東莞防雷檢測:防雷的含義及措施
防雷是指通過一定的方法措施,躲避因為雷電而產(chǎn)生的對人體、建筑等的危害。雷電是一種自然放電現(xiàn)象。雷擊是自然災(zāi)害,不僅會造成設(shè)備、房屋設(shè)施的損壞,而且可能引起火災(zāi)、爆炸,甚至還可能傷害人、畜等。接閃桿、接閃線、接閃網(wǎng)、接閃帶、浪涌保護器都是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器,而浪涌保護器是一種專門的防雷裝置。
雷電的成因
雷電產(chǎn)生與帶電的積雨云中,當正負電荷分別聚積在同一云體的不同部位或在不同的云團中時,由于同一雷雨內(nèi)部不同部位或不同云體間聚積的電荷量不同、或極性不同,而產(chǎn)生大氣電場,當大氣電場強度達到可以擊穿空氣時,就會發(fā)生強烈的放電現(xiàn)象,閃電就發(fā)生了,此時的閃電稱為云中閃或云際閃電 。
當帶電云層移動接近地面或建筑物時,由于靜電感應(yīng)的原因,使地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷,隨著電荷量的增加或云地/建筑物距離的縮短,帶電云層與地或建筑物間的電場強度可以擊穿空氣絕緣強度時,開始瞬間放電,閃電(云地閃)也就發(fā)生了。
雷電的種類
雷電的主要放電形式有四種:即云中閃電、云際閃電、云空閃電和云地閃電。其中云地閃電對人類危險最大。
從雷電危害的角度分,有直擊雷(云地閃電)、感應(yīng)雷、雷電侵入波和球形雷等幾種雷電現(xiàn)象。
直擊雷是指天空中帶電云團與大地之間的放電現(xiàn)象。約占全球每年雷電的1/5~1/6,放電電流可達200kA以上,并且有1Mv以上的高電壓,因而危害性最大。
感應(yīng)雷也稱作雷電感應(yīng),分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面時在架空線路或其他凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的;電磁感應(yīng)是由于雷擊后,巨大的雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強磁場所引起的。這種強磁場能在其附近的金屬導體上感應(yīng)出很高的電壓。
雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路或空中管道產(chǎn)生沖擊電壓,并以極快的速度沿線路或管道的兩個方向傳播的雷電波。
球形雷是一種雷電時形成的發(fā)紅光或白光的火球。在雷雨季節(jié),球形雷有時可能從門窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)。
雷電的危害
雷電的危害包括三方面:
1.直接雷擊(直擊雷),即我們通常所說的閃電。直擊雷具有熱效應(yīng)、電效應(yīng)和機械效應(yīng)三大效果,且雷電能量巨大,可瞬間造成被擊物折損、坍塌等物理損壞和電擊損害。
2.感應(yīng)雷,雷云形成過程中,由于雷云中電荷的聚積,及閃電發(fā)生時雷云中電荷的急劇減少,會形成大范圍的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而造成雷電影響范圍內(nèi)(閃電發(fā)生處半徑2km內(nèi))的金屬導體出現(xiàn)高電位(強電壓)和瞬間沖擊電流(電涌)??赡茉斐傻闹饕:κ怯捎陔娢徊钤斐上噜弻w產(chǎn)生電火花,電涌造成電源及信號線路發(fā)生擊穿現(xiàn)象,造成線路短路,并侵入用電設(shè)備造成設(shè)備損壞。尤其是對低壓電氣系統(tǒng)和電子信息系統(tǒng)危害更大。
3.傳導雷:雷電擊中地面物體尤其是建筑物時,雷電流泄放過程中經(jīng)進出建筑物的金屬管道、電源和信號線路向外傳導(約為全部雷電流的50%),從而對其他建筑物內(nèi)的線路及設(shè)施造成危害。
避雷誤區(qū)
