2002年防雷图审工程师考试试题答案

防雷图审工程师考试试卷参考答案

（2002年11月5日）

（注意：本卷满分计100分，考试时间为150分钟）

一、判断题：15分 (每题1分)

1．雷云中的负电荷向大地放电的雷击比雷云中的正电荷向大地放电的雷击来的猛烈。（ X ）

2．雷电流的大小与许多因素有关，各地区有很大差别，一般平原地区比山地雷电流大。（√ ）

3. 并排两支高低烟囱，低烟囱在高烟囱雷电保护范围之内，低烟囱也要安装直击雷防护装置。（√ ）

4．“一点接地法”解决了各系统的接地线的等电位问题，所以可用于工作频率小于10MHZ的机房。（√ ）

5．正极性雷击通常只出现一次，无重复雷击（√）

6．当一座防雷建筑物中兼有第一、二、三类防雷建筑物时，其防雷应按一类保护措施设计。（ X ）

7．GB50057-94规范中所规定的避雷装置的接地电阻除特别声明外，一般均指冲击接地电阻。（√ ）

8．低压配电系统中，PE与N连接在一起，不通过避雷器直接接到接地母排上称为TN-S系统。（ X ）

9．雷电的能量大多分布在低频部分。（√）

10．第一类防雷建筑物无论何种情况都不允许将接闪器直接装设在建筑物上。（ X ）

11．当信息系统的金属组件无法与共同接地系统的各组件进行绝缘时，应采用星型等电位连接网络。（ X ）

12．设计院已将高层建筑定为二类防雷建筑物，审核时经计算应核定为三类防雷建筑物，设计院设计合格，不需纠正防雷类别。 （√）

13．在阴雨天,关闭门窗可以减少球形雷危害的有效办法之一。（√）

14．线路穿钢管和两端接地的目的在于起到屏蔽、散流、集肤效应的作用。（√）

15．计算机信息系统设备所在场地建筑物对直击雷的防护应符合计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范。（X ）

二、填空题： 25分 (1-12小题每题2分，13小题为1分)

1．评价某一地区雷电活动的强弱，通常用（雷电日 ）和（雷闪频数 ）两种方法来表示。

2．单支避雷针地面保护半径在（ 避雷针高度等于滚球半径 ）情况下为最大，其最大值为（ 滚球半径 ）。

3．除第一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其作为接闪器，但金属板下面有易燃物品时，其厚度，铁板不应小于（ 4mm ），铜板不应小于（ 5mm ），铝板不应小于（ 7mm ）。

4．高山上建筑物SPD的选型，第一级通常使用（电压开关 ）型SPD，第二级通常使用（限压 ）型SPD。

5．安装避雷器工程中有时采用去耦元件，电感去耦元件主要用于（电力 ）系统，电阻去耦元件主要用于（通讯 ）系统。

6．女儿墙上的避雷带，当墙宽为20cm，带高至少为（0.15m ）；当墙宽为30cm，带高至少为

（0.2m ）。

7．气象台（站）的雷电防护分为（三级 ），气象信息系统的雷击电磁脉冲的防护分为（四级 ）。

8．新一代天气雷达站雷击电磁脉冲的防护，应适当加密雷达机房和控制室的外墙钢筋密度。其钢筋密度网孔一般不大于（200mm?200mm ）。墙上敷设的电缆、光缆与避雷引下线最小平行净距离为（ 1m ）。

9. 市郊旷野某炸药仓库，长10米、宽7米、高5米，该炸药仓库年预计雷击次数为（ 0.05 ）次/a (已知Ng=6.01[次/（km2*a）]).

10．第一类防雷建筑物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（ 10Ω ）,防雷电感应的接地装置与防直击雷的接地装置之间的最小距离为（ 3m ）。

11．可燃性气体放空管路必须装设避雷针，避雷针的保护范围应高于管口不小于（ 2m ），避雷针距管口的水平距离不得小于（ 3m ）。

12．建筑图中标注的两种标高为（绝对标高 ）和（相对标高 ）。

13．高度不超过（ 40m ）的烟囱，可只设一根引下线，超过该高度时应设两根引下线。

三、简答、计算题：42分

1. 所谓“滚球法”是指什么？其理论依据是什么？（5分）

答：所谓“滚球法”是接闪器保护范围计算方法之一，指以某一定的球体，在装有接闪器的建筑物上滚动，滚球被建筑物上所装的接闪器撑起，这时球体弧与建筑物之间的范围，便是该接闪器避雷范围。(3分)

其的理论依据是雷闪数学模型：（2分，见白皮规范书P128））

或简化为： 或hr=9.4I2/3

2．现代防雷主要采取那些技术措施？这些技术措施各自所起的作用或目的是什么？ （5分）

答：现代防雷技术措施主要包括“传导”、“分流”（“泄流”）、“均压”、“接地”、“屏蔽”、“隔离”、“躲”等方面。

“传导”，又称避雷针的装置，目的是把闪电传导入地。

“分流”（“泄流”），就是在一切从室外来的导线与接地体或接地线之间并联一种避雷器。

“均压”，避免闪电通过时产生旁侧闪络放电。

“接地”目的是施放闪电的能量入地，降低引下线上的电压。

“屏蔽”目的是把闪电的电磁脉冲波从空间入侵的通道全部阻断，使得闪电无懈可钻。

“隔离”，利用光纤传输技术和光偶合实施电气隔离，抑制电磁脉冲干扰。

“躲”，就是躲开、回避闪电袭击。

3. 有一10层高的三类防雷框架结构大楼，层高为3.5米，引下线的根数为12根，引下线到两侧最近引下线的间距分别为12米和8米，引下线的直径为ф16毫米，将设备放在顶层LPZ1区内，屏蔽大格柵的网格尺寸为6米，设备到屏蔽顶和屏蔽壁的间距分别为2米和3米。求首次雷击大楼

