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摘要:随着经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，人们在追求物质生活的同时，对于居住的环境也有了较高的要求。就目前的情况来看，各个建筑物内电气设备的数量日益增多，使用的功率也逐渐增大。一旦出现雷雨天气，雷电入侵到居民房里的电气设备，就极易发生火灾，造成严重的财产损失和人员伤亡。基于此，文章就雷电入侵电气设备的这一问题进行分析，并给出一些解决的方法，并探讨各类防雷建筑物的雷击电流值，希望能给大家带来一定的参考价值。
关键词:建筑电气技术；电气设备；防雷设计
引言:当前城市化建设进程不断加快,高层建筑不断涌现出来,建筑物内信息化电气设备的数量也明显上升。建筑物内电气设备与线路密集，如果电气设备防雷设计不到位，极易遭受来自雷电的安全威胁。如何科学开展建筑电气技术的电气设备防雷设计，是当前电气设计人员所面临的一项重要课题。
1 雷电入侵电气设备的主要形式
雷电入侵电气设备的主要形式为直击雷与感应雷。《建筑物防雷设计规范》对建筑物的防雷区作出明确划分，明确规定不同空间的雷击电磁脉冲严重程度，确定等电位连接点具体位置，进而确定不同区域内电气设备在实际应用中如何与联合接地体实现等电位联结，以及在这一过程中如何选用电涌保护器。所谓直击雷，是一种雷击过电流，表现为雷电对线路直接击中后，入地之前经过电气设备。 在《建筑物防雷设计规范》中指出，以 LPZOB 作为直击雷防护的保护区域，相关电器设计人员也明确直击雷防护设计的具体方法，通过避雷网、避雷针及混合的接闪器之间协调作用,基础内部构建一个整体,包括钢筋网、柱筋及钢屋架等，以钢筋作为避雷网的接地体，为雷电流入大地提供可靠条件。所谓感应雷，是一种过电压，产生于雷闪电流，形成一种强大的电磁场变化，在与导体形成感应后，就会形成感应雷，其过电流会严重毁坏电气设备。《建筑物防雷设计规范》中对感应雷的保护区域作出明确规定，为 LPZOB、LPZ1、LPZn+1 区，表明该区域不会直接遭受雷击。实际上，感应雷产生于雷击电磁脉冲感应，极易形成感应过电压，对建筑物内电气设备造成严重威胁，因此在建筑物内电气设备的防雷设计中，应将防感应雷设计作为一项重点内容。《建筑物防雷设计规范》中明确规定，电涌保护器的设计必须具备承受通过其自身雷电流的能力。且最大钳压应具备熄灭工频续流的能力，其中工频续流产生于雷电流通过之后。也就是说，电气设备允许的最大电涌电压具有一定特殊性，需要电涌保护器的最大钳压及其两端感应电压相协调，并满足该系统的基本绝缘水平，彼此协调一致，满足建筑物防雷设计规范的具体要求，提高建筑电气设备的防雷设计效果。
2 各类防雷建筑物的雷击电流值
雷电属于一种放电现象,形成于积雨云中，随着正电荷与负电荷的积聚,才会产生放电现象。不同的放电现象进行位置不同,有的是在云层之间，有的是在云层与大地之间。就主放电阶段来看，当异性电荷彼此之间形成中和作用，且这种中和作用比较剧烈时，雷电流就会比较大，伴随着剧烈的闪电和声响，形成雷电。雷电的放电时间不长，不低于 50 μs，不超出 100 μs，但实际上这一过程中电流非常强大，因此在建筑电气技术的电气设备防雷设计中,需明确不同类别防雷建筑物的雷击电流值。 各类防雷建筑物的雷击电流值的确定，需要严格依照《建筑物防雷设计规范》附录六中的相关规定处罚,针对不同类别防雷建筑物雷击电流值处罚，科学选择电涌保护器的最大放电电流，全面提高建筑电气技术的电气设备防雷设计效果。
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2.1 一类防雷建筑物的雷击电流值
