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厂区直击雷防护方案设计

发布时间：2022-07-27 14:48:00

（一）、概况：
本厂区共有厂房十三座，其中126m×80m×15m(长×宽×高)的厂房一座（暂定名为1号楼）；80m×30m×15m的厂房三座（暂定名为2、3、4号楼）；40m×30m×15m的厂房九座（暂定名为5--13号楼）；均要求采取措施防止直击雷的危害，且厂区的联合接地电阻要求达到1欧姆以下。

（二）、设计方案
直击雷的防护拟采取针、带相结合的形式，即在厂房屋顶安装避雷针，在厂房屋顶四周易遭雷击部位敷设避雷带的方式进行直击雷的防护。
传统避雷针由于保护范围小，引雷不准确，存在绕击和侧击等问题而逐渐被非传统避雷针所取代。ESE避雷针（提前放电避雷针）是近十几年来被广泛应用的一种非传统避雷装置，
与传统避雷针比较，该装置具有保护范围大，接闪准确，不易发生绕击和侧击现象等优点（详见附录“satelit+”ESE避雷针简介）。本方案在厂房屋顶设计安装ESE避雷针，在厂房屋顶四周敷设避雷带，按规范要求做好引下线和接地，并且联合接地电阻达到1欧姆以下。

1、雷电风险评估

雷电防护工程设计的依据之一是雷电防护分级，其关键问题是防雷工程按照什么等级进行设计，而雷电防护分级的依据，就是对工程所处地区的雷电环境进行风险评估。
本案中，首先要对厂区年预计雷击次数进行计算，以便确定厂房属何种级别的防雷建筑物，然后进行避雷针保护范围的设计。
建筑物年预计雷击次数按下式计算： N = kNgAe ；Ng = 0.024Td 1.3
式中　N 建筑物预计雷击次数（次/a）；
k 雷击次数校正系数；一般情况下取1；
Ng 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/（km2·a）]；
Ae 与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）；
Td 该地区的年平均雷电日数；苏州市年平均雷电日数为36次/年

在下列情况下k取相应数值：a、位于旷野孤立的建筑物取2；b、金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；c、位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；d、一般情况取1。
Ae=（LW+2（L+W）·+πH（200-H））·10-6
L、W、H——分别为建筑物的长、宽、高。本案中，可取所有厂房的面积的总和来计算建筑物截收相同雷击次数的等效面积。
根据以上年预计雷击次数参数，整个厂区的预计年雷击次数 N为2.17次/年。依据以上计算，按照GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》第2.0.3条第九款的规定，其属于标准规定的“预计年雷击次数大于0.3次/年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物”。因此应定为二类防雷建筑物，按二类防雷建筑物的防护标准进行直击雷和感应雷装置的设计。

2、“satelit+”ESE避雷针保护半径的计算

①公式法

ESE避雷针的保护半径按下式计算：

式中：
Rp为所考虑的水平面上的保护半径
h为针尖相对于被保护物顶部的水平高度差
D为滚球半径（闪击距离）
第一类建筑物为20m(GB50057-94规定D=30m)
第二类建筑物为45m
第三类建筑物为60m
△L为“satelit+”的上行抢先距离
△L=V（米/微秒）·△T（微秒）
V为先导传播速度，实验数据表明：V=1米/微秒
上式表明：“satelit+”的保护半径与高度(h)有关，与它的启动抢先时间（型号）有关，以及与所选的保护级别有关。

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