石化企業(yè)防雷（研究院）

PAGE石化企業(yè)防雷XX研究院2020年10月目錄1基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)······································11.1雷電現(xiàn)象及其危害·································11.2雷電分類·············································21.3防雷裝置的組成·······································32防雷措施·············································52.1防直擊雷·············································52.2防感應(yīng)雷·············································62.3防雷電侵入波·········································62.4防雷裝置檢查·········································7PAGE11基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)1.1雷電現(xiàn)象及其危害雷是一種大氣中的放電現(xiàn)象，也就是正負(fù)電荷的中和過程。雷云在形成過程中，某些云積累起正電荷，另一些云積累起負(fù)電荷。隨著電荷的積累，電壓逐步升高，當(dāng)帶不同電荷的雷云互相接近到一定距離時(shí)，將發(fā)生激烈放電，出現(xiàn)耀眼的閃光。由于閃光時(shí)溫度高達(dá)20000℃，空氣受熱膨脹，發(fā)出震耳轟鳴。這就是閃電和雷鳴。有時(shí)雷云很低，在地面凸出物上將感應(yīng)出異性電荷，到一定程度時(shí)也將出現(xiàn)雷云對(duì)地面凸出物的放電，這就是常說的雷擊。⑴雷電特點(diǎn)①電流大雷電電流幅值可高達(dá)幾萬至幾十萬安倍，設(shè)計(jì)避雷裝置時(shí)可按15×104A考慮。②時(shí)間短一般雷擊分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段為先導(dǎo)放電，時(shí)間為5～10ms，第二階段為主放電，時(shí)間僅為50～100μs，第三階段為余光，時(shí)間為30～50ms，雷擊完成一次放電過程總共不超過60ms。③頻率高雷電電流大，放電時(shí)間極短，這樣放電陡度極大，高達(dá)30kA/μs。所以具有高頻特性。④電壓高雷電感應(yīng)電壓可高達(dá)300～400kV，而直接雷的電壓還要高得多。⑵雷電危害①電破壞數(shù)十萬乃至百萬伏高電壓可能會(huì)毀壞發(fā)電機(jī)、變壓器及線路絕緣子等電氣設(shè)備的絕緣，引起短路，甚至導(dǎo)致大規(guī)模停電。②熱破壞強(qiáng)大的雷電流通過導(dǎo)體時(shí)發(fā)出大量熱量，引起絕緣材料燃燒和金屬熔化。燒斷電線，引起火災(zāi)。③機(jī)械破壞當(dāng)強(qiáng)大的雷電流通過被擊物時(shí)，被擊物縫隙中的空氣急劇膨脹，縫隙中的水分迅速蒸發(fā)，致使被擊物破壞或爆炸。同性電荷的靜電斥力，同方向電流的電磁斥力也有很大破壞作用。雷擊時(shí)的氣浪也有一定破壞作用。1.2雷電分類⑴直擊雷直擊雷是雷云對(duì)大地凸出物的強(qiáng)烈放電過程。⑵感應(yīng)雷感應(yīng)雷有靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種起因，靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面，在地面感應(yīng)物上感應(yīng)出大量異性電荷，當(dāng)雷云與其它物體放電后，凸出物頂部電荷失去束縛，產(chǎn)生對(duì)地面很高的靜電電位，以雷電波形式沿凸出物極快泄放，此時(shí)極易產(chǎn)生火花放電。電磁感應(yīng)雷是雷擊時(shí)幅度和陡度都很大的雷電流，在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的磁場，導(dǎo)致附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出高電壓，一旦與其它金屬設(shè)備接觸或接近時(shí)，則可能產(chǎn)生火花放電。⑶雷電侵入波雷電侵入波是雷擊在線路或金屬管道上產(chǎn)生的沖擊電壓，沿著線路或管道迅速傳播侵入建筑物內(nèi)形成的。1.3防雷裝置的組成完整的防雷裝置通常由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成：⑴接閃器用于直接接受雷擊的金屬體，如避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)，安裝在被保護(hù)設(shè)施的上方，它更接近于雷云，雷云首先對(duì)接閃器放電，使強(qiáng)大的雷電流沿接閃器、引下線和接地裝置泄入大地，從而使被保護(hù)設(shè)施免遭雷擊。接閃器應(yīng)耐腐蝕，一般采用鍍鋅材料制成，如避雷針、避雷線用鍍鋅鋼絞線制成、避雷帶采用鍍鋅鋼管、圓鋼或扁鋼制成。接閃器的材料尺寸應(yīng)滿足通過強(qiáng)大雷電流時(shí)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。⑵引下線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求，通常采用圓鋼或扁鋼制成，并采取鍍鋅或刷漆等防腐措施，絕對(duì)不可采用鋁線作引下線。