5.2.1 接閃器的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)符合表5.2.1的規(guī)定。

表5.2.1  接閃線（帶）、接閃桿和引下線的材料、結(jié)構(gòu)與最小截面

續(xù)表5.2.1

注：①熱浸或電鍍錫的錫層最小厚度為1μm；
②鍍鋅層宜光滑連貫、無焊劑斑點(diǎn)，
鍍鋅層圓鋼至少22.7g/m²、扁鋼至少32.4g/m²；
③僅應(yīng)用于接閃桿。當(dāng)應(yīng)用于機(jī)械應(yīng)力沒達(dá)到臨界值之處，
可采用直徑10mm、最長1m的接閃桿，并增加固定；
④僅應(yīng)用于入地之處；
⑤不銹鋼中，鉻的含量等于或大于16%，
鎳的含量等于或大于8%，碳的含量等于或小于0.08%；
⑥對(duì)埋于混凝土中以及與可燃材料直接接觸的不銹鋼，
其最小尺寸宜增大至直徑10mm的78mm²（單根圓鋼）
和最小厚度3mm的75mm²（單根扁鋼）；
⑦在機(jī)械強(qiáng)度沒有重要要求之處，50mm²（直徑8mm）
可減為28mm²（直徑6mm）。并應(yīng)減小固定支架間的間距；
⑧當(dāng)溫升和機(jī)械受力是重點(diǎn)考慮之處，50mm²加大至75mm²；
⑨避免在單位能量10MJ/Ω下熔化的最小截面是銅為16mm²、
鋁為25mm²、鋼為50mm²、不銹鋼為50mm²；
⑩截面積允許誤差為-3%。

5.2.2 接閃桿采用熱鍍鋅圓鋼或鋼管制成時(shí)，其直徑應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 桿長1m以下時(shí)，圓鋼不應(yīng)小于12mm，鋼管不應(yīng)小于20mm。
      2 桿長1m～2m時(shí)，圓鋼不應(yīng)小于16mm，鋼管不應(yīng)小于25mm。
      3 獨(dú)立煙囪頂上的桿，圓鋼不應(yīng)小于20mm，鋼管不應(yīng)小于40mm。
5.2.3 接閃桿的接閃端宜做成半球狀，其最小彎曲半徑宜為4.8mm，最大宜為12.7mm。
5.2.4 當(dāng)獨(dú)立煙囪上采用熱鍍鋅接閃環(huán)時(shí)，其圓鋼直徑不應(yīng)小于12mm；扁鋼截面不應(yīng)小于100mm²，其厚度不應(yīng)小于4mm。
5.2.5 架空接閃線和接閃網(wǎng)宜采用截面不小于50mm²熱鍍鋅鋼絞線或銅絞線。
5.2.6 明敷接閃導(dǎo)體固定支架的間距不宜大于表5.2.6的規(guī)定。固定支架的高度不宜小于150mm。

表5.2.6  明敷接閃導(dǎo)體和引下線固定支架的間距

5.2.7 除第一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 板間的連接應(yīng)是持久的電氣貫通，可采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接。
      2 金屬板下面無易燃物品時(shí)，鉛板的厚度不應(yīng)小于2mm，不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應(yīng)小于0.5mm，鋁板的厚度不應(yīng)小于0.65mm，鋅板的厚度不應(yīng)小于0.7mm。
      3 金屬板下面有易燃物品時(shí)，不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板的厚度不應(yīng)小于4mm，銅板的厚度不應(yīng)小于5mm，鋁板的厚度不應(yīng)小于7mm。
      4 金屬板應(yīng)無絕緣被覆層。
注：薄的油漆保護(hù)層或1mm厚瀝青層或0.5mm厚聚氯乙烯層均不應(yīng)屬于絕緣被覆層。
5.2.8 除第一類防雷建筑物和本規(guī)范第4.3.2條第1款的規(guī)定外，屋頂上永久性金屬物宜作為接閃器，但其各部件之間均應(yīng)連成電氣貫通，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 旗桿、欄桿、裝飾物、女兒墻上的蓋板等，其截面應(yīng)符合本規(guī)范表5.2.1的規(guī)定，其壁厚應(yīng)符合本規(guī)范第5.2.7條的規(guī)定。
      2 輸送和儲(chǔ)存物體的鋼管和鋼罐的壁厚不應(yīng)小于2.5mm；當(dāng)鋼管、鋼罐一旦被雷擊穿，其內(nèi)的介質(zhì)對(duì)周圍環(huán)境造成危險(xiǎn)時(shí)，其壁厚不應(yīng)小于4mm。
      3 利用屋頂建筑構(gòu)件內(nèi)鋼筋作接閃器應(yīng)符合本規(guī)范第4.3.5條和第4.4.5條的規(guī)定。
5.2.9 除利用混凝土構(gòu)件鋼筋或在混凝土內(nèi)專設(shè)鋼材作接閃器外，鋼質(zhì)接閃器應(yīng)熱鍍鋅。在腐蝕性較強(qiáng)的場所，尚應(yīng)采取加大截面或其他防腐措施。
5.2.10 不得利用安裝在接收無線電視廣播天線桿頂上的接閃器保護(hù)建筑物。
5.2.11 專門敷設(shè)的接閃器應(yīng)由下列的一種或多種方式組成：
        1 獨(dú)立接閃桿。
        2 架空接閃線或架空接閃網(wǎng)。
        3 直接裝設(shè)在建筑物上的接閃桿、接閃帶或接閃網(wǎng)。
5.2.12 專門敷設(shè)的接閃器，其布置應(yīng)符合表5.2.12的規(guī)定。布置接閃器時(shí)，可單獨(dú)或任意組合采用接閃桿、接閃帶、接閃網(wǎng)。

