业内人士都知道雷电具有很强的破坏性,主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。其中又以感应雷和电压反击对弱电设备破坏能力最强。当天空的雷雨产生雷击时,其将携带高负荷雷电脉冲、电压及电流,以电磁波形式无规则释放,从而导致雷区域1~5公里范围内(视雷电波强度而定)所有带金属的导线(如高空架设天线、有线电视电缆、通信电缆、供电系统电缆等),在瞬间内感应到相应强度的脉冲电压及电流,这些电流沿着电器设备上的各种电源电线或信号电缆进入电器设备内部,在雷击电压超过电器设备额定抗电压的瞬间击坏内部器件;主要原因是由于连接在电器上所有电线电缆所带的电压高低不等,高电压就会往低压冲去,形成电流,从而将电器设备局部击坏,造成整个设备系统瘫痪,严重时甚至把整机击毁,甚至触及到人身安全。
一、雷电的几种防护方法
1、对直击雷的防护 雷雨云
对于直击雷可以采用避雷针,其结构如图所示:避雷针由三部份组成:最上部份叫受电端,中间是导电线,下部份是接地体。当雷雨云接近避雷针时,它会感应出大量的异性电荷,通过导电线和受电端向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度,达到防雷目的。如受电端果是直击雷,避雷针可以把雷电流引入大地,从而起到保护作用。
2、对感应雷的防护
为了防护感应雷对供电线路,传输电缆和架空天线及高层导电线建筑的破坏,可以在线路上安装碳化硅阀型避雷器或金属氧化物(如氧化锌)避雷器如图所示;对于高层建筑,可将建筑物内的金属设施联合接地;对于非金属屋顶,可加装金属防护网并可靠接地。这些措施虽然有效,但有时也难免遭受雷击,究其原因关键在于存在接地电阻,雷击电 接地体流经接地电阻产生很高电压,仍可将设备击坏,故避雷效果不理想。现在随着社会的进步,特别是电子技术迅速发展,防雷技术也在不断完善和提高。生产避雷器的厂家有增无减,各种类型用途的新型避雷器不断问世。等电位避雷器就是其中之一。
二、目前我国虽然有多种防雷技术,但原理不外乎三种方法避雷。
第一、分合式避雷器采用断开法,在雷击时快速将电源断开,保护设备。优点:工程简单。缺点:雷击时间极短(以纳秒计算),有时还来不及完全断开,雷电脉冲电流已经让电器设备遭到重创,同时当今人们的生活和工作,也不允许电器设备随意断电;因此缺点非常明显,并不能够较好防雷,效果也就可想而知。因此会被逐步放去选用。
第二、接地式避雷器是利用地泄法,原理:把雷击电流直接引入大地,避免电器受到雷击,但是需要有完善的埋地线工程。优点:可以把雷电完全泄放掉。缺点:会给高层楼宇的住户、或高山、黄土等放电不理想地方的安装带来极大施工不便,这种环境下释放雷电效果也不理想,且年久必将被腐蚀。没有谁会去经常检查地线是否被腐蚀,有时环境也不允,要做到国家标准(阻值≤4欧姆),完全合格的费用几乎都是避雷器本身造价的数倍,甚至几十倍。地线如果做得不好,就无法起到避雷效果,雷电将直接把设备打坏。如果有一种能够同时解决以上的弊端就是非常理想的了。
第三、等电位避雷器
雷圣HL-20K避雷系列是我公司根据高压输变电检修工人穿上用导电性能良好的特殊工作服,能在数万伏 避雷器高压上带电作业而不被电击,这一等电位原理而研制和生产的一种新型等电位避雷器。
1、等电位避雷器的主要优点:
a、避雷效果与接地无关,避雷器由于采用“等电位”处理技术,它的避雷效果与设备有否接地无关,从而免去安装传统的避雷器必须接地的麻烦。因此安装简单,使用方便。
b、延长电器高设备的使用寿命
接地虽然电器没有遭受雷击损坏,但雷电脉冲长期冲击电器,致使各元器件电性能会受到一定破坏,影响电视机,电脑等设备的使用寿命。安装等电位避雷器后,对电器设备保护尽忠职守,万无一失。
c、体形虽小,但保护设备本事很大
电器都是因巨大的雷击电流作用下设备或元器件发热而损坏。发热的能量与电阻、电流和作用的时间成正比。雷击时电流虽然很大,但避雷内阻很少作用时间很(8~20微秒),发热量也很少,所以它既能保护设备,它自身也不会被损坏。再说,避雷器因为是电流型的,它能承受很高的雷击电压,只要不超过避雷器所承受的最大电流,即使雷击电压几万伏甚至更高都不怕。
d、电源。信号通道同时避雷,一举两得,免维护,既阻燃又防爆。
e、具有自动诊断和修改和修复内部故障功能。
f、安全警示功能:当防雷器完全损坏后,不输出任何电流,以此警告不能继续使用,这种警示功能是其他防雷器所不具备的
雷电防护雷电防护系统( lightning protection system(LPS))是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置,它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。
注:在特定的情况下,雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。 目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟,国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案(防雷体系)。
