雷电及常用防雷装置

雷电及常用防雷装置·知识目标、能力目标见书P80.1一、雷电的形成、分类及危害···雷电是大自然分离和积累的电荷放电现象。当带有不同电荷的雷云接近将发生放电，放电温度可达26000℃。一、雷电的形成、分类及危害1.雷电的分类雷电分类：直击雷、感应雷、球形雷、侧击雷、雷电波五种。（1）直击雷——指云层对地面凸出物直接的雷击。此时雷云同地面凸出物之间的电场强度达到该空间的击穿强度即发生放电现象。···直击雷产生的数十万至数百万伏的冲击电压会毁坏发电机、电力变压器等电气设备绝缘，烧断电线或劈裂电杆造成大规模的停电，绝缘损坏可能引起短路导致火灾或爆炸事故。···如1970年7月27日中午1点，北京天安门广场上一个直击雷打倒10名游客，其中2人因电流通过身体抢救无效而身亡。（1）直击雷···直击雷巨大的雷电流通过被击物，在极短的时间内转换成大量的热能，能造成易燃物品的燃烧或造成金属熔化飞溅而引起火灾。例如，1989年8月12日．青岛市黄岛油库5号油罐遭雷击爆炸，大火烧了104小时，火焰高300米，烧掉4万吨原抽，烧毁10辆消防车，使19人丧生，78人受伤，还使630吨原油流入大海。视频：飞机被雷击（2）感应雷——也称雷电感应。分静电感应和电磁感应2种。静电感应：是由于雷云接近地面，在架空线路或地面凸出物顶部感应出大量电荷所致。在雷云与其他部位放电后，凸出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式，沿突出物极快地传播。电磁感应：是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，或损坏电气设备。例：1992年6月20日，一个落地雷砸在国家气象中心大楼的顶上，虽然该大楼安装了避雷针，但是巨大的感应雷却把楼内6条国内同步线路和一条国际同步线路击断，使计算机系统中断46小时，直接经济损失数十万元。（3）球形雷···球形雷出现的次数少而不规则，因此取得的资料十分有限，其发生的原理现在还没有形成统一的观点。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。例如，1978年8月17日晚上，原苏联登山队在高加索山坡上宿营，5名队员钻在睡袋里熟睡，突然一个网球大的黄色的火球闯进帐蓬，在离地1米高处漂浮，唰地一声钻进睡袋，顿时传来咝咝烤肉的焦臭味，此球在5个睡袋中轮番跳进跳出，最后消失，致使1人被活活烧死，4个严重烧伤。（4）侧击雷···对于高度很高的建（构）筑物，雷电可能击中建（构）筑物侧面的墙体、金属门窗或玻璃幕墙等，造成建（构）筑物的侧面墙体、金属门窗、或玻璃幕墙等的损坏或坠落。（5）雷电波侵入···雷电波侵入是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。其传播速度为3×105㎞／s。雷电波侵入可毁坏电气设备的绝缘，使高压窜入低压，造成严重的触电事故。属于雷电波侵入造成的雷电事故很多，在低压系统这类事故约占总雷害事故的70%。例如，雷雨天，室内电气设备突然爆炸起火或损坏，人在屋内使用电器或打电话时突然遭电击身亡都属于这类事故。又如，1991年6月10日凌晨1时许，黑龙江省牡丹江市上空电闪雷鸣，震耳欲聋的落地雷惊醒酣睡中的居民，全区电灯不开自亮又瞬间熄灭。2.雷电的危害雷击时其电流可达数十至数百千安培，同时雷击电压极高，因此雷电有很大的破坏力。主要有以下几方面危害：（1）电性质破坏：雷电冲击电压极高，可击穿电气设备的绝缘，破坏电气设备和线路，造成大面积停电。（2）热性质破坏：雷电可在极短时间内将电能→热能→高温造成金属熔化飞溅、引起火灾、爆炸。（3）机械性质破坏：热能→木材纤维缝隙、其它结构中缝隙中的空气剧烈膨胀，同时水分及其物质分解为气体→出现强大的机械压力→被击物体严重破坏或爆裂。（4）电磁感应：对存放易燃易爆物品的场所非常危险。（5）雷电波入侵（6）防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用——指因防雷装置与电气设备线路、金属管道距离很近而产生的放电。（7）雷电对人的伤害10哪些对象易被雷电袭击？雷电“喜爱”在尖端放电，所以在雷电交加时，人在旷野上行走，或扛着带铁的金属农具，或骑在摩托车上，或恰恰举起高尔夫球杆，或在电线杆、大树下躲雨，人或物体容易成为放电的对象而招来雷击。