莒县中小学校长防雷讲座.ppt

增强防雷意识创造良好的育才环境 日照市气象局 防雷安全培训 主讲 林建民电话照市气象局 防雷知识培训内容 第一讲雷电基础知识第二讲雷电的危害第三讲雷电的防护第四讲人体的防雷 第一讲雷电基础知识 第一讲雷电基础知识 雷电常识近年来的重大雷击事故近年来雷电灾害特点与原因雷电的形成 雷电 Lightning 是发生在大气中的一种自然放电现象 是众多天气现象中的一种 发生时产生强烈的亮光 并伴随巨大的爆鸣声 一种既恐怖又壮观的大气物理现象 雷电是由联合国国际减灾委员会公布的对人类造成最严重危害的十大自然灾害之一 被国际电工委员会 IEC 称为 电子化时代的一大公害 雷电给人们生活带来了极大的安全隐患 尤其是近年来 随着我国社会经济 信息技术 特别是计算机网络技术的迅速发展 城市建筑日益增多 雷电危害造成的损失也越来越大 第一讲雷电基础知识 一 雷电常识 第一讲雷电基础知识 二 近年来重大雷击事故 雷击事故特点 我国雷暴活动很频繁22个省 区 市 计划单列市的年最多雷暴日在50天以上 最多的达134天 10个省 区 市 计划单列市的年平均雷暴日超过40天 最多的达94天 我国的雷电灾害很重1998 2008年的10年间 全国因雷击造成直接经济损失在百万元以上的雷电灾害事故就有250多起 每年因雷电灾害造成人员伤亡数千人 近几年雷电灾害资料 不完全统计 事故一 温州动车事故 时间 2011年7月23日20时34分地点 温州方向双屿路段下岙路事件 此次事故有6节车厢脱轨 其中4节车厢坠下高架桥 后车的车厢压上前车 原因 初查称脱轨原因是D3115次列车动车遭到雷击后失去动力停车 造成D301次列车追尾 经调查认定 7 23 甬温线特别重大铁路交通事故是一起因列控中心设备存在严重设计缺陷 上道使用审查把关不严 雷击导致设备故障后应急处置不力等因素造成的责任事故 事故发生的原因是 通信信号集团公司所属通信信号研究设计院在LKD2 T1型列控中心设备研发中管理混乱 通信信号集团公司作为甬温线通信信号集成总承包商履行职责不力 致使为甬温线温州南站提供的设备存在严重设计缺陷和重大安全隐患 铁道部在LKD2 T1型列控中心设备招投标 技术审查 上道使用等方面违规操作 把关不严 致使其上道使用 雷击导致列控中心设备和轨道电路发生故障 错误地控制信号显示 使行车处于不安全状态 上海铁路局相关作业人员安全意识不强 在设备故障发生后 未认真正确地履行职责 故障处置工作不得力 未能起到可能避免事故发生或减轻事故损失的作用 事故二 黄岛油库雷击事故1989年8月12日9时55分 黄岛油库因雷电感应起火 火焰高达300米 连续燃烧104小时 烧毁原油34 6万吨 老罐区所有配套设施 7辆消防车 2辆指挥车化为灰烬 造成14名消防战士和5名工人牺牲 84名消防战士负伤 66名官兵和12名油库职工受伤 整个救援中动用了2204名公安 消防战士 159辆消防车 10架飞机 19艘舰船 239吨灭火药剂 黄岛油库火灾造成直接经济损失3540万元 第一讲雷电基础知识 事故四 江西雷击事故2010年7月7月20日下午 江西省星子县苏家垱乡寺下湖圩出现了滑坡险情 星子县组织人民解放军 公安民警和当地干部群众200余人全力进行抢险固堤 下午4时左右 当地突降雷阵雨 雷电异常激烈 指挥部指示抢险人员紧急转移 因雷电来得突然 且坝长面窄 人员较多 最后转移的队伍中有18人被雷击中 