信號(hào)綜合防雷講義

1、信號(hào)設(shè)備綜合防雷主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、雷電的基本知識(shí)一、雷電的基本知識(shí)二、主要電氣設(shè)備防雷技術(shù)二、主要電氣設(shè)備防雷技術(shù)三、信號(hào)綜合防雷三、信號(hào)綜合防雷雷電防護(hù)基本知識(shí)雷電防護(hù)基本知識(shí)雷電產(chǎn)生的基本原理雷電產(chǎn)生的基本原理雷電對(duì)電氣設(shè)備的影響及其危害雷電對(duì)電氣設(shè)備的影響及其危害 雷電災(zāi)害是最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之雷電災(zāi)害是最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一，全世界每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷一，全世界每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)，特別是進(jìn)入信息亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)，特別是進(jìn)入信息時(shí)代以來，雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失和社時(shí)代以來，雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響更為嚴(yán)重，并呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)會(huì)影響更為嚴(yán)

2、重，并呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)。防御雷電災(zāi)害已成為全人類的共同任務(wù)！防御雷電災(zāi)害已成為全人類的共同任務(wù)！雷電原理 雷電是一種自然現(xiàn)象，在中國，早在公雷電是一種自然現(xiàn)象，在中國，早在公元前元前1414世紀(jì)的殷代，甲骨文中就有關(guān)于世紀(jì)的殷代，甲骨文中就有關(guān)于雷電的記錄，雷電的記錄， “正月始雷正月始雷”、“五月五月迅雷迅雷”、“秋冬雷潛秋冬雷潛”。古人認(rèn)識(shí)到。古人認(rèn)識(shí)到雷電是一種自然現(xiàn)象。到雷電是一種自然現(xiàn)象。到1818世紀(jì)，為了世紀(jì)，為了揭示雷電的本質(zhì)，許多科學(xué)家開始進(jìn)揭示雷電的本質(zhì)，許多科學(xué)家開始進(jìn)行了觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究，并且提出了防行了觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究，并且提出了防雷的措施雷的措施。 最著名的是美國科學(xué)家

3、富蘭克林，他提出了摩擦產(chǎn)生雷電的理論，發(fā)明了避雷針并成功地用于建筑物的防雷。電氣電子設(shè)備受損高壓避雷器被雷擊損壞穩(wěn)壓器被雷擊損壞感應(yīng)過電壓造成信號(hào)線對(duì)機(jī)殼放電光纜終端盒被雷擊打掉雷電的破壞作用：1）由于雷電電弧本身熾熱或者由雷電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的電阻熱（過熱導(dǎo)體）以及由電弧侵蝕（熔化金屬）引起的電荷產(chǎn)生的即刻的機(jī)械損害、火災(zāi)和/或爆炸； 2）由電阻性和電感性耦合以及部分雷電流通路上過電壓引起的火花所誘發(fā)的火災(zāi)和/或爆炸； 3）由電阻性和電感性耦合產(chǎn)生的接觸電壓和跨步電壓對(duì)人身的傷害； 4）由于雷電電磁沖擊（LEMP）使內(nèi)部系統(tǒng)失效或工作失常?；馂?zāi)和爆炸對(duì)現(xiàn)代防雷工程應(yīng)有的認(rèn)識(shí)對(duì)現(xiàn)代防雷工程應(yīng)有的

4、認(rèn)識(shí)避雷針避雷針雷電防護(hù)系統(tǒng)雷電防護(hù)系統(tǒng)人、建筑物、森林人、建筑物、森林人、建筑物、森林人、建筑物、森林電氣、電子設(shè)備電氣、電子設(shè)備防護(hù)對(duì)象：防護(hù)對(duì)象：強(qiáng)電強(qiáng)電弱電弱電防護(hù)類型：防護(hù)類型：雷電襲擊物本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，包括雷電引雷電襲擊物本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，包括雷電引起火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失起火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失雷災(zāi)造成的巨大影響及其后果。雷災(zāi)造成的巨大影響及其后果。雷害損失評(píng)估：雷害損失評(píng)估：雷電的形成雷電的形成 雷雨是在空雷雨是在空氣極氣極端不端不穩(wěn)定狀況穩(wěn)定狀況下，所下，所產(chǎn)生產(chǎn)生的的劇烈天氣劇烈天氣現(xiàn)現(xiàn)象，象，它常它常挾帶強(qiáng)挾帶強(qiáng)風(fēng)風(fēng)、暴雨、暴雨、閃閃電電、雷擊雷擊，甚至伴，甚至伴隨隨有冰雹或有冰雹

