邓州市市政府防直击雷设计

论文总字数：12108字

目 录

一、绪论 5

1.课题背景与研究意义 5

2.直击雷防护技术研究现状 5

3.政府大楼防雷保护 6

4.本论文的主要工作 6

二、现场勘查 6

1.邓州市气候概况 6

2.邓州市雷电活动规律 6

3.邓州市人民政府大楼概况 7

三、邓州市人民政府大楼防直击雷设计 7

1.大楼防雷等级划分 7

2.接闪装置设计 10

3.引下线设计 12

4.接地装置设计 13

四、结语 13

参考文献： 14

致谢 16

邓州市市政府大楼防直击雷设计

王晨子

，China

Abstract：Lightning is a kind of common and strong discharge phenomenon in the atmosphere.in today's global average of 2000 beats per minute lightning, and the average of 77 beats per minute lightning, lightning of discharge if hit people or buildings can cause casualties and property losses.There are countless casualties and property losses caused by lightning every year around the world.The number of people killed by lightning strikes in the world every year is several thousand, while the number of people injured by lightning strikes is five to ten times the number killed by lightning, and the economic losses are tens of billions.Thunder is very big to the harm of human society, but as long as the increase of harmfulness of vigilance, completes the prevention and control measures in time, can avoid disadvantages, to avoid unnecessary damage and loss of life.Deng zhou people's government building is a comprehensive office building, with a large number of staff, equipment and information, once the lightning strike can cause serious consequences.In it, for example, this paper carries on the detailed investigation, and then combined with the building construction drawings and the local climate and lightning, design a set of comprehensive lightning prevention scheme, in order to reduce the harm of lightning strike to its.

Key words：building；prevent direct lightning flash；air-termination system；down-conductor system；earth-termination system

一、绪论

1.课题背景与研究意义

雷电活动是一个非常复杂的过程，根据雷电对电力系统的影响，可将雷电分为直击雷、感应雷、球形雷、雷电电磁脉冲。直击雷是带有电荷的云层对建筑物、其他物体或雷电防护设备进行迅猛放电的现象，并包含由此造成的各种破坏作用，如电效应、热效应或机械力等。直击雷的电压峰值一般为几十千伏，有的甚至高达几千千伏，电流峰值通常为几十千安，最高可达几百千安。直击雷具有很强的破坏性，主要是因为雷云放电时间极其短，一般为几微秒~几百微秒，即在瞬间就完成了能量的转移，单位时间内功率极大。雷电会直接造成设备的损坏。峰值高达几十乃至一、二百千安的雷电冲击电流，能产生极大的热效应、机械效应和电磁效应。直击雷电流会在流经的物体中形成峰值极高的冲击电压，造成电气设备的绝缘击穿；冲击电流的电动力作用在被击物上，造成其炸裂；冲击电流的热效应会造成导线、导体等金属物体的温度骤然升高，使其熔断炸裂。直击雷对人、畜、建筑物和电力系统都会造成极大的危害。故必须采取直击雷防护措施。

因此，准确分析雷电灾害的来源，确定雷击放电的性质，并针对不同来源的雷电采取相应的保护措施，对于建筑物的安全具有重要的意义。

2.直击雷防护技术研究现状

自从1752年富兰克林发明避雷针到20世纪初这150年的时间里，防雷技术几乎没有进展，其中的原因一是社会生产与生活变迁不大，建筑物已有避雷针的保护，对防雷没有提出迫切的新需要，二是对大气电学的理论探索进展不大，不能指导防雷技术的发展。20世纪以来，随着科学技术突飞猛进的发展，各种新技术、新发明层出不穷，直击雷防护技术也得到了相应的发展，综合来说有以下三种技术：

2.1基于引雷思想的防直击雷技术

基于引雷思想的雷电防护系统以富兰克林发明的传统避雷针为代表，是目前最成熟、应用最广泛的防直击雷技术。这类装置基本上由接闪器、引下线和接地极三个部分组成，其防雷击原理主要是尖端放电。接闪器利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，承受直击雷放电，从而起到保护建筑物的作用。利用滚球法计算避雷针保护范围已被国内外标准所采纳，并得到广泛应用。避雷带、避雷网、避雷线都是避雷针的变形，它们作为成熟的直击雷防护方法，在建筑物和输电线防雷中起到重要作用。

