雷電與防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ).ppt

1、雷電與防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ),湖南省氣象局 2014年5月,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？ 雷暴活動(dòng)頻繁+雷電災(zāi)害嚴(yán)重 2.雷電：什么是雷電？雷電如何產(chǎn)生？ 形成+分類+危害 3.雷電防護(hù)：有哪些技術(shù)？如何進(jìn)行防護(hù)？ 風(fēng)評+技術(shù)評價(jià)+預(yù)警+檢測,內(nèi) 容,參考書,雷電學(xué)原理陳渭民 雷電與防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)肖穩(wěn)安、張小青 GB50057-2010 建筑防雷與接地技術(shù)張小青 雷電與人工引雷汪道洪 現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)虞昊 關(guān)象石等,雷暴活動(dòng)頻繁 雷電災(zāi)害嚴(yán)重 雷電災(zāi)害分布 雷電災(zāi)害防御難度很大 在一定程度上避免或者減少雷電帶來的損失 PS：氣象防雷20年發(fā)展歷程回顧,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,1.為什么要研究

2、雷電與防護(hù)技術(shù)？,雷電是一種大氣自然現(xiàn)象，在科學(xué)技術(shù)不發(fā)達(dá)的古代，雷電被蒙上了神秘的色彩，除了災(zāi)難，它留給人類更多的是迷信和恐懼。直到17世紀(jì)中葉，美國科學(xué)家富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了天電（雷電）與地電的同一性，并發(fā)明和使用了“避雷針”，人們才逐步對雷電有了理性和科學(xué)的認(rèn)識。地球上，任何時(shí)刻都會(huì)有約2000個(gè)地點(diǎn)出現(xiàn)雷暴，平均每天要發(fā)生800萬次閃電，每次閃電在微秒級瞬間可釋放出55KWh以上能量。,（1）、雷暴活動(dòng)頻繁 我國地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，雷暴活動(dòng)十分頻繁，雷電災(zāi)害發(fā)生頻次多、范圍廣、危害嚴(yán)重、社會(huì)影響大，嚴(yán)重威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)安全。,1、為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,22個(gè)?。▍^(qū)、市）

3、年最多雷暴日在50天以上，最多的達(dá)150天；,10個(gè)?。▍^(qū)、市）年平均雷暴日超過40天，最多的超100天。,1、為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,（2）、雷電災(zāi)害嚴(yán)重 根據(jù)近30年的雷電統(tǒng)計(jì)資料分析，我國雷暴日天數(shù)變化不大，但是雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失日益嚴(yán)重。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1999-2008年的10年間，全國因雷擊造成直接經(jīng)濟(jì)損失在百萬元以上的雷電災(zāi)害事故就有390多起，每年因雷電災(zāi)害造成人員傷亡數(shù)千人。 2011年湖南省共發(fā)生雷電災(zāi)害72起，其中發(fā)生在農(nóng)村的雷災(zāi)43起。雷災(zāi)共造成5人死亡、12人受傷，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。 雷電災(zāi)害涉及電力、通信、石化、交通、金融等各行各業(yè)以及千家萬戶,1.為什么要研

4、究雷電與防護(hù)技術(shù)？,村民在瓜地遭雷擊身亡,村民遭雷擊,村民遭雷擊身亡,麻陽舒家村鄉(xiāng)舒某家雷擊致3人死亡,雷災(zāi)造成人員傷亡,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,雷災(zāi)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失,大鯨港鎮(zhèn)玉銀紙業(yè)公司因雷擊導(dǎo)致火災(zāi),永興花炮廠因雷擊導(dǎo)致爆炸,軍工硝制造有限公司遭雷擊,電力設(shè)備因雷擊受損,德國法蘭克福ELELTRA WUBA保險(xiǎn)公司Statistics of damage 1994,1、為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,（3）、雷電災(zāi)害時(shí)空分布特點(diǎn)（3個(gè)90%） 90%以上的雷災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失發(fā)生在城市的各行業(yè)部門，主要分布在華東和華南等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)； 90%以上雷擊傷亡事故發(fā)生在農(nóng)村地區(qū)； 汛期是雷電災(zāi)

5、害事故的高發(fā)期，49月間發(fā)生的雷災(zāi)起數(shù)和雷擊傷亡人數(shù)均占全年總數(shù)的90%以上（重大人員傷亡和重大直接經(jīng)濟(jì)損失）。,全國雷電災(zāi)害事故在各地區(qū)的分布圖,圖4： 1997年2006年全國雷擊傷亡事故年變化圖,1997年2006年全國雷擊傷亡事故年變化圖 49月閃電多，雷災(zāi)事故多！,雷電災(zāi)害行業(yè)分布圖 （電力、通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、廣電等行業(yè)受損嚴(yán)重?。?雷擊傷亡事故發(fā)生地分布圖 （傷亡發(fā)生在農(nóng)田最多）,雷擊傷亡事故人群分布圖 （農(nóng)民傷亡最多 ）,（4）、雷電災(zāi)害防御難度很大 受災(zāi)面的改變：從電力、建筑這兩個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè)，特點(diǎn)是與高新技術(shù)關(guān)系最密切的領(lǐng)域，如航天、航空、國防郵電通信、計(jì)算機(jī)、

6、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等； 入侵方式的改變：從一、二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。由于微電子技術(shù)的應(yīng)用滲透到各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，微電子器件極端靈敏，LEMP造成微電子設(shè)備的失控或者損壞。 造成損失和危害程度的改變：它襲擊的對象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)可能并不太大，但由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響卻難以估計(jì)。,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,因此，電子時(shí)代防雷減災(zāi)工作更重要、更迫切、也更復(fù)雜！如何適應(yīng)雷電防御已從直擊雷防護(hù)到系統(tǒng)防護(hù)的轉(zhuǎn)變，要求我們站到歷史時(shí)代的新高度來認(rèn)識和研究現(xiàn)代防雷技術(shù)，提高人類對雷災(zāi)防御的綜合能力。,防雷減災(zāi)工作事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展 事關(guān)人民安全福祉 事關(guān)社會(huì)和諧穩(wěn)定 各級

7、氣象部門必須以很強(qiáng)的使命感、責(zé)任感，組織做好雷電災(zāi)害防御,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？,防護(hù)技術(shù)：能在一定程度上避免或者減少雷電帶來的損失（思考：結(jié)合工作實(shí)際和身邊個(gè)例）,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？ 雷暴活動(dòng)頻繁+雷電災(zāi)害嚴(yán)重 2.雷電：什么是雷電？雷電如何產(chǎn)生？ 形成+分類+危害 3.雷電防護(hù)：有哪些技術(shù)？如何進(jìn)行防護(hù)？ 風(fēng)評+技術(shù)評價(jià)+預(yù)警+檢測,內(nèi) 容,第一章 雷電的形成和分類,第一節(jié) 雷電的形成 1、雷電形成的三個(gè)基本條件： 空氣中必須有足夠的水汽； 有使潮濕水氣強(qiáng)烈上升的氣流； 有使潮濕空氣上升凝結(jié)成水珠或冰晶的氣象條件。,2、雷電形成的基本理論 雨滴分裂論 當(dāng)潮濕水氣上升

