雷擊防護(hù)技術(shù)

雷擊防護(hù)技術(shù)（注安備考）原創(chuàng)2017-09-18彭益石深圳龍崗一石安全工作室一、防雷措施1.建筑物防雷的分類⑴第一類防雷建筑物，1） 凡制造、使用或儲(chǔ)存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者。2） 具有0區(qū)或20區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物。3） 具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者。（2） 第二類防雷建筑物1） 國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物。2） 國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機(jī)場(chǎng)、國(guó)賓館，國(guó)家級(jí)檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。3） 國(guó)家級(jí)計(jì)算中心、國(guó)際通訊樞紐等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要意義的建筑物。4） 國(guó)家特級(jí)和甲級(jí)大型體育館。5） 制造、使用或儲(chǔ)存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者，。6） 具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物，。且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。7） 具有2區(qū)或22區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物。8） 有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。9） 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05次/a的部、省級(jí)辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。10） 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。（3） 第三類防雷建筑物1） 省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物及省級(jí)檔案館。2） 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省級(jí)辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。3） 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。4）在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪：水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物?！龇览准夹g(shù)分類1） 外部防雷。即針對(duì)直擊雷的防護(hù)，不包括防止外部防雷裝置受到直接雷擊時(shí)向其他物體的反擊。2） 內(nèi)部防雷。包括防雷電感應(yīng)、防反擊以及防雷擊電涌侵入和防生命危險(xiǎn)；3） 防雷擊電磁脈沖。是對(duì)建筑物內(nèi)電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)防雷電流引發(fā)的電磁效應(yīng)，包含防經(jīng)導(dǎo)體傳導(dǎo)的閃電電涌和防輻射脈沖電磁場(chǎng)效應(yīng)?！龇览籽b置⑴外部防雷裝置。指用于防直擊雷的防雷裝置，由接閃器、引下線和接地裝置組成。1） 接閃器。接閃桿（避雷針）、接閃帶（避雷帶）、接閃線（避雷線）、接閃網(wǎng)（避雷網(wǎng)）以及金屬屋面、金屬構(gòu)件等均為常用的接閃器。接閃器是利用其高出被保護(hù)物的地位把雷電引向自身，起到攔截閃擊的作用，通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，保護(hù)被保護(hù)物免受雷擊。接閃器的保護(hù)范圍按滾球法確定。滾球法是假設(shè)以一定半徑的球體，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物），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)，則該部分就得到接閃器的保護(hù)。