雷电对建筑物的危害解析及建筑防雷中等电位连接的作用

来源：职称驿站所属分类：气象学论文
发布时间：2012-11-30浏览：38次

　　摘要：随着时代的进步，我国建筑行业得到了跨越式的发展。各种各样的建筑物在一夜之间如春笋般地拔地而起。而基于目前只注重楼体的结构，忽视建筑物的防雷措施的现状，雷电安全事故时有发生。本文就雷电对建筑物的危害进行分析，提出建筑防雷中等电位连接的作用，旨在与同行交流，以提升建筑物的安全性能，为人们的生命财产安全提供重要保障。

　　关键词：雷电,建筑物,危害,等电位连接,作用

　　雷电是一种常见的自然现象，当雷电电流经过地面被击物时，其破坏性远超于其他自然想象带来的灾害，雷电一旦袭击没有防雷措施或防雷措施不足的建筑物时，就会对人们的生命财产构成最大的威胁，因而我们只有全面了解雷电对建筑物的危害，明确等电位连接在防雷过程中的重要作用。

　　一、雷电对建筑物的危害解析

　　雷电是自然界中最常见的自然现象之一。它是由于天空中凝聚着大量电荷大小各异的雷云，并随着雷云的增多，使得雷云与大地、雷云与雷云之间的产生的电场强度逐步增多，直到击穿空气层，伴随着强的电光和巨大的响声，出现放电的现象，这种现象就是打雷。

　　虽然地面与天空的距离较远，通常对地面的建筑物难以造成危害，但其放电强度较大，通常放电时的电压少则几百万伏，高则达到千万伏以上，电流也高达几十万安，且放电时间在五十到一百微妙，一旦建筑物的防雷系统不健全或缺乏防雷系统，就会对建筑物造成重大的威胁，甚至危及人员的生命财产安全。

　　雷电对建筑物的危害通常会出现两种情况，第一种情况是雷电直接击打在建筑物上，出现的点动力和热效应作用;第二种情况是雷电二次产生的作用，也就是雷电流导致的电磁感应作用和静电感应作用。雷电产生的热效应主要是指雷电电流经过导体时产生巨大的热能，从而引起金属物的融化和飞溅，导致发生火灾甚至爆炸，使得被击打的物体在雷电电流机械力的作用下遭到破坏，还有可能受到电磁推力和静电斥力的破坏性击打。当建筑物顶部的金属物、输电路线以及其余导体，在处于大地与雷云之间造成的电场之中时，在这些导体上就能感应出同雷云性质刚好相反的大量电荷。当雷云放电之后，大地与雷云之间的电场突然消失，导致导体上的电流负荷难以疏散，导致出现较高的对地电位，俗称为静电感应电压，同时，电荷就会向导体两侧传播，假如这一线路与建筑物直接相连，就会导致高电位入侵建筑物内，从而危及人员的生命财产安全。

　　二、建筑防雷中等电位连接的作用

　　(一)等电位连接的定义

　　等电位连接也叫做等电位联结，是指可能带电伤人的导体被连接且与大地电位相同的连接叫等电位连接。即设备与装置外露的可导电部位的电位基本相同的电气连接，且必须将需要受到保护的电子信息系统采取等电位连接和接地保护措施，因而电子信息系统机房的设置应等电位连接，电子电气设备的各种金属部件必须在最短的距离内同等电位连接端的接地端子相连接。

　　(二)等电位连接件连接需要的两个条件

　　一是就建筑物本身来说，除其自身的梁柱和墙体以及楼板内部结构的钢筋不仅要相互连接，还要将建筑物的内部及其附近的大金属物件，比如大型的电气设备、机械设备、电机外壳以及与它相连通的各金属导线、煤气管道、水管和其它深埋地下的电缆金属屏蔽外层、大型金属物以及建筑物接地线等，在防雷系统中通过电气连接方法进行直接连接，使得整座建筑物形成一个很好的等电位体，从而有效预防建筑物内部各部件受到高电位差的反击和电气火灾与爆炸等安全事故的发生。

