防雷装置施工图审查中遇到的三个问题
防雷装置施工图审查中遇到的三个问题在防雷装置施工图的审查过程中,经常会遇到以下三个问题，即:地网接地电阻值的大小确定、配电房避雷器的安装与否、房顶太阳能热水器的防雷方法。本文提出自己的一些看法，供同行参考。
1 建筑物的接地电阻
在建筑物防雷装置施工图设计审查中，我们发现各建筑设计院设计的建筑物，包括大量的普通商品住宅楼，对地网的要求一般都是≤1Ω或≤4Ω。在土壤电阻率比较高时，有些建筑物的基础地网就可能达不到要求。一座建筑物联合地网的接地电阻到底应该是多少为宜？
建筑物的接地电阻应同时满足三个方面的要求：（1）《建筑物防雷设计规范》GB50057——94 (2000）(以下简称《规范》)中的规定值。(2)电力装置的工作地要求。(3)室内各种不同电器设备的工作地及保护地要求。
1.1防雷地的确定
除《规范》第3.3.9条第二款规定冲击接地电阻≤5Ω外，其它均为10—30Ω。这里不好确定的是，《规范》只规定了防直击雷的避雷带(网)每根引下线所接地网的接地电阻值。而现在的建筑物一般均为多层砖混或框架结构，利用基础地网作联合地网，利用立柱钢筋作引下线。由于各引下线与圈梁和地网形成相互连通为一体的网状结构，不方便单独设计和测量每根引下线所接地网的接地电阻值，每根引下线上所测得的电阻值实际是整个联合地网的接地电阻值。那么联合地网的接地电阻值究竟应为多少呢？
c根据《规范》附录五和附图5.2可知，这种结构建筑物的避雷装置接闪时，从顶部向下四层起，各引下线泄放入地的雷电流基本上是相等的；那么当楼层≥4层时，无论地网的面积有多大，其总接地电阻应该只要满足《规范》规定的单根引下线对接地电阻值的要求即可。 f当楼层＜4层时，层数越少，主泄流线接地网处的分流系数越大，因为任何一根引下线都可能成为主泄流线，如果地网的周长大于2倍接地体有效长度le，则每根引下线都有接地体长度l＝le的有效地网。我们如果将联合地网分成几个接地体长度l＝le的单独地网，则总接地电阻就等于这几个地网并联组成的系统的接地电阻。
1 U5 c3 Q9 O# _+ v8 t7 {例如三类建筑物联合地网的周长为100m，引下线为4根，土壤电阻率р为100Ω.m，那么单独地网个数N＝100÷(2×2√р)＝2.5≈3(个)。如果每根引下线的接地电阻R要求为10Ω，则联合地网的接地电阻Rg可由下式求出：
Rg＝1÷(∑×1/R×η)＝4.1≈4Ω
式中η——利用系数，现取0.85
因为这种建筑物为单层时，主泄流线的分流系数为0.44，也就是说只有44%的雷电流经主泄流线入地。而没有标注为引下线的立柱钢筋实际也是与地网相通的，尤其框架结构的立柱钢筋均是用对焊机焊接的，所以实际引下线数量要多得多，它们都会泄放雷电流。因此根据实际情况接地电阻值可以设计得比计算值略大。
- M! E2 fz, {8 J[`& a0 r当然，这种建筑的基础地网也很容易满足《规范》第3.3.6条和第3.4.4条的要求，防雷的接地装置可不计及接地电阻值。
1.2电力装置所要求的工作接地电阻
B我国有关规程规定了电力装置所要求的工作接地电阻值为：
（1）在绝大多数建筑物中配置的1kVA以下的系统中，只有与总容量100kVA以上的发电机或变压器相连的接地装置的工频接地电阻≤4Ω。
（2）上述装置的重复接地或者小于100kVA（含100kVA）的接地装置的工频接地电阻≤10Ω。一般建筑均属于这两种。
1.3各种电器设备的接地电阻
室内各种电器设备的工作地,说明书上都有要求，普通民宅的家用电器包括电脑对接地电阻的要求都不高。要求最高的、比较大的计算机房才要求≤1Ω； “新一代天气雷达”高山站联合地网为4Ω。
综上所述，建筑物的接地电阻应按以上三方面的要求确定，取其最小值。所以建筑物的接地电阻一般在4 --10Ω之间。当土壤电阻率比较低时，接地电阻≤1Ω有时也能达到，但我们仍应按《规范》要求作好基础地网和引下线等的电气连接，充分利用基础地网。当土壤电阻率较高、基础地网不易达到设计要求而要增加人工接地极时，准确的设计可以做到既保证安全又避免不必要的浪费。