8、到高空，由于高空氣溫較低，在上升氣流運(yùn)動(dòng)過程中逐漸凝結(jié)增大，形成小水滴。 由于上升氣流的不穩(wěn)定，水滴在運(yùn)動(dòng)過程中相互摩擦、碰撞分裂形成大小不等的水珠，使得大水珠帶正電荷，小水珠帶負(fù)電荷。 小水珠質(zhì)量輕被上升氣流帶到上層云層，大水珠質(zhì)量重則留在下層或降落到地面，這樣便形成了帶電荷云層的分離過程。 當(dāng)帶電荷云層逐步積累到足夠的電荷量時(shí)，便產(chǎn)生閃電現(xiàn)象，形成雷電。 （實(shí)驗(yàn)證明：水滴分裂時(shí)，確實(shí)大水珠帶正電荷，小水珠帶負(fù)電荷這一理論；分裂水滴所需氣流的速度為3-8m/s這正是雷云中上升氣流的速度）,距地面80公里左右的電離層具有一定的導(dǎo)電能力，而且是帶正電荷的，而大地是帶負(fù)電荷，故形成比較穩(wěn)定的大氣電

9、場。在電離層和地這兩個(gè)帶電導(dǎo)體中間被不導(dǎo)電的大氣所絕緣，形成一個(gè)電容器。使處于其中的云層上端帶負(fù)電荷，下端帶正電荷，即發(fā)生極化，從而為閃電提供有力條件。,電場極化論,由于宇宙射線和太陽黑子爆炸，近地大氣中形成帶有一定量的游離子，其中正離子較重（約為電子的2000倍）不大活動(dòng)，而負(fù)離子則活動(dòng)性較大，在大氣電場和上升氣流的作用下，負(fù)離子向上運(yùn)動(dòng)，正離子向下運(yùn)動(dòng)，形成上負(fù)下正離子層，有利于閃電的發(fā)生。,離子積累,3、雷擊過程 當(dāng)天空中有雷雨云的時(shí)候，因雷雨云帶有大量的電荷，由于靜電感應(yīng)的作用，雷雨云下方的地面和地面上的物體都帶上了與雷雨云相反的電荷，當(dāng)雷雨云與地面之間的電壓高到一定的時(shí)候，雷雨云與地

10、面上突出的物體之間就會(huì)出現(xiàn)放電。,閃電的初始擊穿：下部負(fù)電荷中心與其底部的正電荷中心附近局部地區(qū)的大氣電場達(dá)到104v/cm左右時(shí)，則負(fù)、正電荷之間的云霧大氣會(huì)被擊穿，負(fù)電荷向下中和掉正電荷，這時(shí)從云層下部到云底部全部為負(fù)電荷區(qū)。,先導(dǎo)注流： 隨大氣電場的進(jìn)一步加強(qiáng)，進(jìn)入起始擊穿的后 期，電子與空氣的分子發(fā)生碰 撞，形成天空中帶電的雷雨云 的云粒（或水成物）向地面延 伸，在雷雨云下形成從云層向 下的流光，表現(xiàn)為一條暗淡的 光柱，即先導(dǎo)注流。也叫注流 先導(dǎo)，如右圖。,閃電通道： 注流先導(dǎo)不斷地向地面發(fā)展過程是 一電離過程，在電離過程中生成成對的正、負(fù)離子 ，其正離子被云中向 下輸送的負(fù)電荷不斷

11、中和。從而形成多枝 狀的充滿負(fù)電荷（對 負(fù)地閃）的通道，其 中有一枝是充滿負(fù)電 荷（對負(fù)地閃）的主 通道，稱為電離通道 或閃電通道，簡稱為 通道。,雷擊 分枝狀的放電主通道到達(dá)地面，或與大地放電迎面會(huì)合以后，就形成云層到地面的全程（雷擊放電通道）放電，這就是雷擊。,根據(jù)閃電空間位置、形狀、聲音分類,第二節(jié) 雷電的分類,還有多種分類方式，在此只詳細(xì)介紹下這三類，并重點(diǎn)說明云地閃/地閃,云內(nèi)閃電 在同一塊云中，不同云區(qū)帶有正負(fù)不同的電荷，在正負(fù)荷電區(qū)之間的電場達(dá)到可擊穿強(qiáng)度時(shí)，在同一塊云中同樣可發(fā)生放電現(xiàn)象，此現(xiàn)象稱之為云內(nèi)閃電。,第一種分類根據(jù)空間位置分類,云際閃電 當(dāng)帶有正負(fù)不同電荷的兩塊云之

12、間的電場達(dá)到可擊穿強(qiáng)度時(shí)，在兩塊云之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。,云地放電/地閃 發(fā)生在云層和大地之間的放電現(xiàn)象。,地閃 根據(jù)先導(dǎo)和回?fù)舴较?，可把閃電歸納為以下八種常見的閃電類型： l： 先導(dǎo) r：回?fù)?v：發(fā)展方向,云地間放電形成的先導(dǎo)若是從云層內(nèi)的電荷中心伸向地面，又稱之為向下先導(dǎo)。若是從地面伸向云層的，又稱之為向上先導(dǎo)；只沿著先導(dǎo)方向發(fā)生中和的閃電，稱之為無回?fù)糸W電。當(dāng)發(fā)生先導(dǎo)放電之后，還出現(xiàn)逆先導(dǎo)方向放電的現(xiàn)象，稱為有回?fù)糸W電。,第一類地閃：具有向下先導(dǎo)和向上回?fù)?，云中?fù)荷電中心與大地和地物間的放電過程，具有負(fù)閃電電流，因此，簡稱為向下負(fù)先導(dǎo)負(fù)地閃；如果負(fù)先導(dǎo)不著地，則就無回?fù)?，此時(shí)只有圖1a所

13、示的過程，云空放電。如果負(fù)先導(dǎo)著地，則就產(chǎn)生回?fù)?，將云中的部分電荷泄放到大地，若該過程只一次為單閃擊閃電（圖1b），若重復(fù)多次為多閃擊閃電。,向下負(fù)先導(dǎo)負(fù)地閃 （l 先導(dǎo)，r -回?fù)?，v 發(fā)展方向）,第二類地閃：具有向上正先導(dǎo)的云中負(fù)荷電中心與大地和地物間的放電過程，具有負(fù)閃電電流。它又分下面兩種情況： 圖2a ，先導(dǎo)帶正電向上，放電一般始于高聳的接地體（塔尖或山頂），具有向上正先導(dǎo)而無回?fù)簦喎Q為向上正先導(dǎo)連續(xù)負(fù)放電。 若對于圖2b，先導(dǎo)帶正電向上，和向下回?fù)簦Q之為向上正先導(dǎo)負(fù)地閃，如果其后有隨后閃擊，稱之向上正先導(dǎo)多閃擊負(fù)地閃。,向上正先導(dǎo)負(fù)地閃 （l 先導(dǎo)，r -回?fù)?，v 發(fā)展方向）,

