雷电防护技术

1、1.了解雷击防护的基本原理。 2.熟悉防雷装置的分类与应用。 3.熟悉人身雷电防护的技术措施。 4.了解建筑物的防雷分类等级。 5.掌握第一、二、三类防雷建筑物的防雷技术措施。,学习目的,雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十大自然灾害之一。由于雷电对建筑物、构筑物和电气设施也有很大的破坏力，所以，电力设施、建筑物特别是有火灾和爆炸危险的建筑物等，均需考虑防雷措施。,3-1 雷电的一般知识 3-2 防雷装置 3-3 雷电防护措施 3-4 建筑物的防雷措施 3-5 高层建筑物的防雷接地,雷电存在于自然界，是大气中自然放电的现象。由于电云负电荷的感应，使附近地面积累正电荷，地面与雷云之间

2、形成强大的电场。,一、雷电现象及危害,1.雷电的形成及种类 （1）雷电的形成 1）积雨云形成阶段 2）先导放电阶段 3）主放电阶段,3-1 雷电的一般知识,雷电现象,（2）雷电的种类 1）直击雷 2）感应雷 3）球雷 2.雷电的特点及其危害 雷电放电具有电流大、电压高、冲击性强的特点。,其危害主要表现在以下三个方面： （1）机械效应 （2）电气效应 （3）热效应,所谓雷击防护就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地。一个完整的防雷系统包括两个方面：直接雷击的防护和感应雷击的防护。 直接雷击的防护原理：用导体将雷云中的电荷导入大地。,二、雷击防护的基本原理,一、防雷装置的种类与应

3、用 常用防雷装置的类型有：避雷针、避雷线、避雷网、避雷带和避雷器。,3-2 防雷装置,常用防雷装置举例,1.避雷针 避雷针由接闪器、引下线、接地体和支持物四部分组成。由于直击雷是雷云和大地间的直接放电，突出地面的高耸建筑物，最易首先接触先驱放电而遭到破坏。因此，在许多需要保护的构筑物上或建筑物附近都设置有避雷针。,二、防雷装置的安装及要求,a）避雷针的结构 b）接闪器 避雷针和接闪器,避雷针的避雷原理：利用避雷针的接闪器高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线的接地装置，把雷电流泄入大地，以使被保护物免遭雷击。,（1）接闪器 接闪器所用的材料及其尺寸，应满足机构强度和耐腐蚀的要求

4、，还应有足够的热稳定性。以能承受雷电流的热破坏作用。 避雷针接闪器，一般采用长为12m左右的热镀锌圆钢或顶部打扁并焊接封口的热镀锌钢管制成。 在腐蚀性较强的场所，还应适当加大其截面积或采取其他防腐措施。,（2）引下线 引下线是连接接闪器和接地体的金属导体，以使雷电流泄入大地。引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性的要求，一般采用镀锌圆钢或扁钢，也可采用镀锌钢绞线。 引下线、接闪器和接地装置应确保连接牢固可靠，一般采用焊接。,引下线沿支持物敷设方式分为明装和暗装两种。 引下线应经最短的途径接地，弯曲处的角度应大于90。 在易受损坏处的一段引下线和接地线，应加硬塑料管、橡胶管、角钢或钢管等保护。,

5、（3）支持物 避雷针的接闪器固定在支持物的顶部，通过支持物将接闪器伸向一定高度的空间，从而构成避雷针的保护范围。 避雷针按照支持物上接闪器离水平面的高度不同，保护同一目标避雷针数量不同，以及避雷针的布局结构不同，分为单支、双支、三支等多种形式。 附设避雷针是以建筑物和构筑物本身作为避雷针的支持物，将接闪器和引下线直接装设在建筑物上。,（4）接地装置 接地装置是指接地体和接地线的总称。主要指接地体。 接地体通常采用圆钢、角钢、钢管等钢质材料制成人工接地体。在土壤腐蚀性较大的地方，接地体应热镀锌或加大截面积。 接地体的接地电阻要小（一般不超过10）。一般情况下，接地体均应使用镀锌钢材。 接地体应埋

6、设在行人较少的地方，以防止跨步电压危及行人安全。,2. 避雷器 避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在不通的状态。 当出现雷击过电压时，击穿放电，切断过电压，发挥保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。,a）原理图 b）实物图 避雷器的应用,防雷措施一般分为： 主动措施将雷电引入大地、在进入建筑物之前予以堵截。 被动措施为提高绝缘水平和装设自动重合闸，覆盖和引流采用避雷针、避雷带或避雷网将 所保护的建筑物、电气设备和线路覆盖在其保护 范围内，并用引下线和接地设施将雷电流引入大地，以免在其保护范围之内的物体遭受雷击。,3-3 雷电防护措施,1.人身防雷常识 （1）遇到雷

7、电天气时，应尽量选择留在室内，并关闭好门窗。 （2）野外遇到雷暴时，应采取的正确措施。 （3）雷暴时，户外应尽量避开的场所。 （4）雷暴时，户内应注意防雷电事项。,一、人身雷电防护措施,人体户外防雷图示,人体户内防雷图示,2.重视农村雷电防御措施 农村是雷电防御的薄弱区和雷电灾害的多发区。 主要原因： 一是农民对科学防御雷电意识较淡薄，以封建迷信思想解释雷电现象还普遍存在； 二是农民防御雷电的能力相对低，防范措施不当； 三是农村建（构）筑物忽视雷电防御装置的建设。,存在雷击隐患的新建房屋,3.对受雷击伤害人员的救护 雷击时的电流热效应可引起人体电烧伤，严重时使人体炭化成焦状。 （1）衣服着火者