此時(shí)對(duì)應(yīng)的球面線即保護(hù)范圍的輪廓線。滾球的半徑按建筑物防雷類別確定，一類為30m、二類為45m、三類為60m。2） 引下線。是連接接閃器與接地裝置的圓鋼或扁鋼等金屬導(dǎo)體，用于將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置。引下線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。防直擊雷的專設(shè)引下線距建筑物出入口或人行道邊沿不宜小于3m。3） 接地裝置。是接地體和接地線的總合，用于傳導(dǎo)雷電流并將其流入大地。除獨(dú)立接閃桿外，在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。防雷接地電阻通常指沖擊接地電阻。沖擊接地電阻一般不等于工頻接地電阻，這是因?yàn)闃O大的雷電流自接地體流入土壤時(shí)，接地體附近形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，擊穿土壤并產(chǎn)生火花，相當(dāng)于增大了接地體的泄放電流面積，減小了接地電阻。沖擊接地電阻一般都小于工頻接地電阻。土壤電阻率越高，雷電流越大，以及接地體和接地線越短，則沖擊接地電阻減小越多。擊接地電阻不應(yīng)大于10Q（2）內(nèi)部防雷裝置。由屏蔽導(dǎo)體、等電位連接件和電涌保護(hù)器等組成。對(duì)于變配電設(shè)備，常采用避雷器作為防止雷電波侵入的裝置。1） 屏蔽導(dǎo)體。通常指電阻率小的良導(dǎo)體材料，如建筑物的鋼筋及金屬構(gòu)件；電氣設(shè)備及電子裝置金屬外殼；電氣及信號(hào)線路的外設(shè)金屬管、線槽、外皮、網(wǎng)、膜等。由屏蔽導(dǎo)體可構(gòu)成屏敝層，當(dāng)空間干擾電磁波入射到屏蔽層金屬體表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射和吸收，電磁能量被衰減，從而起到屏蔽作用。2） 等電位連接件。包括等電位連接帶、等電位連接導(dǎo)體等。利用其可將分開的裝置、諸導(dǎo)電物體連接起來以減小雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差。3） 電涌保護(hù)器（SPD）。指用于限制瞬態(tài)過電壓和分泄電涌電流的器件。其作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬態(tài)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，防止設(shè)備或系統(tǒng)遭受閃電電涌沖擊而損壞。電涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少包含一個(gè)非線性元件。放電間隙、充氣放電管、晶體閘流管等非線性元器件在無電涌出現(xiàn)時(shí)為高阻抗，當(dāng)出現(xiàn)電壓電涌時(shí)突變?yōu)榈妥杩?，由這類非線性元件作為基本元件的電涌保護(hù)器稱為“電壓開關(guān)型”或“克羅巴型”電涌保護(hù)器。壓敏電阻和抑制二極管等非線性元器件在無電涌出現(xiàn)時(shí)為高阻抗，隨著電涌電流和電壓的增加，阻抗跟著連續(xù)變小，由這類非線性元件作為基本元件的電涌保護(hù)器稱為“限壓型”或“箝壓型”電涌保護(hù)器。由電壓開關(guān)型元件和限壓型元件組合而成的電涌保護(hù)器，其特性隨所加電壓的特性可以表現(xiàn)為電壓開關(guān)型、限壓型或兩者皆有，被稱為“組合型”電涌保護(hù)器。4） 避雷器。避雷器是用來防護(hù)雷電產(chǎn)生的過電壓沿線路侵入變配電所或建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣。按其結(jié)構(gòu)，避雷器主要分為閥型避雷器和氧化鋅避雷器等。閥型避雷器上端接在架空線路上，下端接地。正常時(shí)，避雷器對(duì)地保持絕緣狀態(tài)；當(dāng)雷電沖擊波到來時(shí)，避雷器被擊穿，將雷電引入大地；沖擊波過去后，避雷器自動(dòng)恢復(fù)絕緣狀態(tài)。氧化鋅避雷器利用了氧化鋅閥片理想的非線性伏安特性，即在正常工頻電壓下呈高電阻特性，而在大電流時(shí)呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓。其具有無間隙、無續(xù)流、殘壓低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛使用?！