5、或龍卷龍卷風(fēng)風(fēng)出出現(xiàn)現(xiàn)，因此往往可造成，因此往往可造成災(zāi)災(zāi)害。害。 一塊直徑為一塊直徑為5 5公里的雷雨云，公里的雷雨云，下暴雨時(shí)，每下暴雨時(shí)，每5 5分鐘從云中傾分鐘從云中傾下的水量約達(dá)到下的水量約達(dá)到9 9萬噸萬噸( (僅以每僅以每分鐘降雨量為分鐘降雨量為l l毫米計(jì)毫米計(jì)) )如此巨如此巨量的水竟然能夠在空中飄移，量的水竟然能夠在空中飄移，可以想見雷雨云中上升氣流之可以想見雷雨云中上升氣流之強(qiáng)大了強(qiáng)大了。 雷電產(chǎn)生的基本原理雷電產(chǎn)生的基本原理 雷電是一種自然現(xiàn)象。雷電是一種自然現(xiàn)象。 它是由雷它是由雷云產(chǎn)生的。形成雷云必須具備以下三云產(chǎn)生的。形成雷云必須具備以下三個(gè)條件：個(gè)條件：1)1)

6、空氣中含有足夠的水蒸氣；空氣中含有足夠的水蒸氣；2)2)大氣中的空氣形成溫度差，以使潮濕大氣中的空氣形成溫度差，以使潮濕的空氣形成強(qiáng)大的上升氣流；的空氣形成強(qiáng)大的上升氣流；3)3)沒有破壞或防礙強(qiáng)烈而持久的上升氣沒有破壞或防礙強(qiáng)烈而持久的上升氣流形成的因素。流形成的因素。 所謂雷擊就是一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷 的云層，或者是帶電的云層對(duì)大地之間迅猛的放電。這種迅猛的放電過程產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃電并伴隨巨大的聲音。 云地放電對(duì)電子設(shè)備影響最大。云間放電數(shù)量最多 雷和雨總是關(guān)聯(lián)，在空氣極端不穩(wěn)定狀況下，云層強(qiáng)烈對(duì)流，產(chǎn)生的劇烈天氣現(xiàn)象，雷云放電形成的閃電、雷擊伴隨強(qiáng)風(fēng)、暴雨甚至伴隨有冰雹或龍卷

7、風(fēng)出現(xiàn)，因此往往可造成災(zāi)害。云層之間的放電主要對(duì)飛行器有危害，對(duì)地面上的建筑物和人、畜沒有很大影響。然而，云層對(duì)大地的放電，則對(duì)建筑物、電子電氣設(shè)備和人、畜危害甚大，這是我們研究的主要對(duì)象。直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷 通常雷擊有三種主要形式：其一是帶電的通常雷擊有三種主要形式：其一是帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，叫做現(xiàn)象，叫做“直擊雷直擊雷”。其二是帶電云層。其二是帶電云層由于靜電感應(yīng)作用，使地面某一范圍帶上由于靜電感應(yīng)作用，使地面某一范圍帶上異種電荷。當(dāng)直擊雷發(fā)生以后，云層帶電異種電荷。當(dāng)直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散

8、流電阻迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻大，以致出現(xiàn)局部高電壓，或者由于直擊大，以致出現(xiàn)局部高電壓，或者由于直擊雷放電過程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的雷放電過程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)出極高電壓以導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)出極高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，叫做致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，叫做“雷電電磁脈沖雷電電磁脈沖感應(yīng)感應(yīng)”以上俗稱以上俗稱“感應(yīng)雷感應(yīng)雷”，它是二次雷，它是二次雷擊。所以也有稱為擊。所以也有稱為“二次雷二次雷”。其三是。其三是“球形雷球形雷” 球狀雷電 科學(xué)家對(duì)球狀雷電形成的機(jī)理有多種即假設(shè)性解釋。一般描述為約25直徑的火球，常見的顏色是橙色和紅白色，有時(shí)沿著導(dǎo)線運(yùn)