其中2人经抢救无效死亡 16人受伤 事故三 上海证劵交易所雷击事故2000年8月18日12点56分 一次闪电造成上海证券交易所卫星地球站机房遭雷击 全国上海股票交易 上海地区除外 行情传输中断58分钟 第一讲雷电基础知识 江西省委常委 政法委书记 省公安厅厅长舒晓琴慰问牺牲人员家属及受伤民警 事故五 重庆开县小学雷击事故2007年5月23日下午4 34分 重庆市开县义和镇兴业村小学突然遭遇雷击 本次雷击共造成该小学四 六年级学生伤亡46人 其中 死亡7人 重伤19人 轻伤20人 事故六 大连10万吨级油罐遭雷击起火2011年11月22日18时 大连的大港集团油品码头海滨北罐区31 32号两个十万吨级原油罐因雷击密封圈着火 2011年11月22日18时 大连的大港集团油品码头海滨北罐区31 32号两个十万吨级原油罐因雷击密封圈着火 事故七 飞机遭受雷击2007年10月28日凌晨 从首都机场飞往昆明的国航CA4174次航班起飞后不久遭到雷击 雷达受损 致使飞机返航 事故八 哥伦比亚飞机遭受雷击2010年8月16日说 哥伦比亚一架波音737客机当天在圣安德烈斯岛一处机场降落时遭雷电击中坠毁 至少1人死亡 100多人受伤 客机在距离机场跑道大约80米处遭遇雷电 失事飞机断为三截 事故九 贵州佛教圣地梵净山雷击事故2011年11月5日上午11点05分 在贵州佛教圣地梵净山的金顶发生罕见的雷击事件 造成当时正在金顶及附近的34名游客和工作人员受伤 其中12人重伤 事故十 蒙阴县雷击事故2012年7月30日15时40分左右 蒙阴县联城镇沙沟峪村正在一废弃平房避雨的四位农妇遭雷击 造成两死两伤的雷击事故 第一讲雷电基础知识 三 近年来雷电灾害特点与原因 第一讲雷电基础知识 一 今年来雷电灾害特点灾害波及面扩大 群体灾害事件增多雷灾呈现出逐年递增的趋势雷灾的主要对象多集中在微电子器件和设备上雷灾的经济损失和危害程度大大增加 二 雷电频繁出现的原因城市建筑物高度和密度不断增加 城市的热导效应加大 造成局地热对流加强 计算机等微电子设备的广泛应用 这些设备耐冲击电压能力低 同时与电子电气设备连接的电源及信号线路设置不规范 部分防雷设施年久失修 失去防雷作用 人们的防雷意识淡薄 防雷知识匮乏 四 雷电的形成 一 雷电的分类1 根据闪击部位分类 可将闪电分为 云内闪电 云际闪电 云地闪电 2 根据闪电的形状可分为 线状闪电 带状闪电 联珠状闪电 片状闪电 球状闪电 各种闪电出现的几率 尤以云闪最多 云地闪电次之 球闪较少 各种闪电的破坏力尤以地闪最为严重 球闪按照带电性质来分 不应划分在雷电类 第一讲雷电基础知识 第一讲雷电基础知识 二 雷雨云的形成 形成雷电的云气象上称为积雨云 常称为雷雨云 雷雨云的形成主要来自两种天气形式 一是局地剧烈的大气对流形成 二是峰面过境形成 为什么只有这两种天气形势才能形成雷雨云 这是因为对流的空气中水气分子由于 碰撞 温差 等原因造成水气分子的破裂 而破裂后的水气分子各俘获正 负电荷 带有不同电荷的水气分子因其自身的重量原因 在对流的大气云团中分布在不同的高度 因此形成了不同云层的荷电类型不同 云团低层的电荷层对地面产生感应 使地表面带有等量异种电贺 当云团的低层带电荷量达到一定的数量级 云地 云 之间的大气电场强度达到500V cm以上时产生闪击 雷电便形成 第一讲雷电基础知识 第一讲雷电基础知识 三 雷雨云的放电机制雷云电荷经过梯式先导 回击 箭式先导三个阶段 