雷電的危害及防雷裝置

帶電積云是構(gòu)成雷電的基本條件。當(dāng)帶不同電荷的積云互相接近到一定程度，或帶電積云與大地凸出物接近到一定程度時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈的放電，發(fā)出耀眼的閃光。由于放電時(shí)溫度高達(dá)20000 ℃，空氣受熱急劇膨脹，發(fā)出爆炸的轟鳴聲。這就是閃電和雷鳴。

雷電大體可以分為直擊雷、雷電感應(yīng)、球雷、雷電侵人波等。

一、雷電的危害

雷電有電性質(zhì)、熱性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)等多方面的破壞作用，可能帶來(lái)極為嚴(yán)重的后果。

（1）火災(zāi)和爆炸。

（2）觸電。

（3）設(shè)備和設(shè)施毀壞。

（4）大規(guī)模停電。

二、防雷裝置

避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器;避雷器是一種防止雷電沖擊波的防雷裝置。

1.接閃器

避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器，建筑物的金屬屋面可作為第一類工業(yè)建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被保護(hù)物的突出地位，把雷電引向自身，然后，通過(guò)引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，以此保護(hù)被保護(hù)物免受雷擊。

接閃器所用材料應(yīng)能滿足機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕的要求，還應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性。接閃器裝設(shè)在煙囪上方時(shí)，由于煙氣有腐蝕作用，應(yīng)適當(dāng)加大尺寸。

避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。

用金屬屋面作接閃器時(shí)，金屬板之間的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm;金屬板下方無(wú)易燃物品時(shí)，其厚度不應(yīng)小于0.5mm;金屬板下方有易燃物品時(shí)，為了防止雷擊穿孔，所用鐵板、銅板、鋁板厚度分別不得小于4mm、5mm、7mm;金屬板不得有絕緣層。

接閃器焊接處應(yīng)涂防腐漆。接閃器截面銹蝕30%以上時(shí)應(yīng)予更換。

2.避雷器

避雷器有閥型避雷器、管型避雷器等，是用來(lái)保護(hù)電力設(shè)備，防止高電壓沖擊波侵入的安全措施。保護(hù)原理是將避雷器裝設(shè)在被保護(hù)物的引入端，其上端接在線路上，下端接地，正常時(shí)避雷器的間隙保持絕緣狀態(tài)，不影響系統(tǒng)運(yùn)行。當(dāng)雷擊的高壓沖擊波襲來(lái)時(shí)，避雷器因間隙擊穿而接地，從而強(qiáng)行切斷了高壓沖擊波。雷電流通過(guò)后，避雷器間隙又恢復(fù)絕緣狀態(tài)，以使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.引下線上驗(yàn)

防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定性的要求。引下線常采用圓鋼或扁鋼制成，圓鋼直徑一般為8mm（裝在煙囪上的引下線不應(yīng)小于12mm），扁鋼尺寸為48mm×4 mm（裝在煙囪上的引下線不應(yīng)小于100mm×4mm），沿建筑物外墻明敷時(shí)，圓鋼直徑不小于10mm，扁鋼尺寸25mm×4mm。如果采用鋼絞線作引下線，其截面積不應(yīng)小于25mm2。

引下線應(yīng)取最短的途徑，避免彎曲，建筑物的金屬構(gòu)件（如消防梯等）可作為引下線，但所有金屬構(gòu)件之間均應(yīng)連成電氣通路。

地面上1.7m至地面以下0.3m的一段引下線應(yīng)加保護(hù)管，采用金屬保護(hù)管時(shí)，應(yīng)與引下線連接起來(lái)，以減小通過(guò)雷電流時(shí)的電抗。

如果建筑物屋頂沒(méi)有多支互相連接的避雷針、線、網(wǎng)、帶，其引下線不得少于兩根，其間距不得大于18～30m。

為了便于測(cè)量接地電阻和檢查引下線，在各引下線距地面1.8m 以下的一處應(yīng)設(shè)置斷接卡。

引下線應(yīng)進(jìn)行防腐處理，禁止使用鋁導(dǎo)線作引下線。引下線截面銹蝕30%以上應(yīng)更換。

4.接地裝置

防雷接地裝置與一般接地裝置的要求大體相同，但所用材料尺寸應(yīng)稍大于其它接地裝置的尺寸。

防雷接地電阻一般是指沖擊電阻。接地電阻值的要求視防雷種類、建筑物的類別而定。

防直擊雷接地電阻對(duì)工業(yè)第一類、二類建（構(gòu)）筑物不得大于10Ω。對(duì)工業(yè)第三類建（構(gòu)）筑物不得大于30Ω。防雷電感應(yīng)的接地電阻不大于10Ω，防雷電侵入波的接地，電阻不大于30Ω。閥型避雷器的接地電阻不大于10Q。