表5.2.12  接閃器布置

條文說明
 

5.2 接閃器
5.2.1 表5.2.1是根據(jù)IEC 62305—3: 2010第30頁的表6及其2006年第1版標(biāo)準(zhǔn)的表6制定的。
5.2.2 本條接閃桿所采用的尺寸沿用習(xí)慣采用的數(shù)值。按熱穩(wěn)定檢驗(yàn)，只要很小的截面就夠了。所采用的尺寸主要是考慮機(jī)械強(qiáng)度和防腐蝕問題。在同樣的風(fēng)壓和長度下，本條采用的鋼管所產(chǎn)生的撓度比圓鋼的小。經(jīng)計(jì)算，如果允許撓度采用1／50，則各尺寸的允許風(fēng)壓可達(dá)表9所示的數(shù)值。

表9  接閃桿允許的風(fēng)壓

5.2.3 本條是根據(jù)美國防雷裝置標(biāo)準(zhǔn)NFPA 780—2004：Standard for the installation of lightning protection systems的第A.4.6.2條和IEC 62305—3: 2010第98頁E.5.2.4.1的注而制定的。前者是根據(jù)以下文獻(xiàn)C．B．Moore，William Rison，James Mathis，and Gravdon Aulich，“Lightning Rod lmprovement Studies”，Journal of Applied Meteorology，V01.39(2000)，May(No.5)，593～609制定的；后者的注是“研究表明，接閃桿的接閃端做成鈍形是有益處的”(Research has shown that it is advantageous for air-termination rods to have a blunt tip)。
5.2.5 截面從不小于35mm² 改為不小于50mm² 是根據(jù)本規(guī)范表5.2.1的規(guī)定制定的。
5.2.6 表5.2.6是根據(jù)IEC 62305—3: 2010第99頁的表E.1制定的。
5.2.7 本條是參照IEC 62305—3: 2010第20頁的5.2.5制定的。
已證實(shí)，鐵板遭雷擊時(shí)，僅當(dāng)其厚度小于4mm時(shí)才有可能與閃擊通道接觸處由于熔化而燒穿。
雷擊電流的電荷，對(duì)直接在閃電雷擊點(diǎn)的能量轉(zhuǎn)換W，以及對(duì)雷電流繼續(xù)以電弧的形式越過所有絕緣間隙之處的能量轉(zhuǎn)換W起著決定性的作用。例如，接閃桿頂端接閃處的熔化，或者引起飛機(jī)鋁外殼的熔化，以及保護(hù)間隙電極的熔化就是這電荷引起的。
金屬體與閃擊通道接觸處的能量轉(zhuǎn)換過程極為復(fù)雜，而且不好準(zhǔn)確計(jì)算。當(dāng)這一現(xiàn)象用簡化的模型表示時(shí)可假定，接觸處即電弧根部的能量轉(zhuǎn)換由電荷與發(fā)生于微米級(jí)范圍內(nèi)的陽極或陰極電壓降的乘積產(chǎn)生，即 ，在所要考慮的雷電流范圍內(nèi)幾乎是個(gè)常數(shù)，其值為數(shù)十伏(在以下的計(jì)算中取其值為30V)?？紤]全部能量用于加熱金屬體，這樣的計(jì)算偏于安全側(cè)，可按下式計(jì)算：

式中：V——被熔化金屬的體積（m³）；
     ——陽極或陰極表面的電壓降（V），采用30V；
          Q——雷電流的電荷（C）；
       ——被熔化金屬的密度（kg/m³）；
        c_w——熱容量[J/（kg·K）]；
       ——熔化溫度（℃）；
       ——環(huán)境溫度（℃）；
         c_s——熔化潛熱（J/kg）。
幾種金屬物的相關(guān)參數(shù)見表10。

