徐州地铁6号线外部防雷设计指导意见

徐州地铁 6号线外部防雷设计指导意见

王兆坤 李玉安 渠成 余家飞

（徐州市防雷设施检测有限公司）

摘要：雷电灾害是世界上十大自然灾害之一，综合防雷的的首要任务就是要做好外部防雷保护措施。本文根据徐州地铁6号线外部防雷装置的具体功能特性，为该项目提供科学而经济的外部防雷保护指导意见，有助于减低雷击损坏风险，以避免或最大限度降低雷击造成的损失。

关键词：地铁 外部防雷 指导意见

外部防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器有多种形式：接闪杆、接闪带、接闪网以及金属屋面等，它位于建（构）筑物的顶部，其作用是拦截闪电。引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，其作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置安装在地下一定深度处，其作用是使雷电流顺利流散到大地中去。具体该项目外部防雷指导意见如下：

1. 1. 1. 一、地下车站外部防雷措施

         1. 1、出入口罩棚

            1. （1）出入口的钢结构屋面

出入口的钢结构屋面部分宜利用金属屋面作为接闪器，金属屋面板之间的搭接长度不小于100mm,满足规范的要求。金属屋面板与钢结构之间电气连接需要符合下列要求:扁钢与扁钢的连接为扁钢宽度的2倍,不少于三面焊接;圆钢与圆钢的连接为圆钢直径的6倍,双面焊接;圆钢与扁钢的连接为圆钢直径的6倍,双面焊接;扁钢、圆钢与钢管、角钢互相连接时,除应在接触部位两侧施焊外,还应增加圆钢搭接件;所有焊接应平整、光滑,并应做防腐处理。

1. 1. 1. 1. 2. （2）出入口钢筋混凝土屋面

对于钢筋混凝土屋面部分，宜沿女儿墙或屋面四周明敷接闪带，接闪器材料可采用不锈钢。具体敷设要求和规格：

①接闪带为φ10mm，支架为φ10mm，带高应不低于150mm，接闪带距女儿墙外缘应不大于100mm。

②突出屋面的金属物，应与屋面防雷装置可靠连接，连接点不应少于两处。

③突出屋面的非金属物，当其不在接闪器的有效保护范围内时，应加装防雷接闪装置（接闪杆或接闪带或混合接闪器）加以保护。

④宜利用自身柱内结构钢筋作为引下线。

⑤宜在地面单独做接地装置。

1. 1. 2. 2、风亭

风亭顶部宜沿四周明敷接闪带 。宜利用风亭建、构筑物四角柱内结构钢筋作为引下线，与车站综合防雷接地装置连接。

1. 1. 3. （1）冷却塔的防护措施

冷却塔顶部宜沿四周明敷接闪带，或采用接闪带与接闪短针组合的接线器。塔顶的金属护栏应与接闪带良好焊接。宜利用冷却塔基础内的钢筋作为引下线，并与车站综合防雷接地装置连接。

1. 1. 4. （2）通信天线杆塔的防护措施

①通信天线杆塔顶部宜装设接闪杆作为接闪器，且接闪杆与天线的水平距离应尽可能不小于3m，通常可将两者呈对角线方向安装。

②应采用不少于2根的专设引下线 ，并与防雷接地装置连接。专设引下线宜用带有屏蔽层的多股导体 。

③天线的馈线应从杆塔中心部位引下，并用金属线槽或穿钢管进行屏蔽，线槽或钢管应在上、中、下三处部位接地。

④馈线接入设备的端口处应设置适配的信号浪涌保护器。

1. 1. 5. （3）综合接地系统方案

（1） 地下车站应在基础底板下方设置一个主边缘闭合的综合接地网，敷设深度宜位于结构底板以下不小于0.5m处。

（2）接地装置包括水平接地体、垂直接地体、接地引上线等组成部分，接地材料宜采用耐腐蚀的铜质材料。接地网的水平网格间距应不大于5～10m范围。

（3）综合接地网包括接地引出线与结构底板之间应满足相关的绝缘要求。强、弱电系统接地母排的接地引出线应从接地网的不同点引出，且强、弱电引出点应间隔20m以上的距离，并在穿出结构底板处做好绝缘和防水处理。

（4）应根据需求预留下列各类接地端子：①根据进出管道的具体安装位置预留管线接地端子；②应用电设备集中的场所（如监控室、机房、设备房、摄像机等）应设电气接地预留端子，供设备、SPD接地及等电位连接用；③应根据不同信息系统及其机房的工作方式、工作频率及接地要求，分别选择S型、M型或其组合型等电位连接网络将系统内的金属部件等电位连接，并良好接地。④在通信设备室、信号设备室、车控室、安全门设备室、民用通信室、综合控制设备室、警务室、AFC管理室及系统设备房等分别设置局部等电位连接端子，设置于防静电地板下的适当位置，并与防静电地板下的金属龙骨相互联结。⑤接地预留端子的材质和规格根据连接要求而定，各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。

