高层建筑物防雷技术探究

高层建筑物防雷技术探究

张尧 杨丁甲

珠海市公共气象服务中心，广东 珠海 519000

摘要：防雷工作是非常重要的，高层建筑物如果没有做好防雷的工作，就会造成严重的后果。广东一年雨季的时间较长，这就需要做好高层建筑物防雷的工作。公共气象服务中心根据实际工作的中经验进行总结，为之后工作开展奠定基础。
关键词：高层建筑物；防雷；技术；探究

引言

在自然界中，雷电是极为常见的一种形式，雷电的发生通常会有声音、光以及电多种形式的状态，给自然环境以及人们的工作生活带来不同程度的影响。现阶段社会发展的速度越来越快，建筑的高度也在不断增加，这个时候对高层建筑物防雷技术探究就显得格外的重要。因此需要做好高层建筑物防雷的工作。

一、雷击的种类以及产生的危害

（一）雷击的种类

一般情况下，雷击的种类主要有直击雷、感应雷以及球形雷三种。直击雷就是云层在带电的时候和大地某一个位置发生强烈的放电情况^[1]。雷电直接与建筑物、动植物接触会造成严重的损失。防直击雷的方式就是利用接闪器以及引下线形成一个接地导电装置，将电流直接引导入到大地。接闪器、引下线以及接地装置可以有效的避免直击雷对高层建筑物的影响。感应雷就是云层在带电的时候在静电感应的作用下，导致地面一个范围内有电荷的出现。直击雷出现的时候，云层带电的情况就会消失，这个时候大地因为散流电阻变大，使得局部的电压变高，这个时候脉冲电流会持续增大，并且对周围建筑物造成严重影响。直击雷和感应雷造成的危害还不同的，直击雷发生的概率没有感应雷多，只有在云雷对大地进行闪击的时候才会造成影响。感应雷的范围是要比直击雷大，并且感应电压在电话线下的作用下会延长传播的路径，雷击范围也会变大。球形雷就是存在的时间是非常短的，它可以沿着建筑物的有空隙的位置进入，这个时候带电体会消失。球形雷是可以通过窗户以及烟囱进入到室内，造成的影响是非常大的。

（二）雷击产生的危害

雷电在形成的时候发出大量的电荷，会将金属材料熔化因此雷电会产生热效应、电效应以及冲击波。雷电的电流幅值是非常高的，作用时间又非常的短，这个时候雷电在攻击建筑物的时候就会产生巨大能量。同时雷击电磁脉冲会对建筑物内的电子设备造成严重干扰，导致信息传递出现中断。雷击电磁脉冲会干扰电子设备的磁场，导致电子设备无法进行使用。

二、高层建筑物防雷技术手段

高层建筑物防雷技术一项整体的工作，因此在进行此项工作的时候，需要在一个整体的思维下进行，通过使用分流、均压、屏蔽、接地以及钳位保护等手段技术，做好高层建筑物防雷工作，这样防雷工作才能达到预期的效果。高层建筑物防雷技术在进行使用的时候还需结合建筑物以及当地的地理环境以及气象状态我国国土面积广袤，每一个地区的状态都是不同的，这样可以全面的评估高层建筑物容易受到的危险，根据评估的方案可以出相应的高层建筑物防雷技术计划，科学合理的设置建筑物的结构以及防雷装置的布局^[2]。

（一）做好防雷保护区的工作

高层建筑物防雷技术的开展，首要的任务就是做好划分防雷保护区的工作。建筑内的电力系统、计算机、通信设施设备、控制系统等等，对于雷电的过电压承受能力是非常有限的，雷电在产生的时候会发生电磁脉冲，这对于上述的干扰是非常大的。在受到雷击形成的电磁效应之后，极其容易发生损坏。但是需要注意的是，雷电产生的电磁脉冲在空间内进行传递的时候，是从大到小的，特别是在接触到金属网格体或者是金属平面物体之后，会发生显著减退的现象。信息系统在通常情况下，都会被放置在有钢筋骨架的大楼内部，有的也会被放置在带有金属屏蔽网的房间内，因为在这样布满金属的屋子内，雷电产生的电磁脉冲减弱的特性会有所改变，这样放置可以避免雷电电磁脉冲对电子设施设备的影响，同时也会能在一定程度上节约资金成本，因此在实际的高层建筑物防雷过程中，会将需要保护的空间划分成不同的空间结构，并且在保护区之间利用等电位进行连接^[3]。

