防雷知识简介

防雷知识简介第一页，共37页。雷电的形成（略）第二页，共37页。雷电的危害第三页，共37页。第四页，共37页。日常室外防雷注意事项在户外遇到雷雨，都应该迅速到附近干燥的住房中去避雨，如果在山区找不到房子，可以躲到山洞中去。室外防雷要注意以下5点：1、不要停留在山顶、山脊或建（构）筑物顶部。2、不要停留在铁门、铁栅栏、金属晒衣绳、架空金属体以及铁路轨道附近。3、应迅速躲入有防雷保护的建（构）筑物内，或有金属壳体的各种车辆及船舶内。不具备上述条件时，应立即双脚并拢下蹲，头部向前弯曲，降低自己的高度，以减少跨步电压带来的危害。因为雷电流经落雷点会沿着地面逐渐向四周释放能量。此时，行走之中人的前脚和后脚之间就可能因电位差不同，而在两步间产生一定的电压。4、不要在大树（在野外有时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。）、电线杆、广告牌、各类铁塔底下避雨。因为此时，大树潮湿的枝干相当于一个引雷装置，如果用手接触大树、电线杆、各类铁塔就仿佛手握防雷装置引下线一样，就很可能会被雷击。5、不要在水边（江、河、湖、海、塘、渠等）、游泳池、洼地停留，要迅速到附近干燥的住房中去避雷雨。第五页，共37页。防雷的原理防雷，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电的电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。

简单来说，就是把雷电引过来，让它泄放到大地中！

特别说明：我们说的防雷，并不是字面上理解的防止雷击，而是引雷。把雷电流引到大地当中去。因为雷电你是没办法阻止它发生的。就好像大禹的经验治水是靠疏不是堵。所以做防雷就是：要么不做，要做就要做好。

防雷的关键在于接地。如果接地不好，你装了避雷针，那就等着引雷上身吧！第六页，共37页。雷电综合防雷措施第七页，共37页。

接闪器——避雷针（接闪杆）

避雷针严格意义上不会避雷，只会引雷，所以最新规范GB50057-2010上把避雷针改为接闪杆第八页，共37页。

接闪器——避雷带（接闪带）

多个避雷（接闪）带组成网格就是避雷（接闪）网第九页，共37页。接闪器——避雷线（接闪线）第十页，共37页。

引下线

现在新建的房子多利用建筑物柱内主筋作为引下线

利用柱内主筋作为引下线第十一页，共37页。

屏蔽屏蔽有遮蔽、阻挡、隔离的意思。

防雷屏蔽就是利用金属形成的网格，用来阻挡或减弱外界雷击电磁脉冲对内部设备的影响，屏蔽措施应当分层设置。

如在计算机系统中所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均要采用屏蔽线或穿金属管屏蔽（且强电线路与弱电线路不能同槽或同沟敷设，分别做好屏蔽后并保持相应的安全距离），在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼（即法拉弟笼）。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。网络机柜和设备外壳（都是金属）均是良好的屏蔽层。屏蔽层应要良好接地！第十二页，共37页。

在计算机网络系统中，为保证其稳定可靠的工作、保证雷击电流能安全迅速通过防雷器对大地泄放，保护计算机网络设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。

接地装置是由埋入土中的金属接地体（角钢、扁钢、钢管等）和连接用的接地线构成。按接地的目的，电气设备的接地可分为：工作接地、防雷接地、保护接地等。

工作接地：是为了保证电力系统正常运行所需要的接地。例如中性点直接接地系统中的变压器中性点接地，其作用是稳定电网对地电位，从而可使对地绝缘降低。

防雷接地：是针对防雷保护的需要而设置的接地。例如避雷针（线）、避雷器的接地，目的是使雷电流顺利导入大地，以利于降低雷过电压，故又称过电压保护接地。

保护接地：也称安全接地，是为了人身安全而设置的接地，即电气设备外壳(包括电缆皮)必须接地，以防外壳带电危及人身安全。接地电阻主要取决于接地装置的结构、尺寸、埋入地下的深度及当地的土壤电阻率。因金属接地体的电阻率远小于土壤电阻率，故接地体本身的电阻在接地电阻中可以忽略不计。接地装置第十三页，共37页。

