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中图分类号：TU895 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0080-02
一、雷电的形成
由于宇宙的射线作用，大气中存在着带正、负电荷的离子，而且空间存在自上而下的电场，该电场使云层上部积聚负电荷，下部积聚正电荷，在气流作用下云层分离而带电。云层中电荷分布是不均匀的，同种电荷往往汇聚在一起，形成许多积聚中心，因而不论是云层与云层之间，或云层与大地之间、电场强度是不一样的。
当云层中电荷密集处相对电场达到数百KV/m时，就会彼此放电，或者说是大量积聚的正、负电荷中和放电。有时电场距离地面很近时，由于大地呈中性，不论是积聚正电荷的云层，还是积聚负电荷的云层，它们都会通过湿度相对高的空气对地面、或凸出地面的物体进行放电。这就是为什么阴雨天地面建筑物很容易遭到雷电直击的原因，
云层电场首先要对高层建筑进行先导放电，当先导通道的顶端接近地面时，可诱发来自地面的凸出部分的迎面先导，先导与迎面先导会合时，就形成了从云层到地面的强烈电离通道，此时会出现很强大的电流，同时伴随有闪电和雷鸣，这就是雷电的主放电阶段。主放电时间很短暂，约数十微妙，主放电的过程是逆着先导通道发展的，速度很快，约为三分之一倍的光速，也就是100000km/s，主放电的电流可达数十万安培，是全部雷电流中的主要部分。主放电到达云端时就结束了。
然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来，成为余光阶段，由于云中电阻较大，余光阶段对应的电流不大，持续时间却较长，数十到数百毫秒。
由于云中往往存在几个或多个电荷积聚中心，第一个电荷积聚中心放电后，往往引起第二个、第三个中心向第一个通道放电，因此雷电往往是多重性的
二、雷电的危害
强大的雷电流通过遭雷击的物体时会发热，由于雷电流大，通过时间短，如果雷电击在树木或建筑物上，遭雷击的物体瞬间产生大量的热能，来不及散开，致使物体内部的水分变成蒸汽并迅速膨胀，长生巨大爆破力造成破坏，当雷电通过金属物体时，使其温度升高，若金属物体截面不够大时，可使其熔化。
雷电通道的温度可高达5000K以上，当它穿过空气与爆炸性气体混合物时能使其爆炸或引起火灾。高温的雷电通道穿过空气时，使其受热急剧膨胀，产生一种冲击波，它会使附近的人畜或物体受伤害或破坏。
雷电静感应的破坏作用，当空间有带电雷云出现时，雷云下面的地面或地面上的物体，都会由于静电感应的作用而带相反的电荷。从雷云的出现到发生雷闪的这段时间足以使他们积累与雷云相反的大量电荷。当雷击发生后雷云上所带的电荷与异种电荷迅速中和，而地面上某些局部的物体，例如没有接地或接地不良的室外架空管线、建筑物内的金属物或管线，由于它们与大地之间的电阻比较大，电荷不能在同样短的时间内消散入地，这样就会在局部物体或管线上静电感应过电压。室外架空管线的这种过电压将引入室内，并对接地的金属物放电产生火花，或击穿设备绝缘，室内金属物或管线的这种感应过电压，可能对接地良好的金属物产生放电火花，这种火花在爆炸火灾危险环境中，可能引爆爆炸或火灾。
三、建筑物的防雷分类
正常情况下，根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电的可能性和后果，按照防雷要求给以分类，但对于一些特殊情况可按下列给予分类。
当一座防雷建筑物中同时有第一、二、三类防雷建筑物时，其防雷分布和防雷措施宜符合下列规定。
1、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%及以上时，该建筑物确定为第一类防雷建筑物。
2、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%以下，且第二类防雷建筑物的面积占建筑物总面积30%及以上时，或当这两类建筑物的面积均小于建筑物总面积的30%，但其建筑面积之和大于30%时，该建筑宜确定为第二类防雷建筑。但对第一类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入，应采取第一类防雷建筑物的保护措施。
3、当第一、第二类防雷建筑物的面积之和小于建筑物总面积的30%，且不可能遭直接雷击时，该建筑物可确定为第三类防雷建筑物。但对第一、二类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入，应采取各自类别的保护措施，当可能遭到直接雷击时，宜按各自类别采取防雷措施。
4、当一座建筑物中仅有一部分为第一、二、三类防雷建筑物时，其防雷措施应符合下列规定。
（1）、防雷建筑物可能遭到直接雷击时，宜按各自类别采取防雷措施。
（2）、当防雷建筑物不可能遭到直接雷击时，可不采取防直接雷措施，仅按各自类别采取防雷电感应和防雷电波侵入措施。
（3）、当防雷建筑的面积占建筑总面积的50%以上时，该建筑物应按以上1、2、3规定采取防雷措施。
四、第一类防雷建筑物的防雷措施
（一）、防直击雷措施
装设独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网，网格尺寸小于或等于5m×5m或（6m×4m），使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均应处于接闪器的保护范围内。
1、对排放爆炸危险气体，蒸汽或粉尘的放散管、呼吸伐、排风管等的管口外空间，应处于接闪器保护范围之内，接闪器与雷闪的接触点应设在该空间之外。
2、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于10欧，在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻。
3、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离要符合规定。
4、独立避雷针的杆塔、、架空避雷线或架空避雷网的各个支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱、宜利用其作为引下线。