9、動(dòng)，有時(shí)順著風(fēng)運(yùn)動(dòng)，或自由運(yùn)動(dòng)，存在時(shí)間數(shù)秒，最后爆炸消失。一種意見認(rèn)為這是閃電時(shí)強(qiáng)烈的電磁過程所形成的等離子團(tuán)，也有意見認(rèn)為是在此過程中空氣的氧和氮的化學(xué)反應(yīng)所形成的一個(gè)高溫氣團(tuán)。目前對(duì)于此種雷電的防護(hù)尚無統(tǒng)一的說法，有學(xué)者提出關(guān)上門窗，這不失為一種方法，可以阻擋球雷隨風(fēng)進(jìn)入建筑物內(nèi)。雷電流大多數(shù)是重復(fù)的，通常一次雷電包括34次放電當(dāng)先驅(qū)放電到達(dá)大地，或與大地放電迎面會(huì)合以后就開始主放階段，這就是雷擊。在主放電中雷云與大地之間所聚集的大量電荷，通過先驅(qū)放電所開辟的狹小電離通道發(fā)生猛烈的電荷中和，放出能量，以至發(fā)出強(qiáng)烈的閃光和震耳的轟鳴。在雷擊中，雷擊點(diǎn)有巨大的電流流過。大多數(shù)雷電流峰值為幾十

10、KA，也有少數(shù)上百KA以至幾百KA的。 雷電流大多數(shù)是重復(fù)的，通常一次雷電包括34次放電。重復(fù)放電都是沿著第一次放電通路發(fā)展的。雷電之所以重復(fù)發(fā)生，是由于雷云非常之大，它各部分密度不完相同，導(dǎo)電性能也不一樣，所以它所包含的電荷不能一次放完，第一次放電是由雷云最低層發(fā)出的，隨后放電是從較高云層、或相鄰區(qū)發(fā)出的。一次放電全部時(shí)間可達(dá)十分之幾秒。 雷電的分類云閃和地閃云閃和地閃大多數(shù)雷電放電發(fā)生大多數(shù)雷電放電發(fā)生在云間或云內(nèi)，只有在云間或云內(nèi)，只有小部分是對(duì)地發(fā)生的小部分是對(duì)地發(fā)生的。在對(duì)地的雷電放電。在對(duì)地的雷電放電中，雷電的極性是指中，雷電的極性是指雷云下行到地的電荷雷云下行到地的電荷的極性。的

11、極性。 根據(jù)放電電根據(jù)放電電荷量進(jìn)行的多次統(tǒng)荷量進(jìn)行的多次統(tǒng)計(jì)，計(jì)，90左右的雷是左右的雷是負(fù)極性的。負(fù)極性的。 5 0 100m+ + + + +多巖石土壤雷云（ 高 導(dǎo) 電率） 云閃和地閃雷云+ +雷云+ 實(shí)測(cè)表明，在實(shí)測(cè)表明，在5-10km的高度主要是正的高度主要是正電荷的云層，在電荷的云層，在1-5km的高度內(nèi)主要的高度內(nèi)主要是負(fù)電荷的云層。在云的底部也往往是負(fù)電荷的云層。在云的底部也往往有一塊區(qū)域較小的正電荷雷云?？傊?，有一塊區(qū)域較小的正電荷雷云?？傊?，雷云中電荷分布是不均勻的（右圖）。雷云中電荷分布是不均勻的（右圖）。云往往會(huì)形成一個(gè)一個(gè)的電荷集中的云往往會(huì)形成一個(gè)一個(gè)的電荷集中的

12、區(qū)域。一個(gè)區(qū)域的電荷約為幾個(gè)庫侖區(qū)域。一個(gè)區(qū)域的電荷約為幾個(gè)庫侖（1A/s），而一大塊雷云同極性的總），而一大塊雷云同極性的總電荷可達(dá)數(shù)百庫侖。雷云中的平均電電荷可達(dá)數(shù)百庫侖。雷云中的平均電場(chǎng)強(qiáng)度約為場(chǎng)強(qiáng)度約為150kV/m, 而在雷擊發(fā)生而在雷擊發(fā)生時(shí)刻達(dá)時(shí)刻達(dá)340kV/m。雷云下面地表的電。雷云下面地表的電場(chǎng)強(qiáng)度一般為場(chǎng)強(qiáng)度一般為10-40kV/m，最大可達(dá)，最大可達(dá)150kV/m。雷云放電大部分是在云間。雷云放電大部分是在云間或云內(nèi)發(fā)生，只有一小部分是對(duì)地放或云內(nèi)發(fā)生，只有一小部分是對(duì)地放電，雷云對(duì)地的電位可高達(dá)上億伏。電，雷云對(duì)地的電位可高達(dá)上億伏。 負(fù)放電和正放電負(fù)放電和正放電 負(fù)