共用接地系统共用接地系统是将各部分防雷装置、建筑物金属构件、低压配电保护线（pe）等电位连接带、设备保护地、屏蔽体接地、防静电接地及接地装置等连接在一起的接地系统。接地电阻要求一般如下，具体按新规范实行。1、直击雷接地电阻要求

第一类防雷建筑物的防雷措施要求，防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。

第二类防雷建筑物的防雷措施要求，防直击雷接地装置宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等共用接地装置，避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。2、感应雷接地电阻的要求机房接地与防雷接地系统共用时，接地电阻要求小于1Ω。

监控机房和通讯机房接地均应与建筑物防雷地等共用同一接地装置，接地电阻要求小于4Ω。3、交流工作接地，接地电阻不应大于4Ω；

4、安全工作接地，接地电阻不应大于4Ω；

5、直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；

交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定；第十四页，共37页。等电位连接《雷电与避雷工程》一书对等电位定义“等电位连接是把建筑物内、附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统一用电气连接的方法连接起来（焊接或者可靠的导电连接）使整座建筑物成为一个良好的等电位体。”建筑物防雷设计规范GB50057-2010对等电位连接定义“将分开的装置、诸导电物体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。”第十五页，共37页。第十六页，共37页。合理布线整个布线须采取屏蔽处理，或埋地布线，并将屏蔽层两端接地。进出建筑物的线路须采取埋地并采取屏蔽措施，禁止架空进出。布线必须远离电话或其它电源等线路，以防其它未作防雷的线路上的感应效应对信号线路产生二次感应，标准要求参考国标GB50198-94.带金属加强芯的光纤作信号传输时，应对金属加强芯两端接地。其它措施如安全距离等

第十七页，共37页。安装浪涌保护器浪涌保护器（又称防雷器、电涌保护器）（简称SPD）其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击。按其工作原理分类，SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。⑴电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦响应雷电瞬时过电压，其阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，也被称为“短路开关型SPD”。⑵限压型SPD。当没有瞬时过电压时，为高阻抗，但随电涌电流和电压的增加，其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性，有时被称为“钳压型SPD”。⑶组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成，可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性，这决定于所加电压的特性。浪涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于浪涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。第十八页，共37页。⒈放电间隙（又称保护间隙）：它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。⒉气体放电管：它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc；冲击放电电压Up（一般情况下Up≈（2～3）Udc；工频耐受电流In；冲击耐受电流Ip；绝缘电阻R（>109Ω）；极间电容（1-5PF）气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压）在交流条件下使用：Udc≥1.44Un（Un为线路正常工作的交流电压有效值）第十九页，共37页。⒊压敏电阻：它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K（K=Ures/UN）；最大通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）最小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac（直流条件下使用）Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即（Ulma）max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。⒋抑制二极管：抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7.[5]

第二十页，共37页。间隙形避雷器改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较原来的好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。本处为间隙型+氧化锌组合型。性能更好更安全。第二十一页，共37页。气体放电管避雷器上图是气体放电管和压敏电阻组合构成的浪涌抑制电路。由于压敏电阻有一致命缺点：具有不稳定的漏电流，性能较差的压敏电阻使用一段时间后，因漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。在这种串联组合支路中，气体放电管起一个开关作用，当没有暂态过电压作用时，它能将压敏电阻与系统隔离开，使压敏电阻中几乎无泄漏电流，从而有效地减缓压敏电阻性能衰退。第二十二页，共37页。

