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1 雷电活动的基本规律 在我国 ，春夏季节是雷电的活跃期 ，其中夏季为高发期 ， 冬季则为零。从全球范围来看 ，赤道附近是雷电的活跃地带 ， 随着纬度的南北增加 ，其发生的次数也在减少 ，南北两极几乎 为零。平均雷暴日是对特定区域内发生的雷电活动大小的评价 标准 ，同时 ，该标准也为防雷工程、建筑工程以及设计与评估 提供了参考。地区的不同雷电的强度也有差异。从国内情况分 析 ，可划分 4 个雷电日分布区域。北回归线以南 ，出现大于 80 天的雷电日 ；长江以南区出现超过 40 天的雷电日 ；长江以 北地区出现 15 ～ 40 天的雷电日 ；西北地区的雷电日出现天数 少于 15 天。我国最为剧烈的雷电活动地区在海南省以及雷州 半岛 ，年均出现的雷电日为 120 ～ 130 天。为此 ，可以说 ，我 国雷电活动强弱随着纬度的南移而下降。 2 高层建筑的结构特点和防雷设计 当前 ，城市建筑日渐向着“高”的方向发展 ，因为垂直高 度较大 ，建筑基础必须往下做延伸 ，在防雷设计时 ，这是非常 好的条件。按照“法拉第笼”理论 ，防雷系统为笼式 ，将接地 装置、引下线、避雷带或网三者相连 ，构建为大网式的钢铁笼。 建设好雷电波、防侧击雷、防直击雷与防雷电感应系统 ，在分 流与接闪功能综合考虑的基础上 ，实现建筑物内外部的防雷功 能综合兼顾 ，保证安全防雷。 3 高层建筑侧击雷防护设计 3.1 闪击距离 3 高层建筑侧击雷防护设计 3.1 闪击距离 通常说来，如果先导是由雷云的上部往下发生，形式为梯级式跳跃，周围大 气对其影响较大，其袭击对象与方向不确定。但是，在最后的梯级或跳跃时，变 化明显，选择终极的雷击对象成为必然。这时，地球表面的许多物体都受其电场 的作用，出现由下往上的先导，发展方向为上下先导的合并。如果安装接闪器在 被保护的建筑物楼顶，接闪器产生的先导更加的强烈，其会加速与下先导合并， 在雷击未接触建筑物时雷击已经发生。我们把最后的梯级叫做闪电距离。接闪器 即吸引闪电的仪器，接闪器在闪电距离范围内，将累吸引。如果下行先导不再闪 电距离内，那么接闪器不会起作用。闪电距离不断变动，如果雷电流幅值大，那 么闪电距离的值也随之增加。相反，闪电距离也变小。所以，对于强而远的闪电， 接闪器同样可吸引之，但是，如果闪电较弱，接闪器可能不会发挥作用（如图 1）。 图 1 高层建筑侧面遭受雷击图 分析上图发现，在高层建筑顶的接闪器，对于雷击为 50kA、100m 范围内， 接闪器可发挥作用，保护建筑物。如果雷击先导为 10kA、50m，因闪电距离为 图 1 高层建筑侧面遭受雷击图 通常说来 ，如果先导是由雷云的上部往下发生 ，形式为梯 级式跳跃 ，周围大气对其影响较大 ，其袭击对象与方向不确定。 但是 ，在最后的梯级或跳跃时 ，变化明显 ，选择终极的雷击对 象成为必然。这时 ，地球表面的许多物体都受其电场的作用 ， 出现由下往上的先导 ，发展方向为上下先导的合并。如果安装 接闪器在被保护的建筑物楼顶，接闪器产生的先导更加的强烈， 其会加速与下先导合并，在雷击未接触建筑物时雷击已经发生。 我们把最后的梯级叫做闪电距离。接闪器即吸引闪电的仪器 ， 接闪器在闪电距离范围内 ，将累吸引。如果下行先导不再闪电 距离内 ，那么接闪器不会起作用。闪电距离不断变动 ，如果雷 电流幅值大 ，那么闪电距离的值也随之增加。相反 ，闪电距离 也变小。所以 ，对于强而远的闪电 ，接闪器同样可吸引之 ，但 是 ，如果闪电较弱 ，接闪器可能不会发挥作用（如图 1）。 分析上图发现 ，在高层建筑顶的接闪器 ，对于雷击为 50kA、100m 范围内 ，接闪器可发挥作用 ，保护建筑物。如果 雷击先导为 10kA、50m，因闪电距离为 40m，大于此距离 ，雷击 将不会被吸引 ，建筑物也将被雷击中 ，雷击的发生 ，使我们不 得不研究防侧击问题。 3.2 防侧击雷的设计 参考相关的雷电测试数据发现 ，雷云距离地面的最小距离 为 20m，足见距离之小。在城市高层建筑中 ，超过 50m 的建筑 随处可见 ，这也说明 ，其是“身在雷云不知雷”。所以 ，防止 高层建筑受到雷击 ，有必要做好侧击防雷的工作 ，当前 ，高层 建筑超过 20m，结构体系多为钢筋混凝土或钢构架 ，雷电流在 此种结构形式条件下 ，可平行分布多电流 ，是避雷的好方法。 3.2.1 高层建筑的屏蔽 若雷击中建筑物楼顶的防雷设备，在防雷引下线的疏导下， 最终到达防雷接地装置 ，将雷电引向大地。最大的雷电流峰值 能超过 200kA，但其持续时间非常短 ，以微秒计量。这时 ，接 地设备电阻、防雷引下线电阻与电感上 ，电压降比较大。通过 理论分析与模拟实验 ，可以得知有超过 10000V 以上的电压在 引下线上。如果建筑物高度大于 100m，那么接地设备与防雷设 备间的电位差可以超过一百万 V，这可能造成和引下线连接的 金属体 ，或某些相邻的金属体出现反击放电。此时 ，雷电波形 陡峭且强大 ，在进入引下线时 ，周围导体出现电磁感应。此时 ， 防雷引下线上附近的未经屏蔽的导体很容易出现高电位 ，绝缘 也会因为反击导体放电而出现被击穿的情况。如果导线具有屏 蔽层 ，向铁管穿线 ，将防雷引下线与屏蔽层做等电位的连接。 当屏蔽层接收到雷电的分流 ，互感电势将会出现在屏蔽层中的 导体之上 ，屏蔽层预期数值有相等电压降。导体一端与屏蔽层 存在等电位式的相连，那么导线的绝缘两端会出现0的电位差， 绝缘也就不会被击穿。此外 ，高层建筑物中心是布置主干电气 线路的主要部分 ，布置时 ，不能与引下线过度的靠近 ，减少受 到干扰的距离。所以 ，铁管配线是高层建筑内部配置电气线路 的主要形式。若是使用电缆 ，电缆也应该做好屏蔽措施 ，若在 金属线槽中封闭敷设电缆。
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