（二）、防雷電感应措施 1、為防止静电感应产生火花，建筑物内的设备管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面和钢筋混凝土屋面沿周边每隔18～24m应采用引下线接地一次。
2、为防止电磁感应产生火花，平行敷设管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m。交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03欧时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀的环境下，可不跨接。
3、防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于100欧，屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。
4、防雷电感应的接地装置与独立避雷针、架空避雷线、架空避雷网的接地装置之间的距离应符合相关要求。
（三）、防雷电波侵入
1、低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装托电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于15m。在电缆与架空线的连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等连接在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10欧。
2、架空、埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置连接。距离建筑物100m内架空管道还应每隔25m左右接地一次，其冲击接地电阻不应大于20欧，并利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。
第二、三类防雷建筑物的防雷措施，本文不再讨论
七、民用高层建筑的防雷
利用建筑物金属体做防雷装置，高层建筑均为钢筋混凝土结构、或钢结构的建筑物，可利用其金属物做防雷装置的一部分，将其金属物尽可能连成整体。从经济、安全可靠、电磁屏蔽、美观、最少的维护工作量等因素出发，对高层第二类、第三类防雷建筑物应采取防侧击和等电位的保护措施，
高层建筑物的屋顶防直击雷首先宜沿屋顶周边敷设避雷带，其安装位置宜略为突出屋顶
外沿。除了沿建筑物周边敷设避雷带外，还可采用以下做法。
1、采用避雷网，沿屋角、屋檐、屋脊和檐角等易受雷击的部位敷设避雷带，然后在整个屋面组成规定的网格。
2、单独采用滚球法。
3、滚球法和避雷网组合。
高层建筑的基础通常都是槽型或板型结构，只要符合要求就宜利用基础内的钢筋作为防雷接地装置。
由于基础是槽型或板块型结构，且在地面以下距地面500mm以下，与引下线所连接的基础内的钢筋表面积总和，在第二类防雷建筑物分流系数为1时，远远大于4.24m2；第三类防雷建筑物分流系数为1时，远远大于1.89m2，足以满足接地体的要求。
一、雷电的形成
由于宇宙的射线作用，大气中存在着带正、负电荷的离子，而且空间存在自上而下的电场，该电场使云层上部积聚负电荷，下部积聚正电荷，在气流作用下云层分离而带电。云层中电荷分布是不均匀的，同种电荷往往汇聚在一起，形成许多积聚中心，因而不论是云层与云层之间，或云层与大地之间、电场强度是不一样的。
当云层中电荷密集处相对电场达到数百KV/m时，就会彼此放电，或者说是大量积聚的正、负电荷中和放电。有时电场距离地面很近时，由于大地呈中性，不论是积聚正电荷的云层，还是积聚负电荷的云层，它们都会通过湿度相对高的空气对地面、或凸出地面的物体进行放电。这就是为什么阴雨天地面建筑物很容易遭到雷电直击的原因，
云层电场首先要对高层建筑进行先导放电，当先导通道的顶端接近地面时，可诱发来自地面的凸出部分的迎面先导，先导与迎面先导会合时，就形成了从云层到地面的强烈电离通道，此时会出现很强大的电流，同时伴随有闪电和雷鸣，这就是雷电的主放电阶段。主放电时间很短暂，约数十微妙，主放电的过程是逆着先导通道发展的，速度很快，约为三分之一倍的光速，也就是100000km/s，主放电的电流可达数十万安培，是全部雷电流中的主要部分。主放电到达云端时就结束了。
然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来，成为余光阶段，由于云中电阻较大，余光阶段对应的电流不大，持续时间却较长，数十到数百毫秒。
由于云中往往存在几个或多个电荷积聚中心，第一个电荷积聚中心放电后，往往引起第二个、第三个中心向第一个通道放电，因此雷电往往是多重性的
二、雷电的危害
强大的雷电流通过遭雷击的物体时会发热，由于雷电流大，通过时间短，如果雷电击在树木或建筑物上，遭雷击的物体瞬间产生大量的热能，来不及散开，致使物体内部的水分变成蒸汽并迅速膨胀，长生巨大爆破力造成破坏，当雷电通过金属物体时，使其温度升高，若金属物体截面不够大时，可使其熔化。
雷电通道的温度可高达5000K以上，当它穿过空气与爆炸性气体混合物时能使其爆炸或引起火灾。高温的雷电通道穿过空气时，使其受热急剧膨胀，产生一种冲击波，它会使附近的人畜或物体受伤害或破坏。
雷电静感应的破坏作用，当空间有带电雷云出现时，雷云下面的地面或地面上的物体，都会由于静电感应的作用而带相反的电荷。从雷云的出现到发生雷闪的这段时间足以使他们积累与雷云相反的大量电荷。当雷击发生后雷云上所带的电荷与异种电荷迅速中和，而地面上某些局部的物体，例如没有接地或接地不良的室外架空管线、建筑物内的金属物或管线，由于它们与大地之间的电阻比较大，电荷不能在同样短的时间内消散入地，这样就会在局部物体或管线上静电感应过电压。室外架空管线的这种过电压将引入室内，并对接地的金属物放电产生火花，或击穿设备绝缘，室内金属物或管线的这种感应过电压，可能对接地良好的金属物产生放电火花，这种火花在爆炸火灾危险环境中，可能引爆爆炸或火灾。
三、建筑物的防雷分类