在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分: 编辑本段直击雷防护 (direct lightning protection (lightning)) 直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术,是防雷体系的第一部分。
直击雷防护技术以避雷针、避雷带、避雷网、避雷线为主要,其中避雷针是最常见的直击雷防护装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变,在避雷针的顶端,形成局部电场强度集中的空间,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针放电,再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。
避雷针冠以“避雷”二字,仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思,而其本身恰恰相反,是“引雷”上身。 目前,主要的避雷针包括常规避雷针,提前放电避雷针、主动优化避雷针,限流型避雷针和预防典型避雷针,世面上比较常用和比较出名的是河南万佳防雷公司生产的预放电避雷针WJZ系列避雷针,如WJZ2500-1C。
接地 (earth ;ground) 接地一 种有意或非有意的导电连接,由于这种连接,可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。注 :接地的目的是:(a)使连接到地的导体具有等于或近似于大地(或代替大地的导电体)的电位;(b)引导人地电流流人和流出大地(或代替大地的导电体)。
从定义上可以将接地分为:人工接地、自然界地;从工作性质上可分为接地保护(如防雷接地、防静电接地、设备接地、配点接地等)、工作接地(如电力设施的发、送、配电接地等工作接地还有不需要实际物理连接的电子线路逻辑地)两大类。 接地系系统是通过平衡包括阻值、结构、及相互之间配合等因素通过释放由直击雷击、雷电电磁脉冲、积累在设备上的静电、电力系统短路等状况带来的威胁及其他各类异常能量从而达到防护的目的。
目前,通用的接地系统主要包括铜包钢接地系统、长效高导活性离子接地系统等,而在接地单元与帝王链接工艺上通用热熔焊接施工工艺。 等电位连接 (equipotential bonding) 等电位连接是指将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。
等电位连接原理是通过将正常情况下彼此独立的接地系统,通过等电位连接器自动导通系统之间的电位差,从而形成更大的联合接地系统,更有效地进行异常能量释放。 电磁屏蔽 (electromagnetic shielding) 电磁屏蔽是用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。
雷电电磁脉冲以雷击点为中心向周围传播,其影响范围可达2公里外甚至更远,而不仅仅局限于被雷击中的建筑物本身或其内部设备。 电磁屏蔽技术主要包括空点电磁屏蔽技术和线路电磁屏蔽技术两部分 空间电磁屏蔽技术是通过分布在各个方位具有可靠的、连续电气连接的金属材料层来阻挡电磁波的侵入,通过将电磁能在屏蔽体上进行能量转换使此能转化为电能,再通过接地装置泄放入地。
线路电磁屏蔽技术是通过穿金属管(槽)敷设,并将连续的金属管(槽)两端可靠接地而形成屏蔽体以防止电磁脉冲对金属线路的电磁感应而生成过电压。线路电磁屏蔽技术除具有空间屏蔽功能外,还具有在线路引入过电压时产生反向电动势以抵消线路过电压的功能。
过电压保护 (overv oltagep rotection) 过电压保护是指电源装置和所连接的设备为防止电源故障以至于产生过高的输出电压(包括开路电压)而施加的一种保护。 过电压保护实际上涉及多种系统的过电压保护,其中最主要的是电源系统过电压保护和通信系统过电压保护。
过电压保护技术主要是通过使用相关设备将电能分配到系统的各个用电设备当中,已最大限度的削减能量最大值,再通过对各用电设备的安全保护设备多级保护,达到能量释放、低残压保护的功能。而在实际应用当中,考虑到各种系统的特殊性,需要针对不同系统设计专门的过电压保护方案,已达到防护目的。
编辑本段防雷方法 自身安全防护 1、在两次雷击之间一分钟左右的间隙,应尽可能躲到能够防护的地方去。不具备上述 防雷工程流程图 条件时,应立即双膝下蹲,向前弯曲,双手抱膝。
2、在野外也可以凭借较高大的树木防雷,但千万记住要离开树干、树叶至少两米的距离。依此类推,孤立的烟囱下、高大的金属物体旁、电线杆下都不宜逗留。
此外,站在屋檐下也是不安全的,最好马上进入建筑物内。 3、雷雨中若手中持有金属雨伞、高尔夫球棍、斧头等物,一定要扔掉或让这些物体低于。
(一)雷电是怎样形成的?