13、放電（負(fù)閃擊）：雷云底部的負(fù)電荷電荷對(duì)大地放電。 正放電（正閃擊）：雷云底部的正電荷對(duì)大地放電。多次閃擊中的最后一次往往是正閃擊。 閃電的形態(tài)片狀閃電圖 片狀閃電也是一種比較常見的閃電形狀。它看起來好象是在云面上有一片閃光。這種閃電可能是云后面看不見的火花放電的回光，或者是云內(nèi)閃電被云滴遮擋而造成的漫射光，也可能是出現(xiàn)在云上部的一種叢集的或閃爍狀的獨(dú)立放電現(xiàn)象。片狀閃電經(jīng)常是在云的強(qiáng)度已經(jīng)減弱，降水趨于停止時(shí)出現(xiàn)的。它是一種較弱的放電現(xiàn)象，多數(shù)是云中放電。線狀閃電圖線狀閃電 常見的通常是線狀閃電，猶如枝杈叢生的一根樹枝，蜿蜒曲折。它是一些非常明亮的白色、粉紅色或淡藍(lán)色的亮線，它很像地圖上的一條

14、分支很多的河流，又好像懸掛在天空中的一棵蜿蜒曲折、枝杈縱橫的大樹。線形閃電的“脾氣”早已被科學(xué)工作者摸透，用連續(xù)高速的照相機(jī)可以完整地記錄線形閃電的全過程，并能在實(shí)驗(yàn)室成功地進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。 線狀閃電與其它閃電不同的地方是它有特別大的電流強(qiáng)度，平均可以達(dá)到幾萬安培，在少數(shù)情況下可達(dá)20萬安培。這么大的電流強(qiáng)度，可以毀壞和搖動(dòng)大樹，有時(shí)還能傷人。當(dāng)它接觸到建筑物的時(shí)候，常常造成雷擊而引起火災(zāi)。線狀閃電多數(shù)是云對(duì)地的放電。 球狀閃電圖閃電的電荷量和能量 閃電電荷是指一次閃電中正電荷與負(fù)電荷中和的數(shù)量。該數(shù)量可以反映一次閃電的破壞力。雷云帶電的多少?zèng)Q定了閃電的電荷量。每次雷擊，雷閃的電荷量差別極大，從

15、大量的觀察數(shù)據(jù)表明，一次閃電放電電荷可由零點(diǎn)幾庫侖到幾十庫侖甚至1000庫侖。從電工的角度來看，這些電量微不足道，例如，電鍍金屬時(shí)，一庫侖的電量可以析出1.118mg的銀。一次30庫侖的雷閃，其能量若用電鍍，也只能電鍍一個(gè)銅盤。 雷電過程是瞬間功率極大，能量卻是很小的一件事件。計(jì)算后得到一次雷電的能量大約等于55度電的能量，只夠目前一般有冰箱、彩電家庭的半個(gè)月的用電量。雷電活動(dòng)強(qiáng)度及雷擊的選擇性、雷電活動(dòng)強(qiáng)度及雷擊的選擇性、連續(xù)性連續(xù)性 雷電活動(dòng)的頻繁程度因地區(qū)而異，有的地區(qū)多，有的地區(qū)少。雷電日、雷電小時(shí)和地面落雷密度是描述雷電活動(dòng)的三個(gè)基本參數(shù)，在防雷設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位。通過長期的雷

16、電觀測(cè)，我國目前已逐步累積起關(guān)于這些基本參數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式，并已編人有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范。 雷電小時(shí)雷電小時(shí) ：是一小時(shí)內(nèi)在某地可聞雷聲次數(shù)，只要：是一小時(shí)內(nèi)在某地可聞雷聲次數(shù)，只要 聽到雷聲，不論雷聲持續(xù)多長，都作為個(gè)聽到雷聲，不論雷聲持續(xù)多長，都作為個(gè) “ “雷電小時(shí)雷電小時(shí)”。 年雷電小時(shí)數(shù)：以年為單位計(jì)算全部可聞雷次數(shù)年雷電小時(shí)數(shù)：以年為單位計(jì)算全部可聞雷次數(shù) 。 雷電日數(shù)雷電日數(shù) ：指一晝夜間是否有雷，若有可聞雷，則：指一晝夜間是否有雷，若有可聞雷，則 不管次數(shù)多少均記為一個(gè)雷電日。不管次數(shù)多少均記為一個(gè)雷電日。 年平均雷電日：統(tǒng)計(jì)上以年雷電日數(shù)計(jì)，即一年內(nèi)有年平均雷電日：統(tǒng)計(jì)上以年