首先需要說明的是,“避雷”這個詞在現(xiàn)代雷電防護技術(shù)中就是錯誤的,是一種誤解,至少在現(xiàn)代科學技術(shù)下還不能真正做到避開雷電。雖然科學家們通過激光、火箭等方式可以改變雷電的形成時間和雷擊點,但僅限于科學研究,無法得到普及使用。
避雷措施
針對雷電的危害,避雷措施分為外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施兩方面 。
外部避雷措施主要有安裝接閃器(如避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等)、引下線和接地裝置。接閃器用于截獲閃電,避免被保護物受到閃電直接雷擊;接地裝置用于雷電流向大地的泄散,并有接地電阻要求;引下線用于連接接閃器和接地裝置。
內(nèi)部避雷措施包括:屏蔽、合理布線、安裝避雷器(SPD)、等電位聯(lián)結(jié)、接地。屏蔽和合理布線可減少靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)對線路和設(shè)備的影響;避雷器的安裝可限制線路上的電涌電壓并引導雷電流的泄散;等電位連接可避免相鄰金屬物及線路間出現(xiàn)反擊;接地是屏蔽及避雷器發(fā)揮作用的重要保障。
避雷裝置
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是經(jīng)常采用的避雷裝置。一套完整的避裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器,而避雷器是一種專門的避雷裝置 。
接閃器
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器,建筑物的金屬屋面可作為第一類工業(yè)建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被保護物的突出地位,把雷電引向自身,然后通過引下線和接地裝置,把雷電流泄入大地,以此保護被保護物免受雷擊。
①接閃器保護范圍。接閃器的保護范圍可根據(jù)模擬實驗及運行經(jīng)驗確定。由于雷電放電途徑受很多因素的影響,要想保證被保護物絕對不遭受雷擊是很困難的,一般只要求保護范圍內(nèi)被擊中的概率在0.1%以下即可。接閃器的保護范圍現(xiàn)有兩種計算方法:對于建筑物閃器的保護范圍按滾球法計算;對于電力裝置,接閃器的保護范圍按折線法計算。
②接閃器材料。接閃器所用材料應(yīng)能滿足機械強度和耐腐蝕的要求,還應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性,以能承受雷電流的熱破壞作用。
避雷針一般用鍍鑄圓鋼或鋼管制成。避雷網(wǎng)和避雷帶用鍍鑄圓鋼或扁鋼制成。
避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鑄鋼絞線。
用金屬屋面作接閃器時,金屬板之間的搭接長度不得小于100mm。金屬板下方無易燃物品時,其厚度不應(yīng)小于0.5mm;金屬板下方有易燃物品時,為了防止雷擊穿孔,所用鐵板、銅板、鋁板厚度分別不得小于4mm、5mm和7mm。所有金屬板不得有絕緣層。接閃器焊接處應(yīng)涂防腐漆,其截面銹蝕30%以上時應(yīng)予更換。
接閃器使整個地面電場發(fā)生畸變,但其頂端附近電場局部的不均勻,由于范圍很小,而對于從帶電積云向地面發(fā)展的先導放電沒有影響。因此,作為接閃器的避雷針端部尖不尖、分叉不分叉,對其保護效能基本上沒有影響。接閃器涂漆可以防止生銹,對其保護作用也沒有影響。
避雷器
避雷器并聯(lián)在被保護設(shè)備或設(shè)施上,正常時處在不通的狀態(tài)。出現(xiàn)雷擊過電壓時,擊穿放電,切斷過電壓,發(fā)揮保護作用。過電壓終止后,避雷器迅速恢復不通狀態(tài),恢復正常工作。避雷器主要用來保護電力設(shè)備和電力線路,也用作防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。避雷器有保護間隙、管型避雷器和閥型避雷器之分,應(yīng)用最多的是閥型避雷器。