就一类防雷建筑物来看，其首次雷击电流幅值与二次雷击电流幅值存在一定差异，波头也有所不同,首次雷击电流幅值为200kA,而二次仅为50kA,首次波头为10us，而二次仅为0.25us。在全面把握建筑物防雷设计的基础上，以雷电流为对象，将其一半流入防雷装置的接地装置计，另外一半按照1/3分配于线缆计。就总配电间单根供电线缆的雷电流分流值来看, 首次雷击条件下,分流值11.11kA，后续雷击的分流值为2.78kA。特殊情况下，屏蔽处理电缆后，分流值有所降低，直至原分流值的30%，此时电涌保护器所承受雷电波能量也存在一定差异，若以10/350us雷电波能量进行对比，则8/20 us雷电波能量相当于其1/8，因此为安全承受8/20us波形，以88.9kA作为电涌保护器的最大放电电流。在一类防雷建筑物电气设备的防雷设计中，以100kA作为电涌保护器SPD的最大放电电流。
2.2 二类防雷建筑物的雷击电流值
就二类防雷建筑物来看,以150kA作为数次雷击电流幅值，此时以10us作为波头，若以37.5kA作为二次雷击电流幅值，则以0.25us作为二次波头。同样条件下，以全部雷电流为对象，将其中一半流入接地装置计内，另外一半分配与线缆计，分配比例为1/3。在总配电间单根供电线缆雷电流的分流值控制上，首次雷击条件下分流值为8.33kA，后续雷击分流值为2.08kA， 必要情况下对电缆进行屏蔽处理后，分流值逐步降低至原来分流值的30%，此时首次雷击条件下分流值为2.5 kA，二次分流值为0.62kA。应当注意的是，在这一条件下，电涌保护器所承受的雷电波能量存在一定差异，8/20us的雷电波能量约为10/350us雷电波能量的1/8~1/5。因此，为了更好的承受来自8/20us的雷电波能量，需以66.6kA作为电涌保护器的最大放电电流，提高建筑电气技术的电气设备防雷设计效果，控制好电涌保护器SPD 的最大放电电流，最佳为65kA，以保证电气设备防雷效果，降低二类防雷建筑物的安全隐患。
2.3 三类防雷建筑物的雷击电流值
就三类防雷建筑物来看，其首次雷击电流幅值与二次雷击电流幅值均明显低于一类与二类防雷建筑物，该类防雷建筑物的首次雷击电流幅值为100kA,二次雷击电流幅值为25kA，首次波头为10us，二次波头为0.25us。同样，以全部雷电流 作为研究对象,将其中一半的雷电流流入接地装置计，位于建筑物防雷装置内，另外一半雷电流分配于线缆计，分配方式为1/3。此种情况下，首次雷击与后续雷击在总配电间单根供电线缆雷电流分流值上存在一定差异，首次雷击条件下其分流值为5.55kA，后续雷击条件下其分流值为1.39kA,当屏蔽处理进线电缆后，其分流值将降低至原来的30%，此时首次雷击条件下分流值为1.66kA,后续雷击条件下分流值为0.42kA。而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于 8/20 us的雷电波能量的5～8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55×8=44.4 k；A即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电压为40kA，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在 LPZOB 与 LPZ1 区的交界处安装。
3 结语
总而言之，建筑物内电气设备数量较多，且使用频率明显上升,如果电气设备防雷设计不到位，极易给整个建筑物造成巨大的威胁。因此要科学开展建筑电气技术的电气设备防雷设计，明确直击雷与感应雷的具体形式，确定一类、二类与三类防雷建筑物的雷击电流值,规范开展电气设备防雷设计，切实提高建筑物电气设备防雷效果，降低安全隐患。
参考文献:
[1]陆彬.关于电气设备防雷工程设计的相关思考[J].企业导报,2015(21).
论文作者:王日品
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/28
标签：雷电论文; 建筑物论文; 防雷论文; 电流论文; 电气设备论文; 首次论文; 保护器论文; 《防护工程》2018年第16期论文;