达到电子雪崩 形成流光过程 从而形成闪电 雷电的放电过程可以看似梯级放电过程 其梯级的长度决定于雷雨云的带电荷量的多少 而其对地的闪击方向在空中是随意的 对地的闪击位置决定于自地面向上倒数第一级的端点 以该端点为圆心 以梯级的长度为半径做圆 在圆中的所有物体均有雷击可能 第一讲雷电基础知识 四 球形闪电 球闪是一种彩色的火焰状球体 通常有橙色 红色 有时可能有黄色 绿色 蓝色或紫色 其直径约为100 300mm 最大可达1000mm 球闪存在的时间通常为3 5秒之间 辐射功率小200w 球闪的运动无特定轨迹 有时在距地面1m左右的高度 沿水平方向每秒1 2m的速度上下跳跃 有时距地面0 5 1m的高处滚动 或突然升起2 3m 球闪生成突然 声音较小 有时无声 有时发出丝丝的声音 遇到物体时发出震耳的爆炸声 并拌有臭氧 二氧化氮或硫磺的气味 关于球闪的结构众说纷纭 一些学者认为它是一团等离子团 有的认为它是小范围的急促气旋造成的 一些学者认为它是自然的核反应 甚至一些学者还认为它是一种光幻视现象 第一讲雷电基础知识 第二讲雷电的危害 一 雷击的选择性二 雷电的危害 雷电热效应引起的危害 雷电流的机械效应引起的破坏作用 雷电流的静电感应引起的破坏作用 雷电流电磁感应引起的破坏作用 雷电反击 闪络 造成的破坏作用 高电压引入造成的破坏作用 雷电冲击波造成的破坏作用 第二讲雷电的危害 一 雷击的选择性土壤电阻率较小和土壤电阻率变化明显的地方 有金属矿藏的地区 河床 地下水出口处 山坡与稻田接壤处 湖边 海边 低洼地区和地下水位高的地方 山的向阳坡 地面上的建 构 筑物 突起的物体 树木 人 畜等 第二讲雷电的危害 二 雷电的危害 一 雷电热效应造成的破坏作用在雷云对地放电时 强大的雷电流自雷击点流经雷击物体 由于雷电流幅值高达数十至数百千安 并且作用时间较短 根据焦耳定律可知 一次闪击的雷电流在雷击点产生的温升高达6000 10000 甚至更高 该温升产生的热量能够使金属融化 树木爆裂燃烧 草堆引燃 当雷电波侵入建筑物内低压供电线路时 可以将线路熔断 第二讲雷电的危害 二 雷电流机械效应引起的破坏作用 雷电流通过导体时会产生磁场 带有雷电流的导体在该磁场中会受到电磁力的作用 若假定雷击瞬间通过两平行导线的电流为100k 相距50cm的两载流体的作用力为408kg 由此可知 凡拐弯的导体或金属构件 拐弯部分将受到电动力的作用 夹角越小电动力越大 因此防雷设施及易受雷击的金属构件宜做等电位连接 当有转弯时宜采用 软连接 第二讲雷电的危害 三 雷电流的静电感应引起的破坏作用 当有带电的雷雨云出现时 与其相对应的地面上的建筑物 构筑物等 由于静电感应作用而带上相反的电荷 雷击发生后雷雨云所带电荷通过闪击迅速消失 地表面电荷随之与闪击电荷中和而消失 某些构筑物由于与地面间电阻较大而不能在同样短的时间内消失 因而便形成局部高电势 第二讲雷电的危害 四 雷电电磁感应引起的破坏作用 交变的电流产生变化的电磁场 雷电流由于有极大峰值和陡度 在其周围便会形成强大的电磁场 处在电磁场中的导体会感应出较大的电动势 若在防雷设施引下线 雷电流柱 附近存在一个开口的金属环 间隙金属环上的感应电势足以使开口间隙放电 产生火花 金属环接口处接触不良 也会使回路过热 引起易燃物品燃烧 酿成火灾 1985年7月26日 上海北蔡仓库 因棉花包捆扎的铁丝断开 打雷时产生火花引起一场大火 第二讲雷电的危害 