农村建筑物雷电防护探究

陈斌

摘要：防雷在农村建筑使用中占据着不可替代的位置，如果雷击等自然灾害对建筑造成损害，则会导致整个建筑中的设备出现故障，更严重的会导致大面积停电，引发安全事故。因此，必须严格执行建筑的防雷工作。技术人员应提高对防雷工作的重视度，加大对防雷接地技术研究的投入，结合具体环境灵活应用技术，从而防止建筑遭受雷击而导致设备受损的情况发生。本文在对常见的雷击危害类型及雷击对建筑的影响进行分析之后，对建筑的防雷接地技术进行详细分析，可为未来建筑预防雷击方面的工作提供一定的技术指导。

关键词：供电系统；防雷；接地

1常见的雷击危害类型

农村建筑物遭受的雷击危害通常有4种：直接雷击、感应雷击、雷击过电压及电磁脉冲辐射。雷电过程本身就会产生电流，而这种电流通常在一瞬间就会变得极大，建筑中的设备受到直接雷击后会由于产生的过强电流而造成损伤。当受到感应雷击时，设备回路中产生持续电流，该过程中会产生静电感应作用，此时建筑会因为受到感应电流而形成一定的损伤。前2种雷击作用下，其电流会对整个供电系统中的电路产生过电压，进而输送到设备终端上，造成设备损伤。

2雷击对建筑及供电系统的影响

建筑供电系统正常工作状态下，其电压始终保持在安全的工作电压范围之内，但雷击导致整个系统电压过大，使得设备承载过大，造成损伤。一般来说，建筑受到雷击的影响主要表现为：a)雷电直接击打于建筑设施上；b)雷击所产生的电流通过导线对建筑产生影响；c)建筑通讯系统受到雷击作用。雷电现象与其农村建筑物在的位置息息相关。一般来说，内陆地区比沿海地区发生雷电现象的次数多。但无论可能性大小，雷击所带来的危害都不可忽视。雷电在产生的过程中会伴随着过大的电流，电流穿过大气层后会产生大量的能量。如果发生雷击，这部分能量将会全部施加到建筑上，对设备及供电系统造成很大的损害，更严重的情况下还会发生触电事故，威胁着人员生命安全。传统的防雷击技术只对直接雷击有预防作用。随着技术的不断进步，防雷击技术也有了很大提升。其中最常见的就是接地装置的应用，其在建筑防雷击技术中占据着关键位置，它主要是将雷击所产生的电流通过该装置传输到地下的接地体，以实现对设备及供电系统的有效保护。

3雷电的侵入途径

通常来说，对于建筑的设备，在设计安装时对其安全问题的重视度相对较高，尤其是在雷击防护的安全管理方面。但目前该设计仍然存在一些弊端。假设建筑发生雷击现象，则雷电电流就会顺着导线传输，所产生的过电压导致避雷装置做出反应，使变压器高压不断升高，再加上电磁脉冲现象的作用，过高的电压会由高压端移动到低压端，对建筑造成损害。雷电作用在建筑时会产生电磁感应现象进而产生感应雷击，对建筑产生损伤。电磁感应主要指的是在雷电的作用下，其电荷所在的强电场会在一定区域内形成强的磁场，进而产生电动势，而这种强磁场的长期存在会对建筑造成损伤。引入防雷接地装置后，雷击所产生的强大电流会由接地线引入地下的接地体中。若整条回路中电阻过大，则无法对电流进行抵消，使得地下的电势能升高，产生电位差，对设备造成二次冲击，危害建筑的正常运行。

