防雷技術(shù)
一、 防雷原理
直擊雷經(jīng)過(guò)接閃器[如避雷針（帶）]、引下線和接地裝置而直接泄放入地，從而防止建筑物或者需要防護(hù)的構(gòu)建物等遭受雷擊傷害。
完整系統(tǒng)防雷方案包括外部防雷和內(nèi)部防雷，本案只要有外部防雷:
外部防雷包括接閃器（避雷針、帶、線）、引下線（建筑物鋼筋、人工引下線）、接地裝置（接地體、地網(wǎng)）等等，其主要的功能是為了確保建筑物或構(gòu)建物等本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過(guò)避雷針、避雷帶、引下線、接地體等，泄放入大地。
當(dāng)雷電發(fā)生在距離建筑物或構(gòu)建物較近的地方，通過(guò)避雷針將可能擊中于建筑物本體的雷電吸引并通過(guò)避雷針泄放入大地，引雷進(jìn)入大地的過(guò)程，避雷針必須和樹(shù)木有絕緣層隔離，引下線要用絕緣管等絕緣物質(zhì)包裹著，防止雷電流進(jìn)入樹(shù)木，對(duì)樹(shù)木產(chǎn)生破壞。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
1 甲方提供的設(shè)計(jì)要求；
2. 《古樹(shù)名木防雷技術(shù)規(guī)范》
3. 《中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法》；
4. 《文物建筑防雷技術(shù)規(guī)范》Q(chēng)X189-2013
5. 《文物建筑雷電防護(hù)技術(shù)規(guī)范》DB11/741-2010；
6. 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010；
7. 《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范》GB50165-92；
8. 《建筑物防雷》IEC 61024
9. 《古建筑物木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范》lGB50165-92 （摘要）
10. 其它現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)；
11. 現(xiàn)行文物保護(hù)、管理規(guī)范、規(guī)定和條例；
三、防雷、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)；
3.1 防雷等級(jí)
根據(jù)《古樹(shù)名木防雷技術(shù)規(guī)范》規(guī)定本工程應(yīng)劃分為第二類(lèi)防雷文物建筑。應(yīng)根據(jù)該規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。
本次古樹(shù)防雷系統(tǒng)主要有：避雷針、引下線、接地裝置等系統(tǒng)構(gòu)成。避雷針主要用于防直擊雷，等電位連接進(jìn)行側(cè)擊防護(hù)。由于古樹(shù)防雷設(shè)置不僅要具有實(shí)效性，同時(shí)要盡量保持其原有風(fēng)貌，所以用避雷針不超出樹(shù)木太多的情況下，根據(jù)滾球半徑法，能覆蓋整個(gè)樹(shù)木，保持美觀的同時(shí)做到防雷的效果。
3.2 防直擊雷措施
3.2.1 接閃裝置
依據(jù)規(guī)范要求，本方案采用避雷針的接閃方式。在古樹(shù)頂部附近做避雷針，避雷針采用預(yù)放電避雷針，下面加防雷支桿2米左右，避雷針應(yīng)與樹(shù)木采用可伸縮性抱箍固定，可伸縮性抱箍為生態(tài)抱箍，可隨樹(shù)木生長(zhǎng)伸縮，不影響樹(shù)木，同時(shí)起到固定的作用。
由于本次防雷設(shè)計(jì)范圍僅為樹(shù)木的整體.周?chē)溆嘟ㄖ鶡o(wú)任何防雷保護(hù)裝置，根據(jù)滾球半徑法計(jì)算：Rp=?{h(2hr-h）+Δt(2hr+Δt)}