17、雷電日數(shù)計(jì)，即一年內(nèi)有 多少個(gè)雷電日。多少個(gè)雷電日。地面落雷密度：地面落雷密度： 雷云對(duì)地放電的頻繁程度可以用地面雷云對(duì)地放電的頻繁程度可以用地面 落雷密度落雷密度來表示。來表示。是指每個(gè)雷電日是指每個(gè)雷電日 每平方公里地面上的平均落雷次數(shù)每平方公里地面上的平均落雷次數(shù) 雷電日和雷電小時(shí)的統(tǒng)計(jì)均未區(qū)分雷云之間放電和雷云對(duì)地放電，從大量的觀察結(jié)果來看，雷云之間放電遠(yuǎn)多于雷云對(duì)地放電。在一定區(qū)域內(nèi)，如果雷電日數(shù)越多，則雷云之間放電的比重也就越大。雷云之間放電與雷云對(duì)地放電之比在溫帶約為153，在熱帶約為360。雷電活動(dòng)區(qū)域的劃分雷電活動(dòng)區(qū)域的劃分 根據(jù)年平均雷暴日，將雷電活動(dòng)地區(qū)分為：少根據(jù)年平均

18、雷暴日，將雷電活動(dòng)地區(qū)分為：少雷區(qū)、中雷區(qū)、多雷區(qū)、強(qiáng)雷區(qū)雷區(qū)、中雷區(qū)、多雷區(qū)、強(qiáng)雷區(qū) TB/T 3074-2003、GA 267-2000 a少雷區(qū)少雷區(qū) 年平均雷暴日數(shù)不超過年平均雷暴日數(shù)不超過15的地區(qū)的地區(qū); b中雷區(qū)中雷區(qū) 年平均雷暴日數(shù)為年平均雷暴日數(shù)為1540的地區(qū)的地區(qū); c多雷區(qū)多雷區(qū) 年平均雷暴日數(shù)為年平均雷暴日數(shù)為4090的地區(qū)的地區(qū); d強(qiáng)雷區(qū)強(qiáng)雷區(qū) 年平均雷暴日數(shù)超過為年平均雷暴日數(shù)超過為90的地區(qū)的地區(qū); YD/T 5098-2001 25、 2540、 4090、90天天 雷擊位置經(jīng)常在土壤電阻率較小的土壤上，而電阻率較大的多巖石土壤被擊中的機(jī)會(huì)很小。這是因?yàn)樵诶?/p>

19、電先驅(qū)放電階段中，地中的電導(dǎo)電流主要是沿著電阻率較小的路徑流通，使地面電阻率較小的區(qū)域被感應(yīng)而積累了大量與雷云相反的異性電荷，雷電自然就朝這些地區(qū)發(fā)展。 土壤電阻率較大的山區(qū)和平原，雷電選擇性都比較明顯；雷擊經(jīng)常發(fā)生在有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、山坡與稻田接壤的地上和具有不同電阻率土壤的交界地段。 在湖沼、低洼地區(qū)和地下水位高的地方也容易遭受雷擊。此外地面上的設(shè)施情況，也是影響雷擊選擇性的重要因素。 當(dāng)放電通道發(fā)展到離地面不遠(yuǎn)的空中時(shí)，電場(chǎng)受地面物體影響而發(fā)生畸變。如果地面上有一座較高的尖頂建筑物，例如一座很高的鐵塔，由于這些建筑物的尖頂具有較大的電場(chǎng)強(qiáng)度，雷電先驅(qū)自然會(huì)被吸引向這些

20、建筑物，這就是高聳突出的建筑物容易遭受雷擊的緣故總結(jié) 1）雷擊點(diǎn)選擇趨向電場(chǎng)強(qiáng)度最大的地方 （地表突出物）； 2）雷擊點(diǎn)選擇趨向土壤電阻率低的地方。 建筑物結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)備情況和狀況，對(duì)雷擊選擇性有關(guān)。 雷電的破壞作用雷電的破壞作用 1由于雷電電弧本身熾熱或者由雷電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的電阻熱（過熱導(dǎo)體）以及由電弧侵蝕（熔化金屬）引起的電荷產(chǎn)生的即刻的機(jī)械損害、火災(zāi)和/或爆炸； 2由電阻性和電感性耦合以及部分雷電流通路上過電壓引起的火花所誘發(fā)的火災(zāi)和/或爆炸； 3由電阻性和電感性耦合產(chǎn)生的接觸電壓和跨步電壓對(duì)人身的傷害； 4由于雷電電磁沖擊（LEMP）使內(nèi)部系統(tǒng)失效或工作失常。 雷電的種類、波形及頻譜