4农村建筑物雷电防护探究

4.1防雷接地装置的应用

应用防雷接地装置相对于传统防护方式可更加有效地解决雷击问题，其主要是把雷击所产生的强大电流传输至地下，以达到保护建筑的作用。

4.1.1防雷接地装置的组成

通常来说，防雷接地装置包括接地体和接地线。a)接地体。接地体可根据其装置构造的区别区分为人工接地体和自然接地体两大类型。人工接地体主要是为满足需求以人工形式在地下安装的集电装置，而自然接地体则是利用地下原有的管路或其他导电类装置进行电流疏通的装置。接地体的设计施工应满足以下几点：(a)应对接地体附近的土壤质量进行合理处理，降低其冻结温度和土壤间的阻力作用，以保障接地体的接触电压能得到有效降低。(b)接地体本身的材料应具有良好的热稳定性，防止雷电能量产生的巨大热量对接电体构成损伤。(c)地下土壤环境潮湿，接地体长期埋藏在地下会受到各种腐蚀作用，因此应对其做好良好的防腐蚀保护处理。(d)地上环境的变化也会对接地体产生一定的影响，接地体所处位置应在地下的一定深度，最好大于1m。接电体之间的距离也应符合一定的标准。b)接地线。接地线是雷电作用到建筑时将电流引入接地体的唯一路径，其主要由导线组成。接电线的铺设主要分为明线和暗线。一般来说，明线铺设时只需在所设计的路线上标点记号即可，而暗线铺设的记号主要位于地面入口位置。和接地体类似，接电线也极有可能受到土壤或其他外力作用的腐蚀、破坏等，因此应对其进行有效防护，主要措施有涂防锈漆、镀锌等。而对接地线进行施工铺设时，应关注以下几点：(a)导线之间一般利用焊接连接，焊接时应注意，其搭接长度应为扁钢宽度的2倍、圆钢直径的6倍；(b)导线与管道之间利用焊接方式进行连接，管路之间通过导线连通；(c)接地线与建筑之间大多数使用螺栓固定方式，但与接地体之间通常为焊接处理。

4.1.2建筑防雷接地装置的设计

防雷接地装置的引入在很大程度上解决了建筑的雷击问题，促进了建筑的安全工作。在进行防雷接地装置的设计时要考虑到方方面面。无论是接地体还是接地线，其电阻应尽量小，防止电流过大所产生的过电压对防雷接地装置产生损害。整体装置设计应关注以下几点：a)在现有条件的基础上一般会优先考虑统一设计自然接地体；b)尽可能设计为闭合回路的接地方式，使过电流尽可能被吸收；c)在保障每一个点接地的前提下，尽量形成统一的接地网络。

4.2建筑的防雷措施

4.2.1避雷针的应用

避雷针又名引雷针，其尖端部位通过放电可对雷击所产生电流的电荷进行中和，以达到保护建筑的目的。目前来说，避雷针设备大多数所采用的材料为金属氧化物，该类材料具有高效的防腐蚀性能。其保护范围以避雷针为中心，形成1个圆锥体区域，尖端部位所带电荷的场强最大，因此中和作用主要发生在该部位，进而疏通电流到防雷接地装置中进行放电。需要结合建筑的具体情况合理设计避雷针，例如一些较大的建筑应对避雷针和避雷线进行统一规划，而小型建筑只需避雷针即可。此外，避雷针的安装数量及安装位置应准确，保障所有设备均处于其防护范围之内。

4.2.2直接雷击的防护

直接雷击指的是雷击所产生的过强电流直接对建筑进行作用，造成极大的过电压，对设备及导线产生较大的损伤。在设计防雷接地装置对直接雷击进行防范时，以下几点不可忽视：a)其接地体位置应尽可能远离建筑，防止雷击所产生的过电流在接地传输过程中由于装置原因发生反噬。b)对于某一块区域内的防雷接地装置，应在地下构建统一的接地网络，并确保其电阻够小，以起到对接地体和接地线保护的作用。此外，建筑的控制室还应再加一层防雷技术设计。

结语

农村建筑的安全问题不可忽视。影响建筑安全的因素诸多，雷击是为最常见的一种，具有自发性，不可控。雷击对建筑的损伤不仅会使其设备发生故障、停止运行，造成大面积停电，也时刻威胁着人们的生命安全。并且，设备和供电系统在遭遇雷击之后寿命缩短、功能严重下降，也存在着巨大的安全隐患。因此，针对雷击危害的形式设计出防雷接地装置，以起到防止雷击对建筑中设施产生破坏的作用，进而保障人们的生命财产安全。

参考文献：

［1］黄嘉文.110kV建筑的防雷接地设计探讨［J］.科技与创新，

2016(11)：146.

［2］邢建浩，任启金，孟庆江，等.110kV建筑的防雷接地设计探讨［J］.科技创新与应用，2015(35)：209.

［3］郭世民.建筑的防雷接地技术分析［J］.城市建设理论研究

（电子版），2012(32)：456-458.