防雷设施配置分区优化方案需要从实际工程需求出发,结合现场环境特点制定可落地的技术措施。建筑物防雷分区划分首先要明确雷电防护等级,依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》将建筑物划分为三类防雷等级。对于人员密集的公共建筑、高层建筑等应采用第二类防雷措施,普通住宅可采用第三类防雷措施。具体划分时需考虑建筑物高度、使用性质、所在地区雷暴日数等因素。
接闪器布置必须考虑保护范围的有效覆盖。采用滚球法计算接闪针保护范围时,对于第二类防雷建筑物滚球半径取45米,第三类取60米。实际布置时建议采用多针联合保护方式,接闪针间距不应超过计算保护宽度的两倍。在屋顶有突出物时,应在所有突出物顶端安装接闪针,确保整个屋面都在保护范围内。接闪带应沿屋脊、屋檐等易受雷击部位敷设,网格尺寸第二类不大于10m×10m,第三类不大于20m×20m。
引下线布置需保证雷电流顺利泄放。每根引下线所承担的雷电流不应超过25kA,第二类防雷建筑引下线间距不大于18米,第三类不大于25米。优先利用建筑物结构柱内主筋作为自然引下线,钢筋直径不小于Φ16。采用明敷引下线时应使用热镀锌圆钢或扁钢,圆钢直径不小于8mm,扁钢截面不小于48mm²。引下线在距地面0.3-1.8m处应设置断接卡,便于检测接地电阻。
接地装置设计要满足冲击接地电阻要求。第二类防雷建筑物冲击接地电阻不大于10Ω,第三类不大于30Ω。在土壤电阻率较高地区可采用深井接地、外延接地或降阻剂等措施。接地体埋深不应小于0.5m,垂直接地体长度宜为2.5m,间距不小于5m。接地网网格尺寸第二类不大于10m×10m,第三类不大于20m×20m。所有接地装置应做等电位连接,形成统一的接地系统。
等电位连接是防雷工程的关键环节。所有金属管道、电缆金属外皮、设备金属外壳等都应做等电位连接。在建筑物底层设置总等电位联结端子箱,卫生间设置局部等电位联结端子箱。等电位连接导体采用铜缆时截面不小于6mm²,采用扁钢时截面不小于50mm²。等电位连接点应选择在设备进线处,连接电阻不应超过0.03Ω。
电源系统防雷保护要实行多级防护。在总配电柜安装级SPD(I类试验),标称放电电流In不小于20kA;在分配电箱安装第二级SPD(II类试验),In不小于10kA;在设备前端安装第三级SPD(III类试验),In不小于5kA。各级SPD之间的线路长度应大于10m,不足时应加装退耦装置。SPD的电压保护水平Up应小于被保护设备耐压水平的80%。
信号系统防雷保护需考虑线路类型。网络线路在进出建筑物处应安装信号SPD,插入损耗小于0.5dB。电话线路防护采用气体放电管与TVS管组合保护。视频线路防护要注意保持阻抗匹配,选用专用视频信号防雷器。控制信号线防护需考虑工作电压和信号频率,选择相应参数的防雷器。所有信号SPD的接地线应尽量短直,长度不超过0.5m。
特殊场所防雷需要特别处理。机房防雷应采用联合接地方式,接地电阻不大于1Ω。油库、气站等易燃易爆场所的防雷接地电阻不大于4Ω,接闪器保护范围应扩大20%。通信基站应在铁塔四个角设置接地体,并与机房接地系统可靠连接。光伏电站的组件边框、支架、汇流箱等金属部件都应可靠接地,直流侧和交流侧都要安装专用防雷器。
防雷装置检测要注重实效性。接地电阻测试应选择在连续晴天3天后进行,使用接地电阻测试仪采用三极法测量。接闪器检查要测量接闪针高度、接闪带网格尺寸是否符合设计要求。引下线检测重点检查连接点的电气连续性和腐蚀情况。SPD检测要检查运行指示灯状态,用专用测试仪测量压敏电压和泄漏电流。所有检测数据应记录在防雷装置检测报告中,对不合格项要立即整改。
防雷设施维护要建立定期制度。每年雷雨季节前应全面检查防雷装置,特别要注意连接部位的紧固和防腐处理。接闪器系统每5年应进行一次全面检修,必要时重新做防腐处理。接地装置每3年应开挖检查接地体的腐蚀情况,接地电阻不达标时应及时补打接地极。SPD每2年应抽样检测,发现劣化立即更换。所有维护工作都应形成书面记录,建立完整的防雷设施档案。
防雷工程材料选择要严把质量关。接闪器材料应选用热镀锌钢材,镀锌层厚度不小于65μm。接地体宜采用铜包钢或热镀锌钢材,在腐蚀性土壤中应选用铜材或石墨接地体。等电位连接线优先选用铜缆,在潮湿环境中应选用绝缘铜缆。SPD必须具有检测报告和认证证书,关键参数要符合设计要求。所有防雷材料进场时都应进行外观检查和抽样检测,不合格材料坚决退场。
施工工艺直接影响防雷效果。接闪器焊接应采用搭接焊,搭接长度不小于钢筋直径的6倍。引下线与接地体连接应采用放热焊接或专用连接器,禁止简单缠绕连接。等电位连接线敷设应避免急弯,弯曲半径不小于线径的10倍。SPD安装要保证连接可靠,导线截面积符合要求。所有防雷装置的焊接处都应做防腐处理,明敷金属部件应刷防锈漆和标识漆。
防雷设计要结合建筑特点灵活处理。坡屋顶建筑应在屋脊和檐口都敷设接闪带。平屋顶建筑除接闪带外还应在四周女儿墙安装接闪杆。幕墙建筑要将金属框架纳入防雷系统,在每层设置均压环。钢结构建筑可利用钢柱作为自然引下线,但需确保电气贯通性。地下建筑要在出入口设置防雷过渡区,将外部防雷装置与内部接地系统可靠连接。
防雷方案要重视电磁屏蔽措施。重要电子设备机房应采用金属网格屏蔽,网格尺寸不大于0.6m×0.6m。进出机房的金属管道、线缆应在入口处做等电位连接。敏感设备应放置在建筑物LPZ1或更高等级防雷区内。信号线缆应穿金属管敷设或采用屏蔽电缆,屏蔽层两端接地。电源线路在进入防雷区界面处应加装电源滤波器。
防雷工程验收要严格把关。验收时应核查所有防雷装置的安装位置、规格型号是否符合设计要求。测量接地电阻、过渡电阻等关键参数是否达标。检查隐蔽工程的照片和检测记录是否完整。测试SPD的基本功能是否正常。验收不合格的工程必须整改到位后才能投入使用。验收资料应包括设计文件、施工记录、检测报告、产品合格证等全套技术文件。