工业建筑防雷知识培训

工业建筑防雷知识培训目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".雷电的形成及危害 1\o"CurrentDocument"雷电的形成 1\o"CurrentDocument".常用的防雷装置 4\o"CurrentDocument"2.1.接闪器 4\o"CurrentDocument"2.1.1.避雷针 4\o"CurrentDocument"2.2.引下线 4\o"CurrentDocument"2.3.接地装置 5\o"CurrentDocument"2.4.避雷器 5\o"CurrentDocument".工业建筑物的防雷分类及要求 6\o"CurrentDocument"1.第一类工业建筑物和构筑物 6\o"CurrentDocument"3.第三类工业建筑和构筑物 7\o"CurrentDocument".避雷器运行规程 8\o"CurrentDocument".氧化锌避雷器 9\o"CurrentDocument"5.1.概述 9\o"CurrentDocument"5.2.氧化锌避雷器七大特性 10.雷电的形成及危害雷电是一种大自然现象，其电压极高，电流很大，所以破坏力强，危及面广。对建筑物、构筑物、电气线路、变配电装置等设施或设备，以及人、畜等，容易造成伤害。1.雷电的形成1749年，美国科学家富兰克林在完成一系列雷电实验后，证明了雷电是自然界中云与云、云与地之间的一种大气放电现象。关于雷的形成过程，尽管最近几十年利用现代化的各种工具进行了研究，但仍然没有统一的认识。一般认为，雷云是由于空气垂直对流形成的。我们知道，在大气中总是存放着大量的自由电荷，由于大气中含有水汽，这些自由电荷被水吸收。随着气候的变化，空气发生强烈的对流，水滴就被分裂成带正、负电荷的小水滴，形成了某些带正电荷的雷云层和某些带负电荷的雷云层。随着电荷的积累，电压逐渐升高。当两块带有不同电荷的云层接近到一定程度时发生强烈的放电，出现耀眼的闪光，放电时温度高达20000C,空气急剧膨胀，产生爆炸和轰鸣声，这就是闪电和雷鸣。雷电的电压可达几十万伏甚至数百万伏，它的电流能达数十千安甚至数百千安。这种雷电放电的时间极其短促，一般约为几十微秒。但强大的雷电流会在极短的时间内造成极大的危害。雷电大体可分为直击雷、感应雷、球形雷、雷电侵入波等几种。1、直击雷直击雷是较低的带电云层（雷云）与地面凸出物之间，当电场强度达到空气击穿强度时，发生激烈放电，并出现闪电和雷鸣的现象。也可以说直击雷是直接击在建筑物上，在建筑物上产生电效应、热效应和机械力。2、感应雷感应雷可分为静电感应雷和电磁感应雷两种。1）静电感应雷静电感应雷是雷云接近地面时，使邻近的金属设施特别是较长的金属设施（如架空线路）上，感应产生与雷云相反的大量束缚电荷。在雷云对其他部位或其他雷云放电后，这些金属设施上的电荷失去束缚，以雷电波的形式高速传播，形成静电感应。静电感应电压的幅值可达到几万到几十万伏，往往造成建筑物内的导线、接地不良的金属导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起电击、火灾、爆炸，危及人身安全或对供电系统造成危害。2）电磁感应雷电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强电磁场，使周围的金属导体产生很高的感应电压。电磁感应雷会对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，或者使周围的金属构件感应出电流，产生大量的热而引发火灾。3、球形雷球形雷是一种球形发红或极亮的白光的火球，运动速度为2米/秒。球形雷可以通过门、窗、烟囱等通道侵入室内。在雷的种类中球形雷的危害为最大。4、雷电侵入波雷电侵入波是由于雷击在架空线路中或金属管道上产生的冲击电压，沿线路或管道上向两个方向迅速传播的雷电波，它可以侵人屋内，危人身安全和损坏设备。其传播速度为300米/微秒。.2.雷电的危害雷电的破坏方式主要有以下三种：1、电性质的破坏雷电产生的数十万至数百万伏的冲击电压能损坏电气设备的绝缘，造成大面积、长时间停电。绝缘损坏引起的短路火花和雷电的放电火花可能引起火灾和爆炸事故。电气绝缘的损坏与巨大的雷电流流入地下，在电流通路上产生极高的对地电压和在流入点周围产生的跨步电压，还可能导致触电伤亡事故。2、热性质的破坏热性质的破坏作用表现为巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换出大量的热能，造成易燃品的燃烧或造成金属熔化。对人来讲，雷电的烧伤有两种形式。1）焦身烧伤电流通过人体产生的热效应，叫做焦身烧伤。它符合电流发热定律，这时烧伤的时间仅有几微秒，受害者并不严重，能在皮肤上找到直径1厘米左右的红斑，这可用来确定雷电流进出人体的路径。2）热雷烧伤热雷是几百安的波尾电流持续几十毫秒的放电，所放出的热能可使易燃材料着火或使人遭到纯烧伤。3,机械性质的破坏机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆炸成碎片。这是由于巨大的雷电流通过被击物时，在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏或爆炸。