閥型避雷器主要由瓷套、火花間隙和非線性電阻組成。瓷套是絕緣的,起支撐和密封作用?;鸹ㄩg隙是由多個間隙串聯(lián)而成的。每個火花間隙由兩個黃銅電極和一個云母墊圈組成。云母墊圈的厚度為0.5~1mm。由于電極間距離很小,其間電場比較均勻,間隙伏-秒特性較平,保護性能較好。非線性電阻又稱電阻閥片。電阻閥片是直徑為55~100mm的餅形元件,由金剛砂(SiC)顆粒燒結(jié)而成。非線性電阻的電阻值不是一個常數(shù),而是隨電流的變化而變化的:電流大時阻值很小,電流小時阻值很大。
在避雷器火花間隙上串聯(lián)了非線性電阻之后,能遏止振蕩,避免截波,又能限制殘壓不致過高。還有一點必須注意到,雖然雷電流通過非線性電阻只遇到很小的電阻,而尾隨而來的工頻續(xù)流比雷電流小得多,會遇到很大的電阻,這為火花間隙切斷續(xù)流創(chuàng)造了良好的條件。這就是說,非線性電阻和間隙的作用類似一個閥門的作用:對于雷電流,閥門打開,使泄入地下;對于工頻電流,閥門關(guān)閉,迅速切斷之。其“閥型”之名就是由此而來的。
火花間隙相當于多個串聯(lián)的大小相等的電容。由于各電極對地電容和高壓部分電容不同,而且還受外界條件的影響,使得電壓在各間隙上的分布是不均勻的,使避雷器的性能受到影響。為此,可將火花間隙分成若干組,每組火花間隙上并聯(lián)適當?shù)木鶋弘娮?。如果均壓電阻值比間隙電容的容抗值小得多,則間隙上電壓的分配決定于均壓電阻的大小,可做到大體上是均勻的。電站用FZ10型閥型避雷器就是這種避雷器。
壓敏閥型避雷器是一種新型的閥型避雷器,這種避雷器沒有火花間隙,只有壓敏電阻閥片。壓敏電阻閥片是由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結(jié)制成的多晶半導體陶瓷元件,具有極好的非線性伏安特性,其非線性系數(shù)α=0.05,已接近理想的閥體。在工頻電壓的作用下,電阻閥片呈現(xiàn)極大的電阻,使工頻電流極小,以致無須火花間隙即可恢復正常狀態(tài)。壓敏電阻的通流能力很強,因此,壓敏避雷器體積很小。壓敏避雷器適用于高、低壓電氣設(shè)備的防雷保護。
引下線
防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。引下線一般采用圓鋼或扁鋼,其尺寸和防腐蝕要求與避雷網(wǎng)、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線,其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導線做引下線時,應(yīng)采用截面積不小于16mm2的銅導線。
引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè),并應(yīng)避免彎曲,經(jīng)最短途徑接地。建筑藝術(shù)要求高者可以暗敷設(shè),但截面積應(yīng)加大一級。建筑物的金屬構(gòu)件(如消防梯等)可用作引下線,但所有金屬構(gòu)件之間均應(yīng)連成電氣通路,并且連接可靠。
采用多條引下線時,為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的連接情況,宜在各引下線距地面高約1.8m處設(shè)斷接卡。
采用多條引下線時,第一類和第二類防雷建筑物至少應(yīng)有兩條引下線,其間距離分別不得大于12m和18m;第三類防雷建筑物周長超過25m或高度超過40m時,也應(yīng)有兩條引下線,其間距離不得大于25m。
在易受機械損傷的地方,地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下線應(yīng)加竹管、角鋼或鋼管保護。采用角鋼或鋼管保護時,應(yīng)與引下線連接起來,以減小通過雷電流時的電抗。引下線截面銹蝕30%以上者應(yīng)予以更換。
避雷接地裝置
接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地泄放雷電流,限制防雷裝置對地電壓不致過高。
除獨立避雷針外,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。