14、第三類地閃：云中荷正電，具有向下正先導(dǎo)和向上回?fù)?，云中正電荷中心與大地和地物間放電過程具有正閃電電流，簡稱為向下正先導(dǎo)正地閃。 圖3a ，向下正先導(dǎo)不著地，于是產(chǎn)生云空放電過程。 圖3b ，向下正先導(dǎo)著地，引起向上正回?fù)簦狗旁浦械恼姾傻酱蟮?，這一類在山地區(qū)少見，在湖邊可見到。,向下正先導(dǎo)正地閃 （l 先導(dǎo)，r -回?fù)簦瑅 發(fā)展方向）,第四類地閃：云中荷正電，具有向上負(fù)先導(dǎo)的云中正電荷中心與大地和地物間的放電過程，具有正閃電電流。 圖4a ，向上先導(dǎo)始于高聳的高層建筑的尖頂，這類地閃也有以有無回?fù)舳?xì)分為A型和B型。 A型地閃具有向上先導(dǎo)而無回?fù)舻姆烹娺^程，只是在先導(dǎo)后出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間約幾百毫秒

15、，持續(xù)電流為幾百安的放電過程，簡稱為向上負(fù)先導(dǎo)正地閃。 B型地閃具有向上先導(dǎo)和向下回?fù)舻姆烹娺^程，簡稱向上負(fù)先導(dǎo)連續(xù)正電流閃電。向上正地閃多為單閃擊地閃。,向上負(fù)先導(dǎo)正地閃 （l 先導(dǎo)，r -回?fù)簦瑅 發(fā)展方向）,小結(jié) 地閃根據(jù)閃電流方向，分為： （1）正地閃：閃電電流為正（向下）的稱正地閃； （2）負(fù)地閃：閃電電流為負(fù)（向上）的為負(fù)地閃； 地閃根據(jù)先導(dǎo)方向，分為： （1）向下先導(dǎo)：由云向下地面發(fā)展的先導(dǎo)； （2）向上先導(dǎo)：由地面向云中發(fā)展的先導(dǎo)。,線狀閃電 我們常見的通常是線狀閃電，一般是一種蜿蜒曲折枝杈縱橫的巨型電氣火花，長23公里，也有長達(dá)10公里的，是閃電中較強(qiáng)烈的一種。 線狀閃電大多

16、是雷云與大地間的放電（約50 70%以上）， 也有雷云之間的放電。這種閃電可以同時(shí)擊在不同的地方，一般分為前導(dǎo)放電和主放電等階段。 線狀閃電對電力、電訊系統(tǒng)及人畜和建筑物等威脅最大。 帶狀閃電 與線狀閃電相似，只是亮的通道比較寬，看上去好像一條較亮的亮帶。,第二種分類根據(jù)形狀分類,片狀閃電 是出現(xiàn)在云的表面上的閃光，它有時(shí)可能是被云塊遮沒的火花閃電的延光，也可能是在云的上部發(fā)出來的叢集的、若隱若現(xiàn)的一種特殊的放電作用的光。 這種閃電，表示云中電場的能量雖然已經(jīng)足夠產(chǎn)生放電，但是新加入的電量卻太少，以致在閃爍放電尚未轉(zhuǎn)變到火花（線狀）放電以前，原有的儲(chǔ)電量已經(jīng)用完了，僅僅伴隨有片狀閃電的雷暴，是

17、一種較弱放電現(xiàn)象，通常會(huì)對電力系統(tǒng)引入日較弱的感應(yīng)過電壓。,鏈形閃電/聯(lián)珠狀閃電： 比較罕見，是一條發(fā)光的虛線 ，一條鏈子一樣，在云與大地間放 電或云與云間放電時(shí)均可能出現(xiàn)。 似乎是介于線狀閃電與球形閃電之 間的一種過渡形式。,球形閃電 是最奇妙、最罕見和最神秘莫測的一種閃電，由拳頭般大小到足球那樣大的球形發(fā)光體所組成，活動(dòng)速度不大，可以看到移動(dòng)，它走的路徑極不規(guī)則，往往與風(fēng)向一致，它出現(xiàn)時(shí)，常有尖哨聲或嗡嗡聲，有時(shí)會(huì)安然地消失，但有時(shí)也會(huì)發(fā)生恐怖的爆炸。它消失時(shí)，往往留下具有刺激性的輕煙霧。 球形閃電存在的時(shí)間可由幾秒到幾分鐘，它能在一個(gè)地方停留一些時(shí)候，一面冒煙，一面發(fā)出火花，目前，國際上

18、對于球形閃電也還沒有很完善的解釋，科學(xué)家們?nèi)栽谘芯恐小?無聲閃電 最常出現(xiàn)的一種無聲放電是被稱為“愛爾馬圣火”。由于暴風(fēng)雨等原因，大氣中的電場強(qiáng)度大大地增長起來，在地球面的突出物體附近，電場強(qiáng)度很容易達(dá)到30kV/cm的強(qiáng)度，導(dǎo)致在突出部分發(fā)生靜寂放電。這是一種非雷云與大地間放電和沒有雷聲的閃電現(xiàn)象，實(shí)際上就是尖端電暈放電。放電時(shí)，突出物周圍會(huì)呈現(xiàn)出冒煙狀或光膜狀。當(dāng)電場強(qiáng)度很強(qiáng)時(shí)，就會(huì)形成單獨(dú)束狀放電，由物體周圍放射出來。這種放電現(xiàn)象對電訊系統(tǒng)有干擾。,第三種分類根據(jù)聲音分類,有聲閃電 除了是一種明亮的電氣火花以外，同時(shí)還伴有強(qiáng)大的響聲，這就是雷聲。PS：因光速聲速，所以一般先看到閃電再聽見

19、聲音。 雷聲的大小與閃電的強(qiáng)弱相關(guān)，由于空氣在溫度高達(dá)10000左右的閃電通道中突然強(qiáng)烈的受熱和隨之而起的急速冷卻，致使空氣因急速膨脹和壓縮的振動(dòng)而發(fā)生響聲；同時(shí)，也是水和空氣在高電壓（火花）的作用下分解所產(chǎn)生的瓦斯爆炸時(shí)發(fā)出的聲音。由于爆炸波的特性、多次放電和聲音來回反射等關(guān)系，雷聲隆隆不絕，云間放電時(shí)，雷聲延續(xù)的時(shí)間比云與大地間放電的時(shí)間短。一般一次閃電的雷聲平均延續(xù)時(shí)間約3040秒，在個(gè)別場合下可達(dá)到1分鐘。,第二章 雷電流,雷擊產(chǎn)生的雷電流的大?。◤?qiáng)度）與地理位置、地質(zhì)條件、季節(jié)和氣象等許多因素有關(guān)。一般平原地區(qū)比山地雷電流大，正閃擊比負(fù)閃擊大，第一閃擊比隨后閃擊大。 研究資料表明：各

20、次雷擊閃電電流大小和波形差別很大，尤其是不同種類放電差別更大。這說明雷電流的大小和雷電流的波形是描述雷電流特征的重要參數(shù)。,如圖，先由縱軸上的0.1、0.9、和 1.0 三個(gè)刻度作三條橫軸的平行線， 前兩條平行線分別與波形曲線的頭部分別相交于A、B兩點(diǎn)，過A、B兩點(diǎn) 作一條直線,該直線與第三條平行線和橫軸分別相交于C、D 兩點(diǎn)，由C點(diǎn) 引橫軸的垂線, 其垂足E點(diǎn)與 D點(diǎn)之間的時(shí)間即定義為 波頭時(shí)間,用 t1 表 示。為了定義波長時(shí)間, 再由縱軸上0.5刻度作橫軸的平行線,該平行線與 波形曲線的波尾部分相交于F點(diǎn), 從 F點(diǎn)引 橫軸的垂線, 垂足G點(diǎn)與 D點(diǎn)之間的時(shí)間即定義為波長 時(shí)間，用t2表