答:雷电是一种大气中放电现象,产生于积雨中,积雨云在形成过程中,某些云团带正电荷,某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应,使地面或建(构)筑物表面产生异性电荷,当电荷积聚到一定程度时,不同电荷云团之间,或云与大地之间的电场强度可以击穿空气(一般为25-30KV/cm),开始游离放电,我们称之为"先导放电"。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的,当到达地面时(地面上的建筑物,架空输电线等),便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里,由于异性电荷的剧烈中和,会出现很大的雷电流(一般为几十千安至几百千安),并随之发生强烈的闪电和巨响,这就形成雷电。
(二)什么叫跨步电压?
答:跨步电压是雷电击中地面物,雷电流泄入大地并在土壤中散流开,由于土壤电阻率有一定分布,雷电流在地面上各点间就出现电位降,靠近雷击点,电流密度越大,电位降也就越大。如果人站在或行走在落雷点附近,在两脚间的电位降可使雷电流通过两脚和躯干的下部,人就会被击伤。这两脚间的电位降叫"跨步电压"。
(三)在一类防雷中为什么在安装的独立避雷针(包括其防雷接地装置)至少距被保护的建筑物之间距离≥3米。
答:为了防止独立针遭直击雷击时对被保护物的反击。
(四)什么叫均压环?在建筑防雷设计时,对均压环的设计有什么要求?
答:均压环是高层建筑物为防侧击雷而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带。在建筑设计中当高度超过滚球半径时(一类30米,二类45米,三类60米),每隔6米设一均压环。在设计上均压环可利用圈梁内两条主筋焊接成闭合圈,此闭合圈必须与所有的引下线连接。要求每隔6米设一均压环,其目的是便于将6米高度内上下两层的金属门、窗与均压环连接。
(五)在各类防雷中对引下线和天面网格有什么要求?
答:引下线和天面网格通常用镀锌圆钢不小于φ8。
一、二、三类对应引下线间距不大于12米、18米、25米;
一、二、三类对应的天面网格5*5平方米(4*6平方米)、10*10平方米(8*12平方米)、20*20平方米(16*24平方米)。
(六)在高土壤电阻率地区,降低防直击雷接地装置的接地电阻 宜采用什么方法?
答:规范P26第4.3.4条,在高土壤电阻率地区,降低接地电阻可采取下列方法之一:
(1)采用多支线外引接地装置,外引长度不大于有效长度,即le=2 ρ。
(2)接地体埋于较深的低电阻率土壤中。
(3)采用降阻剂。
(4)换土。
防雷,简单的说就是对建筑物用避雷针(网、线、带)和一些建筑物自身的金属物,来作为接闪体,以免建筑物本身遭受到直接雷的损坏。
防雷,是一个系统的工程,主要包含:1.直击雷防护(避雷针、避雷带、避雷网、避雷线以及用来接收雷电的金属物体);2.感应雷防护(电源防雷器、信号防雷器等);3.接地网(垂直接地体、水平接地体);4.等电位连接(电气设备,金属外壳,汇流排,接地母线等可靠连接);5.静电屏蔽(套金属屏蔽管);6.合理布线(电源线路和信号线路分离敷设等)。有些防雷项目需要以上6个方面全部。
这6个方面的详细解释,可以到 上看,因为内容比较多,在此就不在多解释。防雷的方法:自身安全防护 ■在两次雷击之间一分钟左右的间隙,应尽可能躲到能够防护的地方去。
不具备上述条件时,应立即双膝下蹲,向前弯曲,双手抱膝。 ■在野外也可以凭借较高大的树木防雷,但千万记住要离开树干、树叶至少两米的距离。
依此类推,孤立的烟囱下、高大的金属物体旁、电线杆下都不宜逗留。此外,站在屋檐下也是不安全的,最好马上进入建筑物内。
■雷雨中若手中持有金属雨伞、高尔夫球棍、斧头等物,一定要扔掉或让这些物体低于人体。还有一些所谓的绝缘体,像锄头等物,在雷雨天气中其实并不绝缘。
■雷雨时,室内开灯应避免站立在灯头线下。 ■不宜使用淋浴器。
