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【摘要】雷電是一種常見的自然現象,在一定條件下會對人和建筑物造成嚴重的傷害。隨著現代技術的不斷提升,人類居住環境發生了巨大改變,特別是近年來城市建筑高度與規模都在不斷擴大,在一定程度上放大了雷電傷害發生的概率。雷電傷害最大的影響在于一些現代化電氣設備,做好建筑物內部雷電防護工作對于提高人類居住安全具有十分重要的意義。本文就內部雷電防護技術方案設計進行深入探討和研究,希望提高建筑物內部電氣設備運行的安全性和穩定性。
【關鍵詞】建筑物;內部雷電防護技術;設計方案
隨著建筑產業施工技術水平的不斷提升,建筑規模和高度屢創新高,并且現代化電氣設備使用愈加豐富和多樣化,如此在雷電天氣往往因產生高壓電流對建筑物和居住人群造成嚴重傷害,同時雷電傷害的幾率與建筑物高度成正比關系。為確保建筑物及居民的生活安全,加強建筑物雷電防護工作受到了政府部門的重點關注,并頒布了完善的建筑物防雷設計規范等法律法規,由此督促和指導建筑雷電防護設計與安裝工作。
1雷電破壞機理
1.1雷電流
雷電流是指建筑物或其他導體受到雷擊后所流過的電流,根據雷電產生的方式可分為直擊雷、感應雷和球形雷。雷電流一旦擊中建筑物,便會生成強大的熱效應與機械效應,極易引發火災。同時雷電流還會生成電磁脈沖,并對建筑內部電氣設備形成輻射干擾,破壞電氣設備的感應器。由此可見,雷電流會對建筑物內部電氣設備造成嚴重破壞,嚴重威脅了人們的生命財產安全。
1.2雷電磁場
通常情況下,建筑物都會安設避雷針等設備,以確保建筑物及居民的安全。然而由于避雷設備與建筑物鋼框架等金屬結構進行了電氣連接,在建筑物受到雷擊后,雷電會在建筑物金屬結構中形成浪涌電流,由此產生強烈的電磁場。在電磁場的影響下,建筑內部的電氣設備會產生一定的電位差,一旦電位差過高會對電氣設備產生極大地破壞和影響,進而威脅建筑物居住環境的安全。
2建筑物雷電防護技術種類
2.1外部防雷
所謂外部防雷,是防護直雷擊的一種防雷裝置,主要包含了接閃器、引下線和接地系統三方面內容。實踐表明,外部雷電防護裝置并不能起到100%的安全防護作用,因此在國際上一致認為,外部防雷技術是一種在絕對保護和防雷裝置耗費之間的折中方案。
2.2內部防雷
顧名思義,內部防雷的定義是相對于外部防雷而言的,是一種用于建筑物內部的雷電防護裝置。內部防雷裝置是一套相對精密的保護系統,包含了電涌保護器、屏蔽系統、共用接地系統及等電位連接系統等內容,其目的在于降低甚至消除建筑內部的電磁效應。相比外部防雷,內部防雷能夠有效防護各種雷電傷害,并且具有更高的實用性。
3建筑物內部雷電防護設計
內部防雷技術對于建筑物有著十分顯著地防護作用,但在進行建筑物雷電防護設計工作時,還要根據建筑物所在的地理環境和氣象特點進行科學調查,同時還要對建筑物規模、高度和內部電氣設備進行全方面考量,由此作出更加科學、合理的雷電防護設計。
例如大型娛樂購物場所的內部雷電防護設計,由于各種電氣設備復雜多樣,且價格十分昂貴,要想確保建筑內部電氣設備及人群的安全,必要要充分考慮建筑物內部的暖通空調系統、配電系統、樓宇自控系統和消防系統等諸多內容,對內部防雷設計進行科學設計。為提高建筑物內部防雷設計規范性,可以采取以下幾方面優化工作:
1)避免電壓對建筑物內部人員傷害:一般情況下,雷電所造成的傷害都是由接觸電壓和跨步電壓引起的,為此要盡量避免建筑物內部裸露電氣設備對人造成的傷害。一方面對這類電氣設備進行必要的絕緣措施,減少觸電的發生。另一方面要在樓層之間的綜合接地網絡做好等電位連接,盡可能的降低接處電壓。此外,還要在建筑物內部做好必要的隔離措施,在一些易發生觸電情況的區域設置警示告知牌,避免意外情況發生。
2)做好火災防護工作:火災是雷電傷害引發的重要方式之一,由于電氣設備在不穩定電壓環境下極易發生損壞,并出現火災、爆炸等情況,為此要在建筑物內部加強火災處理能力,確保建筑物和人員的生命財產安全。電位聯結和局部等電位聯結是提高建筑物電氣設備防雷擊能力的重要措施,同時為提高建筑物火災防護處理能力,還要在建筑物內設置防火分區和配備滅火裝置,由此最大程度上提升建筑物內部的雷電防護水平。
3)提高電氣設備抗雷擊能力:為進一步提高建筑物內部雷電防護能力,還需要對建筑物內部相關電氣設備進行有效的電磁脈沖保護,減少電氣設備損壞情況的發生。一般情況下,通過等電位聯結、磁屏蔽和優化布局等方式實現電氣設備抗雷擊能力的提升。
4實例分析
某建筑物海拔高300米,自身高4~6層,內有大量電子通信設備和配電設備。同時建筑物位于四周較為空曠的山區,有高達10m的風桿,因此受雷擊的幾率更高。為提高建筑雷電防護能力,確保建筑物內電氣設備運行安全,對建筑物內部雷電防護方案進行科學設計。
4.1外部雷擊防護方案
根據建筑物實際情況與特點,設置為3類雷電防護等級。同時為提高建筑物防雷電能力,對避雷針進行優化設計。據計算,避雷針最佳安置地點為頂樓最突出部分,采用不銹鋼材料構建支架并在頂端安裝避雷針。閃接器采用滾球法進行布置,防雷引下線與接地有效連接,接地電阻不超過10Ω。
4.2內部雷電防護方案
在建筑物內部雷電防護設計方案中,一方面通過導電材料將所有電氣設備進行連接,實現雷電所引發電位差的有效控制。另一方面通過對鋼管線纜管道進行連接,降低了線纜管道與接地之間的電位差。與此同時,還通過安裝浪涌保護器實現高、低壓等供電設備的電位聯結效果,提高了建筑物內部電氣設備雷電天氣中運行的安全性和穩定性。
5結論
綜上所述,雷電對建筑物內部電氣設備和居住人群有著十分嚴重的影響,特別是空曠環境中的高層建筑,受到雷擊的可能性相對較高,建筑物雷電防護系統直接關系到相關人群的生命財產安全。而加強建筑物自身內部防雷體系構建,有助于提高電氣設備的抗雷電能力進而減少意外情況的發生,對建筑物及居住人員而言有著十分重要的意義。
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