21、示.由于波長時(shí)間 也是波形曲線衰減到半幅值所 需要的時(shí)間, 它習(xí)慣上也被稱 為半幅值時(shí)間。在定義了波頭 和波長時(shí)間后, 單極性雷電流 脈沖波形可計(jì)為t1/t2, 這里t1和 t2一般采用s作單位。,圖2-1 雷電波形的畫法,雷電流的波形,首次及雷擊的雷電流參量,第一、第二、第三類防雷建筑物首次雷電流幅值分別為 200 kA、 150 kA、 100 kA，其雷電流陡度di/dt分別為 20 kA/s、 15 kA/s、 10 kA/s。,后續(xù)雷擊的雷電流參量,長時(shí)間雷擊的雷電流參量,第三章 雷電的危害,主要是雷擊時(shí)，雷電流通過載流導(dǎo)體產(chǎn)生電動(dòng)力的破壞作用。由電磁學(xué)可知，在載流導(dǎo)體周圍的空間存在

22、著磁場，而磁場中的載流導(dǎo)體又會(huì)受到電磁力的作用。由安培定則(也叫右手螺旋定則)可知兩根載有相同方向電流的長直導(dǎo)體，相互吸引，而載有相反方向電流的長直導(dǎo)體，將相互排斥。這是由于在這兩根平行載流導(dǎo)體之間存在著電磁力的相互作用，這種作用力稱為電動(dòng)力。因此，由于雷電流強(qiáng)度很大(數(shù)十至上百千安)，在雷電流的作用下，載流導(dǎo)體就有可能會(huì)變形，甚至?xí)徽蹟唷?第一節(jié) 直擊雷的危害,電效應(yīng)及其危害,在雷云對地放電時(shí)，強(qiáng)大的雷電流從雷擊點(diǎn)注入被擊物體，由于雷電流幅值高達(dá)數(shù)十至數(shù)百千安，其熱效應(yīng)可以在雷擊點(diǎn)局部范圍內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)600010000C，甚至更高的溫度，能夠使金屬熔化，樹木、草堆引燃；當(dāng)雷電波侵入建筑物內(nèi)低

23、壓供配電線路時(shí)，可以將線路熔斷。這些由雷電流的巨大能量使被擊物體燃燒或金屬材料熔化的現(xiàn)象都屬于典型的雷電流的熱效應(yīng)破壞作用，如果防護(hù)不當(dāng)，就會(huì)造成災(zāi)害。,熱效應(yīng)及其危害,機(jī)械效應(yīng)所產(chǎn)生的破壞作用主要表現(xiàn)為兩種形式：一是雷電流注入樹木或建筑構(gòu)件時(shí)在它們內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)壓力;二是雷電流的沖擊波效應(yīng)。 （1） 雷擊產(chǎn)生的內(nèi)壓力及其危害 由于雷電流幅值很高，且作用時(shí)間又很短，在雷擊與樹木或建筑構(gòu)建時(shí)，在它們的內(nèi)部將瞬時(shí)地產(chǎn)生大量熱量。在短時(shí)間內(nèi)熱量來不及散發(fā)出去，以致使這些內(nèi)部的水分被大量蒸發(fā)成水蒸氣，并迅速膨脹，產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力。這種內(nèi)壓力是一種爆炸力，能夠使被擊樹木劈裂和使建筑構(gòu)件崩塌。,機(jī)械效應(yīng)及其

24、危害,（2）雷擊產(chǎn)生的沖擊波效應(yīng)及其危害 云對地放電過程中的回?fù)綦A段，放電通道中既有強(qiáng)烈的空氣游離，又有強(qiáng)烈的異性電荷中和，通道中瞬時(shí)溫度非常高，這使得通道周圍的空氣急劇膨脹，以超聲波速度向四周擴(kuò)散，從而形成沖擊波。同時(shí)，通道外圍附近的冷空氣被嚴(yán)重壓縮，在沖擊波波前到達(dá)的地方，空氣的密度、氣壓和溫度都會(huì)突然增大，產(chǎn)生的沖擊波是類似的，可以使其附近的建筑物、人、畜受到破壞或傷害。沖擊波向外傳播的速度遠(yuǎn)大于聲波，但很快就會(huì)衰減，轉(zhuǎn)化為聲波，于是人們就能夠聽到雷鳴聲。,機(jī)械效應(yīng)及其危害,雷電的靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)作用屬于雷電的間接破壞作用。由雷電的靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓比以上所述的直接破

25、壞作用具有更大的危害范圍，它能夠損壞建筑物內(nèi)的信息系統(tǒng)和電氣設(shè)備，甚至造成人員傷亡，因此，在防雷設(shè)計(jì)中，一直受到關(guān)注。,雷電的靜電感應(yīng),第二節(jié) 雷擊電磁脈沖的危害,在建筑物頂部金屬體上的靜電感應(yīng),在架空線路上的靜電感應(yīng),雷云和先導(dǎo)通道中電荷的感應(yīng)作用，在建筑物頂部的金屬體上部和架空線路上將出現(xiàn)反極性的感應(yīng)電荷,電磁感應(yīng),直擊雷和雷電電磁脈沖侵害的原因,被保護(hù)系統(tǒng)的屏蔽差； 沒有采取等電位連接措施； 綜合布線不合理； 接地不規(guī)范； 沒有安裝浪涌保護(hù)器SPD； 安裝的浪涌保護(hù)器SPD不符合規(guī)范的要求等；,1.為什么要研究雷電與防護(hù)技術(shù)？ 雷暴活動(dòng)頻繁+雷電災(zāi)害嚴(yán)重 2.雷電：什么是雷電？雷電如何產(chǎn)

26、生？ 形成+分類+危害 3.雷電防護(hù)：有哪些技術(shù)？如何進(jìn)行防護(hù)？ 風(fēng)評+技術(shù)評價(jià)+預(yù)警+檢測,內(nèi) 容,氣象防雷20年發(fā)展歷程回顧,起步：上世紀(jì)八十年代未，氣象部門涉及防雷裝置檢測服務(wù)，其中安徽、廣東、上海、湖南是開展防雷裝置檢測較早的省、市，此階段未成立專門的防雷技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)。 開拓：上世紀(jì)九十年代中、后期，大多數(shù)氣象臺(tái)站均開展了防雷服務(wù)，并積極拓展新的防雷技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目和服務(wù)領(lǐng)域 平穩(wěn)發(fā)展：本世紀(jì)初，社會(huì)各界逐步關(guān)注和重視防雷減災(zāi)工作，氣象部門開始探索面向全社會(huì)的防雷減災(zāi)管理模式 快速發(fā)展：2004年2007年，此階段的防雷工作得到全面快速的發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)了防雷社會(huì)管理與技術(shù)服務(wù)的分離。防雷