①防雷接地裝置材料。防雷接地裝置所用材料應(yīng)大于一般接地裝置的材料。防雷接地裝置應(yīng)作熱穩(wěn)定校驗。
②接地電阻值。防雷接地電阻一般指沖擊接地電阻,接地電阻值視防雷種類和建筑物類別而定。獨立避雷針的沖擊接地電阻一般不應(yīng)大于100;附設(shè)接閃器每一引下線的沖擊接地電阻一般也不應(yīng)大于10Ω;但對于不太重要的第三類建筑物可放寬至30Ω。防感應(yīng)雷裝置的工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。防雷電侵入波的接地電阻,視其類別和防雷級別,沖擊接地電阻不應(yīng)大于5~30Ω,其中,閥型避雷器的接地電阻不應(yīng)大于5~10Ω。
沖擊接地電阻一般不等于工頻接地電阻。這是因為極大的雷電流自接地體流入土壤時,接地體附近形成很強的電場,擊穿土壤并產(chǎn)生火花,相當于增大了接地體的泄放電流面積,減小了接地電阻。同時,在強電場的作用下,土壤電阻率有所降低,也使接地電阻有減小的趨勢。另一方面,由于雷電流陡度很大,有高頻特征,使引下線和接地體本身的電抗增大;如接地體較長,其后部泄放電流還將受到影響,使接地電阻有增大的趨勢。一般情況下,前一方面影響較大,后一方面影響較小,即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。
③跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人,防直擊雷接地裝置距建筑物和構(gòu)筑物出入口和人行橫道的距離不應(yīng)小于3m。當小于3m時,應(yīng)采取下列措施之一:水平接地體局部深埋1m以上;水平接地體局部包以絕緣物(例如,包以厚50~80cm的瀝青層);鋪設(shè)寬度超出接地體2m、厚50~80cm的瀝青路面;埋設(shè)帽檐式或其他型式的均壓條。
消雷裝置
消雷裝置由頂部的電離裝置、地下的電荷收集裝置和中間的連接線組成。
消雷裝置與傳統(tǒng)避雷針的防雷原理完全不同。后者是利用其突出的位置,把雷電吸向自身,將雷電流泄入大地,以保護其保護范圍內(nèi)的設(shè)施免遭雷擊。而消雷裝置是設(shè)法在高空產(chǎn)生大量的正離子和負離子,與帶電積云之間形成離子流,緩慢地中和積云電荷,并使帶電積云受到屏蔽,消除落雷條件。
除常見的感應(yīng)式消雷裝置外,還有利用半導體材料,或利用放射性元素的消雷裝置。
地電荷收集裝置(接地裝置)宜采用水平延伸式接地裝置,以利于收集電荷。
人身避雷
雷暴時,由于帶電積云直接對人體放電,雷電流入地產(chǎn)生對地電壓,以及二次放電等都可能對人造成致命的電擊。因此,應(yīng)注意必要的人身防雷安全要求。
雷暴時,非工作必須,應(yīng)盡量減少在戶外或野外逗留;在戶外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣。如有條件,可進入有寬大金屬構(gòu)架或有防雷設(shè)施的建筑物、汽車或船只;如依靠建筑屏蔽的街道或高大樹木屏蔽的街道躲避,要注意離開墻壁或樹干8m以外。
雷暴時,應(yīng)盡量離開小山、小丘、隆起的小道,離開海濱、湖濱、河邊、池塘旁,避開鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨的樹木附近,還應(yīng)盡量離開沒有防雷保護的小建筑物或其他設(shè)施。
雷暴時,在戶內(nèi)應(yīng)注意防止雷電侵入波的危險,應(yīng)離開照明線、動力線、電話線、廣播線、收音機和電視機電源線、收音機和電視機天線,以及與其相連的各種金屬設(shè)備,以防止這些線路或設(shè)備對人體二次放電。調(diào)查資料表明,戶內(nèi)70%以上對人體的二次放電事故發(fā)生在與線路或設(shè)備相距1m以內(nèi)的場合,相距1.5m以上者尚未發(fā)生死亡事故。由此可見,雷暴時人體最好離開可能傳來雷電侵入波的線路和設(shè)備1.5m以上。應(yīng)當注意,僅僅拉開開關(guān)對于防止雷擊是起不了多大作用的。
雷雨天氣,還應(yīng)注意關(guān)閉門窗,以防止球雷進入戶內(nèi)造成危害。
