中国防雷信息网
《中国雷电与防护》网络版
2004
No. 4
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2
或简化为：
65
.
0
10 I
h
r
⋅
=
（2）
式中：h
r
—滚球半径（m）
；
I —与 h
r
相对应的得到保护的最小雷电流幅值。
与 h
r
相对应的雷电流按(2)式整理为
54
.
1
)
10
(
r
h
I
=
（3）
以《建筑物防雷设计规范》
（GB50057—94）
（2000 年版）表 5.2.1 中的 h
r
代入，得：对第一类
建 筑 物 （ h
r
=30m ）， I=5.4kA ； 对 第 二 类 建 筑 物 （ h
r
=45m ）， I=10.1kA ； 对 第 三 类 建 筑 物
（h
r
=60m）,I=15.8kA。相应防雷装置电阻电压降可用下式表示：
R
I
U
R
⋅
=
（4）
而电阻电压降对气隙击穿厚度可表示为：
R
R
R
E
U
d
=
（5）
式中：U
R
—雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降（kV）；
E
R
—电阻电压降的空气击穿强度（kV/m）；
d
R
—雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降空气击穿厚度（m）
；
I—雷电流电流强度（kA）
；
R—防雷装置的冲击接地电阻（Ω）；
据文献
[2]
，尚未发现有介电强度比空气高的建筑材料。而塑钢门窗作为一种新型建筑材料，为
了简化计算，我们不妨取空气的击穿强度为 500kV/m，以第一类建筑物为例，其冲击接地电阻可分
为以下三种情况：①建筑物直击雷防护的冲击接地电阻应不大于 10Ω；②若与电源保护地共用地
网，其冲击接地电阻应不大于 4Ω；③若与弱电设备共用地网，其冲击接地电阻应不大于 1Ω。
将以上数值代入（4）
、（5）式，得表 1 的数值。
表 1 雷电流对不同防雷装置产生的电阻电压降及其对气隙的击穿厚度
类型
Ⅰ型
Ⅱ型
Ⅲ型
冲击接地电阻（Ω）
10
4
1
电阻电压降（kV）
54
21.6
5.4
空气击穿厚度（m）
0.108
0.0432
0.0108
从上表可以看出，即使 5.4 kV 的电压足可击穿 1cm 厚的空气。而雷电流通道通常可达几千千
伏。倘若雷电直接击在塑钢门窗上后，对型材厚度仅为 3～3.5mm 塑钢门窗极易被雷电击穿。如果
塑钢门窗的衬型钢“加强筋”没有散流通道或散流通道太小，不能迅速将雷电流导入大地，就会导
致塑钢门窗的炸裂、熔化等机械效应和热效应的雷害事故，对人的生命安全构成威胁。因此，塑钢
门窗必须采取防雷措施。
1.2 塑钢门窗雷击静电感应机理分析
建筑物防雷装置接受雷闪时，以千安/微秒级的高频雷电流流过防雷装置，造成接闪器和
引下线具有很高的电位，同时在其附近的塑钢门窗框、扇型材内腔的衬型钢“加强筋”及其五金配
件上将有感应静电过电压，视其型材内腔的衬型钢“加强筋”为孤立导线（如图 1），其 U
P
值为：
22
12
12
C
C
C
U
U
N
p
+
=