27、減災(zāi)的服務(wù)內(nèi)容從防雷裝置檢測、防雷工程設(shè)計(jì)與施工拓展到新建防雷裝置設(shè)計(jì)技術(shù)評價(jià)和施工質(zhì)量檢測，并逐步開展了雷電監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)評估和雷電災(zāi)害調(diào)查與鑒定。氣象主管機(jī)構(gòu)開展了防雷資質(zhì)認(rèn)定、防雷裝置設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收行政許可工作。氣象防雷管理與服務(wù)體系已基本形成。 依法發(fā)展：近年，防雷法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系不斷健全，現(xiàn)代雷電業(yè)務(wù)體系逐步完善，全社會(huì)依法防雷、科學(xué)防雷的意識不斷增強(qiáng)，防雷減災(zāi)工作正在步入依法、科學(xué)發(fā)展的階段, 從防護(hù)技術(shù)的視角看發(fā)展：,直擊雷的防護(hù)：1754年前后，富蘭克林、羅蒙諾索夫等一批歐美學(xué)者用試驗(yàn)證實(shí)了“雷就是電”，并發(fā)明了用接閃器、引下線和接地裝置組成的外部防雷裝置攔截閃電 。

28、250多年的實(shí)踐證明，LPS是迄今唯一有效和廣泛使用的直擊雷防護(hù)裝置。 雷電波侵入的防護(hù)：1876年貝爾發(fā)明電話后，架空電話線屢遭雷擊促使防雷保安器的研制成功；1882年紐約首次實(shí)現(xiàn)供配電后，供電線路和電氣設(shè)備的大量遭雷擊又促使了電力系統(tǒng)防雷的研究。 雷電電磁脈沖的防護(hù)：20世紀(jì)中葉以后，微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用和普及，LEMP可能損壞大范圍的電子系統(tǒng)，并造成更大的損失。, 從政策法規(guī)的視角看發(fā)展：,2010年1月20日國務(wù)院第98次常務(wù)會(huì)議通過 氣象災(zāi)害防御條例,對加強(qiáng)和做好雷電災(zāi)害防御工作做出了具體的規(guī)定。,期間，各地紛紛出臺(tái)地方性 防雷法規(guī)或政府規(guī)章,對防雷減災(zāi)工作提出了更

29、具操作性、更適應(yīng)地方需要的管理規(guī)定和要求。,2006年，國辦下發(fā)28號明電 關(guān)于進(jìn)一步做好防雷減災(zāi)工作的通知,明確要求“大力加強(qiáng)雷電監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)”、“依法管理和規(guī)范雷電災(zāi)害防護(hù)”。,2006年1月，國務(wù)院下發(fā)3號文件 國務(wù)院關(guān)于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見,提出六點(diǎn)要求：重視防雷工作、做好雷電天氣預(yù)測預(yù)報(bào)、落實(shí)防雷安全措施、加強(qiáng)防雷管理、做好雷災(zāi)應(yīng)急處置、組織防雷知識宣傳。,風(fēng)險(xiǎn)評估,定義 雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是根據(jù)項(xiàng)目所在地雷電活動(dòng)時(shí)空分布特征及其災(zāi)害特征，結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行分析，對雷電可能導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失程度與危害范圍等方面的綜合風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，從而為項(xiàng)目選址、功能分區(qū)布局、防雷類別（等級）與防雷

30、措施確定、雷災(zāi)事故應(yīng)急方案等提出建設(shè)性意見的一種評價(jià)方法。 通過雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估可為評估對象提供雷電防護(hù)的科學(xué)設(shè)計(jì)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制、經(jīng)濟(jì)投資、應(yīng)急管理等方面服務(wù)，保證防雷工程安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是開展綜合防雷的必經(jīng)程序，也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)防雷的必要條件，體現(xiàn)了預(yù)防為主，防治結(jié)合的理念。,分類預(yù)評估、現(xiàn)狀評估 1、預(yù)評估是根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目初步規(guī)劃的建筑物參數(shù)、選址、總體布局、功能分區(qū)分布，結(jié)合當(dāng)?shù)氐睦纂娰Y料、現(xiàn)場的勘察情況，對雷電災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)量進(jìn)行計(jì)算分析，給出選址、功能布局、重要設(shè)備的布設(shè)、防雷類別及措施、風(fēng)險(xiǎn)管理、應(yīng)急方案等建議，為項(xiàng)目的可行性論證、立項(xiàng)、核準(zhǔn)、總平規(guī)劃等提供防雷

31、科學(xué)依據(jù)。 2、現(xiàn)狀評估是對一個(gè)評估區(qū)域、評估單體現(xiàn)有的雷電防護(hù)措施進(jìn)行雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)量的計(jì)算分析，給出現(xiàn)有雷電防護(hù)措施是否能將雷電災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)量控制在國家要求的范圍內(nèi)，給出科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和安全的整改措施，提供風(fēng)險(xiǎn)管理、雷災(zāi)事故應(yīng)急方案。,風(fēng)險(xiǎn)評估,風(fēng)險(xiǎn)評估工作現(xiàn)狀,雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估工作是我國目前開展的一項(xiàng)新興業(yè)務(wù)，現(xiàn)階段各省主要依據(jù)的是GB21714/IEC62305風(fēng)險(xiǎn)管理中的部分方法，但GB21714/IEC62305僅針對單體建筑物，不能滿足各類大中型建設(shè)項(xiàng)目需求，尤其不能適用于危爆?；㈣F路、交通及大型構(gòu)筑物等項(xiàng)目的區(qū)域雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估。并且，評估結(jié)論沒有針對性，不能有效體現(xiàn)行業(yè)及項(xiàng)目的特殊性，也無

32、法滿足不同地理地質(zhì)環(huán)境，不同雷電氣象環(huán)境及社會(huì)因素下開展雷評業(yè)務(wù)需求，嚴(yán)重制約了雷評業(yè)務(wù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。,風(fēng)險(xiǎn)評估我省情況,2008年，通過對全國雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)工作的考察、調(diào)研，結(jié)合當(dāng)前雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估工作的實(shí)際需求，湖南省防雷中心明確提出了“區(qū)域雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究”。通過與成都信息工程學(xué)院的共同研究，目前已完成了區(qū)域雷擊風(fēng)評估方法的研究，并對多個(gè)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用效果檢驗(yàn)。 實(shí)踐證明，有效針對ICE62305的不足之處，結(jié)合雷電環(huán)境、地域和承災(zāi)體特性分析，利用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法構(gòu)建的區(qū)域雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估方法，有力提高了雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估的科技內(nèi)涵和創(chuàng)新能力。,湖南省通過近幾年的業(yè)務(wù)運(yùn)行，雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)取