龇览状胧└黝惙览捉ㄖ锞鶓?yīng)設(shè)置防直擊雷的外部防雷裝置并應(yīng)采取防閃電電涌侵入的措施。此外，各類防雷建筑物還應(yīng)設(shè)內(nèi)部防雷裝置。在建筑物的地下室或地面層處，建筑物金屬體，金屬裝置，建筑物內(nèi)系統(tǒng)，進(jìn)出建筑物的金屬管線等物體應(yīng)與防雷裝置做防雷等電位連接。并且，尚應(yīng)考慮外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)之間的間隔距離。根據(jù)不同雷電種類，各類防雷建筑物所應(yīng)采取的主要防雷措施要求如下。⑴直擊雷防護(hù)第一類、第二類和第三類防雷建筑物均應(yīng)設(shè)置防直擊雷的外部防雷裝置；高壓架空電力線路、變電站等也應(yīng)采取防直擊雷的措施。直擊雷防護(hù)的主要措施是裝設(shè)接閃桿、架空接閃線或網(wǎng)。接閃桿分獨(dú)立接閃桿和附設(shè)接閃桿。獨(dú)立接閃桿是離開建筑物單獨(dú)裝設(shè)的，接地裝置應(yīng)當(dāng)單設(shè)。第一類防雷建筑物的直擊雷防護(hù)，要求裝設(shè)獨(dú)立接閃桿、架空接閃線或網(wǎng)。第二類和第三類防雷建筑物的直擊雷防護(hù)措施，宜采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿，或由其混合組成的接閃器。閃電感應(yīng)防護(hù)第一類防雷建筑物和具有爆炸危險(xiǎn)的第二類防雷建筑物均應(yīng)采取防閃電感應(yīng)的防護(hù)措施。閃電感應(yīng)的防護(hù)主要有靜電感應(yīng)防護(hù)和電磁感應(yīng)防護(hù)兩方面。靜電感應(yīng)防護(hù)一為了防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓，應(yīng)將建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、鋼屋架、鋼窗、電纜金屬外皮等較大金屬物和突出屋面的放散管、風(fēng)管等金屬物，均應(yīng)與防閃電感應(yīng)的接地裝置相連。對(duì)第二類防雷建筑物可就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置上，可不單接接地裝置。電磁感應(yīng)防護(hù)一為了防止電磁感應(yīng)，平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長(zhǎng)金屬物，其凈距小于100mm時(shí)，應(yīng)采用金屬線跨接，跨接點(diǎn)之間的距離不應(yīng)超過30m;交叉凈距小于100mm時(shí)，其交叉處也應(yīng)跨接。當(dāng)長(zhǎng)金屬物的彎頭、閥門、法蘭盤等連接處的過渡電阻大于0.03Q時(shí)，連接處也應(yīng)用金屬線跨接。在非腐蝕環(huán)境下，對(duì)于不少于5根螺栓連接的法蘭盤可不跨接。防電磁感應(yīng)的接地裝置也可與其他接地裝置共用。閃電電涌侵入防護(hù)第一、第二和第三類防雷建筑物均應(yīng)采取防閃電電涌侵入的防護(hù)措施。屬于閃電電涌侵入造成的雷害事故很多。在低壓系統(tǒng)，這種事故占總雷害事故的70%以上。室外低壓配電線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)，在入戶處應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到等電位連接帶或防閃電感應(yīng)的接地裝置上，在入戶處的總配電箱內(nèi)是否裝設(shè)電涌保護(hù)器應(yīng)根據(jù)具體情況按雷擊電磁脈沖防護(hù)的有關(guān)規(guī)定確定。當(dāng)難于全線采用電纜時(shí)，不得將架空線路直接引入屋內(nèi)，允許從架空線上換接一段有金屬鎧裝(埋地部分的金屬鎧裝要直接與周圍土壤接觸)的電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入。這時(shí)，電纜首端必須裝設(shè)戶外型電涌保護(hù)器并與絕緣子鐵腳、金具、電纜金屬外皮等共同接地，入戶端的電纜金屬外皮、鋼管必須接到防閃電感應(yīng)接地裝置上。人身防雷雷雨天氣情況下，人身防雷應(yīng)注意的要點(diǎn)如下。1） 為了防止直擊雷傷人，應(yīng)減少在戶外活動(dòng)時(shí)間，盡量避免在野外逗留。應(yīng)盡量離開山丘、海濱、河邊、池旁，不要暴露于室外空曠區(qū)域。不要騎在牲畜上或騎自行車行走；不要用金屬桿的雨傘，不要把帶有金屬桿的工具如鐵鍬、鋤頭扛在肩上。