压敏电阻（常见的为氧化锌压敏电阻）防雷模块图样（氧化锌避雷器）防雷模块拆开可见压敏电阻（中间黄色的被包裹的部分）第二十三页，共37页。电源防雷箱子（防雷模块+铁盒子+雷电计数器等其它东西）第二十四页，共37页。防雷插座（用在终端，有的PDU就带有防雷功能）第二十五页，共37页。信号防雷器（接口形式不同，串联安装。二和一，三和一）第二十六页，共37页。信号防雷器下图多见于电力室外防雷模块第二十七页，共37页。防雷模块安装实例（机柜内安装）第二十八页，共37页。防雷模块安装实例（配电柜内安装）防雷模块安装实例（电力部门安装）第二十九页，共37页。防雷模块安装方式（并联安装，本处以TT系统为例。信号防雷安装方式为串联，但内部防雷元件和线路依然是并联方式）第三十页，共37页。抑制二极管西岱尔信号防雷模块:一个三端陶瓷空气放电管，两个电阻，三个TVS二极管，6个元件封装在模块里，厂家就卖600多元，哈哈暴利。铁道部车辆部门摊派给下边的西岱尔信号防雷箱就用此模块。第三十一页，共37页。本公司防雷项目介绍变电站、供电营业所二次（通讯）系统电涌保护器动作特性试验及维保二次系统雷电过电压防护工程变电所接地网安全性评估服务（特性参数测试试验）第三十二页，共37页。1.变电站、供电营业所二次（通讯）系统电涌保护器动作特性试验及维保一次设备的防雷技术措施主要有：接地网、安装避雷器、安装避雷针（线）等，在日常运行维护过程中，基本按相关规范的要求进行定期测试试验，以检验装置的可靠性。而对于安装在二次（通讯）设备上的电涌保护器（SPD），则基本上没有安排必要的测试试验。最为突出的是机柜接地导通性、静电地板等电位连接等几乎没有任何测试记录，甚至没有安装完毕时的验收测试记录。

电涌保护器安装在线路中，由于长时间在线路电压或过电压的作用下，SPD中的元器件出现老化现象，如氧化锌压敏电子电阻的漏电流变大、参考电压发生变化等严重的情况，SPD中元器件出现短路或开路等现象，而这些问题当从外观上却无法进行识别。一旦SPD处于劣化、失效边缘，就可能失去释放雷电波的能量、抑制雷电过电压的功能，最终将甚至影响输电系统的正常的运行或信号传输系统的信号正常传输。严重者，将导致事故扩大。因此，定期对运行中的SPD进行动作特性试验同样是非常重要的。

主要内容：防雷设施进行全面，规范的检查、对运行中的SPD动作特性进行测试试验以各机柜的接地导通性，与主接地网的接触电阻测试等，检验各项参数在安全运行范围内，提交测试试验报告。第三十三页，共37页。试验项目检测试验内容备注电涌保护器（SPD）检查SPD的选择SPD的选择（包括级间配合）符合GB/T18802.12-2006要求。所有站点SPD外观、标识检查SPD表面平整，光洁，无划伤，无裂痕和烧灼痕或变形。标志符合相关规定，并标示清晰。状态指示与生产厂商的说明一致。外置脱离器正常状态SPD的安装工艺安装位置、接线的色标、接线截面、长度等符合规范要求电涌保护器(SPD)测试电源SPD启动电压、漏电流测试第一级所有站点第二级第三级残压值MOV型导通性测试设备、SPD、机柜的等电位测试连接导体（接地线）的材料、规格、截面、连接方式、过渡电阻所有站点均压带、环母、引下线的等电位测试连接导体的材料、规格、截面、连接方式、过渡电阻静电接地的等电位测试静电地板接地线的截面、过渡电阻均压技术措施检查均压技术措施的规范性，导体间的连接工艺、可靠性、防腐措施接地电阻试验依据《电力系统通信站防雷运行管理规程》附录B的要求进行测试变电站以外站点主要试验内容有：第三十四页，共37页。2.二次系统雷电过电压防护工程项目内容通信系统防雷：信号浪涌