暴露的直击雷防护区。

（3）第一防护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流

比直击雷防护区（LPZ0B）的进一步减小，电磁场得到了初步的衰减，各类物体

不可能遭受直接雷击。

（4）第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后

续防护区。

（5）后续防护区（LPZn）：需要进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水

平高的设备的后续防护区（LPZn+1）。雷电防护区划分如图2所示。

2.防雷工程实例

某地区年平均雷暴日为49.9d，属多雷区，每年雷雨季节都会对铁水运输动态监测系统中继站设备造成不同程度的影响。2004年度，系统因雷击造成的中继站通信中断3 次。因此，该系统的雷电防护设施好坏直接影响系统的正常运营。铁

水运输动态监测系统有效提高了铁水运输的组织效率，特别是4 # 高炉投产后，

铁水运输成为公司生产链中的关键，监控系统将发挥更重要的作用，而一旦中继

站设备因雷击而发生通信中断，会造成检测系统无法实现对部分区域的机车和铁

水车进行实时监控，直接影响公司的铁水运输调度。

2.1防雷实施情况

2.1.1筛焦楼中继站

（1）防直击雷。系统位于高 27 m 筛焦楼的顶层，周围没有更高的建筑，楼房安装避雷带，其安装布置符合 GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》要求。接收天线安置于楼顶，

高6 m，在天线上安装避雷针，高出天线1 m，无法有效保护天线，存在很大的遭雷击隐患。

（2）屏蔽。天线连接设备的馈线穿铁管，但无接地，屏蔽效果不良。

（3）接地。电源箱、设备箱外壳均无接地。

（4）防雷电波侵入措施。缺少防雷电波侵入措施，设备由电源配电箱供电，没有安装电

涌保护器，馈线没有安装馈线避雷器。

2.1.2电工楼中继站

电工楼中继站构成如图 4 所示。

2.2.3雷电波侵入防护

（1）电源部分。在电源部分安装第三级电源避雷器，其中高炉微机楼中继站电源为两路

供电，需安装两个电源避雷器；二炼钢供电楼中继站为 UPS 供电，在 UPS 前安装一个电源避

雷器。五套系统共计6个电源避雷器，选用SP4031 型号的三相电源电涌保护器。电源避雷

器安装示意如图 7 所示。

（2）信号部分。该馈线阻抗为50 Ω，选用TCB50C-130B 高频馈线避雷器。每个中继中转箱内有两台通信机，5 套系统共需 10 个 TCB50C-130B 高频馈线避雷器。

2.2.4等电位联结

电源箱、设备箱、UPS 外壳均接到接地母排上。采用 S 形等电位施工技术，房间内部设

置接地母排，母线采用3 根40 mm 2 截面铜芯绝缘电缆。

2.2.5接地

设备采用单独接地，接地体与大楼防直击雷接地体间隔 20 m 以上。铸铜棒长为 1.5 m，

两根一组共 3 组，用 40 × 4 镀锌扁钢连接。5 套系统均需做单独接地，共计 30 根接地铸铜棒。

2.3改造效果

根据经过改造的系统在防直击雷和防雷电波侵入方面均得到完善，能够有效保护设备不

受雷击损坏，保证设备的稳定运行。

2.4验收标准

GB 50057—2010、GB 50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、GBJ 79—1985《工业企业通信接地设计规范》、GBJ 120—1988《工业企业共用天线电视系统设计规范》。

3.结语

总而言之，雷电事故无小事，为了能有一个安全的防雷环境，加强建筑物的综合雷电防

护工作至关重要。在建筑物的防雷设计中，相关技术人员一定要综合考虑建筑物的特殊性，

并根据该地区的地理和气候环境，因地制宜地进行综合防雷工程设计，特别要注意建筑物的

屏蔽和接地等方面，并做到防雷设计的经济合理，以切实保证人身安全及设备的稳定运行。