避開鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩。如有條件應(yīng)進(jìn)入有寬大金屬構(gòu)架、有防雷設(shè)施的建筑物或金屬殼的汽車和船只。2） 為了防止二次放電和跨步電壓傷人，要遠(yuǎn)離建筑物的接閃桿及其接地引下線；遠(yuǎn)離各種天線、電線桿、高塔、煙囪、旗桿、孤獨(dú)的樹木和沒有防雷裝置的孤立小建筑等。3） 雷雨天氣情況下，室內(nèi)人身防雷應(yīng)注意的要點(diǎn)有：1人體最好離開可能傳來雷電侵入波的照明線、動(dòng)力線、電話線、廣播線、收音機(jī)和電視機(jī)電源線、收音機(jī)和電視機(jī)天線1.5m以上，盡量暫時(shí)不用電器，最好拔掉電源插頭。不要靠近室內(nèi)的金屬管線，如暖氣片、自來水管、下水管等，以防止這些導(dǎo)體對(duì)人體的二次放電。關(guān)好門窗，防止球形雷竄入室內(nèi)造成危害。二.試題解析（2011年第12題）雷擊有電性質(zhì)、熱性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)等多方面的破壞作用，并產(chǎn)生嚴(yán)重后果，對(duì)人的生命、財(cái)產(chǎn)構(gòu)成很大的威脅。下列各種危險(xiǎn)危害中，不屬于雷擊危險(xiǎn)危害的是（）A引起變壓器嚴(yán)重過負(fù)載 B燒毀電力線路C引起火災(zāi)和爆炸 D使人遭受致命電擊【答案】：A【解析】：《安全生產(chǎn)技術(shù)》第73頁(yè)電性質(zhì)的破壞作用。破壞高壓輸電系統(tǒng)、毀壞發(fā)電機(jī)、電力變壓器等電氣設(shè)備的絕緣，燒斷電線或劈裂電桿，造成大規(guī)模停電事故；絕緣損壞可能引起短路，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故；二次放電的電火花也可能引起火災(zāi)或爆炸，二次放電也可能造成電擊，傷害人命；形成接觸電壓電擊和跨步電壓導(dǎo)致觸電事故；雷擊產(chǎn)生的靜電場(chǎng)突變和電磁輻射，干擾電視電話通訊，甚至使通訊中斷；雷電也能造成飛行事故。②（2011年第19題）建筑物防雷分類是按照建筑物的重要性、生產(chǎn)性質(zhì)、遭受雷擊的可能性和后果的嚴(yán)重性進(jìn)行的.在建筑物防類別的劃分中，電石庫(kù)應(yīng)劃為第（）類防雷建筑物.A一B二 C三D四【答案】：A

【解析】：《安全生產(chǎn)技術(shù)》第98頁(yè)第一類防雷建筑物的舉例中，包括了火藥制造車間、乙炔站、電石庫(kù)、汽油提煉車間等。③（2011年第21題）針對(duì)直擊雷、電磁感應(yīng)雷、靜電感應(yīng)雷，雷電行進(jìn)波（沖擊波）所帶來的危害方式，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種防雷裝置。下列防雷裝置中，用于直擊雷防護(hù)的是（）。A閥型避雷器 B易擊穿間隙C電涌保護(hù)器 D避雷針（接閃桿）【答案】：D【解析】：《安全生產(chǎn)技術(shù)》第101頁(yè)直擊雷的主要措施是裝設(shè)接閃桿、架空接閃線。（2012年第17題）?有一種防雷裝置，當(dāng)雷電沖擊波到來時(shí)，該裝置被擊穿，將雷電流引入大地，而在雷電沖擊波過去后,該裝置自動(dòng)恢復(fù)絕緣狀態(tài)，這種裝置是（ ）接閃器B.接地裝置C.避雷針D.避雷器【答案】：D（2013年第18題）下圖是探照燈柱的圖示。為了防雷，在原有探照燈柱上加設(shè)了一支避雷針（接閃桿），后來又安裝了監(jiān)控設(shè)備?，F(xiàn)狀態(tài)不符合安全要求的裝置是（）。A、D和E B、C和AC、BC、B和DD、B和C【答案】：B⑥（2014年第18題）雷電是大氣中的一種放電現(xiàn)象，具有雷電流幅值大、雷電流陡度大、沖擊性強(qiáng)、沖擊過電壓高等特點(diǎn)。下列關(guān)于雷電破壞作用的說法中,正確的是（）。破壞電力設(shè)備的絕緣引起電氣設(shè)備過負(fù)荷造成電力系統(tǒng)過負(fù)荷引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異常【答案】:A

（2014年第20題）直擊雷、閃電感應(yīng)（雷電感應(yīng)、感應(yīng)雷）、球形雷（球雷）、雷擊電磁脈沖都可能造成嚴(yán)重事故。下列關(guān)于避雷針安全作業(yè)的描述中,正確的是（）。避雷針能防閃電靜電感應(yīng)避雷針能防直接雷避雷針能防閃電靜電感應(yīng)避雷針能防直接雷避雷針能防閃電電磁感應(yīng)避雷針能防雷擊電磁脈沖B.C.D.【答案】:B（2015年第16題）雷電放電，特別是積