铜陵地区电梯的雷电防护探讨

马林　王正华　石伟光

摘要 近年来，随着铜陵地区城市化的快速发展，电梯越来越多地应用于各种建筑物之中，已经成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。该文通过对铜陵地区多年雷暴资料和2007—2015年电梯雷击事故的统计分析，结合电梯标准和雷电防护相关规范，对铜陵地区电梯的雷电防护措施进行探讨，以期为防雷及电梯工作人员提供参考。

关键词 电梯；雷电；防护措施；安徽铜陵

中图分类号 S116 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）08-0221-02

电梯，作为建筑物内重要的垂直交通工具，已经成为现代物质文明的一个重要标志[1]。电梯一旦遭受雷击事故发生故障，不但会给人们生活带来极大的不便，甚至会威胁人们的生命安全。目前，国家并没有针对电梯的雷电防护措施做出具体的要求，不同品牌的电梯实际防雷效果也参差不齐。因此，对电梯采取有效的综合雷电防护措施就显得尤为重要。

1 铜陵地区电梯雷击事故分析

1.1 电梯概述

电梯[2]是用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜度不大于15°的2列刚性导轨之间用于运送乘客或货物的固定设备。习惯上将建筑物内垂直交通运输工具总称为电梯。电梯机房一般位于建筑物顶层，是电梯雷击防护的重点[3]。电梯井道依附于建筑物，轿厢和对重在其内沿着导轨移动，内设有很长的电缆、轨道等。此外，还设有轿厢等机械和电气部分。

1.2 铜陵地区雷击事故统计

铜陵位于安徽南部，濒临长江，属于亚热带湿润季风气候，多年平均雷暴日36.3 d，属于中雷区。由图1可以看出，铜陵每个月都会出现雷暴，4—9月较为明显。铜陵地区的雷击事故一般多发生于4—7月，与雷暴出现的年际变化趋势基本一致。由图2可以看出，铜陵地区雷击事故造成的电梯损坏约占20%。

1.3 铜陵地区电梯雷击事故分析

电梯受雷击后的损坏部件大多在于电气控制系统，这主要是由于电梯的各部件依附于建筑物内安装，其电气控制、电力拖动、安全控制等系统微电子程度很高，抗雷性较弱，几十伏到几百伏过电流过电压就能系统损坏；其次，电梯系统中有很多很长的电缆线，并设有弱电、监控以及其他设备共用的电源线路，雷击产生的瞬变强电磁场、电磁脉冲形成过电压、过电流通过各种线路传导、分流侵入，也能造成电梯系统的损坏[4]。

2 铜陵地区电梯的雷电防护措施

电梯作为建（构）筑物内系统[5]，遭受直击雷的概率较小，其防护重点应在于感应雷的防护措施。

2.1 接地措施

雷电防护接地系统，用以散泄雷电流和有效降低电位，是雷电防护系统中最基础的一个环节。现代建筑物一般都采用共用接地系统[6]，接地电阻值不大于1 ？赘[7]，一般采用建筑物内的某些金属构件及低压配电系统的保护线与外部防雷装置连接构成。所利用的金属构件、金属管道等应保持其全长完好的电气通路[8]。

2.2 布线措施

（1）电梯低压配电系统的电源相线、保护地线、零线的颜色应按设计要求进行编号，零线与接地线应该始终分开[9]。

（2）电梯井道内不得装设与电梯无关的设备、电缆，如电梯照明电源线路等。电梯动力线路与控制线路（即强电与弱电线路）应分开布设。

（3）所有线路采用金属铠装（护套）电缆或穿金属管槽，平直、整齐、牢固敷设，电缆金属外皮及金属管槽应全长保持电气连通，并两端接地。

2.3 屏蔽措施

（1）电梯机房一般位于井道顶部，位于建筑物顶层，宜利用建筑物的金属框架、混凝土中的钢筋、金属墙面、金属屋顶、金属门窗等自然金属部件与防雷装置连接构成格栅型大空间屏蔽[10]。

（2）电梯滑道金属构架、外来导线、电气装置、信号装置等所有电气设备外露金属导电部分均应可靠接地，各接地线全部应分别接至接地干线，千万不要相互串接后再接地[11]。