三、直擊雷防護(hù)的措施

裝設(shè)避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶是直擊雷防護(hù)的主要措施。避雷針?lè)知?dú)立避雷針和附設(shè)避雷針。獨(dú)立避雷針是離開建筑物單獨(dú)裝設(shè)的。一般情況下，其接地裝置應(yīng)當(dāng)單設(shè)。嚴(yán)禁在裝有避雷針的構(gòu)筑物上架設(shè)通信線、廣播線或低壓線。利用照明燈塔作獨(dú)立避雷針支柱時(shí)，為了防止將雷電沖擊電壓引進(jìn)室內(nèi)，照明電源線必須采用鉛皮電纜或穿入鐵管，并將鉛皮電纜或鐵管埋人地下經(jīng)10m以上（水平距離，埋深0.5～0.8m）才能引進(jìn)室內(nèi)。獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。

附設(shè)避雷針是裝設(shè)在建筑物或構(gòu)筑物屋面上的避雷針。如系多支附設(shè)避雷針或其他接閃器，應(yīng)相互間連接，并與建筑物或構(gòu)筑物的金屬結(jié)構(gòu)連接起來(lái) ;其接地裝置可以與其他接地裝置共用，宜沿建筑物或構(gòu)筑物四周敷設(shè);其接地裝置的接地電阻不宜超過(guò)1～2Ω，如利用自然接地體，為了可靠起見，還應(yīng)裝設(shè)人工接地體，人工接地體的接地電阻不宜超過(guò)5Ω。

露天裝設(shè)的有爆炸危險(xiǎn)的金屬貯罐和工藝裝置，當(dāng)其壁厚不小于4mm 時(shí)，一般不再裝設(shè)接閃器，但必須接地;接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間距離不應(yīng)大于30m，沖擊接地電阻不應(yīng)大于30Ω。如金屬貯罐和工藝裝置擊穿后不對(duì)周圍環(huán)境構(gòu)成危險(xiǎn)，則允許其壁厚可降低為2.5mm。

35kV以下的線路，一般不沿全線架設(shè)避雷線;35kV以上的線路，一般沿全線架設(shè)避雷線;在多雷地區(qū)，110kV以上者，宜架設(shè)雙避雷線;220kV以上者，應(yīng)架設(shè)雙避雷線。

35kV及以下的高壓變配電裝置宜采用獨(dú)立避雷針或避雷線變壓器的門型構(gòu)架上不得裝設(shè)避雷針或避雷線。如變配電裝置設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)，要在屋頂上裝設(shè)附設(shè)避雷針。

四、二次放電防護(hù)的措施

防雷裝置承受雷擊時(shí)，其接閃器、引下線和接地裝置呈現(xiàn)很高的沖擊電壓，可能擊穿與鄰近的導(dǎo)體之間的絕緣，造成二次放電為了防止二次放電，不論是空氣中或地下，都必須保證接閃器、引下線、接地裝置與鄰近導(dǎo)體之間有足夠的安全距離。在任何情況下，第一類防雷建筑物防止二次放電的最小距離不得小于3 m，第二類防雷建筑物防止二次放電的最小距離不得小于2m。不能滿足間距要求時(shí)應(yīng)予跨接。

五、感應(yīng)雷防護(hù)的措施

雷電感應(yīng)也能產(chǎn)生很高的沖擊電壓，在電力系統(tǒng)中應(yīng)與其他過(guò)電壓同樣考慮;在建筑物和構(gòu)筑物中，主要應(yīng)考慮由二次放電引起爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)。無(wú)火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)的建筑物和構(gòu)筑物一般不考慮雷電感應(yīng)的防護(hù)。