此外，雷击时所产生的静电斥力、电磁推力以及雷击时的气浪都有相当的破坏作用。2.常用的防雷装置常用的防雷装置有避雷针、避雷网、避雷带和避雷器。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。接闪器避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都是接闪器，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以此使被保护物免受雷击。接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还应有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。接闪器具有不同的形状。避雷针为针状，避雷线为悬索状，避雷带为带状，避雷网为网格状，它们都是接受雷电流的金属导体。1.1.避雷针避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。通常安装在构架、支柱或建筑物上，其下端经引下线与接地装置焊接。由于避雷针高于被保护物，又和大地直接相连，当雷云先导接近时，它与雷云之间的电场强度最大，所以可将雷云放电的通路吸引到避雷针本身，并经引下线和接地装置，将雷电流安全地泄放到大地中去，使被保护物免受直接雷击。避雷线避雷线又叫架空地线，架设在架空线路的上边，用以保护架空线路或其他物体免受直接雷击。避雷带和避雷网避雷带和避雷网普遍用来保护较高的建筑物免受雷击。避雷带一般沿屋顶周围装设，高出屋面100mm〜150mm,支持卡间距离1m〜1.5m。避雷网除沿屋顶周围装设外，需要时屋顶上面还用圆钢或扁钢纵横连接成网。避雷带和避雷网必须经引下线与接地装置可靠地连接。引下线引下线是连接接闪器或避雷器与接地装置的金属导体。一般应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。1、引下线常用圆钢或扁钢制成，其尺寸和防腐要求与避雷网和避雷带相同。如用钢较线作引下线，其截面不应小于25mm2。2、安装时应取最短的途径，要尽量避免弯曲。建筑物和构筑物的金属结构可用作引下线，但连接必须可靠。3、引下线的地面以上2米到地面以下0.2米的一段宜加PVC管保护。采用钢管保护时，应与引下线连接起来，以减少通过雷电流的电抗。4、如果建筑物或构筑物屋顶设有多支互相连接的避雷针、避雷网或避雷带时，其引下线不得少于两根，且间距不得大于18〜30米。5、采用多根引下线和多处接地时，为了便于检查各引下线和测量各接地电阻，宜在各引下线距地面高约1.8米处设置断接卡。接地装置1、接地装置是防雷装置的重要组成部分。接地装置的作用的向大地泄放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高。2、防雷接地装置与一般接地装置的要求大体相同，但其所用材料的最小尺寸应稍大于其它接地装置的最小尺寸。采用圆钢时最小直径10mm；角钢最小厚度为4mm；钢管最小壁厚为3.5mm。3、除独立避雷外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其它接地装置共用。为防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物和构筑物出入口和人行道的距离不应小于3米。4.避雷器避雷器有阀型避雷器、管形避雷器和保护间隙之分，主要用来保护电力设备，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。阀型避雷器是带有非线性电阻的避雷器，它是由火花间隙和阀型电阻片装入密装的瓷套中构成的。在正常情况下火花间隙对地有足够的绝缘强度，不会被正常的工频电压击穿。当雷击过电压时，火花间隙很快被击穿，阀型电阻值降低，巨大的雷电流便顺利地流入大地。然后阀型电阻的阻值立即升高，限制工频续流通过，电压又恢复正常。阀型避雷器主要用来保护变配电装置和电气设备的绝缘。常用的阀型避雷器有三种。1、FS型这种避雷器的火花间隙没有并联电阻，主要用来保护10kV以下的配电装置。2、FZ型这种避型器的火花间隙接有和间隙并联电阻，主要用来保护大中容量的配电装置，如发电厂、变电所的电气设备等。3,FCD型这种避雷器具有磁吹火花间隙和间隙并联电阻，主要用来保护旋转电机。3.工业建筑物的防雷分类及要求为了避免雷击所造成的危害，对建筑物和构筑物应采用必要的防雷措施。对于工业建筑物和构筑物，按照其生产性质以及发生雷电事故的可能性和后果，防雷要求可分为三类：3.1.第一类工业建筑物和构筑物1、这类建、构筑物中，由于使用或贮存大量爆炸危险物质如火药、炸药、起爆药等，雷电火花会引起强烈的爆炸，造成巨大的破坏和重大的人身伤亡。这类厂房包括：火药制造车间、乙快站、电石库、汽油提炼车间等。2、一类建筑物和构筑物的防雷要求比较严格，最基本的条件是应有防直击雷、防雷电波侵人和防雷电感应的保护措施。并应采用独立的避雷针保护，不直接安装在建筑、构筑物上以防直击雷。1）采用双支或多支避雷针保护时，两支避雷针的距离不应超过避雷针高度的4倍。