五 雷电反击 闪络 造成的破坏作用 雷电反击是指接受雷电流的金属物体 防雷装置 金属构件等 在接闪瞬间与大地间存在很高的电压U 这电压对与大地连接的其他金属物体发生闪击 闪络 的现象 这种现象有时也会发生在树木与房屋及金属物体之间 第二讲雷电的危害 六 高电压引入造成的破坏作用 雷电引入高电位是指直击雷或感应雷产生的高电压从输电线 通信电缆 无线电天线等金属线路引入建筑物或设备内部 造成闪击的雷击现象 高电位沿导线进入用电设备 是常见的用电设备雷击的主要形式 危害极大 如2000年我国某证券交易所因感应雷高电位引入设备造成设备损坏 停止交易48分钟 造成巨大损失 第二讲雷电的危害 七 雷电冲击波造成的破坏作用 地闪闪电回击通道的初始平均温度和气压均很高 产生的瞬时功率巨大 所以易形成爆炸式的冲击波 直接观测冲击波的波阵面扩展速度很困难 中国科学院的孙景群教授等研究者采用实验室内模拟雷电的观测 测得闪电通道径向扩展速度Vr t 及其随时间的变化关系 实验测得闪电通道径向扩展速度最大可16km s 1左右 远远大于大气中的声速 但很快就衰减为声波 第二讲雷电的危害 第三讲建 构 筑物及电气系统防雷 雷电防护的目的与分类标准建 构 筑物防雷电子电气系统防雷 第三讲雷电的防护 从防护的角度 一般将雷电的危害分为直击雷和雷击电磁脉冲 直击雷 闪电直接击在建筑物 其它物体 大地或防雷装置上 产生电效应 热效应和机械力者 雷击电磁脉冲 指闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应 它包含传导电涌和辐射脉冲电磁场效应 一 雷电防护的目的与分类依据 一 防雷目的1 防雷的目的是保护人与物 建筑物 构筑物和设备等 的安全 2 雷电防护的基本原则是安全可靠 经济合理 技术先进 3 现代科学技术还无法避免雷电的产生 防雷技术强调全方位防护 综合治理 层层设防 防雷是一个系统工程 二 分类依据建筑物应根据其重要性 使用性质 发生雷电事故的可能性和后果 按防雷要求分为三类 第三讲雷电的防护 二 建 构 筑物防雷 一 雷电易闪击部位 第三讲雷电的防护 二 建 构 筑物防雷系统 1 接闪器 接收雷电流的金属构件 避雷针 避雷带 避雷线 避雷网及金属屋顶皆可作为接闪器 2 引下线 泄放雷电流的通道 可以使用建筑物的内筋 也可以人工设置 3 接地装置 快速散泄雷电流的金属构件 可利用建筑物的基础 也可设置人工接地装置防雷装置的规格 设置方式必须符合规范GB50057 2010的要求 第三讲雷电的防护 注意问题 建筑物顶部的太阳能热水器及广告牌等金属构件因高于一般防雷设施 易充当接闪器 为防止雷电流沿此导体进入室内与设备 在建筑物的顶部应将它们与防雷设施做等电位连接 避雷设施的设计应充分考虑易遭雷击部位的雷电防护 楼角应设置45cm的避雷短针予以保护 第三讲雷电的防护 三 电子电气防雷 电源线路的综合布线与电磁屏蔽信号线路的综合布线与电磁屏蔽设备的综合接地设备及设备空间的屏蔽等电位连接 包括SPD设置 各种接地系统的共地 第三讲雷电的防护 设备空间屏蔽与电源线路屏蔽建筑物顶部线路等电位连接 第三讲雷电的防护 电子电气机房等电位连接 第三讲雷电的防护 第四讲人体的防雷 第四讲人体的防雷 一 雷电危害人体的方式 云地闪电危害人体的方式直接雷击 接触雷击 旁侧闪络 跨步电压 冲击波 球状闪电危害人体的方式高温灼烧 冲击波 第四讲人体的防雷 