3.2.2 引下線裝置
根據(jù)DB11/741-2010《文物建筑雷電防護(hù)技術(shù)規(guī)范》第7.3.1.4條要求，“第二類(lèi)防雷文物建筑引下線分布間距不大于18米；沖擊接地電阻值不大于10?”。“根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)際情況，引下線沿樹(shù)干引下。每棵樹(shù)用兩根引下線，分別引導(dǎo)到樹(shù)的旁邊處的不同的接地裝置上。為保證引下線與其他接觸物質(zhì)起到良好的絕緣性，采用直徑50mm交聯(lián)聚乙烯保護(hù)管進(jìn)行全程絕緣保護(hù)，若現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境不具備安裝條件，可將引下線進(jìn)行明敷設(shè)，明裝引下線在盡量保持隱蔽不影響樹(shù)木美觀的前提下最短路徑垂直引下，為求整體美觀性，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的涂刷工藝，將接地保護(hù)管盡量與樹(shù)木等周?chē)h(huán)境顏色保持一致。
3.2.3 接地裝置
根據(jù)古樹(shù)的體量、級(jí)別、使用用途，其基礎(chǔ)部分的土壤情況也相應(yīng)較為復(fù)雜，為塑造百年工程目標(biāo)，根據(jù)本公司多年在古建文物和樹(shù)木防雷工程中總結(jié)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合古樹(shù)現(xiàn)場(chǎng)特殊情況，設(shè)計(jì)每條引下線安裝兩組接地裝置。并與原有預(yù)埋鍍鋅扁鋼接地體進(jìn)行有效連接，形成環(huán)形接地體，保證其接地電阻持久保持良好范圍內(nèi)。達(dá)到持久泄流目的，電阻在10歐姆以下。
1）防雷接地裝置的接地電阻與土質(zhì)的關(guān)系：
接地裝置的接地電阻與土壤電阻率、接地裝置的結(jié)構(gòu)和布置有關(guān)。接地系統(tǒng)的接地電阻值與土壤電阻率和接地系統(tǒng)的面積的關(guān)系式如下：
R≈0.5x （1）
式中：-土壤電阻率，單位：Ω·m；S-接地系統(tǒng)的面積，
單位：m2。
公式（1）表明，土壤電阻率越大，接地電阻值就越高。而古樹(shù)周?chē)耐寥离娮杪瘦^高。正是由于古樹(shù)的特性給防雷接地裝置的接地效果帶來(lái)了一系列問(wèn)題：接地阻值不易降低，地阻值受季節(jié)影響易反復(fù)，土質(zhì)堅(jiān)硬、施工困難等。
2）降低接地電阻的方法
在高土壤電阻率地區(qū)要求獲得較低接地電阻的方法主要有：
采用多支線外引接地裝置，即擴(kuò)大接地系統(tǒng)的面積。從前述的接地系統(tǒng)的接地電阻值的計(jì)算公式可以看出：接地系統(tǒng)的接地電阻值R與接地系統(tǒng)的面積S的平方根成反比。因此，擴(kuò)大接地系統(tǒng)的面積是可以降低接地系統(tǒng)的接地電阻。
但對(duì)于古樹(shù)而言，其接地系統(tǒng)面積幾乎可以無(wú)限擴(kuò)大。因此，接地系統(tǒng)采用挖一個(gè)長(zhǎng)5米深1米寬1米的深溝，鋪設(shè)接地材料，把電阻盡可能的降低。
四，防雷材料
避雷針
提前放電避雷針JLT-A6000
產(chǎn)品說(shuō)明
提前放電避雷針，JLT-A6000主要特點(diǎn)：
1、非電子式，長(zhǎng)壽命；
2、雷擊后防護(hù)質(zhì)量不會(huì)改變；
3、無(wú)電子系統(tǒng)，不會(huì)因浪涌沖擊而損壞；
4、提供不同保護(hù)半徑的多種型號(hào)選擇；
5、當(dāng)有閃電時(shí)，才會(huì)自我激活，安全可靠；
6、外形美觀；
7、無(wú)需維護(hù).