因为水管与防雷接地相连,雷电流可通过水流传导而致人伤亡。 家用电器保护 ◆有条件的情况下,应在电源入户处安装电源避雷器,并在有线电视天线、电话机、传真机、电脑MODEN调制解调器入口处、卫星电视电缆接口处安装避雷器。
但是安装时要有好的接地线,同时做好接地网。 ◆每天收听气象预报,得知当天有雷暴时应在上班前将家用电器的电源插头、信号插头拔掉,并且出门时不要忘记关门窗,以防止滚球雷的侵入。
1应该留在室内,并关好门窗;
2不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器,不宜使用水龙头。
3切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其它类似金属装置。
4减少使用电话和手提电话。
5切勿游泳或从事其它水上运动,不宜进行室外球类运动,离开水面以及其它空旷场地,寻找地方躲避。
6切勿站立于山顶、楼顶上或其它接近导电性高的物体。
7切勿处理开口容器盛载的易燃物品。
8在旷野无法躲入有防雷设施的建筑物内时,应远离树木和桅杆,不在树下躲雨。
9在空旷场地不宜打伞,不宜把羽毛球、高尔夫球棍等扛在肩上。
10宜开摩托车、骑自行车。
1、外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等,其主要的功能是为了幕确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等,泄放入大地。
2、内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的防雷器,使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。
将可能进入的雷电流阻拦在外,将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地,确保后接设备的安全。 3、两都相辅相成,缺一不可。
避雷带、引下线(建筑物钢筋)和接地等构成的外部防雷系统,主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故,而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏,这是外部防雷系统无法保证的。
雷击简介实际上,雷电就是巨大的电火花。
当闪电从地面急冲到云层或从云层急冲到地面时,是显而易见的,尽管它也可以在云层中或云层之间传递。构成风暴云层的气流,可在云层内分离出强电能。
正电流聚集在云层的下部,负电流聚集在云层的上部或地面上,就象电磁一样,正、负电相互吸引。经不断传递,正、负电流相碰,形成巨大电火花,于是形成闪电。
由于光速比声速大约快100万倍,所以,在闪电与伴随的雷声之间,会有一定的时间差。你与风暴的距离,可通过数闪电与雷声出现的时间差的秒数,再除以5米计算,其得数就是你与风暴距离的英里数,即:你与风暴的距离(英里)=闪电与雷声出现的时间差(秒)/5(米)。
雷声是闪电成百万伏的电流碰击所造成的空气热膨胀爆炸而形成的。雷声本身无伤害作用。
在雷雨中遭雷击的可能性很小,不过,雷电交加现象不能完全准确预测,所以应小心防范,减少危险。闪电总是蜿蜓曲折沿着电阻最小的路径行进。
它在空中的路径完全取决于空中的电场和电荷分布,而通常只在离地面十几米至百米高度时,才受到地面状况的影响。一般说来,地面导电性能好,有突出的高大物体等,都易遭受雷击。
例如导电性能好的金属矿物地质条件就比一般地质条件更易遭雷击,湿土的雷击机会就比干土、沙地和岩石地面要多,水面比旱地易遭雷击,高楼、烟囱这些突出建筑物就比平地易遭雷击,山地就比谷地易遭雷击。雷电伤人的四种方式雷电对人的伤害方式,归纳起来有四种形式,即:直接雷击、接触电压、旁侧闪击和跨步电压。
直接雷击:在雷电现象发生时,闪电直接袭击到人体,因为人是一个很好的导体,高达几万到十几万安培的雷电电流,由人的头顶部一直通过人体到两脚,流入到大地。人因此而遭到雷击,受到雷电的击伤,严重的甚至死亡。