时LPZ1区内设备点的磁场强度和安全距离。 （8分）

解：分流系数：

= =0.42

根据三类防雷建筑物首次雷击的雷电流参量I=100*103 A

= = 594.3 A/m=7.5 GS

m

4．在不计电磁耦合及阻抗频变特性的情况下，雷击如下图避雷网格，请画出等效电路图，再计算四根引下线的入地电流值。图中各参数如下：各引下线高为10米，避雷网格为10 *10米，材料同为截面积为50平方毫米的园钢，钢的电阻率ρ=0.1欧姆*毫米2/米，四根引下线1、2、3、4的接地电阻分别为0.3Ω、0.4Ω、0.3Ω、0.2Ω，雷击电流I0=100KA。（11分）

解：等效电路图

（画出等效电路图可得4分）

10米长截面积为50平方毫米的园钢电阻

R=ρL/S=0.1*10/50=0.02Ω

所以 R5=R6=R7=R8=0.02Ω

R1=0.3Ω+0.02Ω=0.32Ω R2=0.4Ω+0.02Ω=0.42Ω

R3=0.3Ω+0.02Ω=0.32Ω R4=0.2Ω+0.02Ω=0.22Ω

假设等效电路中A、B、C、D、E5个网孔电流及方向如图中分别为IA 、IB、IC、I D、IE ，则 五个网孔KVL方程可得

（列出该方程组可得4分）

把R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8代入以上方程，可得

解方程组，可得

根据以上网孔电流及其方向，可得

第一根引下线入地电流I1=IB-ID=23.74KA

第二根引下线入地电流I2=IA-IB=19.78KA

第三根引下线入地电流I3=IE=23.62KA

第四根引下线入地电流I4=ID-IE=32.86KA

5. 某计算中心的办公楼，长为24米、宽为18米、高为16米，楼内存有大量电脑设备，年平均雷击日约为88天/年，土壤电阻率约为200Ω·m，因设备需要其工频接地电阻值不应大于2Ω，请通过计算设计一套合理的防雷工程。(13分)

解：根据题意，依据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94要求，取L=24m，W=18m，H=16m，Td=88d/a，ρ=200Ω·m，R~=2Ω，k=1

根据公式，该计算中心年预计雷击数为N=k NgAe，而Ng=0.024 ，

Ae=[LW+2（L+W）· +πH（200-H）] ·10-6=1.42×10-2km2

Ng=0.024·881.3=8.09次/（km2·a），N=1·8.09·1.42·10-2≈0.12(次/a)

一般情况下，采用共用接地形式，沿办公楼形成环形接地体，离建筑物3米。根据公式，接地体的有效长度为le=2 =2 ≈28.3m,则环形接地体周长的一半l=54m＞le≈28.3m， 因此Ri=R~=2Ω。

采用简单计算式，该接地体接地电阻

R = = ≈4.4Ω

由此可见，该办公楼防雷工程应合理设计，采用第二类防雷要求进行保护，具体要求有以下几方面内容：

⑴.采用避雷带（网），并组成10m×10m或12m×8m网格，增设5个引下线，均匀对称分布于建筑物四周。

⑵.接地体采用共用接地形式，沿建筑物四周（离墙3米）敷设一圈人工接地体，并与建筑物基础接地相连接。

⑶.接地电阻要求不应大于2Ω，因此采用降阻形式或增设人工接地形式，等等。

五、图纸审

核实例题 18分

设计说明：

⑴.设计依据：《建筑物防雷设计规范》，按一类防雷要求，总接地电阻R≤4?，具体材料及施工按D960图样。

⑵.电源保护、 防雷接地共用同一接地装置，所有电气开关及布线采用防爆型或加铁管屏蔽。

⑶.机房接地按电气设备图样要求，采用–40×4镀锌扁钢沿坪四周设置, 总配电电源进线端加装40KA电源避雷箱。

X X X (出图专用章)

单位资质：甲级

1. 请写出防雷图纸审核最基本十项内容（5分）

答：设计单位；专业设计资质；建筑地理位置；建筑尺寸；设计依据；防雷装置（针、带、联合）；接闪器布局（网格）；接闪器材料规格；保护范围；引下线材料；引下线布局；引下线敷设方式；接地装置设置；接地装置材料规格；接地电阻要求；自然接地体利用；建筑主筋利用；接地网等效半径等。

2. 请列出甲方应提供的图纸名称（最少五种）（4分）

答：天面防雷布设平面图；防雷接地平面图；设计说明；四置图；立面图；总配电图；均压环接地系统设置图；规划报建审核书；施工单位资质证书等。

3．请指出上述防雷平面图存在哪些缺陷，应如何处理（包括文书处理）？（9分）

答：应指出一类防雷建筑的基本概念，防直击雷措施等：（6分）

a、防直击雷应采用接闪器；

b、排气阀上空两米内应在POB区外；

c、原有地网作为防感应雷及等电位接地网；

d、防直击雷地网的有效性（等效半径）。

文书处理：（3分）

应发1）补充设计书（补充①电气平面图；②立面图；③设计施工资质证等）。

2）修改意见书（修改防直击雷方式，应设独立针或网）。

3）本例资质是符合要求，但设计依据还欠缺，尚应参照氢氧厂的防雷设计规范。