33、得了一定的成績，風(fēng)險(xiǎn)評估涉及易燃易爆、公路橋梁、軌道交通、地鐵、超高層建筑物等多個(gè)領(lǐng)域，尤為喜人的是，更有多家建設(shè)單位主動(dòng)與湖南省防雷中心聯(lián)系，積極請求對項(xiàng)目進(jìn)行雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估。,風(fēng)險(xiǎn)評估我省情況,長沙地鐵二號線雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估,長沙新奧天然氣儲(chǔ)備站雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估,吉首矮寨特大橋雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估,順天高層建筑雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估,技術(shù)評價(jià),定義 防雷裝置設(shè)計(jì)技術(shù)評價(jià)是根據(jù)國家法律、法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，對設(shè)計(jì)單位所作的防雷設(shè)計(jì)施工圖或方案，就安全性、有效性、穩(wěn)定性和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行情況等進(jìn)行的技術(shù)評價(jià)。 重點(diǎn)查看內(nèi)容 防雷裝置 與防雷有關(guān)的電氣接地 危化場所的防靜電接地,技術(shù)評價(jià),所需資料,目前公認(rèn)的能大幅降

34、低雷擊傷亡與災(zāi)害最有效的措施之一，能及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)當(dāng)?shù)乩纂娀顒?dòng)情況，大力保障人民生命及財(cái)產(chǎn)。,雷電預(yù)警,雷電預(yù)警信號分三級，分別以黃色、橙色、紅色表示。 黃色預(yù)警6小時(shí)內(nèi)可能發(fā)生雷電活動(dòng)，可能會(huì)造成雷電災(zāi)害事故。 橙色預(yù)警2小時(shí)內(nèi)發(fā)生雷電活動(dòng)的可能性很大，或者已經(jīng)受雷電活動(dòng)影響，且可能持續(xù)，出現(xiàn)雷電災(zāi)害事故的可能性比較大。 紅色預(yù)警2小時(shí)內(nèi)發(fā)生雷電活動(dòng)的可能性非常大，或者已經(jīng)有強(qiáng)烈的雷電活動(dòng)發(fā)生，且可能持續(xù)，出現(xiàn)雷電災(zāi)害事故的可能性非常大。,為全面貫徹湖南省委提出的全面建設(shè)小康湖南的精神，切實(shí)做好防雷減災(zāi)工作，造福三湘人民。 中心領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)全省防雷減災(zāi)情況全面部署，以提升雷電服務(wù)能力為目標(biāo)，利

35、用近年來布設(shè)的大氣電場儀、閃電定位儀及我中心自主研發(fā)的雷電監(jiān)測預(yù)警綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，對油庫、黃花機(jī)場、地鐵等用戶開展雷電專項(xiàng)預(yù)警服務(wù)。 2012年，我單位共為用戶單位提供154期雷電專項(xiàng)臨近預(yù)警產(chǎn)品，其中機(jī)場預(yù)警產(chǎn)品55期，油庫預(yù)警產(chǎn)品55期，地鐵預(yù)警產(chǎn)品44期，用戶單位未發(fā)生一起雷擊事故，有效保障了生產(chǎn)安全和人員安全，深受用戶單位的好評。,雷電預(yù)警我省情況,雷電專項(xiàng)服務(wù)油庫,24小時(shí)雷電預(yù)警，及時(shí)掌握雷電發(fā)生情況，保障油品運(yùn)輸安全。而油庫區(qū)需要雷雨天氣時(shí)的跟蹤服務(wù)，保障油品分發(fā)安全。 重點(diǎn)關(guān)注油庫區(qū)域未來2小時(shí)及30分鐘的雷電預(yù)警。,雷電專項(xiàng)服務(wù)機(jī)場,盡早提醒，及時(shí)跟蹤，保障航班調(diào)度和起降安全。

36、 機(jī)場20km范圍左右提前2小時(shí)的雷電趨勢及預(yù)警。,雷電專項(xiàng)服務(wù)地鐵,針對地鐵2號線和1號線未來12小時(shí)雷電專項(xiàng)預(yù)警，為各施工地點(diǎn)雷雨天氣時(shí)的工作安排提供決策依據(jù)，保障地鐵地面施工人員和設(shè)備安全。,雷電專項(xiàng)服務(wù)效果,對每次雷電過程進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)； 細(xì)化專項(xiàng)用戶需求，不斷提升專項(xiàng)用戶服務(wù)能力； 通過對比分析，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率已提為88.9%,檢測GB50057-2010,意義 建筑物防雷裝置是由接閃器、引下線接地裝置、過電壓保護(hù)器以及其它連接導(dǎo)體等五部分組成。它們在防雷過程中缺一不可，任何一部分失效，都將導(dǎo)致防雷裝置起不到防雷效果，并可能產(chǎn)生負(fù)面作用。因此，需要定期對防雷裝置進(jìn)行安全檢測，對防雷裝

37、置作出公正、科學(xué)、準(zhǔn)確的評價(jià)，確保其質(zhì)量、安全性能達(dá)到規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)整改，從而避免因質(zhì)量問題造成不必要的損失。,建筑物防雷裝置設(shè)計(jì),關(guān)于GB50057-2010 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范與GB 50057-94（2000年版)的主要變化 1、結(jié)構(gòu)上，增加了術(shù)語一章，合并了一章； 2、規(guī)定了13條強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行； 3、變更防接觸電壓和防跨步電壓的措施； 4、補(bǔ)充外部防雷裝置采用不同金屬物的要求； 5、修改防側(cè)擊的規(guī)定； 6、詳細(xì)規(guī)定電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)選用電涌保護(hù)器的要求； 7、簡化了雷擊大地的年平均密度計(jì)算公式, 并相應(yīng)調(diào)整了預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)判定建筑物的防雷分類的數(shù)值。 8、部

38、分條款作了更具體的要求,85,（一）、總則,1.0.1 為使建（構(gòu)）筑物防雷設(shè)計(jì)因地制宜地采取防雷措施，防止或減少雷擊建（構(gòu)）筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財(cái)產(chǎn)損失，以及雷擊電磁脈沖引發(fā)的電氣和電子系統(tǒng)損壞或錯(cuò)誤運(yùn)行，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，制定本規(guī)范。 1.0.2 本規(guī)范適用于新建、擴(kuò)建、改建建（構(gòu)）筑物的防雷設(shè)計(jì)。,86,（二）、術(shù)語,2.0.5 防雷裝置 用于減少閃擊擊于建（構(gòu)）筑物上或建（構(gòu)）筑物附近造成的物質(zhì)性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成 2.0.18 閃電電涌侵入 （名稱的變化） 2.0.26 電氣系統(tǒng) 由低壓供電組合部件構(gòu)成的系統(tǒng)。也稱低壓配電系統(tǒng)或低

39、壓配電線路。 2.0.27 電子系統(tǒng) 由敏感電子組合部件構(gòu)成的系統(tǒng)。,87,（三）、建筑物的防雷分類（3.0.2為強(qiáng)制性條款）,1、第一類防雷建筑物 凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物， 因電火花而引起爆炸、爆轟，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者。 具有0 區(qū)或20 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物。 （GB50057-94:為0區(qū)或10區(qū)) 具有1 區(qū)或21 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者。 （GB50057-94:僅為1區(qū)) （注： 爆轟-爆炸物中一小部分受到引發(fā)或激勵(lì)后，爆炸物整體 瞬間爆炸的現(xiàn)象或過程。 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境區(qū)的變化是由于爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境

40、電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50058 -92 也在修訂中，本標(biāo)準(zhǔn)采用了GB50058的修編內(nèi)容，用“20”、“21”、“22”代表了粉塵的分區(qū)，原來用“10”、11”區(qū)表示）,88,2、第二類防雷建筑物,（1） 國家級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物。 （2） 國家級的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機(jī)場、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。 （3） 國家級計(jì)算中心、國際通訊樞紐等對國民經(jīng)濟(jì)有重要意義的建筑物。 （4） 國家特級和甲級大型體育館。（新增條） （5） 制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物， 且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡

41、者。,89,第二類防雷建筑物（續(xù)）,（6） 具有1 區(qū)或21 區(qū)（新增）爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。 （7） 具有2 區(qū)或22 區(qū)（由原11區(qū)調(diào)整）爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物。 （8） 有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。 （9） 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05次/ a （0.06調(diào)整）的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。 （10） 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.25 次/ a （0.3調(diào)整）的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。,90,3、第三類防雷建筑物,(1) 省級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物及省級檔案館。 (2) 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大

42、于或等于0.01(由0.12調(diào)整） 次/ a 且小于或等于0.05(由0.06調(diào)整）次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。 (3) 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.05(0.06調(diào)整）次/a且小于或等于0.25 （0.3調(diào)整）次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。 (4) 在平均雷暴日大于15 d / a 的地區(qū)，高度在1 5 m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物； 在平均雷暴日小于或等于15 d / a 的地區(qū)， 高度在2 0 m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。,91,4、人員密集的公共建筑,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-20

43、06 第5.3.15條文解釋 本條規(guī)定的人員密集的公共建筑主要指：設(shè)置有同一時(shí)間內(nèi)聚集人數(shù)超過50人的公共活動(dòng)場所的建筑。如賓館、飯店，商場、市場，體育場館、會(huì)堂、公共展覽館的展覽廳，證券交易廳，公共娛樂場所，醫(yī)院的門診樓、病房樓，養(yǎng)老院、托兒所、幼兒園，學(xué)校的教學(xué)樓、圖書館和集體宿舍，公共圖書館的閱覽室，客運(yùn)車站、碼頭、民用機(jī)場的候車、候船、候機(jī)廳(樓)等。,92,5、建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù),N = k Ng A e 其中：k： 2：位于山頂和曠野孤立 1.7：沒有接地的金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑 1.5：河（湖）邊、山坡下、山地中小處、地 下水露頭處、土山頂、山谷風(fēng) 口及特別潮 濕的建筑物 1.

44、0：一般情況 Ng=0.1Td （Ng=0.024Td 1.3） Ae=LW+2(L+W)( H（200-H）)1/2+H（200-H）10-6 L、W、H為長、寬、高。（適用于H100m）,93,（四）、防雷措施的一般規(guī)定（4.1.1、4.1.2強(qiáng)條）,4.1.2 各類防雷建筑物應(yīng)設(shè)內(nèi)部防雷裝置，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 在建筑物的地下室或地面層處，以下物體應(yīng)與防雷裝置做防雷等電位連接： 建筑物金屬體。 金屬裝置。 建筑物內(nèi)系統(tǒng)。 進(jìn)出建筑物的金屬管線。 2 除本條 1款的措施外，外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)之間，尚應(yīng)滿足間隔距離的要求。,94,（五）、接閃器的設(shè)置,1、

45、接閃器的構(gòu)成 獨(dú)立避雷針、架空避雷線 以及直接裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷針或由其混合組成。 2、避雷帶 避雷帶應(yīng)沿易受雷擊的 部位（見附錄B) 敷設(shè)， 女兒墻、屋角、屋脊、屋 檐和檐角等; 當(dāng)建筑物比較高時(shí)，首 先應(yīng)沿屋頂周邊敷設(shè)避雷帶， 避雷帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋 檐邊垂直線上或其外。,95,96,關(guān)于暗敷避雷帶問題,利用屋頂鋼筋作接閃器及暗敷避雷帶， 其前提是允許屋頂遭雷擊時(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撾x以及一小塊防水、保溫層遭破壞。這對建筑物的結(jié)構(gòu)一般無損害，但建筑物下方不應(yīng)有行人通過、車輛放置、及建筑物的出入口，以保證安全。 GB/T21431-2008建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范規(guī)定

46、”高層建筑物不應(yīng)利用建筑物女兒墻內(nèi)鋼筋作為暗敷避雷帶?！?97,避雷網(wǎng)格,98, 第一類防雷建筑物 5m5m或6m4m 第二類防雷建筑物 10mm或12m8m 第三類防雷建筑物 20m20m或24m16m,3、避雷針,（1）滾球法,99,100,3、避雷針,(2)、 地面上的避雷針,接閃桿在hx高度的xx上的保護(hù)半徑 rx = (h（2hr h）)1/2 (h (2hr hx) 接閃桿在地面上的保護(hù)半徑 ro = (h（2hr h）)）1/2 h：接閃桿高度；hr：滾球半徑；hx：被保護(hù)物的高度,101,3、避雷針,（3）、問題1-屋面上避雷針的保護(hù)范圍如何計(jì)算？,（錯(cuò)誤圖 r0大于屋頂寬度）

47、,（正確圖 ） 避雷帶、避雷針頂端同時(shí)支撐球體,問題2-避雷針設(shè)置的越高對設(shè)備保護(hù)越有利？,設(shè)置避雷針的目的就是利用避雷針的尖端效應(yīng)吸引閃電，保護(hù)附近的突出的室外設(shè)備如天線等。 避雷針并不是越高越好，過高的避雷針將導(dǎo)致其接閃能力越強(qiáng)，雷電對避雷針附近的設(shè)備的沖擊次數(shù)會(huì)增加。 避雷針不能用于保護(hù)室內(nèi)的弱電設(shè)備。,102,4、 接閃器的材料、規(guī)格,103,避雷帶,架空接閃線宜采用截面不小于50mm2 熱鍍鋅鋼絞線 或銅絞線。（參數(shù)調(diào)整）,避雷線,金屬屋面 （第一類防雷建筑物除外）,104, 板間的連接應(yīng)是持久的電氣貫通，例如，銅鋅合金 焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接等； 金屬板下面無易燃

48、物品時(shí)，其最小厚度要求為 不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板0.5mm， 鋁板0.65mm,鋅板0.7mm，鉛板：2mm； 金屬板下面有易燃物品時(shí)，其最小厚度要求為 不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板4mm；銅板5mm；鋁板7mm； 金屬板無絕緣被覆層。 注：薄的油漆保護(hù)層或1mm厚瀝青層或0.5mm厚聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層。,關(guān)于彩鋼保溫板,5.2.7的條文說明： 上層鋼板厚度不應(yīng)小于0.5mm， 中間保溫層為非易燃物， 下層鋼板一般不會(huì)被擊穿，且能阻擋上層板被擊穿時(shí)的熔化物。,105,1、4.3.3 （強(qiáng)條）（第二類防雷建筑物） 專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻?qū)ΨQ布置，其間距沿

49、周長計(jì)算不宜大于 18 m。當(dāng)建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設(shè)引下線，應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距，專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)大于 18 m。 4.4.3 -（類似，同上）,106,（六）、引下線,（六）、引下線,2、在建筑物引下線附近防接觸電壓時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定之一： （新增內(nèi)容） 利用建筑物金屬構(gòu)架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通且不少于10 根柱子組成的自然引下線，這些柱子包括位于建筑物四周和建筑物內(nèi)。 引下線3m范圍內(nèi)土壤地表層的電阻率不小于50km。 注： 例如， 采用5 c m 厚瀝青層或1 5 c m 厚礫石層的這類絕緣材料層通常符合本要求。 外露引下線，其距地