為了防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生的高電壓，應(yīng)將建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備、金屬管道、金屬構(gòu)架、鋼屋架、鋼窗、電纜金屬外皮，以及突出屋面的放散管、風(fēng)管等金屬物件與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。屋面結(jié)構(gòu)鋼筋宜綁扎或焊接成閉合回路。對(duì)于金屬屋頂，應(yīng)將屋頂妥善接地;對(duì)于鋼筋混凝土屋頂，應(yīng)將屋面鋼筋焊成5～12m的網(wǎng)格，連成通路并以接地;對(duì)于非金屬屋頂，宜在屋頂上加裝邊長(zhǎng)5～12m 的金屬網(wǎng)格，并予以接地。

為了防止電磁感應(yīng)，平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架、電纜相距不到100mm 時(shí)，須用金屬線跨接;跨接點(diǎn)之間的距離不應(yīng)超過(guò)30 m;交叉相距不到100mm 時(shí)，交叉處也應(yīng)用金屬線跨接。

管道接頭、彎頭、閥門等連接處的過(guò)渡電阻大于0.03Ω時(shí)，連接處也應(yīng)用金屬線跨接。

六、雷電沖擊波防護(hù)的措施

對(duì)于建筑物，雷電沖擊波可能引起火災(zāi)或爆炸，也可能傷及人身，為防止雷電沖擊波沿低壓線進(jìn)入室內(nèi)，可采用以下措施∶

（1）全長(zhǎng)直接埋地電纜供電，入戶處電纜金屬外皮接地。

（2）架空線轉(zhuǎn)電纜供電，架空線與電纜連接處裝設(shè)閥型避雷器，避雷器、電纜金屬外皮、絕緣子鐵腳、金具等一起接地。

（3）架空線供電，入戶處裝設(shè)閥型避雷器或保護(hù)間隙，并與絕緣子鐵腳、金具一起接地。

室外天線的饋線臨近避雷針或避雷針引下線時(shí)，饋線應(yīng)穿金屬管或采用屏蔽線，并將金屬管或屏蔽接地。如饋線未穿金屬管，又不是屏蔽線，則應(yīng)在饋線上裝設(shè)避雷器或放電間隙。

七、人身防雷的措施

雷暴時(shí)，由于帶電積云直接對(duì)人體放電、由于雷電流入地產(chǎn)生對(duì)地電壓，以及由于二次放電等都可能對(duì)人造成致命的電擊。因此，應(yīng)注意必要的人身防雷安全要求。

雷暴時(shí)，非工作必須，應(yīng)盡量減少在戶外或野外逗留;在戶外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣;如有條件，可進(jìn)入有寬大金屬構(gòu)架或有防雷設(shè)施的建筑物、汽車或船只;如依靠建筑屏蔽的街道或高大樹木屏蔽的街道躲避，要注意離開墻壁或樹干8m以外。

雷暴時(shí)，應(yīng)盡量離開小山、小丘、隆起的小道，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離海濱、湖濱、河邊、池塘旁，應(yīng)盡量避開鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨(dú)的樹木，還應(yīng)盡量遠(yuǎn)離沒(méi)有防雷保護(hù)的小建筑物或其他設(shè)施。

雷暴時(shí)，在戶內(nèi)應(yīng)注意防止雷電侵入波的危險(xiǎn)，應(yīng)離開照明線、動(dòng)力線、電話線、廣播線、收音機(jī)和電視機(jī)電源線、收音機(jī)和電視機(jī)天線、以及與其相連的各種金屬設(shè)備，以防止這些線路或設(shè)備對(duì)人體二次放電。調(diào)查資料表明，戶內(nèi)70%以上對(duì)人體的二次放電事故發(fā)生在相距1m以內(nèi)的場(chǎng)合，相距1.5m以上者尚未發(fā)現(xiàn)死亡事故。由此可見，雷暴時(shí)人體最好離開可能傳來(lái)雷電侵入波的線路和設(shè)備1.5m 以上。應(yīng)當(dāng)注意，僅僅拉開開關(guān)對(duì)于防止雷擊是起不了多大作用的。

雷雨天氣，還應(yīng)注意關(guān)閉門窗，以防止球雷進(jìn)入室內(nèi)造成危害。