2）建筑物长度超过100米时宜采用独立避雷针保护；多支避雷针直接安装在建筑物上作防雷保护时，其保护角不应大于45度，任意两支避雷针之间的距离不应大于避雷针高出屋面米数的7倍。3）采用避雷网保护时，网格不应大于6x6米。4）为防止雷电感应产生火花，建筑物内的金属，都应接到防雷电感应的接地装置上。5）为防止雷电波侵入建筑物内，建筑物内的电源线宜全部采用电缆埋地引入。6）为防止雷击后产生反击作用击毁建筑物，一类建筑、构筑物和其它物如树木等，应保持5米以上的距离。3.2.第二类工业建筑物和构筑物1、这类建筑物和构筑物中，虽然使用和贮存爆炸危险物质，但电火花不易引起爆炸，或不致造成巨大的破坏和人身伤亡。如油漆制造车间、氧气站、易爆品库等。2、二类建筑物也应设防直击雷、雷电波侵入和防雷电感应的保护措施。1）为防直击雷可设避雷网，网格不大于10x10米。2）高大建筑物应每隔12米的高度，沿建筑物的四周装设成为闭合回路的均压环保护。3）对于突出屋面的物体，若是排放有爆炸危险的气体、蒸气或粉尘的放散管、风管等，应在管顶或在附近加装避雷针保护。4）为防止雷电感应造成危害，建筑物内的金属设备、管道等必须有良好的接地。5）为防止雷电波侵入造成危害，建筑物内的电源线宜全部采用电缆埋地引入。3.3.第三类工业建筑和构筑物1、这类建筑物和构筑物系指除以上两类外，凡属需要防雷的工业建筑、构筑物。如粮、棉以及易燃物大量集中的露天堆放场；雷害事故较多地区的重要建筑、构筑物；高度15〜20米以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑、构筑物等。2、第三类工业建筑物和构筑物的防雷保护，根据易受雷击的部位可采取的措施是：1）防直击雷，采用避雷带保护时，屋面上任何一点的距离不大于10米。2）采用多支避雷针保护时，针尖距离一般不大于30米。3）屋角上的避雷针对屋角的保护范围一般按60度角计算。4）防雷装置的引下线一般不少于2根（建筑物周长、高度不超过40米时可安装一根引下线），引下线间的距离不大于30米。5）防雷接地装置应与电气设备接地装置及埋地金属管相连。6）防雷电波沿架空线路侵入屋内，应在接户杆处将绝缘子角接到防雷及电气设备的接地装置上。4.避雷器运行规程1、避雷器检修后，第一次投入运行前，应由试验班做工频放电试验，并用1000-250V摇表测量绝缘电阻，其数值与前次比较不低于20%。2、运行中避雷器的检查，应与变电所设备一齐进行外部检查，每次雷雨后也应进行检查，项目如下：1）引线连接应牢固，无松动、脱落现象；2）接地线应牢固，套管清洁完整，无放电痕迹；3）避雷器无倾斜，雷电指示器是否动作。3、避雷器的正常巡视检查项目1）检查避雷器瓷套表面应不受污染，因为污染将使电压分布不均匀，可能引起部分阀片故障，影响灭弧性能，降低保护特性。当发现瓷套表面脏污时，必须及时清扫。2）检查避雷器引线及引下线有无烧伤痕迹和断股现象，放电记录器是否烧坏，引线上端引线处密封是否完好，密封不好逆水受潮会引起故障。3）均压环无松动、歪斜。4）检查避雷器与被保护设备之间电气距离是否符合要求（应尽量靠近被保护电气设备，并符合规程规定）。5）泄漏电流毫安表指示在正常范围内，并与历史记录比较应无明显变化。6）接地应良好，无松脱现象。7）动作次数有无变化，并分析动作原因。4、避雷器特殊巡视检查的项目1）雷雨后应检查雷电记录器动作情况，避雷器表面有无放电闪络痕迹；2）避雷器引线及引下线是否松动；3）避雷器本体是否摆动；4）结合停电检查避雷器上法兰泄孔是否畅通。5、避雷器出现瓷套裂纹和爆炸时的处理方法1）当运行中发现避雷器瓷套有裂纹时，应根据不同的情况采取不同的处理方法：（1）如天气正常，应请示调度停运损伤相避雷器，并更换为合格的避雷器，若一时无备件，可在不威胁安全运行的前提下，考虑在裂纹深处涂漆和环氧树脂防止受潮，并安排在短期内更换。（2）如天气不正常（雷雨）时，应尽可能不使避雷器退出运行，待雷雨过后再处理，如瓷质裂纹已造成内闪络，但未接地时，则在可能条件下应将避雷器停用。2）运行中出现避雷器爆炸时，应根据情况处理：（1）避雷器爆炸尚未造成接地时，在雷雨过后拉开相应隔离开关，停用并更换避雷器。（2）避雷器瓷套裂纹或爆炸已造成接地时，需停电更换，此时禁止用隔离开关停用故障的避雷器。6,避雷器需要停电处理的情况1）避雷器爆炸；2）避雷器瓷套破裂；3）避雷器在正常（电网无内过电压和大气过电压）情况下计数器动作；4）引线断损或松动；5）的泄漏电流值有明显的变化。5.氧化锌避雷器5.1.概述氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电压），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击后，是可以恢复绝缘状态的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，如在电力线上安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，可以将电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电气设备的安全。氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）