東莞防雷檢測:防雷的含義及措施
防雷是指通過一定的方法措施,躲避因為雷電而產(chǎn)生的對人體、建筑等的危害。雷電是一種自然放電現(xiàn)象。雷擊是自然災(zāi)害,不僅會造成設(shè)備、房屋設(shè)施的損壞,而且可能引起火災(zāi)、爆炸,甚至還可能傷害人、畜等。接閃桿、接閃線、接閃網(wǎng)、接閃帶、浪涌保護器都是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器,而浪涌保護器是一種專門的防雷裝置。
雷電的成因
雷電產(chǎn)生與帶電的積雨云中,當正負電荷分別聚積在同一云體的不同部位或在不同的云團中時,由于同一雷雨內(nèi)部不同部位或不同云體間聚積的電荷量不同、或極性不同,而產(chǎn)生大氣電場,當大氣電場強度達到可以擊穿空氣時,就會發(fā)生強烈的放電現(xiàn)象,閃電就發(fā)生了,此時的閃電稱為云中閃或云際閃電 。
當帶電云層移動接近地面或建筑物時,由于靜電感應(yīng)的原因,使地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷,隨著電荷量的增加或云地/建筑物距離的縮短,帶電云層與地或建筑物間的電場強度可以擊穿空氣絕緣強度時,開始瞬間放電,閃電(云地閃)也就發(fā)生了。
雷電的種類
雷電的主要放電形式有四種:即云中閃電、云際閃電、云空閃電和云地閃電。其中云地閃電對人類危險最大。
從雷電危害的角度分,有直擊雷(云地閃電)、感應(yīng)雷、雷電侵入波和球形雷等幾種雷電現(xiàn)象。
直擊雷是指天空中帶電云團與大地之間的放電現(xiàn)象。約占全球每年雷電的1/5~1/6,放電電流可達200kA以上,并且有1Mv以上的高電壓,因而危害性最大。
感應(yīng)雷也稱作雷電感應(yīng),分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面時在架空線路或其他凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的;電磁感應(yīng)是由于雷擊后,巨大的雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強磁場所引起的。這種強磁場能在其附近的金屬導體上感應(yīng)出很高的電壓。
雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路或空中管道產(chǎn)生沖擊電壓,并以極快的速度沿線路或管道的兩個方向傳播的雷電波。
球形雷是一種雷電時形成的發(fā)紅光或白光的火球。在雷雨季節(jié),球形雷有時可能從門窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)。
雷電的危害
雷電的危害包括三方面:
1.直接雷擊(直擊雷),即我們通常所說的閃電。直擊雷具有熱效應(yīng)、電效應(yīng)和機械效應(yīng)三大效果,且雷電能量巨大,可瞬間造成被擊物折損、坍塌等物理損壞和電擊損害。
2.感應(yīng)雷,雷云形成過程中,由于雷云中電荷的聚積,及閃電發(fā)生時雷云中電荷的急劇減少,會形成大范圍的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而造成雷電影響范圍內(nèi)(閃電發(fā)生處半徑2km內(nèi))的金屬導體出現(xiàn)高電位(強電壓)和瞬間沖擊電流(電涌)??赡茉斐傻闹饕:κ怯捎陔娢徊钤斐上噜弻w產(chǎn)生電火花,電涌造成電源及信號線路發(fā)生擊穿現(xiàn)象,造成線路短路,并侵入用電設(shè)備造成設(shè)備損壞。尤其是對低壓電氣系統(tǒng)和電子信息系統(tǒng)危害更大。
3.傳導雷:雷電擊中地面物體尤其是建筑物時,雷電流泄放過程中經(jīng)進出建筑物的金屬管道、電源和信號線路向外傳導(約為全部雷電流的50%),從而對其他建筑物內(nèi)的線路及設(shè)施造成危害。
避雷誤區(qū)