2.2基于消雷思想的防直击雷技术

分为两种：（1）地面装置消雷：消雷的思想最早是由以Carpenter为首的美国消雷联合会于20世纪60年代提出的，消雷装置的结构与富兰克林的避雷针基本一致，只是接闪器是由多达几百根导体短针组成。通过改变接闪器的材料和形状来产生电流中和雷云中的电荷，让雷云在消雷器的保护范围内无法建立起接闪所需的电场强度，从而达到消除雷击的目的。消雷器单纯依靠电晕不足以消除雷云电荷，难以起到消雷的目的。但是，消雷器进行良好接地后，电晕电流能够加强，依据引雷的思想能够获得良好的防雷击效果。（2）云中消雷：云中消雷的主要原理是利用飞机或小型火箭在云中播撒催化剂（一般为金属箔丝或碘化银等），对雷暴云内的电荷分布进行干扰，从而抑制云内的起点和发展过程，减少雷电发生的次数和强度。

2.3基于主动防雷思想的防直击雷技术

主动防雷的基本思想是在雷击发生在防护区域内之前，通过采取一定的抑制、引导等措施，使雷击发生在防护区域之外。

3.政府大楼防雷保护

防避直击雷通常都是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网或金属物件作为接闪器，将雷电流接收下来，并通过作引下线的金属导体导引至埋于大地起散流作用的接地装置再泄散入地。

政府大楼防直击雷的装置为避雷针和避雷带。雷电击中避雷针后，有可能产生反击过电压或感应过电压，另外，雷电也有可能绕过避雷针直接对其他电气设备放电，这些都会引发直击雷事故。为了实现对直击雷的可靠防护，避雷针和避雷线的安装必须满足两点要求：一是避雷针和避雷线的保护区域必须涵盖全部需要被保护的物体，二是避雷针和避雷线遭受雷击时，对被保护物不会产生反击。

雷电先导放电时，大量电荷聚集在避雷针的顶端，发展中的先导和避雷针顶端间的间隙中产生了较高的电场强度，该电场又由发生和发展于避雷针迎面先导得到增强，最终导致雷云对避雷针放电。在避雷针和迎面先导的保护下，附近低于避雷针的的被保护物将不会遭到雷击。如今，科学技术日新月异，避雷针也在不断的发展，并逐步形成了对建筑物雷电防护和电力系统雷电防护的固定规范，这就更加完善了对于直击雷和强电领域的雷电防护技术。

目前，对于直击雷，多使用避雷针进行防范。即通过避雷针与接地装置的完美配合将雷电流引入到大地中，从而起到保护作用。

4.本论文的主要工作

本论文的主要工作是查阅直击雷防护相关文献，对邓州市人民政府大楼及周边环境进行勘察，结合邓州市人民政府大楼具体图纸及数据和当地气候、雷电情况，进行防直击雷分析，并给出合理的防直击雷方案。

二、现场勘查

1.邓州市气候概况

邓州市的地貌特点是山少岗多平原广。地势西北高东南低，地面平均坡降1/800~1/1200。西部朱连山为全市最高点，海拔469.7米，东南部最低处海拔85米。邓州市属亚热带季风型大陆性气候，受季风转换影响，寒来暑往，四季更迭分明，温暖湿润。年降水量723.8毫米，平均气温15.1℃，年平均日照1985.9小时，无霜期平均为229天。

2.邓州市雷电活动规律

邓州市年平均雷暴日为29天，年雷暴日呈减少的趋势，初雷主要出现在3月份，终雷主要出现在9月份。平均每年的4-8月份为雷暴的多发季节，而8月份达到雷暴的最高值，从1-8月份每月雷暴日都呈阶梯式增加，从9月份开始到12月份每月雷暴日依次减少。

3.邓州市人民政府大楼概况

邓州市人民政府大楼位于邓州市人民政府大院内，南侧是政府大门，东侧是另外一栋独立办公楼，北侧是家属区，与大楼隔了一道墙，西侧是一条河流。大楼周围主要建筑物是一栋单独办公楼和家属区建筑群。政府大楼四周均有绿化。

政府大楼坐北面南，由一栋主楼和两栋侧楼连接组成，呈“凹”字形，中间的主楼长76m，宽29.3m，高14m。两栋侧楼稍矮于主楼，均匀分布于主楼两侧，西侧楼和东侧楼长度均为18m，宽度均为39.8m，高度均为10m，整体平面图如图一所示：

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