1、 内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。 现代防雷技术强调全方位防护，综合治理，建立一套完整的防雷系统，并把防雷看做一个系统工程。应符合GB50057-94（2000年版）建筑物防雷设计规范对电源系统、信号系统、地电位反击等各个方面作好雷电防护工作，形成一套由室外到室内雷电防护体系，通过防雷产品的有效动作来防止雷电波侵入设备，形成等电位保护结构，其设备在雷电环境中安全可靠工作，
2、确保国家、人民财产得到安全保障。防雷工程主要包括六项重要因素： 1、接闪功能： 指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。 2、分流影响： 指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。 3、均衡电位： 指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。若建筑
3、物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。 4、屏蔽作用： 屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁
4、脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计时应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的
5、袭击。 5、接地效果： 指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（不必离开建筑物3m以外）。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。 对砖混结构建筑物，必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲
6、击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，而且有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压。采用独立式接地方式时，以钻孔深埋接地极（约412m）的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能减少接地极的用钢量。6、合理布线： 指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响：首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施
7、较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外，还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此，设计室内各种管线时，必须与防雷系统统一考虑。1工程概况1.建筑概况 大连市甘井子区地税办公楼工程建筑面积约为2100。总高度为22.05 m。层数为6层，其中一层层高4m，二层至五层3m，总高度22m。结构形式为为框架结构。2.自然条件大连市位于北半球的暖温带地区，具有海洋性特点的暖温带大陆性季风气候，年平均气温10.5摄氏度，年降水量550-950毫米，全年日照总时数为2500-2800小时。
8、最热的8月平均气温为25度左右，冬天平均气温在零下5度到零下10度之间。大连地处北温带，是东北地区最温暖的地方，属季风型大陆性气候，但具有海洋性特点。四季分明，气候温和；1月最冷，平均气温南部-4.5到-6.0摄氏度。无霜期180-200天。年降水量60-70% 集中于夏季，多以暴雨形式降水。因受海洋调节，夜雨多于日雨，尤以夏季为甚，春季多旱。风速、盛行风向随季节转换而有明显变化。大风日数冬春季最多，夏季最少。冬季盛行偏北季风，夏季盛行偏南季风，春、秋季是南、北风转换季节年平均日照时数为2500-2900小时，日照率平均为60%。冬季日照时数最低，春季最高，秋季多于夏季。2防雷等级分类计算确定
9、建筑物的防雷等级依据建筑物防雷设计规范（GB5005797 2000）中，对建筑物防雷等级的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的预计年雷击次数N。建筑物年预计雷击次数应按下式计算： N = k （1）式中：N 建筑物年预计雷击次数（次a）； k 校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5； 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度次（km2a）；与建筑物截收相同雷击次数的等效面积
10、（km2）。雷击大地的年平均密度应按下式计算： 0.024 （2）年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（da）。建筑物等效面积是其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法分以下三个方面：（1）当建筑物的高H小于100m时，其等效面积按以下公式计算： （3） L、W、H分别为建筑物的长、宽、高（m）。（2）当建筑物的高H等于或大于100m时，建筑物的等效面积按下式计算： LW2 H（LW）10-6 （4）（3）当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。 （5）D建筑物每边的扩大宽度（m）。等效面积根据公式（3）
11、计算如下：因为成都市爆竹生产厂房楼顶两处高度相同同，因此其扩大宽度为等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算，并且长、宽、高都取最大值。即：长51.6m，宽39m，高17.05m。所以0.151大连市年平均雷暴日=19.2d/a根据公式（2）可得次（km2a）校正系数k取1，则根据公式（1）可得年预计雷击次数N =0.355根据建筑物防雷设计规范：第2.0.2条 遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。三、具有1
12、区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡。因为成都市爆竹制造厂属于制造爆炸物质的建筑物，所以，成都市爆竹生产厂为一级防雷建筑。3防雷系统设计防雷设计是一个很复杂的问题，不可能靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击危害的因素进行综合防护，才能将雷害减少到最低限度。这种综合防护主要包括接闪、分流（保护）、均压、屏蔽、接地、合理布线，统称为综合防雷六大要素。（1）接闪接闪就是让在一定程度范围内出现的闪电放电不能任意地选择放电通道，而只能按照人们事先设计的防雷系统的规定通道，将雷电能量泄放到大地中