首先需要說明的是,“避雷”這個詞在現(xiàn)代雷電防護技術(shù)中就是錯誤的,是一種誤解,至少在現(xiàn)代科學技術(shù)下還不能真正做到避開雷電。雖然科學家們通過激光、火箭等方式可以改變雷電的形成時間和雷擊點,但僅限于科學研究,無法得到普及使用。
避雷措施
針對雷電的危害,避雷措施分為外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施兩方面 。
外部避雷措施主要有安裝接閃器(如避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等)、引下線和接地裝置。接閃器用于截獲閃電,避免被保護物受到閃電直接雷擊;接地裝置用于雷電流向大地的泄散,并有接地電阻要求;引下線用于連接接閃器和接地裝置。
內(nèi)部避雷措施包括:屏蔽、合理布線、安裝避雷器(SPD)、等電位聯(lián)結(jié)、接地。屏蔽和合理布線可減少靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)對線路和設(shè)備的影響;避雷器的安裝可限制線路上的電涌電壓并引導雷電流的泄散;等電位連接可避免相鄰金屬物及線路間出現(xiàn)反擊;接地是屏蔽及避雷器發(fā)揮作用的重要保障。
避雷裝置
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是經(jīng)常采用的避雷裝置。一套完整的避裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器,而避雷器是一種專門的避雷裝置 。
接閃器
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器,建筑物的金屬屋面可作為第一類工業(yè)建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被保護物的突出地位,把雷電引向自身,然后通過引下線和接地裝置,把雷電流泄入大地,以此保護被保護物免受雷擊。
①接閃器保護范圍。接閃器的保護范圍可根據(jù)模擬實驗及運行經(jīng)驗確定。由于雷電放電途徑受很多因素的影響,要想保證被保護物絕對不遭受雷擊是很困難的,一般只要求保護范圍內(nèi)被擊中的概率在0.1%以下即可。接閃器的保護范圍現(xiàn)有兩種計算方法:對于建筑物閃器的保護范圍按滾球法計算;對于電力裝置,接閃器的保護范圍按折線法計算。
②接閃器材料。接閃器所用材料應(yīng)能滿足機械強度和耐腐蝕的要求,還應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性,以能承受雷電流的熱破壞作用。
避雷針一般用鍍鑄圓鋼或鋼管制成。避雷網(wǎng)和避雷帶用鍍鑄圓鋼或扁鋼制成。
避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鑄鋼絞線。
用金屬屋面作接閃器時,金屬板之間的搭接長度不得小于100mm。金屬板下方無易燃物品時,其厚度不應(yīng)小于0.5mm;金屬板下方有易燃物品時,為了防止雷擊穿孔,所用鐵板、銅板、鋁板厚度分別不得小于4mm、5mm和7mm。所有金屬板不得有絕緣層。接閃器焊接處應(yīng)涂防腐漆,其截面銹蝕30%以上時應(yīng)予更換。
接閃器使整個地面電場發(fā)生畸變,但其頂端附近電場局部的不均勻,由于范圍很小,而對于從帶電積云向地面發(fā)展的先導放電沒有影響。因此,作為接閃器的避雷針端部尖不尖、分叉不分叉,對其保護效能基本上沒有影響。接閃器涂漆可以防止生銹,對其保護作用也沒有影響。
避雷器
避雷器并聯(lián)在被保護設(shè)備或設(shè)施上,正常時處在不通的狀態(tài)。出現(xiàn)雷擊過電壓時,擊穿放電,切斷過電壓,發(fā)揮保護作用。過電壓終止后,避雷器迅速恢復不通狀態(tài),恢復正常工作。避雷器主要用來保護電力設(shè)備和電力線路,也用作防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。避雷器有保護間隙、管型避雷器和閥型避雷器之分,應(yīng)用最多的是閥型避雷器。