技術(shù)參數(shù)：
提前放電避雷針，JLT-A6000工作原理：
LDY-A6000 避雷針主要由激發(fā)器從自然界的電場(chǎng)中吸收并儲(chǔ)存能量。反射器及避雷器針尖與大地有良好的電氣連接，處于等電位狀態(tài)。
所以通常情況下，激發(fā)器與反射器之間有電場(chǎng)強(qiáng)度，每當(dāng)雷閃發(fā)生前，電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)迅速增大，激發(fā)器與反射器之間的電位差大致相當(dāng)于
雷云與大地之間的電位，他們之間的電壓降迅速增加會(huì)造成尖端打火，并使尖端周?chē)目諝怆x子化，形成尖端放電現(xiàn)象。避雷針的中央
收集桿和激發(fā)器之間的電場(chǎng)迅速增加，造成尖端產(chǎn)生的空氣離子化，并在極短的時(shí)間內(nèi)放電，因大量離子的存在，從而使大自然的Corona
效應(yīng)減低，產(chǎn)生一預(yù)期上行的放電通道，可迅速、安全地將雷電截?fù)艏叭狗诺酱蟮亍?b>
引下線的安裝
各建筑的引下線上端與避雷針連接，下端與接地母線相連接，連接方式采用放能焊接工藝。在樹(shù)木兩側(cè)設(shè)計(jì)兩根引下線，并用絕緣管保護(hù)。每處引下線的沖擊電阻不應(yīng)大于10歐姆。明敷的引下線在距地面上2.7m至距地下0.3m處采用直徑交聯(lián)聚乙烯保護(hù)管，要求保護(hù)管總壁厚達(dá)到3mm以上的保護(hù)措施，盡量設(shè)置在行人不易接觸之處，塑料管的顏色應(yīng)與建筑顏色相統(tǒng)一。
引下線應(yīng)盡量避開(kāi)人員出入口，對(duì)無(wú)法避開(kāi)行人的引下線除做好絕緣保護(hù)措施外，應(yīng)在引下線護(hù)套管上加裝警示標(biāo)志牌，確保行人安全。
接地材料
1、接地材料有以下要求：
a、采用熱鍍鋅鋼管時(shí)，鋼管壁厚不小于3.5m;
b、采用熱鍍鋅角鋼管，角鋼不小于50mm*50mm*5mm;
c、采用熱鍍鋅扁鋼時(shí)，扁鋼不小于40mm*4mm;
d、采用熱鍍鋅圓鋼時(shí)，圓鋼直徑不小于8m;
e、非金屬接地模塊分為燒制型與壓制型，常用規(guī)600mm*150mm*100mm,
f、銅包鋼接地棒，鍍銅厚度；≤0.25mm，ф16*1500mm型號(hào)JLTD-1500
g、離子接地棒時(shí)，JLTD-1000/54
h、采用物理降阻劑時(shí)，電阻率R=0.45，降阻率在60-95%之間，石墨含量70%，型號(hào)：JLTD-JZJ-25與JLTD-JZJ-10
2、地網(wǎng)施工布置
地網(wǎng)布置依據(jù)地形設(shè)計(jì)為一字。
3、地網(wǎng)挖掘
接地地網(wǎng)挖掘深度大于0.8米，根據(jù)土壤如：石頭、沙土、建筑垃圾、黃土等情況，北方城市一定要達(dá)到凍土層以下。
4、焊接與防腐處理
接地體（線）的連接應(yīng)采用焊接，焊接處焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，常見(jiàn)的焊接分為：電焊與放熱焊接。焊接不得有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷，焊接處的藥皮敲凈后，刷瀝青做防腐處理。
采用搭接焊時(shí)，其焊接長(zhǎng)度如下：1）鍍鋅扁鋼不小于其寬度的2倍，三面施焊。（當(dāng)扁鋼寬度不同時(shí)，搭接長(zhǎng)度以寬的為準(zhǔn)）。敷設(shè)前扁鋼需調(diào)直，煨彎不得過(guò)死，直線段上不應(yīng)有明顯彎曲，并應(yīng)立放。2）、鍍鋅圓鋼焊接長(zhǎng)度為其直徑的6倍并應(yīng)雙面施焊（當(dāng)直徑不同時(shí)，搭接長(zhǎng)度以直徑大的為準(zhǔn)）。3）鍍鋅圓鋼與鍍鋅扁鋼連接時(shí)，其長(zhǎng)度為圓鋼直徑的6倍。4 ）鍍鋅扁鋼與鍍鋅鋼管焊接時(shí)，為了連接可靠，除應(yīng)在其接觸部位兩側(cè)進(jìn)行焊接處，還應(yīng)直接將扁鋼本身彎成弧形與鋼管焊接。
影響接地電阻原因