13、去。（2）分流（保护）这是现代防雷技术迅猛发展的重点，是保护各种电子设备或电气系统的关键措施。所谓分流就是在一切从室外来的导体（包括电力电源线、数据线、电话线或天馈线等信号线）与防雷接地装置或接地线之间并联一种适当的避雷器SPD，当直击雷或雷击效应在线路上产生的过电压波沿这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，雷电电流就由此处分流入地了。雷电流在分流之后，仍会有少部份沿导线进入设备，这对于一些不耐高压的微电子设备来说是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前，应进行多级分流（即不少于三级防雷保护）。（3）均压指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。（4
14、）屏蔽屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。因此，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个网笼，从而实现屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计人员应按各种设备的不同需要增加网格的密度。（5）接地接地就是让已经流入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用，良好的接地才能有效地泄放雷电能量，降低引下线上的电压，避免发生反击。过去的一些旧规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流干扰设备的
15、正常工作。但现在，防雷工程设计已不提倡单独接地，而是更多的与防雷接地系统共用接地装置，但接地电阻要由原来的小于4减少到1。我国的现用的规范规定，如果电子设备接地装置采用专用的接地系统，则其与防雷接地系统的地中距离要大于20m。防雷接地是防雷系统中最基础的环节，也是防雷安装验收规范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。（6）合理布线指如何布线才能获得最好的综合效果。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范
16、围。3.1接闪器接闪器是避雷针、避雷带（线）、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等的总称。功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置向大地中泄放，以保护建筑物免受雷害。现在常用的接闪器有避雷针、避雷带（线）、避雷网等几种。20世纪初，在电力系统，为了使输电线路少受雷击，采用了在输电线路上方架设平行的钢线避雷的方法。这种架设在输电线路上方的钢线，称之为避雷线。后来在房屋建筑上也推广了这种形式，开始布设在方脊、屋角、房檐等处作雷电保护，现在这种方法已经被避雷带所替代。在房屋建筑屋顶周围，用扁平的金属带做接闪的方法称之为避雷带，它是由避雷线改进而来。在建筑物屋顶上，使用避雷带比避雷针有较多的优
17、点，它可以与楼房顶的装饰结合起来，可以与房屋的外形较好的配合，即美观防雷效果又好。特别是大面积的建筑，它的保护范围大而有效，这是避雷针所无法比的。避雷带一般采用扁钢制作，其截面积不小于48mm2，厚度不应小于4mm。根据规定一类防雷建筑避雷带应在整个屋面组成不大于5m5m或6m4m的网格。根据各种接闪器的使用性质和使用范围，结合成都市爆竹制造厂自身性质，选用254热镀锌扁钢为材料的避雷带作为成都市爆竹制造厂的接闪器。 避雷带架空设置，架空高度为10cm。在不同高度的两个位置，用254热镀锌扁钢避雷带进行连接。根据成都市爆竹制造厂的具体情况，选用5m5m的布置方式。具体布置见布置平面图。3.2引
18、下线连接接闪器与接地装置的金属导体称为引下线。现代建筑多利用建筑物的柱筋作避雷引下线。因为雷击时引下线上有很大的雷电流流过，会对附近接地的设备、金属管道、电源线等产生反击或旁侧闪击，而实践证明这种方法可以减少和避免这种反击。它还比专门引下线有更多的优点，因为柱钢筋与梁、楼板的钢筋都是连接在一起的，和接地网络形成了一个整体的法拉第笼，它们处于等电位状态，雷电流会很快被分散掉，可以避免反击和旁侧闪击的现象发生。规范对引下线的设计有如下要求：表3.1引下线的布置要求建筑物防雷等级引下线数量引下线间距离一类防雷建筑2根12m二类防雷建筑18m三类防雷建筑25m另外，普通引下线采用圆钢时，其直径为不应小
19、于16mm；采用扁钢时，其截面积最小为 48mm2；厚度不小于4mm。装在烟囱上的引下线其尺寸是：圆钢直径大于24mm；扁钢截面积不小于100mm2，厚度为4mm。为便于检查避雷设施连接导体的导电情况和接地体的散流电阻，要在建筑物四周的引下线上做断接卡子，断接卡子距地面最高为1.8m。当利用混凝土柱钢筋做引下线时，因为是从上而下连接一体，因此不能设置断接卡子测试接地电阻。需在柱内做为引下线的钢筋上，距室外地面0.5m处的柱子外侧，另焊一根圆钢（10）引至柱外侧的墙体上，做为防雷测试点。每根引下线处的冲击接地电阻不能大于10。本设计利用结构柱内两根不小于16的主筋做为防雷引下线, 上端与避雷带焊
20、接，下端与接地体焊接，并在建筑物五处外角处的引下线上距地0.6m做暗装测试点。一类防雷建筑的引下线间距为小于12m。本设计中共采用引下线23处，具体布置见平面布置图。3.3接地体接地装置应优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋。有钢筋混凝土地梁时，应将地梁内钢筋连成环形接地装置；没有钢筋混凝土地梁时，也可在建筑物周边无钢筋的闭合条形混凝土基础内，用40x4mm镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿，形成环形接地。采用共用接地装置时，弱电系统应将各自设备机房内与建筑物绝缘的接地端子，用25mm2以上的铜芯电缆或导线穿焊接钢管做单独的引下线，在建筑物基础处与接地板相连。弱电系统一般要求接地电阻不大于4，如若设独
21、立的接地系统，其与防雷接地系统的距离要大于20m。本设计按科学合理，经济节约的原则，综合考虑到各种情况，采用联合接地系统，把各种地网连接成一个整体网，联合接地体的接地电阻值宜小于4欧姆。在设计中利用基础梁内的主筋作为接地体。接地体四周与引下线焊接处要引出2米镀锌扁钢供补打接地极用。4总结通过这次防雷系统设计，我掌握了防雷设计所需要的步骤和相关专业知识，并且对课堂上老师所讲的专业知识有了更加深刻的理解和记忆。这对我以后的学习特别是工作有相当大的帮助。在这次设计中，我对接闪器、引下线、接地体等如何布置有了一定的了解。特别是在如何计算等效面积时，不知道如何计算，但是经过我向老师请教，和同学讨论，终于
22、正确的进行了计算并得出了结果。在此，我要向对我进行精心指导的谢华老师和陈磊老师表示衷心的感谢。参考文献1 中华人民共和国国家标准. 建筑物防雷设计规范. GB5005794. 中华人民共和国国家标准, 20002 中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范. GB500162006. 北京：中国计划出版社, 20063 中华人民共和国国家标准.低压配电设计规范. GB5005495.北京：中国计划出版社19954 中华人民共和国国家标准.交流电气装置的接地. DL/T 621. 中华人民共和国国家标准，20005 中华人民共和国国家标准.工业与民用电力装置的过电压保护设计规范. GBJ641983. 中华人民共和国国家标准，1983完稿日期：2009年12月1日