接触电压:当雷电电流通过高大的物体,如高的建筑物、树木、金属构筑物等泄放下来时,强大的雷电电流,会在高大导体上产生高达几万到几十万伏的电压。人不小心触摸到这些物体时,受到这种触摸电压的袭击,发生触电事故。
旁侧闪击:当雷电击中一个物体时,强大的雷电电流,通过物体泄放到大地。一般情况下,电流是最容易通过电阻小的通道穿流的。
人体的电阻很小,如果人就在这雷击中的物体附近,雷电电流就会在人头顶高度附近,将空气击穿,再经过人体泄放下来。使人遭受袭击。
跨步电压:当雷电从云中泄放到大地时,就会产生一个电位场。电位的分布是越靠近地面雷击点的地方电位越高;远离雷击点的电位就低。
如果在雷击时,人的两脚站的地点电位不同,这种电位差在人的两脚间就产生电压,也就有电流通过人的下肢。两腿之间的距离越大,跨步电压也就越大。
针对上述四种雷电袭击人的方式,在各种不同的情况下,我们就应采取相应的措施进行预防。什么样的人容易遭雷击人遭闪电击中的几率最多也就是1∶60万。
闪电本身次数并不增多,一天是800万次。美国有人数过,根据保险公司统计,每年有600人左右遭雷击,现在已增至1500人。
有一些科学家将这归咎于男性的性激素——睾丸激素。因为遭雷击的86%都是男人。
他们强调一点:在一组人中,那些睾丸激素多的人遭雷击的几率大。遭受雷击的人为什么居然还能活命?应该说,几千万伏特的电荷和几十万安培的电流瞬间就能让人毙命,可有些人却活了下来。
有人认为闪电和裸露的电线不是一回事。有时闪电甚至都不会在身体上留下任何痕迹,但是穿透了内脏。
或者恰恰相反,只从外面一过,燎着了衣服,烧着了皮鞋。强大的电流有时是在几百万分之一秒的瞬间“击透”全身,所以未能总是烧成灰烬。
关键是要看体内器官和组织平均值为700欧姆的抵抗力,这个抵抗力越大,后果便越严重。人遭雷击时首先是作为体内电路的神经纤维“起火”,不过最多是其保护膜受损,这种保护膜就其实质很像电线中的绝缘体。
人遭雷击恢复常态后,甚至都没能感觉到有什么变化。有时得几个月后才有所感觉,到那时神经纤维开始“变短”,在一些不该有的地方有了接触。
安全守则总的原则:一是人体的位置尽量降低,以减少直接雷击的危险;二是人体与地面的接触部分如双脚要尽量靠近,与地面接触越小愈好,以减少“跨步电压”。1.在雷电交加时,感到皮肤刺痛或头发竖起,是雷电将至的先兆,应立即躲避。
躲避不及,要立即贴近地面。受到雷击的人可能被烧伤或严重休克,但身上并不带电,可以安全地加以处理。
2.如果身处树木、楼房等高大物体,就应该马上离开。如果来不及离开高大的物体,应该找些干燥的绝缘物放在地下,坐在上面,采用下蹲的避雷姿势,注意双脚并拢。
双手合拢切勿放在地面上。千万不可躺下,这时虽然高度降低了,却增大了“跨步电压”的危险。
水能导电,所以潮湿的物体并不绝缘。3.不要在山洞口、大石下或悬岩下躲避雷雨,因为这些地方会成为火花隙,电流从中通过时产生电弧可以伤人。
但深邃的山洞很安全,应尽量往里面走。尽量躲到山洞深处,你的两脚也要并拢,身体也不可接触洞壁,同时也要把身上的带金属的物件,如手表、戒指、耳环、项链等物品摘下来,。
首先,防雷产品和工程最接近的是电子与电工知识,需要把最基本的电气知识基础学好,然后再学习电磁理论,搞懂电和磁的关系及电磁波的行波理论,这些学会了再学各种低压电气系统的设计原理、各种电子系统的工作原理,把各种系统的组网拓扑图搞明白,当然还要学习接地系统的理论和计算方法,各种有关仪器仪表的使用方法等。
学防雷不能急,要一步一步来,先学好基础的东西再学其他的会很快,往往能举一反三的。
推荐你看看南京信息工程学院或南昌气校的教材,网上能找到电子版的。
声明:本网站尊重并保护知识产权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请在一个月内通知我们,我们会及时删除。
蜀ICP备2020033479号-4 Copyright © 2016 学习鸟. 页面生成时间:3.353秒