一 云地闪电危害人体的方式 1 直接雷击直接雷击是指雷电直接击中受害者 这种情况受害者至少在开始时身体上通过全部电流 而且是雷电流从头部输入 经躯干 由脚底进入大地 这种情况是受害者受害最严重的情况 2 接触雷击接触雷击是指雷电击中其他物件 如建筑 大树 电杆时 雷电流由该物体上流过 在物体上顺电流方向上每两点之间有较大的电位差 3 旁侧闪络旁侧闪络和上面讲的接触雷击共同点都是雷电没有直接击中受害者 而是击中受害人附近的物体 由于被雷击物体带高电位 而向它附近的人闪击放电 第四讲人体的防雷 4 跨步电压当雷电流流入大地的时候由于土壤散流电阻的存在 使地表面电位成为喇叭形电位分布曲线 当人或动物站在喇叭形电位分布的地面时 两脚间的电位差大到一定时 便足以使人跌倒甚至死亡5 冲击波由雷电的破坏作用可知 雷电冲击波的破坏程度与冲击波波阵面的超压p t 有关 强闪电时 在其通道附近几cm到几m范围 p t 可达到104HPa数量级 因此 较轻的雷电冲击波可造成衣物破碎 严重的冲击波可造成人体内脏破裂 致人伤亡 第四讲人体的防雷 二 球闪危害人体的方式 1 高温灼烧球闪在移动过程中 其自身发出较高的热辐射 当球闪穿越玻璃时 高温热辐射可熔化玻璃进入室内 自人体附近移动时 造成人体皮肤灼伤 2 冲击波当球闪碰到物体或人体时即发生爆炸 爆炸冲击波会危及人体 轻则造成内脏损伤 强大的冲击波猛烈冲击人体胸部 将心脏撞击到脊柱上 导致心脏主动脉撕裂 第四讲人体的防雷 二 雷电危害人体的机理 当电流通过人体时由于热效应造成皮肤烧伤 内脏发生烧坏情况 同时由于电流通过时肌肉会收缩 使人跌倒和造成骨折 同时电流也会使血液中的血红蛋白分解成有毒的物质使细胞缺氧 而最使人致命的是电流使人发生心室纤维颤动和停止呼吸而致死亡 1 心室纤维性颤动当有电流通过心脏时 各个肌肉纤维间协调性遭受干扰 它们变成单独地以各自速率收缩 而不再同步 这样心室里就不能产生压力 血液循环停止 约4min之内可能导致死亡 实验中观察发现 每当心室纤维性颤动时 各部门肌肉单独收缩 致使整个心室不能规则地收缩 而显示出软弱地 不规则地抽动 这就是所谓 纤维性颤动 当电流冲击较大时 心脏可能停止跳动 2 呼吸停止当雷电流流经脑下部的呼吸中枢时 会使呼吸停止 并且不能自己恢复 如果电流只流经人体的其他部位而未经呼吸中枢 也会使胸部肌肉收缩造成呼吸障碍 当电流停止后 呼吸是可能自然恢复的 故抢救主要针对前一种情况 第四讲人体的防雷 三 人体防雷 一 室内雷电防护1 雷暴来临时不要随意触模室外引入的导线 如打电话 接触电视天线 天馈线等 要远离家里 办公室 正在使用的电器 2 若附近有经常落雷的高大构筑物 如通讯铁塔 微波塔等 这些构筑物接受雷电时 雷电流泄放过程中地电位升高 产生反击 使与室内金属构件连接的金属接地体带上高电位 人们应远离这些金属构件一定距离 二 室外人体雷电防护1 野外行走 要远离高大的建筑物引下线 高大的构筑物 大树等 以防旁侧闪击和跨步电压 2 水上运行处于金属船体内 则无需进行防护 若处于木体船内则须立即上岸 因为水 地电阻差别较大极易落雷 第四讲人体的防雷 3 旷野行走 周围无高大建筑 人自然成为裸地突起物 极易成为雷击对象 此时应选一低洼处 双脚并拢蹲地 尽可能使身体的高度降低同时与大地接触面积要小 4 旷野有大树时 可离大树 m以外蹲下 5 茅棚及不接地的金属棚均有雷击危险 含有金属的顶棚若