接閃器是指防雷保護中直接接受雷擊的金屬導體。接閃器所用的材料應能滿足機械強度和耐腐蝕要求,還應有足夠的熱穩定性,以承受雷電流的熱破壞作用。接閃器具有不同的形狀:接閃桿為針狀;接閃線為懸索狀;接閃帶為帶狀;接閃網為網格狀。
一、接閃桿
1、接閃桿的概念
接閃桿是指防雷保護中直接接受雷擊的桿狀金屬導體。接閃桿就是避雷針,避雷針是以前的叫法,在GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》中,已經將避雷針改名為接閃桿。這是因為以前的叫法不夠科學,沒有反映出接閃桿的工作原理。避雷針最早出現在中國時,人們以為它可以避免房屋遭受雷擊,所以稱其為避雷針。但事實上,避雷針保護建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷擊,而是利用其高出被保護物的突出地位,把雷電引向自身,然后通過引下線和接地裝置,把雷電流泄入大地,從而起到保護建筑物的作用。
2、接閃桿的工作原理
接閃桿安裝在建筑物頂部,當雷雨天建筑物上空出現帶電云層時,接閃桿和建筑物頂部都被感應上了大量的電荷。由于接閃桿頭部是尖的,而靜電感應時,導體尖端總是聚集最多的電荷,這樣接閃桿就聚集了大部分電荷。接閃桿又與這些帶電云層形成一個電容器,由于它比較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,所以電容很小,也就是說它所能容納的電荷很少。而它又聚集了大部分電荷,所以當云層上電荷較多時,接閃桿與云層之間的空氣就很容易被擊穿而成為導體。這樣,帶電云層與接閃桿形成通路,而接閃桿又通過引下線和大地相接,把云層上的電荷導入大地,使其不對建筑物構成危險。
3、接閃桿的要求
1)接閃桿必須具有抗風能力,一般由鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管焊接而成。其長度在1.5m以上時,圓鋼直徑不得小于16mm,鋼管直徑不得小于25mm,管壁厚度不得小于2.75mm。當接閃桿的長度在3m以上時,可將粗細不同的幾節鋼管焊接起來使用。
2)如果接閃桿暴露在有腐蝕性的氣體中,采用圓鋼時直徑至少為15mm;采用鋼管時厚度至少為4mm。接閃桿離可燃物的距離不能少于0.3m。
3)發電廠、變電站配電裝置的架構和屋頂上的接閃桿,應在其附近裝設集中接地裝置,并與主接地網連接。
4)建筑物上的接閃桿應和建筑物頂部的其他金屬體連成一個整體,并且不能與電源系統的PE、PEN線相連,以防止雷擊時雷電流從PE、PEN線進入電源系統。
4、接閃桿的安裝
1)屋面上接閃桿的安裝
接閃桿在屋面上安裝時,地腳螺栓預埋在支座內,至少有兩根與屋面、墻體或梁內鋼筋焊接。接閃桿應安裝牢固,并與引下線可靠焊接。接閃桿應垂直安裝,偏差不應超過1.5°或接閃桿直徑。 如果為獨立接閃桿,則需要加大基礎尺寸。獨立接閃桿及其接地裝置與道路或建筑物出入口的距離應大于3m,當距離小于3m時,應采取均壓措施或鋪設卵石或瀝青。
2)山墻與側墻上接閃桿的安裝
建筑物兩端的橫向外墻一般稱為山墻。處在山墻上的接閃桿在預埋支架時,兩個支架各由一根50*50*5mm、長度L=450mm的角鋼及與之焊接在一起的圓鋼結合而成,其中圓鋼的作用是防止角鋼支架縱向松動,處在上面的角鋼支架直角外側加U型螺栓固定。
二、接閃線
1、接閃線的概念
GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》中的接閃線原名叫做避雷線,又叫做架空地線。接閃線一般架設在架空線路的上邊,用以保護架空線路或其他物體免受直接雷擊。
2、接閃線的工作原理
當架空輸電線路受到雷擊時,在導線上將產生遠高于線路額定電壓的過電壓,有時可達幾百萬伏。當超過線路絕緣子串的抗電強度時,絕緣子將發生閃絡,引起線路跳閘甚至造成停電事故。接閃線架設在架空線路的上邊,可以遮住導線,使雷盡量落在接閃線自身上,并通過桿塔上的金屬部分和埋設在地下的接地裝置,把雷電流泄入大地,使架空輸電線路免受雷擊。
3、接閃線的架設要求
1)接閃線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線架設。導線的截面積越大,使用的接閃線截面積也應越大。
2)接閃線的防雷保護效果和它下方導線與其所成的角度有關,角度較小時,保護效果較好。
3)在雷擊不嚴重的110kV及以下電壓的線路上,通常僅在靠近變電所2km左右范圍內裝設接閃線,作為變電所進線的防雷措施。110~220kV線路一般沿全線架設接閃線。
4)接閃線會因風吹而振動,通常在易發生振動的地方裝有防振錘。
三、接閃帶和接閃網
1、接閃帶(網)的概念
GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》中的接閃帶(網)原名叫做避雷帶(網)。在較高的建筑物防雷保護中,用于接閃的扁平金屬帶稱為接閃帶,如果接閃帶是懸空架設的,則稱為接閃線;如果接閃帶以網狀敷設,則稱為接閃網。接閃帶和接閃網必須經引下線與接地裝置可靠地連接。在較高的建筑物上,使用接閃帶可與建筑物頂部的裝飾結合起來,與建筑物的外形有較好的配合,特別是大面積的建筑物,它的保護范圍大而有效,遠非避雷針可比。
2、接閃帶(網)的安裝要求
1)接閃帶(網)一般采用圓鋼或扁鋼制作,其尺寸不應小于下列數值:
圓鋼直徑為8mm,扁鋼截面積為48mm2,扁鋼厚度為4mm。
2)接閃帶一般沿屋頂周圍水平或傾斜敷設(根據屋面的傾斜度而定),至少有兩個地方(首尾兩端)和引下線相連,一般是明設,高出屋面100mm~150mm,支持卡間距離1m~1.5m。但也可以暗敷在屋頂的混凝土或瓦片下面。接閃網除沿屋頂周圍裝設外,必要時屋頂上面還用圓鋼或扁鋼縱橫連接成網。
3)建筑物頂上往往有許多突出物,如金屬旗桿、透氣管、鋼爬梯、金屬煙囪、風窗等,都必須與接閃帶(網)焊成一體做接閃裝置。在非混凝土結構的建筑物上,可采用明裝避雷網。做法是首先在屋脊、屋檐等到頂的突出邊緣部分裝設避雷帶主網,再在主網上加搭輔助網。
4)避雷帶(網)通過建筑物伸縮、沉降縫處,應作防雷跨越處理。將避雷帶向外側面彎成半徑R=100mm的圓弧形,支持卡子固定點距建筑物邊緣距離300mm。明裝避雷帶(網)隨建筑物造型彎曲,彎曲處均做成圓弧,其圓弧半徑為100mm,嚴禁做成90°直角彎或小于90°的死彎。
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