閥型避雷器主要由瓷套、火花間隙和非線性電阻組成。瓷套是絕緣的,起支撐和密封作用?;鸹ㄩg隙是由多個間隙串聯(lián)而成的。每個火花間隙由兩個黃銅電極和一個云母墊圈組成。云母墊圈的厚度為0.5~1mm。由于電極間距離很小,其間電場比較均勻,間隙伏-秒特性較平,保護性能較好。非線性電阻又稱電阻閥片。電阻閥片是直徑為55~100mm的餅形元件,由金剛砂(SiC)顆粒燒結(jié)而成。非線性電阻的電阻值不是一個常數(shù),而是隨電流的變化而變化的:電流大時阻值很小,電流小時阻值很大。
在避雷器火花間隙上串聯(lián)了非線性電阻之后,能遏止振蕩,避免截波,又能限制殘壓不致過高。還有一點必須注意到,雖然雷電流通過非線性電阻只遇到很小的電阻,而尾隨而來的工頻續(xù)流比雷電流小得多,會遇到很大的電阻,這為火花間隙切斷續(xù)流創(chuàng)造了良好的條件。這就是說,非線性電阻和間隙的作用類似一個閥門的作用:對于雷電流,閥門打開,使泄入地下;對于工頻電流,閥門關(guān)閉,迅速切斷之。其“閥型”之名就是由此而來的。
火花間隙相當于多個串聯(lián)的大小相等的電容。由于各電極對地電容和高壓部分電容不同,而且還受外界條件的影響,使得電壓在各間隙上的分布是不均勻的,使避雷器的性能受到影響。為此,可將火花間隙分成若干組,每組火花間隙上并聯(lián)適當?shù)木鶋弘娮?。如果均壓電阻值比間隙電容的容抗值小得多,則間隙上電壓的分配決定于均壓電阻的大小,可做到大體上是均勻的。電站用FZ10型閥型避雷器就是這種避雷器。
壓敏閥型避雷器是一種新型的閥型避雷器,這種避雷器沒有火花間隙,只有壓敏電阻閥片。壓敏電阻閥片是由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結(jié)制成的多晶半導體陶瓷元件,具有極好的非線性伏安特性,其非線性系數(shù)α=0.05,已接近理想的閥體。在工頻電壓的作用下,電阻閥片呈現(xiàn)極大的電阻,使工頻電流極小,以致無須火花間隙即可恢復正常狀態(tài)。壓敏電阻的通流能力很強,因此,壓敏避雷器體積很小。壓敏避雷器適用于高、低壓電氣設(shè)備的防雷保護。
引下線
防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。引下線一般采用圓鋼或扁鋼,其尺寸和防腐蝕要求與避雷網(wǎng)、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線,其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導線做引下線時,應(yīng)采用截面積不小于16mm2的銅導線。
引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè),并應(yīng)避免彎曲,經(jīng)最短途徑接地。建筑藝術(shù)要求高者可以暗敷設(shè),但截面積應(yīng)加大一級。建筑物的金屬構(gòu)件(如消防梯等)可用作引下線,但所有金屬構(gòu)件之間均應(yīng)連成電氣通路,并且連接可靠。
采用多條引下線時,為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的連接情況,宜在各引下線距地面高約1.8m處設(shè)斷接卡。
采用多條引下線時,第一類和第二類防雷建筑物至少應(yīng)有兩條引下線,其間距離分別不得大于12m和18m;第三類防雷建筑物周長超過25m或高度超過40m時,也應(yīng)有兩條引下線,其間距離不得大于25m。
在易受機械損傷的地方,地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下線應(yīng)加竹管、角鋼或鋼管保護。采用角鋼或鋼管保護時,應(yīng)與引下線連接起來,以減小通過雷電流時的電抗。引下線截面銹蝕30%以上者應(yīng)予以更換。
避雷接地裝置
接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地泄放雷電流,限制防雷裝置對地電壓不致過高。
除獨立避雷針外,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。
