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1、避雷帶(短針)接閃點與防雷建筑的安全距離摘要:闡述避雷帶、避雷短針等接閃器的雷閃接觸點與防雷建筑之間應保持足夠的安全距離及其設計方法，以確保被保護建筑物及其內部人員、設備的安全。 Safety Distance between Building andLightning Contacting Point of Lightning Protection Belt or Short Rod Zheng Jiang Lin Miao Abstract It presents that enough safety distance between building and lightning cont2、acting point of lightning protection belt or short rod is necessary, thus it can ensure safety of building, human and equipmerit inside building. And the method, of design is presented. Key words Lightning protection belt Lightning protection short rod Lightning contacting point Lightning protection3、 building Safety distance 1 引言 在雷暴天氣，當避雷帶、避雷短針等接閃器接閃時，強大的雷電流通過接閃器一引下線一接地裝置導入地中，從而防止防雷建筑遭受直擊雷害。接閃器與防雷建筑之間的距離由接閃器的雷閃接觸點的電位確定1、2、3、4。通常，避雷帶及避雷短針環繞于防雷建筑頂部四周，與防雷建筑之間的距離只有0.20.5m56，與防雷建筑頂一層、頂二層空間的距離也只有1-3m。在這種情況下，當避雷帶及避雷短針的雷閃接觸點的電位，超過其與防雷建筑頂一層、頂二層空間之間的空氣間隙擊穿電壓時，則該空氣間隙將有可能發生閃絡，造成防雷建筑頂一層甚至頂二層內部人員、設備的雷害事故。這是4、值得注意的安全隱患。 2 接閃器的雷閃接觸點的電位計算 由接閃器、引下線、接地裝置構成的防雷裝置示意如圖1所示。圖中，設接閃器的雷閃接觸點至接地裝置的長度為丸，根據交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合(DL,T6201997)和建筑物防雷設計規范(2000年版)(GB5005794)，接閃器的雷閃接觸點的電位U(kV)為1、2、3、4: (見公式1) 式中:UR雷電流流過接地裝置上的電阻電壓降(kV); UL雷電流流過接地裝置時引下線上的電感電壓降(kV); Ri接地裝置的沖擊接地電阻(); I雷電流幅值(kA); Lo引下線的單位長度電感(H,m); di/dt雷電流陡度(kA,s)，di/d5、t=1/T1，T1為雷電流波頭時間(s)。 3 接閃器與防霄建筑間的安全距離設計 為了防止雷擊電流流過防雷裝置時，接閃器的雷閃接觸點所產生的雷電位對防雷建筑內的人員、設備發生反擊，如圖1所示，根據DIJT620-1997和GB50057-94(2000年版)應使接閃器的雷閃接觸點與防雷建筑之間保持一定的安全距離S(m)1、2、3、4: (見公式2) 式中:ER 電阻電壓降的空氣擊穿強度(kV,m)，取其等于500kV,m; EL 電感電壓降的空氣擊穿強度(kV,m)， 取EL=600(1+1/T1)(kV,m)。各類防雷建筑物所采用的雷電流參數見表1、表2。 根據表1，當T1=10s時，EL=6、600(1+1/10)=660kV,m;根據表2，當T1=0(25s時，EL=600(1+1/0.25)=3000kV,m。 取di/dt=1/T1，以表1的參數代人式(2)得: (見公式3) 以表2的參數代人式(2)得: (見公式4) 4 討論1、2、3、5、6、7 4(1 由式(2)-(4)可見，當接閃器接閃時，其雷閃接觸點與防雷建筑之間的安全距離S與Ri、LO、h成正比。例如，假設Ri=4，LO=1(5H,m，h=50m，則以表1參數求得: S=0.44，0.03031.550=3.8725m 以表2參數求得: S=0.14，0.0671.550=5.425m 假設Ri=5，以表1參數求7、得: S=0.45，0.03031.550=4.2725m 以表2參數求得: S=0.15，0.0671.550=5.525m 即Ri每增大1，以表1參數求得的S約增大10,，以表2參數求得的S約增大2,。 4(2 只有在接閃器的雷閃接觸點與防雷建筑之間的空氣間隙距離S滿足式(3)或(4)要求的情況下，接閃器的雷閃接觸點所產生的雷電位U小于空氣間隙S的擊穿電壓1、2，才能有效防止防雷裝置通過空氣間隙對防雷建筑的反擊。但是，在實際工程中，對于環繞防雷建筑頂部四周布置的避雷帶 (含避雷短針)，通常沒有嚴格按式(3)或(4)的要求沒計安全距離S。例如，不少防雷建筑的樓頂避雷帶、避雷短針就布置在樓頂08、.20.5m的地方，如圖2所示。一旦這些避雷帶或避雷短針接閃，防雷建筑頂一層甚至頂二層與雷閃接觸點之間的距離均有可能滿足不了式(3)或(4)的要求，這是一個嚴重的安全隱患。 5 結論 5(1 當接閃器接閃時，其雷閃接觸點與防雷建筑之間的安全距離S可按式(3)或(4)設計。S應滿足式(3)或(4)的要求，且不宜小于5m1、2、3。 5(2 S與引下線的單位長度電感LO、接地裝置的沖擊接地電阻Ri、接閃器的雷閃接觸點至接地裝置的長度h成正比。因此，在實際工程中，可通過增加引下線的根數、降低接地裝置的沖擊接地電阻、縮短接閃器至接地裝置之間的引下線長度等措施，盡可能減小LO、Ri、h，以降低U，改善S9、o 5(3 目前環繞防雷建筑頂部四周布置的避雷帶、避雷短針等接閃器與防雷建筑之間的距離一般只有0.2-0.5m，普遍滿足不了式(3)或(4)的要求，存在嚴重的安全隱患。因此，筆者希望能夠引起有關部門的高度重視，在今后的防雷工程設計及防雷規程修改中，對于有可能接閃雷電的接閃器，應強調接閃器(包含避雷帶、避雷短針等)的雷閃接觸點與防雷建筑之間的安全距離應滿足式(3)或(4)的要求，以確保防雷建筑及其內部人員、設備的安全。 參 考 文 獻 1 劉繼。電氣裝置的過電壓保護(北京:電力工業出版社，1982:6062 2 解廣潤(電力系統過電壓，北京:水利電力出版社，1985:206208 3 許穎(變電所防雷保護幾個問題淺見(電網技術，2000(4):J215 4 孫景群(大氣電學手冊(北京:科學出版社，1995:148-149 5 鄭江(避雷針的有限保護范圍分析(廣西電力工程，1998 (7): 9-16 6 鄭江(避雷針保護范圍確定方法的商榷(電力建設，1995 (5): 21-23 7 鄭江(電力通信設備的防雷設計原則及其措施(電力建設，1995(5):33-36。 公式和圖片 本文摘自2004.2建筑電氣