21、雷電的種類、波形及頻譜直擊雷直擊雷 雷電直接擊中線路設(shè)備或終端設(shè)備并經(jīng)設(shè)雷電直接擊中線路設(shè)備或終端設(shè)備并經(jīng)設(shè)備入地的雷擊稱為直擊雷。備入地的雷擊稱為直擊雷。 特點(diǎn)：放電電壓高（可達(dá)特點(diǎn)：放電電壓高（可達(dá)500kV500kV以上）以上） 放電電流大放電電流大 200kA 200kA 放電過程時(shí)間短（一次閃電放電放電過程時(shí)間短（一次閃電放電時(shí)間約時(shí)間約40s40s） 閃電電流波形波頭陡度大閃電電流波形波頭陡度大 （在不到（在不到1s1s的時(shí)間可達(dá)的時(shí)間可達(dá)100 kA100 kA以上）以上）感應(yīng)雷感應(yīng)雷 所謂雷電感應(yīng)定義為雷電放電的強(qiáng)大電磁所謂雷電感應(yīng)定義為雷電放電的強(qiáng)大電磁場(chǎng)作用在鄰近的導(dǎo)線或電

22、子、電氣設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)場(chǎng)作用在鄰近的導(dǎo)線或電子、電氣設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的靜電感應(yīng)過電壓和過電流以及電磁感應(yīng)過電生的靜電感應(yīng)過電壓和過電流以及電磁感應(yīng)過電壓和過電流。壓和過電流。 特點(diǎn)：雷電感應(yīng)電壓幅值與雷云對(duì)地放電時(shí)特點(diǎn)：雷電感應(yīng)電壓幅值與雷云對(duì)地放電時(shí)的電流有關(guān)的電流有關(guān) ； 與雷擊點(diǎn)與線路間相對(duì)位置有關(guān)；與雷擊點(diǎn)與線路間相對(duì)位置有關(guān)； 與雷擊點(diǎn)周圍環(huán)境如土壤電阻率有關(guān)與雷擊點(diǎn)周圍環(huán)境如土壤電阻率有關(guān) ； 與線路長度，線路高度，設(shè)備接地裝置與線路長度，線路高度，設(shè)備接地裝置的電阻等諸多因素有關(guān)的電阻等諸多因素有關(guān) 感應(yīng)雷有兩種，一種由靜電感應(yīng)產(chǎn)生，一種由電感應(yīng)雷有兩種，一種由靜電感應(yīng)產(chǎn)生，一種由電

23、磁感應(yīng)產(chǎn)生磁感應(yīng)產(chǎn)生。 雷電防護(hù)原理雷電防護(hù)原理 現(xiàn)代防雷技術(shù)的特點(diǎn)現(xiàn)代防雷技術(shù)的特點(diǎn) 現(xiàn)代防雷技術(shù)的理論基礎(chǔ)在于：閃電是電流源閃電是電流源，防雷的基本途徑就是要提供一條雷電流（包括雷電電磁脈沖輻射）對(duì)地泄放的合理的阻抗路徑，而不能讓其隨機(jī)性選擇放電通道，簡言之就是要控制雷電能量的泄放與轉(zhuǎn)換。 德國專家希曼斯基在過電壓保護(hù)理論與實(shí)踐中提出了現(xiàn)代防雷保護(hù)的三道防線： 外部保護(hù)-將絕大部分雷電流直接引入地下泄散； 內(nèi)部保護(hù)-阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號(hào)線引入的侵入波危害設(shè)備； 過電壓保護(hù)-限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過電壓幅值。 要保護(hù)建筑物內(nèi)的電氣電子這三道防線相互配合，各盡其職，缺一不可。防雷如治水，也