正常情况下，根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电的可能性和后果，按照防雷要求给以分类，但对于一些特殊情况可按下列给予分类。
当一座防雷建筑物中同时有第一、二、三类防雷建筑物时，其防雷分布和防雷措施宜符合下列规定。
1、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%及以上时，该建筑物确定为第一类防雷建筑物。
2、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%以下，且第二类防雷建筑物的面积占建筑物总面积30%及以上时，或当这两类建筑物的面积均小于建筑物总面积的30%，但其建筑面积之和大于30%时，该建筑宜确定为第二类防雷建筑。但对第一类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入，应采取第一类防雷建筑物的保护措施。
3、当第一、第二类防雷建筑物的面积之和小于建筑物总面积的30%，且不可能遭直接雷击时，该建筑物可确定为第三类防雷建筑物。但对第一、二类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入，应采取各自类别的保护措施，当可能遭到直接雷击时，宜按各自类别采取防雷措施。
4、当一座建筑物中仅有一部分为第一、二、三类防雷建筑物时，其防雷措施应符合下列规定。
（1）、防雷建筑物可能遭到直接雷击时，宜按各自类别采取防雷措施。
（2）、当防雷建筑物不可能遭到直接雷击时，可不采取防直接雷措施，仅按各自类别采取防雷电感应和防雷电波侵入措施。
（3）、当防雷建筑的面积占建筑总面积的50%以上时，该建筑物应按以上1、2、3规定采取防雷措施。
四、第一类防雷建筑物的防雷措施
（一）、防直击雷措施
装设独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网，网格尺寸小于或等于5m×5m或（6m×4m），使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均应处于接闪器的保护范围内。
1、对排放爆炸危险气体，蒸汽或粉尘的放散管、呼吸伐、排风管等的管口外空间，应处于接闪器保护范围之内，接闪器与雷闪的接触点应设在该空间之外。
2、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于10欧，在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻。
3、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离要符合规定。
4、独立避雷针的杆塔、、架空避雷线或架空避雷网的各个支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱、宜利用其作为引下线。
（二）、防雷電感应措施 1、為防止静电感应产生火花，建筑物内的设备管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面和钢筋混凝土屋面沿周边每隔18～24m应采用引下线接地一次。
2、为防止电磁感应产生火花，平行敷设管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m。交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03欧时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀的环境下，可不跨接。
3、防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于100欧，屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。
4、防雷电感应的接地装置与独立避雷针、架空避雷线、架空避雷网的接地装置之间的距离应符合相关要求。
（三）、防雷电波侵入
1、低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装托电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于15m。在电缆与架空线的连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等连接在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10欧。
2、架空、埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置连接。距离建筑物100m内架空管道还应每隔25m左右接地一次，其冲击接地电阻不应大于20欧，并利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。
第二、三类防雷建筑物的防雷措施，本文不再讨论
七、民用高层建筑的防雷
利用建筑物金属体做防雷装置，高层建筑均为钢筋混凝土结构、或钢结构的建筑物，可利用其金属物做防雷装置的一部分，将其金属物尽可能连成整体。从经济、安全可靠、电磁屏蔽、美观、最少的维护工作量等因素出发，对高层第二类、第三类防雷建筑物应采取防侧击和等电位的保护措施，
高层建筑物的屋顶防直击雷首先宜沿屋顶周边敷设避雷带，其安装位置宜略为突出屋顶
外沿。除了沿建筑物周边敷设避雷带外，还可采用以下做法。
1、采用避雷网，沿屋角、屋檐、屋脊和檐角等易受雷击的部位敷设避雷带，然后在整个屋面组成规定的网格。
2、单独采用滚球法。
3、滚球法和避雷网组合。
高层建筑的基础通常都是槽型或板型结构，只要符合要求就宜利用基础内的钢筋作为防雷接地装置。
由于基础是槽型或板块型结构，且在地面以下距地面500mm以下，与引下线所连接的基础内的钢筋表面积总和，在第二类防雷建筑物分流系数为1时，远远大于4.24m2；第三类防雷建筑物分流系数为1时，远远大于1.89m2，足以满足接地体的要求。