8、的救护措施 （2）呼吸、心跳停止者的现场救护措施 （3）伤口处理措施 （4）送医院救治,1.企业和单位的雷电防护措施 （1）企业和单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施，评估防雷设施是否符合国家规范要求。 （2）企业和单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项防雷安全工作，建立各项防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维护。,二、其他防雷保护措施,（3）应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材。 （4）新增加建设和安装的设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设。 （5）建设单位在防雷设施的设计和建设时，应综合考虑各项因素，采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。完善

9、的防雷设施如下图所示。 （6）雷灾发生时应及时处理，果断采取措施，避免再次遭受雷击。,设计完善的防雷设施图,2.旋转发电动机的防雷保护 以防雷保护为出发点，电动机可分为两大类： 非直配电动机通过变压器再接到架空线路上去的电动机。非直配电动机所受到的过电压均须经过变压器绕组之间的静电和电磁传递。只要低压绕组不是空载，那么传递过来的电压就不会太大。 直配电动机直接与架空线相连的电动机。直配电动机的防雷保护在电力系统中较难实现。,3.输电线路的防雷措施 输电线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占有很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的就是尽可能的减少线路雷害事故的次数和损失。 为了表示一条线路的耐

10、雷性能和所采用防雷措施的效果，通常采用的指标有： （1）耐雷水平 （2）雷击跳闸率（n）,容易遭受雷击的架空线路,架空线路的防雷保护措施： 1）通过装设避雷线，以防止雷电直接击中导线。 2）通过降低杆塔接地电阻，以防止雷电击中杆塔或避雷线后反击引起绝缘闪络。 3）装设自动重合闸装置和环网供电。 4）加强线路绝缘和线路交叉部分的保护。,采用避雷器加强保护的架空线路,5）增大绝缘子片数，中性点经消弧线圈接地；装设避雷器或保护间隙，如下图所示。,一、建筑物的防雷分类 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。 1.第一类防雷建筑物 2.第二类防雷建筑物 3.第三

11、类防雷建筑物,3-4 建筑物的防雷措施,各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。 1.第一类防雷建筑物防直击雷的措施 （1）应装设独立避雷针或架空避雷线（网）。 （2）排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内。,二、第一类防雷建筑物的防雷措施,有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的间隔,（3）独立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷网的各支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用其作为引下线。 （4）独立避雷针和架空避雷线（网）的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金

12、属物之间的距离，如下图所示，不得小于3m。,防雷装置至被保护物的距离,（5）独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻。,2.第一类防雷建筑物防雷电感应的措施 （1）建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔1824m应采用引下线接地一次。 现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔1824m采用引下线接地一次。,（2）平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长

13、金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。 （3）防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10。屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。,3.第一类防雷建筑物防止雷电波侵入的措施 （1）低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。 在电缆与架空线连接处，尚应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10。,（2）架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置相连。

14、 埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。 当建筑物太高或其他原因难以装设独立避雷针、架空避雷线、避雷网时，可将混合组成的接闪器直接装在建筑物上。 （3）当树木高于建筑物且不在接闪器保护范围之内时，树木与建筑物之间的净距不应小于5m。,三、第二类防雷建筑物的防雷措施,1.第二类防雷建筑物防直击雷的措施 第二类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。所有避雷针应采用避雷带相互连接。 2.第二类防雷建筑物防雷电波侵入的措施,1.第三类防雷建筑物防直击雷的措施 （1）第三类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上

15、的避雷网（带）或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。 （2）每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30，但对第三类防雷建筑物本规范第2款所规定的建筑物则不宜大于10。其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。,四、第三类防雷建筑物的防雷措施,（3）建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置，并应符合第二类防雷建筑物第5条款和有关规定。 （4）砖烟囱、钢筋混凝土烟囱，宜在烟囱上装设避雷针或避雷环保护。多支避雷针应连接在闭合环上。当非金属烟囱无法采用单支或双支避雷针保护时，应在烟囱口装设环形避雷带，并应对称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的避雷针。,（5）引下线不应少于两根，

16、但周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于25m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于25m。 2.第三类防雷建筑物防雷电波侵入的措施,现代建筑普遍采用既经济又安全的防雷设施，称为“暗装笼式避雷网”，即把建筑物中的金属结构沿钢筋连成一整体，构成一个大型金属网笼。这种笼式避雷网既起屏蔽作用，又充当引下线。,3-5 高层建筑物的防雷接地,现代建筑的暗装笼式避雷网,一、高层建筑物的外部防雷接地装置 1.接地网 接地网是指水平方向由钢筋绑扎或焊接成的网格，水平钢筋组成的接地网可以近似看成一块独立的平板，它的电容主要由它的面积决定的。附加于这个平板上有限长度的竖向钢筋接地体，其所增加的长度不足以改变其电容，即接地电阻减小不多。,按建筑物的防雷类别布置接地网,2.引下线 引下线的作用是将避雷带与自然接地体连接在一起，使雷电流构成通