24、是采用疏導(dǎo)和堵塞的方法 這三道防線一是通過合理、有效的手段將雷電流的能量盡可能的引入到大地，是疏導(dǎo)。這是目前用的最多也是最有效的一種。另外就是堵雷，例如采用隔離的方法，將被保護(hù)電氣電子設(shè)備與大地絕度隔離，鐵路信號(hào)中軌道電路廣泛采用的防雷隔離變壓器（防雷變壓器）距屬于這種，采用電磁屏蔽，減少或杜絕雷電通過電磁感應(yīng)侵入建筑物的機(jī)會(huì)。 一個(gè)完整的防雷系統(tǒng)包括直接雷擊的防護(hù)、沿線路來波的防護(hù)和感應(yīng)雷擊的防護(hù)，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險(xiǎn)的。外部防雷裝置 接閃器用來截收對(duì)建筑物的 直擊雷閃 引下線將雷電流安全引導(dǎo)入地 接地終端將引下線傳導(dǎo)的電流 導(dǎo)入地下后分散進(jìn)入 地球深層 內(nèi)部防雷裝

25、置 1）等電位連接或使外部防雷裝置部件和建筑物內(nèi)其它導(dǎo)電部件保持一定隔距（達(dá)到電氣絕緣）防止建筑物內(nèi)部出現(xiàn)危險(xiǎn)火花， 2）法拉第屏蔽防止雷電電磁脈沖進(jìn)入建筑物內(nèi)部傷害建筑物內(nèi)電氣電子設(shè)備。 是防止接觸和跨步電壓導(dǎo)致的人身傷害采取的主要措施等電位連接等電位連接 將防雷裝置與建筑物的金屬部件、其它金屬裝置、內(nèi)部系統(tǒng)以及與建筑物相連的外部導(dǎo)體、導(dǎo)線互聯(lián)可實(shí)現(xiàn)等電位連接。與內(nèi)部系統(tǒng)等電位連接后，部分雷電流有可能會(huì)流入內(nèi)部系統(tǒng)，這時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮雷電流對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。 等電位連接要求所有金屬都連接成一個(gè)等電位體并接地。 不承擔(dān)傳導(dǎo)電流任務(wù)的金屬要保證電氣連通，采用連接導(dǎo)線將在自然連接不能獲得電氣連續(xù)性的

26、地方實(shí)施連接導(dǎo)通。 承擔(dān)傳導(dǎo)電流任務(wù)的金屬采用浪涌保護(hù)器（SPD）將其接地。建筑物內(nèi)電氣電子設(shè)備保護(hù)建筑物內(nèi)電氣電子設(shè)備保護(hù) 建筑物內(nèi)電氣電子設(shè)備保護(hù)原則是綜合防雷系統(tǒng)，也即面對(duì)電磁兼容（EMC）的雷電電磁脈沖防護(hù)。如右圖 。主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一、鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) TB/T 3074-2003 鐵道信號(hào)設(shè)備雷電電磁脈沖防護(hù)技術(shù)條件 鐵運(yùn)（2006）26號(hào)鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見 TB/T 2311-2002 鐵路電子設(shè)備用防雷保安器 二、國家標(biāo)準(zhǔn)和其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GB 50057-94（2000年版） 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB18802.1-2002低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器（SPD）

27、 GB 50343-2004 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 三、國際標(biāo)準(zhǔn) IEC61024：建筑物防雷 IEC61643：SPD 低壓電涌保護(hù)器 IEC61312：LEMP 雷電電磁脈沖的防護(hù)信號(hào)綜合防雷系統(tǒng)鐵道部文件鐵運(yùn)200626號(hào)關(guān)于印發(fā)關(guān)于印發(fā)鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見的通知的通知各鐵路局：隨著計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的不斷運(yùn)用和鐵路運(yùn)輸日趨繁忙，加強(qiáng)信號(hào)設(shè)備的防雷工作迫在眉睫。為此，鐵道部運(yùn)輸局組織專家起草了鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見（以下簡稱指導(dǎo)意見）。指導(dǎo)意見吸取了我國鐵路信號(hào)防雷工作多年來的經(jīng)驗(yàn)，并