二、车辆段和停车场建筑物外部防雷措施

1、接闪器

（1）建筑结构为钢筋混凝土型的建筑

宜沿女儿墙或屋面以及梯间、水池等突出屋面的建（构）筑物四周明敷接闪带、阳角位设置接闪短针作为接闪器。由于普通材质接闪带、接闪杆、支持码锈蚀增加了后期维护成本，并且形成的锈水严重影响了建筑物的美观性，因此建议采用不锈钢材质，具体敷设要求和规格：接闪短针为φ12mm，接闪带为φ10mm。支架为φ10mm，带高应不低于150mm，接闪带距女儿墙外缘应不大于100mm。

突出屋面的金属物，应与屋面防雷装置可靠连接，露天安装大型设备的金属外壳及基座应就近与防雷接地装置可靠连接，连接点不应少于两处。

突出屋面的非金属物，当其不在接闪器的有效保护范围内时，应加装防雷接闪装置加以保护。

（2）建筑结构为钢结构类型的建筑

宜利用其屋面作为接闪器，金属板厚度应满足规范规定的接闪要求，否则按照钢筋混凝土类型的建筑物在屋面明敷接闪器。

2、引下线

（1）建筑结构为钢筋混凝土型的建筑

宜优先利用屋顶、梁、柱、基础内主钢筋作为引下线。当采用专设引下线时，引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢，宜优先采用扁钢。专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不应大于18m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于18m。专设引下线应沿建筑物外墙外表面明敷，并应经最短路径接地；建筑外观要求较高时可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80mm²。采用多根专设引下线时，应在各引下线上距地面0.3m～1.8m处装设断接卡。

（2）建筑结构为钢结构类型的建筑

宜利用竖向结构钢构架作防雷引下线，将人字型钢柱、主三角形钢管桁架，工字钢柱等分别上下焊接贯通，并与屋面钢桁架焊接连通。为了要达到整个金属结构的电气连通，对钢管与钢管、连接点之间、板与钢管之间进行焊接。

当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断接卡，但利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板。

当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，应在每根引下线上于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡，其上端应与连接板或钢柱焊接。连接板处宜有明显标志。

为达到良好屏蔽效果，有效减低进入室内空间的磁场强度，建议将所有外围结构柱均设为引下线，此时可不要求满足专设引下线之间的间距。这样做还可有效减低分流系数，从而减小分流到各条引下线的雷电流，从而扩大控制中心或机房的有效使用面积。

引下线上端与接闪器，下端与接地装置应可靠连接，保持电气连通，并应注意连接线的防腐，同时注意不同材料导体间的电化腐蚀。在引下线附近还需采取保护人身安全的防接触电压措施。

（3）接地装置

各建筑物应充分利用基础桩、承台、地梁内的主钢筋相互焊接构成自然接地体。敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢，当仅为一根时，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋时，其截面积总和不应小于一根直径10mm钢筋的截面积。构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内钢筋应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。

在桩基础每桩利用外围结构主筋中对角至少2根主筋作为垂直接地体，每一引下线处多桩承台内桩的利用率不小于50%，宜选取承台下层外侧钢筋焊接连通构成承台环，承台环分别与作为垂直接地体的桩筋和作为引下线的柱内结构主筋焊接连通。将地梁内两条结构主筋（直径不小于φ16）焊接连通构成基础接地网格，作为水平接地体，要求基础接地网格不大于10m×10m或8m×12m，网格尺寸分布应当尽可能均匀、对称，对于重要的电子系统接地点分布较密集的区域，宜将网格尺寸缩小为不大于5m×5m或6m×4m，尤其是每个电梯井。强弱电竖井等位置均应该将井道四周的钢筋焊接成闭合环路。接触接地网格应与各防雷引下线可靠焊接连通。

接地电阻值应不大于1Ω，当阻值超过要求时，需另设人工接地体将阻值降到要求。当埋于土壤中的人工接地体与被利用作为自然接地体的基础钢筋相连接时，人工接地体宜使用铜质、镀铜或者不锈钢导体。在敷设人工接地体和外甩接地干线的地方，还需采取防跨步电压的保护措施。

结语：防雷是一项单一而又复杂的工程，雷电灾害事故频发，要求从业者不断学习防雷知识，做到科学防雷，保驾护航。