石化企业防雷（研究院）

PAGE石化企业防雷XX研究院2020年10月目录1基本概念和基础知识······································11.1雷电现象及其危害·································11.2雷电分类·············································21.3防雷装置的组成·······································32防雷措施·············································52.1防直击雷·············································52.2防感应雷·············································62.3防雷电侵入波·········································62.4防雷装置检查·········································7PAGE11基本概念和基础知识1.1雷电现象及其危害雷是一种大气中的放电现象，也就是正负电荷的中和过程。雷云在形成过程中，某些云积累起正电荷，另一些云积累起负电荷。随着电荷的积累，电压逐步升高，当带不同电荷的雷云互相接近到一定距离时，将发生激烈放电，出现耀眼的闪光。由于闪光时温度高达20000℃，空气受热膨胀，发出震耳轰鸣。这就是闪电和雷鸣。有时雷云很低，在地面凸出物上将感应出异性电荷，到一定程度时也将出现雷云对地面凸出物的放电，这就是常说的雷击。⑴雷电特点①电流大雷电电流幅值可高达几万至几十万安倍，设计避雷装置时可按15×104A考虑。②时间短一般雷击分为三个阶段，第一个阶段为先导放电，时间为5～10ms，第二阶段为主放电，时间仅为50～100μs，第三阶段为余光，时间为30～50ms，雷击完成一次放电过程总共不超过60ms。③频率高雷电电流大，放电时间极短，这样放电陡度极大，高达30kA/μs。所以具有高频特性。④电压高雷电感应电压可高达300～400kV，而直接雷的电压还要高得多。⑵雷电危害①电破坏数十万乃至百万伏高电压可能会毁坏发电机、变压器及线路绝缘子等电气设备的绝缘，引起短路，甚至导致大规模停电。②热破坏强大的雷电流通过导体时发出大量热量，引起绝缘材料燃烧和金属熔化。烧断电线，引起火灾。③机械破坏当强大的雷电流通过被击物时，被击物缝隙中的空气急剧膨胀，缝隙中的水分迅速蒸发，致使被击物破坏或爆炸。同性电荷的静电斥力，同方向电流的电磁斥力也有很大破坏作用。雷击时的气浪也有一定破坏作用。1.2雷电分类⑴直击雷直击雷是雷云对大地凸出物的强烈放电过程。⑵感应雷感应雷有静电感应和电磁感应两种起因，静电感应是由于雷云接近地面，在地面感应物上感应出大量异性电荷，当雷云与其它物体放电后，凸出物顶部电荷失去束缚，产生对地面很高的静电电位，以雷电波形式沿凸出物极快泄放，此时极易产生火花放电。电磁感应雷是雷击时幅度和陡度都很大的雷电流，在周围空间产生迅速变化的磁场，导致附近的金属导体上感应出高电压，一旦与其它金属设备接触或接近时，则可能产生火花放电。⑶雷电侵入波雷电侵入波是雷击在线路或金属管道上产生的冲击电压，沿着线路或管道迅速传播侵入建筑物内形成的。1.3防雷装置的组成完整的防雷装置通常由接闪器、引下线和接地装置三部分组成：⑴接闪器用于直接接受雷击的金属体，如避雷针、避雷线、避雷带、避雷网，安装在被保护设施的上方，它更接近于雷云，雷云首先对接闪器放电，使强大的雷电流沿接闪器、引下线和接地装置泄入大地，从而使被保护设施免遭雷击。接闪器应耐腐蚀，一般采用镀锌材料制成，如避雷针、避雷线用镀锌钢绞线制成、避雷带采用镀锌钢管、圆钢或扁钢制成。接闪器的材料尺寸应满足通过强大雷电流时动稳定和热稳定的要求。⑵引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求，通常采用圆钢或扁钢制成，并采取镀锌或刷漆等防腐措施，绝对不可采用铝线作引下线。引下线应取最短途径，尽量避免弯曲，并每隔1.5～2m设1个固定点加以固定。可以利用建筑物的金属结构作为引下线，但金属结构的连接点必须焊接可靠。