28、借鑒了國外鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷方法，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性和可操作性。現(xiàn)發(fā)給你們，請(qǐng)結(jié)合實(shí)際認(rèn)真執(zhí)行。二六年三月八日 一、雷電及電磁兼容綜合防護(hù)原則 1、對(duì)信號(hào)設(shè)備實(shí)行分區(qū)、分級(jí)、分設(shè)備防護(hù)原則 2、對(duì)信號(hào)設(shè)備實(shí)行綜合措施防護(hù)原則 3、對(duì)信號(hào)設(shè)備實(shí)行故障導(dǎo)向安全原則 二、雷電及電磁兼容綜合防護(hù)的主要技術(shù)措施 1、信號(hào)樓的外部防雷系統(tǒng) 2、地網(wǎng)建設(shè) 3、微機(jī)房的屏蔽建設(shè) 4、接地匯集線的設(shè)立和等電位連接 5、電源系統(tǒng)的防雷保護(hù) 6、信號(hào)設(shè)備的防雷保護(hù) 7、所有信號(hào)設(shè)備的布線整理 8、其它納入整體防雷的內(nèi)容信號(hào)樓信號(hào)設(shè)備接地示意圖信號(hào)樓信號(hào)設(shè)備接地示意圖既有信號(hào)樓地網(wǎng)設(shè)置示意圖既有信號(hào)樓地網(wǎng)設(shè)置示意圖 電

29、源室接地匯集線引接點(diǎn) 其它接地匯集線引接點(diǎn) 分 線盤 值班室 電源室 繼 電 器室 計(jì)算機(jī)房 控制臺(tái)室 1 說明：條件許可時(shí)，分線盤接地匯集線可單獨(dú)引接。 機(jī)房屏蔽及防靜電地板接地引接點(diǎn) 垂直接地體 垂直接地體 垂直接地體 垂直接地體 垂直接地體 垂直接地體 既有建筑物引下線及地網(wǎng) 引下線及地網(wǎng)材料規(guī)格:與避雷網(wǎng)（帶）相同。窗、門邊1m內(nèi)及運(yùn)轉(zhuǎn)室外墻邊1m內(nèi)不宜設(shè)置引下線，當(dāng)間距不足時(shí)可加絕緣管防護(hù)。引下線距室內(nèi)防雷分線柜距離不小于5m，與其它電氣線路間距應(yīng)不小于1m。避雷帶的引下線在水平接地體上的連接點(diǎn)，與接地匯集線在水平接地體上的連接點(diǎn)間距應(yīng)大于5m。引下線距外墻面間隔宜不小于15mm，并

30、均勻設(shè)置固定卡具，在地面上方引下線設(shè)置絕緣管防護(hù)，絕緣管長度不小于2m，絕緣管下端距地面宜0.20.3m。沿建筑物外墻應(yīng)設(shè)置環(huán)行接地體（包括C型），環(huán)行接地體距外墻面不小于1m，埋深不小于0.7m，寒冷地區(qū)應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下。垂直接地體應(yīng)與水平接地體搭接，易遭雷擊點(diǎn)處的引下線應(yīng)設(shè)置垂直接地體。當(dāng)多根接地體成一組使用時(shí)，垂直接地體間距應(yīng)為接地體長度的2倍。土壤腐蝕性強(qiáng)或污水排放的地點(diǎn)，垂直接地體應(yīng)采用石墨接地體。水平接地體應(yīng)選用耐腐蝕材料，采用熱鍍鋅扁鋼，其鍍層厚度不宜小于60m。建筑物二端的貫通地線直通連接，用不小于35mm2相同材質(zhì)連接線與水平接地體搭接，連接線不少于4根、間距宜23m。屋頂避雷網(wǎng)、避雷帶屋面避雷帶、避雷網(wǎng) 避雷帶、避雷網(wǎng)材料規(guī)格: 避雷帶熱鍍鋅圓鋼，直徑不小于8mm鍍層厚度2060m,避雷網(wǎng)熱鍍鋅扁鋼，規(guī)格：40*4mm鍍層厚度2060m,避雷帶支撐柱熱鍍鋅圓鋼既有屋面避雷帶應(yīng)圍繞屋面周邊成閉環(huán)設(shè)置，距屋面或女兒墻頂面高度150mm，采用的支撐柱設(shè)置間距不大于1m。在避雷帶范圍內(nèi)的避雷網(wǎng)由不大于3m*3m的網(wǎng)格組成，避雷網(wǎng)與屋面（隔熱層）不得直接接觸。避雷帶、避雷網(wǎng)、支撐柱及水平拉帶各連接點(diǎn)應(yīng)焊接。屋面上的所有金屬物件應(yīng)就近與避雷帶或避雷網(wǎng)焊接，焊點(diǎn)不少于3個(gè)。屋面上不得設(shè)置避雷針。屋面上既有鐵塔或天線的接地引下線應(yīng)就近與避雷網(wǎng)的網(wǎng)格中