2 二、三类防雷建筑物总配电箱处是否应装避雷器
众所周知，我国城乡正在进行大规模的住房建设和改造，就以约40万人口的常德市城区为例，每年报批建筑200多万平方米。除极少数为2—3层的别墅外，一般都是六层及以上的砖混或框架结构的商品房。按有关规定，每栋房的供电方式应采用TN-C-S系统，如果在总配电箱处装上避雷器，无论是线路引来的或感应的雷电，还是各种原因引起的地电位或电源电压异常，都能使“火线”与“0线”之间的电压≤避雷器的残压值，而使家用电器得到保护。
按照《规范》，二、三类防雷建筑物的低压电源采用架空线引入时，在入户处应装避雷器；当采用电缆线引入时，在电缆转换为架空线时，应在转换处装避雷器。
《规范》条文说明第一章第1.0.1条 “有人认为建筑物安装避雷装置后就万无一失了。从经济的观点出发，要达到这点是太浪费了。”第三章第3.1.1条,“……本规范仅解决电源进线部分，它与防雷电波侵入和防反击的措施一起解决。……。”
由此可以得出两点结论：（１）《规范》只解决了进线部分的防雷；（2）《规范》认为，作好防雷太浪费了。
当某栋建筑物的低压电源采用电缆引入时，由于种种原因，且不说它的前端是否安装避雷器，就是有避雷器，一般也不会与本建筑物共地网。那么本建筑物直击雷接闪时，地电位必然升高，因为总配电箱的“0线”重复接地，必然导致“0”电位上升即地电位反击，很可能造成损失。这说明进线部分防雷并未彻底解决好。
笔者所在一住宅小区有8栋六层砖混结构住宅楼，小区专用配电房高压进线采用约50米埋地电缆从架空高压线上引入，电缆两端和总配电柜低压总闸处装有避雷器，总配电房到每栋住宅均采用埋地电缆，因此，每栋楼的总配电箱处未安装避雷器。
今年5月的一天早晨，笔者所在的住宅楼发生雷击。离配电房约50米、位于二楼客厅的电源总空气开关跳了闸，包括紧靠总配电房的几栋房子的住户，电源总空气开关也掉了下来。所幸损失不大。
如果在总配电箱处安装一组避雷器，花费并不多，但却能保证家用电器的安全。因此建议在总配电箱处设计一组30—40kA(8/20μs)的避雷器，同时希望明确写入《规范》。
3太阳能热水器的防雷:
太阳能热水器环保节能，使用广泛，住房建设时一般采用避雷带(网)防雷，因此热水器往往高出屋顶而得不到保护。
很多人认为，只要将热水器与避雷带(网) 连接即可，因为卫生间都按要求作了等电位连接，不会发生雷击事故。
这样连接会出现什么情况呢？
(1) 因为热水器高出避雷带(网)，接闪的几率肯定比避雷带(网)高，因而增加了危险度。
(2) 现在热水器进出水管一般采用铝塑管，热水器零配件多采用塑料制品，它们都不导电，热水喷头不好作等电位连接。根据分流系数，热水器接闪时泄放的雷电流大，电位必然比卫生间高，它们相距的层数越多电位差越大，此电位通过喷头热水传导到人体，很容易发生危险。
如果采用避雷针保护，热水器接避雷带(网)（但应避开引下线），最好距避雷针3米以上，只要进出水管采用镀锌钢管，卫生间作好等电位，应该是相当安全的。如果用铝塑管，就应尽量避开避雷带(网)，热水器应不接避雷带(网)，也必需用避雷针保护，卫生间尽量作好等电位，也应比较安全，但雷雨时最好不用。
对于太阳能热水器的防雷保护，我们不好要求建筑设计部门设计避雷针，开发商也绝不愿意增加开支，而经销商和使用者一般又不具备这方面的知识。所以建议在《规范》第三章第五节其它防雷措施中明确：(1) 太阳能热水器的防雷保护方法。(2)设计住宅，应在适当位置设计避雷针来保护太阳能热水器。
参考文献
【1】《建筑物防雷设计规范》GB50057—94(2000)
9 |7 J* V( f3 n【2】苏邦礼等《雷电与避雷工程》中山大学出版社 19985 O6
贺修玉 ，原常德市气象局防雷中心主任，现负责防雷中心施工图审核。
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