表10  四種金屬物的物理特性參數(shù)

注：不銹鋼為非磁性的奧氏體不銹鋼。

將表10的相關(guān)數(shù)值代入式(21)得，雷擊每庫侖(C)能熔化以下的金屬體積：鋁，V／Q≈11.6mm³／C；軟鋼，V／Q≈4mm³／C；銅，V／Q≈5.5mm³／C。
在原西德慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學(xué)的高壓實(shí)驗(yàn)室，做過分析研究得出，對(duì)金屬板穿孔起決定性作用的不是短時(shí)雷擊電荷Q_s(見本規(guī)范表F.0.1-1)，而是長時(shí)間雷擊電荷Q₁(見本規(guī)范表F.0.1-4)。其研究結(jié)果是：當(dāng)Q₁＝100C(第三類防雷建筑物的雷擊參量)時(shí)，對(duì)1.5mm厚的鋼板、黃銅板、銅板以及2mm厚的鋁板，在各種情況下均穿孔，穿孔的直徑約為4mm～8mm。當(dāng)Q₁＝200C(第一類防雷建筑物的雷擊參量)時(shí)，對(duì)2mm厚的鋼板、黃銅板、銅板以及2.5mm厚的鋁板，在各種情況下均穿孔，穿孔的直徑對(duì)鋼板、黃銅板、銅板約為4mm～12mm，對(duì)鋁板的穿孔直徑約為7mm～13mm(對(duì)鋁板，約有25％的情況，甚至3mm也熔化穿孔)。
近年來，經(jīng)常采用一種夾有非易燃物保溫層的雙金屬板做成的屋面板(彩板)。在這種情況下，只要上層金屬板的厚度滿足本條第2款的要求就可以，因?yàn)槔讚糁粫?huì)將上層金屬板熔化穿孔，不會(huì)擊到下層金屬板，而且上層金屬板的熔化物受到下層金屬板的阻擋，不會(huì)滴落到下層金屬板的下方。要強(qiáng)調(diào)的是，夾層的物質(zhì)必須是非易燃物且選用高級(jí)別的阻燃類別。
5.2.9 敷設(shè)在混凝土內(nèi)的金屬體，由于受到混凝土的保護(hù)，不需要采取防腐措施。但金屬體從混凝土內(nèi)向外引出處要適當(dāng)采取防腐措施。
5.2.10 由于這類共用天線可能改變位置、改型、取消，故作本條規(guī)定。
5.2.12 滾球法是以h_r為半徑的一個(gè)球體，沿需要防直擊雷的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只觸及接閃器，包括被利用作為接閃器的金屬體，或只觸及接閃器和地面包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物，而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，則該部位就得到接閃器的保護(hù)。滾球法確定接閃器保護(hù)范圍應(yīng)符合本規(guī)范附錄D的規(guī)定。
表5.2.12是參考IEC 62305—3:2010第18頁5.2.2的規(guī)定及其表2，并結(jié)合我國具體情況和以往的習(xí)慣做法而制定的。
“5.2.2布置：安裝在建筑物上的接閃器，應(yīng)按照以下方法之一或多種方法組合將其布置在各個(gè)角上、各突出點(diǎn)上和各邊沿上(特別是各立面的上水平線上)。在確定接閃器的布置位置時(shí)所采用的可接受的方法包括保護(hù)角法、滾球法、網(wǎng)格法。滾球法適合于所有情況。······網(wǎng)格法適合于保護(hù)平的表面。表2對(duì)每一防雷級(jí)別給出這三種方法的相應(yīng)值。”
上述引文中的“表2”即下面的表11。

表11  與防雷裝置級(jí)別對(duì)應(yīng)的滾球半徑、網(wǎng)格尺寸和保護(hù)角的最小值

保護(hù)角是以滾球法為基礎(chǔ)，以等效面積計(jì)算而得，使保護(hù)角保護(hù)的空間等于滾球法保護(hù)的空間；但在具體位置上它們的保護(hù)范圍有明顯的矛盾。為避免以后在應(yīng)用上的爭議，故本規(guī)范不采用保護(hù)角法。
用防雷網(wǎng)格形導(dǎo)體以給定的網(wǎng)格寬度和給定的引下線間距蓋住需要防雷的空間。這種方法也是一種老方法，通常被稱為法拉第保護(hù)形式。
用許多防雷導(dǎo)體(通常是垂直和水平導(dǎo)體)以下列方法蓋住需要防雷的空間，即用一給定半徑的球體滾過上述防雷導(dǎo)體時(shí)不會(huì)觸及需要防雷的空間。這種方法通常被稱為滾球法。它是基于雷閃數(shù)學(xué)模型(電氣-幾何模型)，其關(guān)系式如下式，引自IEC 62305—1:2010第36頁的式(A.1)。