（3）电梯机房外围的建筑栏杆、旗杆、吊车梁、管道、设备、太阳能热水器、门窗、幕墙支架等外露金属构件应就近与建筑物顶部或外墙上的接闪器进行电气连接， 电气连接的过渡电阻不宜大于0.03 ？赘[12]。

（4）电梯机房、轿厢电气设备、井道内的金属构件应采用等电位联结[13]，当轿厢接地线采用电缆芯线时，不得少于2根。

2.4 安装电涌保护器措施

电梯的控制系统主要由逻辑控制部分和调速部分构成，而前者是电梯安全可靠运行的关键[14]。

（1）在建筑物电源引入的总配电箱处安装符合Ⅰ级试验要求的电涌保护器，在电梯电源配电箱处安装符合Ⅱ级分类试验的电涌保护器。

（2）电梯的微机电源或信号采集部分，应该根据电梯所使用的电子板、板间不同级别的电源回路及信号回路以及各电子板之间的线路和相关电气性能选择安装第三级电涌保护器，以便使有效防止因电子板损坏而造成的电梯瞬时故障。

（3）电梯系统中的电涌保护器应主要考虑其电压保护水平Up、标称放电电流In以及最大持续运行电压Uc 3个技术参数。

由表1可知，所选电涌保护器的Up值应低于被保护电梯控制柜耐冲击过电压额定值Uw，且一般应有20%的安全裕量，即Up值不应大于0.8倍的Uw。

所选电涌保护器的Uc值应符合表2的规定。电子信息技术设备信号电涌保护器的Uc值一般高于系统运行时信号线上的最高工作电压的1.2倍。

（4）电涌浪涌保护器的接地一般按照就近原则接至等点位端子上，导线长度一般为0.5 m，注意保证導线平直。第二级及以后的防雷浪涌保护器不得利用电源PE线作为接地线[15]。

（5）基于电涌保护器的能量配合，要尽量选用同一厂家同类型产品，同时要求厂家提供各级产品间的安装距离。若确实不能获得准确数据，应要求串接退耦装置在两限压型防雷浪涌保护器间的线路小于5 m或电压开关型与限压型防雷浪涌保护器间的线路长度小于10 m时。

2.5 维护

（1）雷雨季节来临之前，应及时对接地系统进行检查和维护。

（2）日常应加强对运行中的电涌保护器巡视，发现异常应及时处理。

3 参考文献

[1] 毛懷新.电梯与自动扶梯技术检验[M].北京：学苑出版社，2001.

[2] 朱昌明，洪治育，张惠侨.电梯与自动扶梯：原理、设计、安装、测试[M].上海：上海交通大学出版社，1995.

[3] 魏金科，吴泓.混凝土构件裂缝分析在房屋鉴定中的应用[J].住宅科技，2011（增刊1）： 298-299.

[4] 严娟，杨坚，李健.小区电梯两遭雷击事故分析及防雷对策[J].福建气象.2010（2）：53-54.

[5] 中国机械工业联合会.建筑物防雷设计规范：GB 50057-2010[S].北京：中国计划出版社，2011.

[6] 中华人民共和国建设部.电气装置安装工程接地装置施工及验收规范：GB 50169-2006[S].北京：中国计划出版社， 2006：20.

[7] 中华人民共和国建设部.民用建筑电气设计规范：JGJ 16-2008[S].北京：中国建筑工业出版社， 2008：177.

[8] 刘兴顺.建筑物电子信息系统防雷技术设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2014：86.

[9] 中华人民共和国国家质量监督检验验疫总局.电梯制造与安装安全规范：GB 7588-2003[S].北京：中国标准出版社， 2011：35.

[10] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物电子信息系统防雷技术规范：GB 50343-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012：17.

[11] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.电梯安装验收规范：GB 10060-2011[S].北京：中国标准出版社，2012：2.

[12] 中华人民共和国国家质量监督检验验疫总局.建筑物防雷装置检测技术规范：GB/T21431-2008[S].北京：中国标准出版社， 2008：13.

[13] 中华人民共和国住房和城乡建设部.通用用电设备配电设计规范：GB 50055-2011[S].北京：中国计划出版社， 2012：17.

[14] 黄明铸.浪涌保护器件SPD在电梯防雷中的应用[J].黑龙江科技信息， 2009（36）：18.

[15] 中国气象局.防雷装置设计技术评价规范：QX/T 106-2009[S].北京：气象出版社，2009：38.