（二）利用避雷针对高层建筑物进行保护

在高层建筑物防雷技术中，避雷针是最为简单的和最基本的手段之一。避雷针是由接闪器、引下线以及接地体构成的，接闪器的状态是针状的，它可以直接对雷电的部分进行承受，因此接闪体的位置一定要高于被保护物体的高度。雷云在下行的时候，会向地面高层建筑物进行破坏，这个时候接闪体就会先导引上，将雷电引导自身上，让雷击直接与接闪体进行结合，雷电经过接闪体，通过引下线以及接地体被引入到大地，这个时候高层建筑物就会免受雷电的攻击。纵观雷云对地放电的过程不难看出，接闪体的位置是要比被保护的高层建筑物高，同时接闪体与引下线以及接地体组成，三者之间构成了一个精密的电器连接状态，这个时候如果发生了雷云的情况，又恰好又有静电感应的作用，大地和避雷针的电荷就会与雷云的电荷是呈相反的状态，因此接闪器顶端所处的磁场就会发生变化，并且是畸变，极容易会出现局部集中的高电厂区，这个时候在雷云下行先导发展的初始阶段，先导向下的发展状态是随机发生变化的，接闪器并不会对其造成什么影响。再加上阶梯形式的先导向下在与邻近地面相接触的时候，接闪器周期的电场会发生重大变化，电场强度要比其他的地方还要高，这对于接闪器来说是非常重要的，大大提升了避雷针的效果。

（三）利用接地的方式对高层建筑物进行保护

在高层建筑物防雷技术中，通常为了达到工作以及安全的要求，会将在高层建筑物和大地进行连接，这样连接的方式也就是接地。将埋入大地同时与土地直接接触的金属导体就是接地体，设备中的接地部分和接地体进行连接的时候，其金属部分的导体就是接地线。接地体和接地线连接在一起被称作是接地装置。工作接地、保护接地以及防雷接地都属于接地，为了防止雷电对在高层建筑物造成威胁，金属杆塔、避雷针以及避雷器等相应的防雷设备都需要有与对应的接地装置，这样做的目的就是为了是雷电产生的电流及时的导入大地中，因此这也被称作是防雷接地。因为雷电经过防雷装置的时间是非常短的，但是电流的数值却可以达到上万千安。一般情况下的避雷器中的接地电阻小于五欧姆，因此在实际进行在高层建筑物防雷的时候会将集中接地、保护接地以及防雷接地结合在一起使用。

（四）利用等电位连接的方式对高层建筑物进行保护

等电位连接就是利用导线或者是过电压保护器将需要进行保护的在高层建筑物需要的防雷装置、建筑物金属框架、金属装置以及外来导体和电气、电信装置进行连接。等电位连接的原理就是为了防止雷电对在高层建筑物发生反击，它可以从根本上将不同金属部件以及导线之间的雷电流造成的高电位差进行消除，并且可以起到将雷电分流的效果。在相关文件的要求中也提出，等电位在高层建筑物防雷中的作用。等电位的连接就是为了降低均压，这样就能从根本上处理和解决雷电反击，进而降低防雷空间内部发生火灾、爆炸等情况的发生。在进行在高层建筑物防雷的时候，等电位连接的方式是非常广泛的，共用接地就是接地工程中等电位连接方式，不同的过电压保护器起到了避雷器的作用。

四、结语：

综上所述，我国经济飞速发展，在这样的情况下高层建筑的数量快速增加，这就需要做好高层建筑物防雷技术的工作，根据雷电的形式以及造成的影响对出相应的解决方案，这对于防雷技术手段和方式的提升具有重要的意义和作用。

参考文献：

[1]谈华.建筑物防雷检测工作中的常见技术问题及解决处理[J].农村实用技术,2020(03):184.

[2]赵仲茂,梁静宇,李斌.新建建筑物防雷设施检测问题分析及处理对策[J].河南科技,2021,40(13):76-78.

[3]吴泽,韦亮忠,李荣迪.高层建筑物防雷装置检测实施要点分析[J].河南科技,2021,40(01):127-129.

第一作者简介：张尧（1993-11-18）男，汉族，本科，从事雷电防御工作。