①防雷接地裝置材料。防雷接地裝置所用材料應(yīng)大于一般接地裝置的材料。防雷接地裝置應(yīng)作熱穩(wěn)定校驗。
②接地電阻值。防雷接地電阻一般指沖擊接地電阻,接地電阻值視防雷種類和建筑物類別而定。獨立避雷針的沖擊接地電阻一般不應(yīng)大于100;附設(shè)接閃器每一引下線的沖擊接地電阻一般也不應(yīng)大于10Ω;但對于不太重要的第三類建筑物可放寬至30Ω。防感應(yīng)雷裝置的工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。防雷電侵入波的接地電阻,視其類別和防雷級別,沖擊接地電阻不應(yīng)大于5~30Ω,其中,閥型避雷器的接地電阻不應(yīng)大于5~10Ω。
沖擊接地電阻一般不等于工頻接地電阻。這是因為極大的雷電流自接地體流入土壤時,接地體附近形成很強的電場,擊穿土壤并產(chǎn)生火花,相當于增大了接地體的泄放電流面積,減小了接地電阻。同時,在強電場的作用下,土壤電阻率有所降低,也使接地電阻有減小的趨勢。另一方面,由于雷電流陡度很大,有高頻特征,使引下線和接地體本身的電抗增大;如接地體較長,其后部泄放電流還將受到影響,使接地電阻有增大的趨勢。一般情況下,前一方面影響較大,后一方面影響較小,即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。
③跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人,防直擊雷接地裝置距建筑物和構(gòu)筑物出入口和人行橫道的距離不應(yīng)小于3m。當小于3m時,應(yīng)采取下列措施之一:水平接地體局部深埋1m以上;水平接地體局部包以絕緣物(例如,包以厚50~80cm的瀝青層);鋪設(shè)寬度超出接地體2m、厚50~80cm的瀝青路面;埋設(shè)帽檐式或其他型式的均壓條。
消雷裝置
消雷裝置由頂部的電離裝置、地下的電荷收集裝置和中間的連接線組成。
消雷裝置與傳統(tǒng)避雷針的防雷原理完全不同。后者是利用其突出的位置,把雷電吸向自身,將雷電流泄入大地,以保護其保護范圍內(nèi)的設(shè)施免遭雷擊。而消雷裝置是設(shè)法在高空產(chǎn)生大量的正離子和負離子,與帶電積云之間形成離子流,緩慢地中和積云電荷,并使帶電積云受到屏蔽,消除落雷條件。
除常見的感應(yīng)式消雷裝置外,還有利用半導體材料,或利用放射性元素的消雷裝置。
地電荷收集裝置(接地裝置)宜采用水平延伸式接地裝置,以利于收集電荷。
人身避雷
雷暴時,由于帶電積云直接對人體放電,雷電流入地產(chǎn)生對地電壓,以及二次放電等都可能對人造成致命的電擊。因此,應(yīng)注意必要的人身防雷安全要求。
雷暴時,非工作必須,應(yīng)盡量減少在戶外或野外逗留;在戶外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣。如有條件,可進入有寬大金屬構(gòu)架或有防雷設(shè)施的建筑物、汽車或船只;如依靠建筑屏蔽的街道或高大樹木屏蔽的街道躲避,要注意離開墻壁或樹干8m以外。
雷暴時,應(yīng)盡量離開小山、小丘、隆起的小道,離開海濱、湖濱、河邊、池塘旁,避開鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨的樹木附近,還應(yīng)盡量離開沒有防雷保護的小建筑物或其他設(shè)施。
雷暴時,在戶內(nèi)應(yīng)注意防止雷電侵入波的危險,應(yīng)離開照明線、動力線、電話線、廣播線、收音機和電視機電源線、收音機和電視機天線,以及與其相連的各種金屬設(shè)備,以防止這些線路或設(shè)備對人體二次放電。調(diào)查資料表明,戶內(nèi)70%以上對人體的二次放電事故發(fā)生在與線路或設(shè)備相距1m以內(nèi)的場合,相距1.5m以上者尚未發(fā)生死亡事故。由此可見,雷暴時人體最好離開可能傳來雷電侵入波的線路和設(shè)備1.5m以上。應(yīng)當注意,僅僅拉開開關(guān)對于防止雷擊是起不了多大作用的。
雷雨天氣,還應(yīng)注意關(guān)閉門窗,以防止球雷進入戶內(nèi)造成危害。