建筑物的顶端或棱角处，也很容易遭受雷击；此外，金属物体和管线都可能成为雷电的最好通路。···此外易被雷电击中的地方：水面和水陆交界地区以及特别潮湿的地带，如河床、盐场、苇塘、湖沼和地下水位高的地方等。二、常用防雷装置的种类与作用常用的防雷装置：避雷针（引雷针）、避雷线（也称架空地线）、避雷网（如高层建筑钢筋水泥中的钢筋）、避雷带、避雷器、防护间隙（见图4-14）。完整的避雷装置包括：接闪器、引下线、接地装置。···上述避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器均是接闪器。避雷器：主要用于保护电力设备，有阀型、管形和保护间隙三种类型。下引线：常用园钢或扁钢制成，要求路线尽可能短。建筑物和构筑物的金属结构可用作下引线，但须连接可靠。接地装置：与一般接地装置相同。要求：用园钢直径≥10mm，用扁钢厚度≥4mm、截面积≥100mm2，用角钢厚度≥4mm，用钢管壁厚≥3.5mm。12任务三防雷技术一、案例二、建（构）筑物的防雷技术三、化工设备的防雷技术四、人体的防雷技术五、防雷装置的检查六、雷击对人体的伤害及急救一、案例（见书）二、建（构）筑物的防雷技术···工业建筑物和构筑物分类（三类）1.第一类建筑物及其防雷保护···使用和储存爆炸危险物，电火花会引起强烈爆炸，造成巨大破坏和人身伤害。如火药制造、电石库、油气提炼车间等；2.第二类建筑物及其防雷保护···使用和储存大量爆炸危险物，但电火花不会引起强烈爆炸，或不致造成巨大破坏和人身伤害。如油漆制造车间、氧气站、易燃品库等；3.第三类建筑物及其防雷保护···除一、二类以外，其他需要防雷的。对建（构）筑物防雷装置的要求见表4-8（7点）。三、化工设备的防雷技术1.金属贮罐的防雷技术①当罐顶钢板厚度大于4mm，且装有呼吸阀时，可不装设防雷装置。但油罐体应作良好的接地，接地点不少于两处，间距不大于30m，其接地装置的冲击接地电阻不大于30欧。②当罐顶钢板厚度小于4mm时，虽装有呼吸阀，也应在罐顶装没避雷针，且避雷针与呼吸阀的水平距离不应小于3m，保护范围高出呼吸阀不应小于2m。③浮顶油罐(包括内浮顶油罐)可不设防雷装置，但浮顶与罐体应有可靠的电气连接。④易燃液体敞开储罐设独立避雷针，其冲击接地电阻＜5Ω。⑤覆土厚度大于0.5m的地下油罐，可不考虑防雷措施，但呼吸阀、量油孔、采气孔应做良好接地。接地点不少于两处，冲击接地电阻不大于10欧。三、化工设备的防雷技术2.非金属贮罐的防雷技术···非金属易燃液体的储罐应采用独立的避雷针，以防止直接雷击，同时还应有感应雷措施。避雷针冲击接地电阻不应大于30欧。3.户外架空管道的防雷技术①户外输送易燃或可燃气体的管道，可在管道的始端、终端、分支处、转角处以及直线部分每隔l00m处接地，每处接地电阻不大于30欧；②当上述管道与爆炸危险厂房平行敷设而间距小于l0m时，在接近厂房的一段，其两端及每隔30—40m应接地，接地电阻不大于20欧；③当上述管道连接点(弯头、阀门、法兰盘等)，不能保持良好的电气接触时，应用金属线跨接；④接地引下线可利用金属支架，若是活动金属支架，在管道与支持物之间必须增设跨接线；若是非金属支架，必须另作引下线；⑤接地装置可利用电气设备保护接地的装置。四、人体的防雷技术①雷电活动时，尽量少在户外或旷野逗留；在户外或野外处最好穿塑料等不浸水的雨衣；如依靠建筑物屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道躲避时，要注意离开墙壁和树干距离8m以上。②应尽量离开小山丘或隆起的小道，尽量离开河边、池旁，应尽量离开铁丝网、金属晾衣绳以及旗杆、烟囱、高塔、孤独的树木附近。③在户内应注意雷电侵入波的危险，应离开照明线、动力线、电话线、广播线、收音机电源线、收音机和电视机天线以及与其相连的各种设备，注意关闭门窗防止球形雷进入室内。④防雷装置在接受雷击时，雷电流通过会产生很高电位，可引起人身伤亡事故。为防止反击发生，应使防雷装置与建筑物金属导体间的绝缘介质网络电压大于反击电压，并划出一定的危险区，人员不得接近。四、人体的防雷技术⑤当雷电流经地面雷击点的接地体流入周围土壤时，会在它周围形成很高的电位，如有人站在接地体附近，就会受到雷电流所造成的跨步电压的危害。⑥当雷电流经引下线接地装置时，由于引下线本身和接地装置都有阻抗，因而会产生较高的电压降，这时人若接触，就会受接触电压危害，均应引起人们注意。⑦为了防止跨步电