|
关于雷电防护的安全度的讨论
国家防雷规范《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-94）在条文说明的第1.0.1条中提到：“有人认为，建筑物安装防雷装置后就万无一失了。从经济观点出发，要达到这点是太浪费了。因此，特指出“或减少”，以示不是万无一失，因此按照本规范设计的防雷装置的防雷安全度不是100%。”同时，GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》在条文说明的1.0.1条中也提到：“……由于雷击发生的时间和地点以及雷击强度的随机性，因此对雷击的防范，难度很大，要达到阻止和完全避免雷击的发生是不可能的。……所以按照本规范要求安装防雷装置和采取防护措施后，可能将雷电灾害降低到最低限度，减少被保护的电子信息系统设备遭受雷击损害的风险。” 一般情况下，我们进行防雷设计和施工的依据都是上面所提到的两个防雷规范，既然规范都说明了安装符合规范的防雷设施后，其保护的安全度不是100%的，那我们应该如何去看待这个问题呢？安装防雷设施后能够把雷击造成的损害降低到什么程度呢？在规范或相关的防雷文献中也没有定量地提出，也无法作出定量的评估。但是，从人类对雷电防护的经验、实际防护的效果和对雷电的研究成果来看，对雷电的防护是完全可以做得到的。长期、大量的防雷工程防护效果的跟踪调查显示，只要严格按照规范进行防雷设计和施工，同时增强人们的防雷意识，雷雨天气做好自身的防雷措施，雷电是可以得到很好的防护的，特别是对直击雷的防护。 直击雷的防护是把被保护对象（比如建筑物）分为三类的，其对应的防护标准涉及到保护范围的计算标准，也是大家都很熟悉的第一类用直径30米的滚球沿被保护物进行滚动，球滚过防雷装置时未被球触到的区域则为被保护区，同样的道理，第二类和第三类分别采用直径为45米和60米的滚球。如果是同一建筑物，当被定为不同的防雷类别时，其安装防雷设施所投入的经费是不同的，如果按照现在常采取的直击雷防护措施，其实定为第二或第三类防雷所花费的经费是相差不大的，与规范里提到的“太浪费”相比，是很值得商榷的。说到这里，我们先看看94规范里提供的雷闪数学模型（电气-几何模型）：
或简化为：
由上面公式所得到的结论是：如果是安装第一类防雷建筑物的防雷设施，则如果雷电流的强度小于5.4KA时，雷电有可能穿过接闪器击于被保护物上，也即防雷装置拦截不了雷电，起不到防护的作用；如果是安装第二类防雷设施，则该雷电流强度变为10.1KA，安装第三类防雷设施，则该雷电流强度变为15.8KA。也可以这样理解，如果雷电流的强度大于15.8KA，则对于安装什么类别的防雷装置其都能有效拦截雷电，不同的是对拦截到的雷电流的分流和泄流效果不同（同时会影响到地位的问题，在此不作探讨）。 由于人类对雷电的研究存在很多局限性，因为实验室和自然界的外部条件很难做到相似或一致，很多防雷产品的试验都是在一定的条件下进行的，而这个条件在自然条件下不一定成立，所以防雷产品的实际使用性能并不一定能够达到试验时的性能指标，因此整个防雷系统就很难达到预期的防护效果。但应该说，大部分的雷电接闪都是在防雷设计的范围内，只要防雷产品及防雷设计、施工完全符合规范的要求，雷电的防护效果是明显的，是很好地起到防雷减灾的作用的。 在实际的防雷工程中，有时会出现被保护设备击坏而防雷器完好无损情况，这种情况的原因是多方面的，但其中有可能是防雷器的质量或选择型号出现问题，比如启动电压过高或保护电压过高等，同时也存在冲击电压和保护电压的关系，从防雷器的检验报告可以看处，不同强度和不同波形的冲击电压下，防雷器的保护电压（残压）是不同的，所以也会出现实际的雷电波形和强度超出防雷器的设计指标的而造成保护性能达不到设计效果的情况。因此，在防雷工程中，我们不能因为防雷的安全度不是100%而推卸责任，而是要按照规范进行设计和施工，遇到问题要事实求是地、科学的态度地分析和解决。 防雷工程实践证明，只要我们严格按照规范，认识到防雷是一个系统的工程，必须综合考虑，做到屏蔽、接地、等电位、合理布线等综合措施的到位。（期待探讨） | 
IP卡
狗仔卡
发表于 2007-8-24 12:55:00
收藏
分享
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
发表于 2007-8-24 14:19:00
楼主