式中：h_r——雷閃的最后閃絡(luò)距離（擊距），也即本章所規(guī)定的滾球半徑（m）；
            I——與h_r相對(duì)應(yīng)的得到保護(hù)的最小雷電流幅值（kA），即比該電流小的雷電流可能擊到被保護(hù)的空間。

在電氣-幾何模型中，雷擊閃電先導(dǎo)的發(fā)展起初是不確定的，直到先導(dǎo)頭部電壓足以擊穿它與地面目標(biāo)間的間隙時(shí)，也即先導(dǎo)與地面目標(biāo)的距離等于擊距時(shí)，才受到地面影響而開始定向。
與h_r相對(duì)應(yīng)的雷電流按式(22)整理后為I＝(h_r／10)^1.54，以本條表5.2.12的h_r值代入得：對(duì)第一類防雷建筑物(h_r＝30m)，I＝5.4≈5kA；對(duì)第二類防雷建筑物(h_r＝45m)，I＝10.1≈10kA；對(duì)第三類防雷建筑物(h_r＝60m)，I＝15.8≈16kA。即雷電流小于上述數(shù)值時(shí)，閃電有可能穿過接閃器擊于被保護(hù)物上，而等于和大于上述數(shù)值時(shí)，閃電將擊于接閃器。
本規(guī)范所提出的接閃器保護(hù)范圍是以滾球法為基礎(chǔ)的，其優(yōu)點(diǎn)是：
      1 除獨(dú)立接閃桿、接閃線受相應(yīng)的滾球半徑限制其高度外，凡安裝在建筑物上的接閃桿、接閃線、接閃帶，不管建筑物的高度如何，都可采用滾球法來確定保護(hù)范圍。如對(duì)第二、三類防雷建筑物，除防側(cè)擊按本規(guī)范第4.3.9條和第4.4.8條處理外，只要在建筑物屋頂，采用滾球法可以任意組合接閃桿、接閃線、接閃帶。例如，首先在屋頂周邊敷設(shè)一圈接閃帶，然后在屋頂中部根據(jù)其形狀任意組合接閃桿、接閃帶，取相應(yīng)的滾球半徑的一個(gè)球體在屋頂滾動(dòng)，只要球體只接觸到接閃桿或接閃帶而沒有接觸到要保護(hù)的部位，就達(dá)到目的。這是以前接閃桿、線確定保護(hù)范圍的方法(折線法)無法比較的優(yōu)點(diǎn)。
      2 根據(jù)不同類別的建筑物選用不同的滾球半徑，區(qū)別對(duì)待。它比以前的折線法只有一種保護(hù)范圍更合理。
      3 對(duì)接閃桿、接閃線、接閃帶采用同一種保護(hù)范圍(即同一種滾球半徑)，這給設(shè)計(jì)工作帶來種種方便之處，使兩種接閃器形式任意組合成為可能。
本條表5.2.12并列兩種方法。它們是各自獨(dú)立的，不管這兩種方法所限定的被保護(hù)空間可能出現(xiàn)的差別。在同一場合下，可以同時(shí)出現(xiàn)兩種形式的保護(hù)方法。例如，在建筑物屋頂上首先采用接閃網(wǎng)保護(hù)方法布置完成后，有一突出物高出接閃網(wǎng)，保護(hù)該突出物的方法之一是采用接閃桿，并用滾球法確定其是否處于接閃桿的保護(hù)范圍內(nèi)，但此時(shí)可以將屋面作為地面看待，因?yàn)榍懊嬉阎赋?，屋面已用接閃網(wǎng)方法保護(hù)了；反之也一樣。又如，同前例，屋頂已用接閃網(wǎng)保護(hù)，為保護(hù)低于建筑物的物體，可用上述接閃網(wǎng)處于四周的導(dǎo)體作為接閃線，用滾球法確定其保護(hù)范圍是否保護(hù)到低處的物體。再如，在矩形平屋面的周邊有女兒墻，其上安裝有接閃帶，在這種情況下屋面上是否需要敷設(shè)接閃網(wǎng)?當(dāng)女兒墻上接閃帶距屋面的垂直距離S(m)滿足下式時(shí)，屋面上可不敷設(shè)接閃網(wǎng)。

式中：h_r——按本條表5.2.12選用的滾球半徑（m）；
           d——女兒墻上接閃帶間的距離（沿屋面寬度方向的距離）（m）。

若屋面中央高于女兒墻根部的屋面，則式(23)的S為女兒墻上接閃帶至屋面中央高處水平面的垂直距離。