引下线在地面以上2m至地面以下0.2m的一段应该用角钢、钢管、竹管或塑料管等加以保护，角钢、钢管应与引下线连接，以减小通过雷电流时的电抗。如果建筑物顶部设有多支互相连接的避雷针，或者设有避雷线、避雷网、避雷带等，其引下线不得少于2根，每2根之间距离不得大于18～30m。采用多根引下线和多处接地时，应在引下线距地面约1.8m处设置断开卡，以便检查各引下线和测量各接地电阻值。⑶接地装置接地装置具有向大地泄放雷电流的作用。接地装置与接闪器一样应有防腐要求，接地体一般采用镀锌钢管或角钢制作，其长度为2～2.5m，垂直打入地下，其顶端低于地面0.6ｍ。接地体之间用圆钢或扁钢焊接，并采用沥青漆防腐，各种接地装置的接地电阻值见表6-1。表6-1防雷接地电阻值用途接地电阻值（Ω）防直击雷工业一、二类建筑民用一类工业三类建筑民用二类1020～30防感应雷5～10防雷电侵入波5～30阀型避雷器5～10接闪器、引下线与接地装置应牢固地焊接，所采用材料及最小尺寸见表6-2。表6-2防雷装置各部分的材料及最小尺寸防雷装置使用材料钢管圆钢扁钢钢绞线角钢避雷针L＜1mφ20mmφ12mmL=(1～2)mφ25mmφ16mm避雷线截面35mm2避雷带（网）φ8mm厚4mm截面48mm2引下线φ8mm厚4mm截面48mm2截面25mm2接地体壁厚3.5mmφ10mm厚4mm截面100mm2边厚4mm为防止泄放雷电流时形成跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物入口和人行道的距离不应小于3m。当小于3m时，应采取接地体局部深埋，采用均压条或铺设砾石、沥青高阻地面等安全措施。2防雷措施2.1防直击雷防直击雷的主要措施是装设避雷针、避雷线、避雷网和避雷带。⑴避雷针避雷针分独立和附设两种。独立避雷针是离开建筑物单独安装的，其接地装置一般也是独立的，接地电阻一般不超过10Ω。严格禁止通讯线、广播线和低压线架设在避雷针构架上。独立避雷针构架上若装有照明灯，其电源线应采用金属护套电缆或穿铁管，并将其埋在地中长度10m以上，深度0.5～0.8m，然后才能引进室内。附设安装在建筑物上的避雷针，其接地装置可以与其他接地装置共用，可以沿建筑物四周敷设。附设避雷针与建筑物顶部的其他接闪器应互相连接起来。露天装设的金属封闭容器，其壁厚大于4mm时，一般可以不装避雷针，而利用金属容器本身作接闪器，但至少作两个接地点，其间距不应大于30m，每个接地点的冲击接地电阻值不大于30Ω。避雷针的高度和支数，应按不同保护对象和保护范围选择。⑵避雷线避雷线主要用来保护架空线路免受直接雷破坏。它架设在架空线的上方，并与接地装置连接，所以也称架空地线。⑶避雷带和避雷网它能保护面积较大的建筑物避免直击雷。在避雷带和避雷网下方的被保护物，一般均能得到很好保护，不必计算其保护范围。避雷带一般可取两带间距为6～10ｍ。避雷网的网格边长一般可取6～12ｍ。易受雷击屋脊、屋角、屋檐等处应设避雷带加以保护。2.2防感应雷雷电感应能产生很高的冲击电压，在电力系统中应与其他过电压同样考虑，在化工厂主要考虑放电火花引起的火灾和爆炸。为防止雷电感应产生的高电压放电，应将建筑物内的金属设备、金属管道、钢筋构架、电缆钢铠外皮以及金属屋顶等均作良好接地，钢筋混凝土层面应将钢筋焊接成避雷网，并每隔18～24ｍ采用引下线与接地装置连接。2.3防雷电侵入波金属管道和架空电线遭到雷击产生的高电压若不能就近导入地下，则必沿着管道或线路，传入相连接的设施，危害人身和设备。因此防雷电侵入波危害的主要措施是在雷电波未侵入前先将其导入地下。具体措施有：⑴架空管道进厂房处及邻近100m内，采取2～4处接地措施。⑵在架空电力线路的进户端安装避雷器，避雷器的上端接线路，下端接地。平时避雷器的绝缘间隙保持绝缘状态，不影响电力线路的正常运行。当雷电波传来时，避雷器的间隙被高电压击穿而接地，雷电波就不能侵入设施。雷击后，避雷器的间隙恢复绝缘状态，电力系统仍然正常工作。⑶一般低压架空线路，可以将进户处及邻近三根电杆上的支持绝缘子铁脚接地，使其绝缘降低，这样雷电波在侵入户前就被全部泄入地下，保护了室内人员及设备的安全。2.4防雷装置检查防雷装置应每隔2-3年全面检查一次，主要检查项目有：⑴防雷装置是否因建