引下線應(yīng)取最短途徑，盡量避免彎曲，并每隔1.5～2m設(shè)1個(gè)固定點(diǎn)加以固定?？梢岳媒ㄖ锏慕饘俳Y(jié)構(gòu)作為引下線，但金屬結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)必須焊接可靠。引下線在地面以上2m至地面以下0.2m的一段應(yīng)該用角鋼、鋼管、竹管或塑料管等加以保護(hù)，角鋼、鋼管應(yīng)與引下線連接，以減小通過雷電流時(shí)的電抗。如果建筑物頂部設(shè)有多支互相連接的避雷針，或者設(shè)有避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶等，其引下線不得少于2根，每2根之間距離不得大于18～30m。采用多根引下線和多處接地時(shí)，應(yīng)在引下線距地面約1.8m處設(shè)置斷開卡，以便檢查各引下線和測量各接地電阻值。⑶接地裝置接地裝置具有向大地泄放雷電流的作用。接地裝置與接閃器一樣應(yīng)有防腐要求，接地體一般采用鍍鋅鋼管或角鋼制作，其長度為2～2.5m，垂直打入地下，其頂端低于地面0.6ｍ。接地體之間用圓鋼或扁鋼焊接，并采用瀝青漆防腐，各種接地裝置的接地電阻值見表6-1。表6-1防雷接地電阻值用途接地電阻值（Ω）防直擊雷工業(yè)一、二類建筑民用一類工業(yè)三類建筑民用二類1020～30防感應(yīng)雷5～10防雷電侵入波5～30閥型避雷器5～10接閃器、引下線與接地裝置應(yīng)牢固地焊接，所采用材料及最小尺寸見表6-2。表6-2防雷裝置各部分的材料及最小尺寸防雷裝置使用材料鋼管圓鋼扁鋼鋼絞線角鋼避雷針L＜1mφ20mmφ12mmL=(1～2)mφ25mmφ16mm避雷線截面35mm2避雷帶（網(wǎng)）φ8mm厚4mm截面48mm2引下線φ8mm厚4mm截面48mm2截面25mm2接地體壁厚3.5mmφ10mm厚4mm截面100mm2邊厚4mm為防止泄放雷電流時(shí)形成跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝置距建筑物入口和人行道的距離不應(yīng)小于3m。當(dāng)小于3m時(shí)，應(yīng)采取接地體局部深埋，采用均壓條或鋪設(shè)礫石、瀝青高阻地面等安全措施。2防雷措施2.1防直擊雷防直擊雷的主要措施是裝設(shè)避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶。⑴避雷針避雷針分獨(dú)立和附設(shè)兩種。獨(dú)立避雷針是離開建筑物單獨(dú)安裝的，其接地裝置一般也是獨(dú)立的，接地電阻一般不超過10Ω。嚴(yán)格禁止通訊線、廣播線和低壓線架設(shè)在避雷針構(gòu)架上。獨(dú)立避雷針構(gòu)架上若裝有照明燈，其電源線應(yīng)采用金屬護(hù)套電纜或穿鐵管，并將其埋在地中長度10m以上，深度0.5～0.8m，然后才能引進(jìn)室內(nèi)。附設(shè)安裝在建筑物上的避雷針，其接地裝置可以與其他接地裝置共用，可以沿建筑物四周敷設(shè)。附設(shè)避雷針與建筑物頂部的其他接閃器應(yīng)互相連接起來。露天裝設(shè)的金屬封閉容器，其壁厚大于4mm時(shí)，一般可以不裝避雷針，而利用金屬容器本身作接閃器，但至少作兩個(gè)接地點(diǎn)，其間距不應(yīng)大于30m，每個(gè)接地點(diǎn)的沖擊接地電阻值不大于30Ω。避雷針的高度和支數(shù)，應(yīng)按不同保護(hù)對(duì)象和保護(hù)范圍選擇。⑵避雷線避雷線主要用來保護(hù)架空線路免受直接雷破壞。它架設(shè)在架空線的上方，并與接地裝置連接，所以也稱架空地線。⑶避雷帶和避雷網(wǎng)它能保護(hù)面積較大的建筑物避免直擊雷。在避雷帶和避雷網(wǎng)下方的被保護(hù)物，一般均能得到很好保護(hù)，不必計(jì)算其保護(hù)范圍。避雷帶一般可取兩帶間距為6～10ｍ。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格邊長一般可取6～12ｍ。易受雷擊屋脊、屋角、屋檐等處應(yīng)設(shè)避雷帶加以保護(hù)。2.2防感應(yīng)雷雷電感應(yīng)能產(chǎn)生很高的沖擊電壓，在電力系統(tǒng)中應(yīng)與其他過電壓同樣考慮，在化工廠主要考慮放電火花引起的火災(zāi)和爆炸。為防止雷電感應(yīng)產(chǎn)生的高電壓放電，應(yīng)將建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備、金屬管道、鋼筋構(gòu)架、電纜鋼鎧外皮以及金屬屋頂?shù)染髁己媒拥?，鋼筋混凝土層面?yīng)將鋼筋焊接成避雷網(wǎng)，并每隔18～24ｍ采用引下線與接地裝置連接。2.3防雷電侵入波金屬管道和架空電線遭到雷擊產(chǎn)生的高電壓若不能就近導(dǎo)入地下，則必沿著管道或線路，傳入相連接的設(shè)施，危害人身和設(shè)備。因此防雷電侵入波危害的主要措施是在雷電波未侵入前先將其導(dǎo)入地下。具體措施有：⑴架空管道進(jìn)廠房處及鄰近100m內(nèi)，采取2～4處接地措施。⑵在架空電力線路的進(jìn)戶端安裝避雷器，避雷器的上端接線路，下端接地。平時(shí)避雷器的絕緣間隙保持絕緣狀態(tài)，不影響電力線路的正常運(yùn)行。當(dāng)雷電波傳來時(shí)，避雷器的間隙被高電壓擊穿而接地，雷電波就不能侵入設(shè)施。雷擊后，避雷器的間隙恢復(fù)絕緣狀態(tài)，電力系統(tǒng)仍然正常工作。⑶一般低壓架空線路，可以將進(jìn)戶處及鄰近三根電桿上的支持絕緣子鐵腳接地，使其絕緣降低，這樣雷電波在侵入戶前就被全部泄入地下，保護(hù)了室內(nèi)人員及設(shè)備的安全。2.4防雷裝置檢查防雷裝置應(yīng)每隔2-3年全面檢查一次，主要檢查項(xiàng)目有：⑴防雷裝置是否因建