　　二是在外界进入建筑物的各种线缆的适当位置上，接入相应的电涌保护器，并将电涌保护器的接地端与建筑物上的防雷接地系统进行电气连接，使其在雷击之时达到瞬态等电位。

　　(三)建筑防雷中等电位连接的作用

　　为防止雷电对建筑物的袭击，造成人员和生命财产的安全。结合雷电电流的特征，必须在建筑物上安置防雷装置，而防雷装置只能预防直击雷对建筑物的袭击。因此必须在装设防雷装置时，还应在建筑物内部做好等电位连接，从而防止高电位入侵室内导致出现反击与跳闪的现象(即放电电弧)。而在目前的建筑物中，大都是钢筋混凝土组成的，其中的钢筋网架相互交错，因而必须把它们有效的连接起来，且网格尺寸要适当，从而构成雷电电流导通电路，并在屋顶形成等电位平面，假如屋顶的钢筋网能很好的与大地相连接，从而在建筑物上形成一个闭合笼状。一旦雷电袭击屋顶，任意一点雷电电流都会因屋顶平面系数的逐渐增加，从而快速的将电流分散到大地。与此同时，由于形成了一个处于闭合状态的法拉第笼，从而能够保护建筑物内人员和设备的安全。特别是近些年来，由于各建筑物的屋顶设备和各种管线越来越多，因而为确保在屋顶进行等电位连接的有效性，还必须加装一个综合接闪器，并把屋顶的设备和各种金属管道同屋顶的钢筋和防雷装置进行有效的连接，这样不仅能预防出现跳闪现象，还能预防高电位的入侵和设备受到损害。

　　近些年来，人们已经习惯将建筑物内的构造柱或者承重墙中的结构主筋当作引下线，并以此作为规范的引下线接地做法。这是由于建筑物构造柱内的钢筋通常具有很好的连接性，并且其内部钢筋与结构基础内的钢筋也可进行可靠的连接，又由于柱子数量较多，里面的钢筋数量就越多，因此完全可以达到雷电电流流通时需要的导电通道。通常建筑物的构造柱和梁的钢筋具有很好的连接性能，且大多数楼板的钢筋和梁的钢筋之间隔有一层混凝土层。比如，楼板钢筋与大梁钢筋具有很好的连接性，则应在楼板上形成一个等电位平面，并尽可能使其每一平面受到均匀的电压。一旦雷电电流流过，因为在楼板上形成了等电位平面，因而处于这一楼板上的人员与设备都不会受到电流的攻击，避免不必要的损失。但需要特别提出的是竖向的金属管道，因为它的电位可能较高，一旦处理不好，就有可能导致跳闪现象的发生。这就需要把金属管道与建筑物结构主筋紧密连接，使其“均压”。只有这样，在建筑物内任意一个平面上，只要有雷电电流通过，都能形成等电位平面，从而更好的保护了人员和设备的安全。接地体的作用主要是把雷电电流直接导入大地，只要雷电电流通过，接地体的电位与其相邻的金属导体上升，就会导致跳闪。基于此，如采取联合接地的方法进行连接，使其处在同一电位之上，就能很好的避免跳闪。

　　如果防雷接地装置与电气接地装置共用时，一旦防雷装置受到雷击，在共用接地的装置上的电位就会上升，且接地的变压器的外壳也随之升高，此时变压器内部的各种绕组绝缘体很有可能被外壳的高电位击穿，导致变压器油温上升、压力增大导致爆炸起火，因而基于这样的情况，必须在变压器各相安装避雷器，即使外壳电位升高，经过避雷器的放电动作，将大部门的雷电电流导入大地，从而很好的保护了变压器内部各相的绕组。

　　三、结语

　　总之，建筑物防雷击工作是一项系统复杂的工作，我们只有认识到雷电对建筑物的危害性，意识到总等电位连接在建筑物防雷中的重要作用，尽可能的采取多种避雷措施，不断完善避雷系统，才能提升建筑物的防雷性能，确保人民生命财产的安全。

　　参考文献：

　　[1]张樾勇.雷电的危害与预防措施探讨[J].胜利油田职工大学学报,2005,(04)

　　[2]蔡广平.雷电对建筑物的危害及预防[J].科技信息(科学教研),2007,(34)

　　[3]张荣.雷电感应危害及防雷措施[J].中学物理教学参考,2009,(12)

　　[4]张晓琳,张学庆.建筑工程防雷设计[J].中国新技术新产品,2009,(23)

　　[5]张振文.雷电的成因、危害及预防[J].科技信息, 2009,(14)

　　[6]王跃民,张秋颖.雷电的危害及预防[J].现代农业科技,2011,(10)

《雷电对建筑物的危害解析及建筑防雷中等电位连接的作用》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称：雷电对建筑物的危害解析及建筑防雷中等电位连接的作用