1)選擇地網(wǎng)接地線及導(dǎo)體截面不足，或?qū)ο到y(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的短路電流分析結(jié)果偏差較大，使接地線及導(dǎo)體的截面不能滿(mǎn)足熱穩(wěn)定校驗(yàn)的要求。
2)對(duì)接地裝置施工防機(jī)械損傷、防腐蝕問(wèn)題重視不夠，或根本沒(méi)有采取必要的防腐措施。
3)接地裝置敷設(shè)時(shí)埋設(shè)深度不夠，垂直接地體間距過(guò)小，焊接質(zhì)量不合格，沒(méi)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行規(guī)范施工，防雷地網(wǎng)材料選用了不合格的接地材料。
4)接地體(線)連接不正確，在一個(gè)接地線中串接了幾個(gè)需要接地的電氣設(shè)備，直接接地或經(jīng)消弧線圈接地的變壓器，沒(méi)有采用專(zhuān)用的接地線。
5)獨(dú)立避雷針沒(méi)有設(shè)獨(dú)立的集中接地裝置，或該接地裝置與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度小于15m。
6)土壤電阻率偏高，沒(méi)有按規(guī)程要求正確選用高效降阻劑。降阻劑現(xiàn)在市場(chǎng)價(jià)格混亂，建議采用石墨含量高的物理降阻劑。
部分防雷接地材料
1）非金屬接地模塊
產(chǎn)品分類(lèi)：壓制型
常用尺寸:400mm*500mm*60mm
規(guī)格型號(hào)：JLTD-01M
外觀種類(lèi)：長(zhǎng)方形、圓柱型、梅花型等
產(chǎn)品性能及特點(diǎn)
1、接觸電阻大大降低 2、接地電阻穩(wěn)定
3、減少地電位及反擊 4、使用壽命長(zhǎng)
5、施工安裝簡(jiǎn)單
產(chǎn)品使用方法
1、低電阻接地模塊可選有垂直埋置或水平埋置。埋置深度不宜小于0.9米，一般為0.8~1.0米
2、采用多個(gè)模塊埋置時(shí),模塊相距不宜小于2.0米.如條件不允許,或適當(dāng)減小,與此同時(shí)就減小計(jì)算模塊用量時(shí)模塊系數(shù)的取值.
3、把模塊包裹上JLTD-Z25高效防腐降阻劑.
4、回填上時(shí)應(yīng)多灌水,分層夯實(shí),回填完畢后再次澆水濕潤(rùn).等模塊充分吸濕(72小時(shí))以后測(cè)量接地電阻.
2）銅包鋼接地棒JLTD-1500
銅包鋼接地棒有組合式和單根式的兩種，組合式接地棒施工更加方便，配有同軸連接管、驅(qū)動(dòng)頭和鉆頭等配件，根據(jù)不同地質(zhì)及使用要求可以通過(guò)硅黃銅連接管連接，任意增加鍍銅接地棒的長(zhǎng)度。頂端采用驅(qū)動(dòng)頭（連接螺栓）連接，供接地棒打深時(shí)打擊使用。末端采用特制鉆頭（連接螺栓）連接，將接地棒打深。
技術(shù)參數(shù)
1.鍍銅層厚度≥0.254mm(符合UL 467《接地與搭接設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)》)2.抗拉強(qiáng)度60000n/cm23.平直度誤差≤1mm/m4.銅層可塑性：接地棒（線）彎曲30度時(shí)，折角內(nèi)外緣無(wú)裂縫現(xiàn)象5.銅層結(jié)合度：經(jīng)附著力試驗(yàn)，除虎口鉗鉗口咬合處出現(xiàn)剝落銅層，其余部分銅鋼結(jié)合良好，未出現(xiàn)剝離現(xiàn)象?？梢园匆蟮拈L(zhǎng)度連接接地棒，接地棒可以深入地下30m，而不受任何可能增加土壤電阻率及接地電阻的氣候條件（如干旱和霜）的影響。
3）高效降阻劑JLTD-JZJ-10或JLTD-JZJ-25
降阻劑由多種成份組成，其中含有電解質(zhì)、石墨、固化劑、潤(rùn)滑劑、高效防腐劑及填充材料等。它呈黑色粉末狀，是一種良好的導(dǎo)電體。將它施于接地體和土壤之間，一方面能與金屬接地體緊密結(jié)合，形成足夠大的電流流通面；另一方面又能向周?chē)寥罎B透，有效降低周?chē)寥离娮杪?，在接地體周?chē)纬闪艘粋€(gè)變化平緩的低電阻區(qū)域，從而達(dá)到降低接地電阻值的目的。
產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)