50、面2.7m以下的導(dǎo)體用耐1.2/50s 沖擊電壓100kV的絕緣層隔離。例如用至少3mm厚的交聯(lián)聚乙烯層。 用護(hù)欄、警告牌使接觸引下線的可能性降至最低限度。,107,關(guān)于2.7m,108,2.7m的高度是參照IEC 62305-3的規(guī)定考慮的：即以人站立向上伸手的平均高度2.5m加上0.2m長的空氣間隙的距離之和。,引下線,3、在建筑物外引下線附近防跨步電壓時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定之一：（新增內(nèi)容） 利用建筑物金屬構(gòu)架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通且不少于10根柱子組成的自然引下線，這些柱子包括位于建筑物四周和建筑物內(nèi)。 引下線3m范圍內(nèi)土壤地表層的電阻率不小于50km。 注： 例如， 采用5

51、cm厚瀝青層或15cm厚礫石層的這類絕緣材料層通常符合本要求。 用網(wǎng)狀接地裝置對地面作均衡電位處理。 用護(hù)欄、警告牌使進(jìn)入距引下線3m范圍內(nèi)地面的可能性減小到最低限度。,109,（七）、接地裝置,1、接地裝置的類型 按 GB 21714.3的規(guī)定，接地裝置的類型分為A、B二類即 A型接地體-單獨(dú)設(shè)置的水平和/或垂直接地體 不少于2個(gè)接地極 在土壤電阻率很低，接地電阻很容易低于10 時(shí)，無 其他要求 土壤電阻率較高，接地電阻不易達(dá)到10以下 時(shí)，對各類防雷建筑物的接地體有一定長度要求 B型接地體-利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋或圍繞建筑物的環(huán)型人工接地體,110,接地裝置,2、第一類防雷建筑物 (1)、獨(dú)立

52、的外部防雷裝置 設(shè)置獨(dú)立接地體 沖擊接地電阻值，不大于10。 (2) 、不獨(dú)立的外部防雷裝置 接地裝置應(yīng)圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體 每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于 10 其接地裝置應(yīng)和電氣和電子系統(tǒng)等接地裝置及所有進(jìn)入建筑物的金屬管道相連，此接地裝置可兼作防雷電感應(yīng)接地之用。 （3）、沖擊接地電阻值與工頻接地電阻值的換算方法。,111,(2)、第二類、第三類防雷建筑物,共用接地裝置：外部防雷裝置的接地應(yīng)和防雷電感應(yīng)、內(nèi)部防雷裝置、電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置，并應(yīng)與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設(shè)接地裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。 共用接地裝置的接地電阻應(yīng)按50Hz電氣

53、裝置的接地電阻確定，以不大于其按人身安全所確定的接地電阻值為準(zhǔn)。 當(dāng)有電子系統(tǒng)時(shí)以設(shè)備最小接地電阻值要求為準(zhǔn)。,112,（八）、防側(cè)擊,1、高度超過45m的建筑物，水平突出外墻的物體，如陽臺(tái)、平臺(tái)等，當(dāng)滾球半徑45m球體從屋頂周邊避雷帶外向地面垂直下降接觸到上述物體時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施。 2、高于60m的建筑物，其上部占總高度20%并超過60m的部位應(yīng)防側(cè)擊。-新變化 3、外墻內(nèi)外豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端應(yīng)與防雷裝置等電位連接。,113,（九）、其他防雷措施,1、固定在建筑物上的節(jié)日彩燈、航空障礙信號燈及其他用電設(shè)備和線路， 應(yīng)根據(jù)建筑物的防雷類別采取相應(yīng)的防止雷電波侵入的措施

54、。 無金屬外殼或保護(hù)網(wǎng)罩的用電設(shè)備應(yīng)處在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi) 從配電箱引出的配電線路應(yīng)穿鋼管。鋼管的一端應(yīng)與配電箱和PE 線相連；另一端應(yīng)與用電設(shè)備外殼、保護(hù)罩相連，并應(yīng)就近與屋頂防雷裝置相連。當(dāng)鋼管因連接設(shè)備而中間斷開時(shí)應(yīng)設(shè)跨接線。 在配電箱內(nèi)應(yīng)在開關(guān)的電源側(cè)裝設(shè) 級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，其電壓保護(hù)水平應(yīng)不大于2.5kV ， 標(biāo)稱放電電流值應(yīng)根據(jù)具體情況確定。,114,其他防雷措施,2、 露天堆場 糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場，當(dāng)其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于 0.05時(shí)，應(yīng)采用獨(dú)立接閃桿或架空接閃線防直擊雷。獨(dú)立接閃桿和架空接閃線保護(hù)范圍的滾球半徑可取100m。 在計(jì)算雷擊次數(shù)時(shí)，其高度可按可能

55、堆放的高度計(jì)算，其長度和寬度可按可能堆放面積的長度和寬度計(jì)算。 3、 屋頂非導(dǎo)電性物體 屋頂不處在接閃器保護(hù)范圍內(nèi)的非導(dǎo)電性物體，當(dāng)它沒有突出由接閃器形成的平面 0.5 m以上時(shí)，可不附加增設(shè)接閃器的保護(hù)措施。,115,（十）、防雷區(qū),116,1、防雷區(qū)（LPZ）的概念,防雷區(qū)（LPZ）,2、防雷區(qū)的劃分 LPZOA區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和導(dǎo)走全 部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減（直擊雷非防護(hù)區(qū)） LPZOB區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑 對應(yīng)的雷電流直接雷擊；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減（直擊雷防護(hù)區(qū)） LPZ1區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的

56、電流比LPZOB區(qū)更??；本區(qū)內(nèi)的電磁場可能衰減，這取決于屏蔽措施（第一屏蔽防護(hù)區(qū)） LPZn+1：后續(xù)屏蔽防護(hù)區(qū)，進(jìn)一步減小流入電流和電磁場強(qiáng)度的防護(hù)區(qū)。,117,LPZ,3、 防雷分區(qū)的作用 確定等電位連接的位置（防雷區(qū)界面處） 確定等電位連接導(dǎo)體的最小截面（16mm2、6mm2） 確定SPD的安裝位置（防雷區(qū)界面處） 確定SPD的選型（T1/T2/T3) 計(jì)算H1或H2，決定是否增加屏蔽措施、或確定設(shè)備的 擺放位置。,118,1、等電位連接的意義 將分開的各金屬物體直接用連接導(dǎo)體（稱為等電位連接導(dǎo)體）或經(jīng)電涌保護(hù)器連接到防雷裝置（或接地裝置）上，以減小雷電流引發(fā)的電位差。 2、實(shí)施等電位連接的位置 穿過防雷區(qū)界面的所有導(dǎo)電物、電氣和電子系統(tǒng)的線路均應(yīng)在界面處做等電位連接 。 3、等電位連接實(shí)施 建筑物的等電位連接包括總等電位連接、建筑物頂設(shè)備（施）的等電位連接、機(jī)房或設(shè)備的局部等電位連