雷电的危害及防雷分类- 尚爱新42课件讲解

主讲老师：尚爱新

雷电的危害及防雷分类一、雷电的基本知识所谓雷电就是雷云之间或雷云对大地的放电现象。由于放电时的温度高达26000℃，空气受热急剧膨胀，发生强烈的弧光和声音，这就是闪电和雷鸣。二、民用建筑物的防雷分类1．第一类防雷的民用建筑物2．第二类防雷的民用建筑物3．第三类防雷的民用建筑物1、雷电的形成

雷电是大气中的一种放电现象。在雷雨季节，天空中的云受到地面上升的强烈气流的作用，使带正电的冰晶与带负电的水滴开始分离，形成一部分带正电荷、一部分带负电荷的雷云。由于异性电荷的不断积累，不同极性的云块之间电场强度不断增大；当某一处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成云间放电。不同符号的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光和热，光即“电闪”；热使附近空气突然膨胀，发出轰鸣声，即“雷”。雷暴的能量很大，千分之几到十分之几秒的雷电放出的电能，可达到数十亿到上千亿瓦特，温度为1万～2万℃。通常发生雷电的云叫做积雨云，与雷电有关的云层还有层积云、雨层云、积云等。云的形成是空气中水汽达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水汽达到饱和是云形成的必要条件，方式为：①水汽守恒，气温下降；②气温守恒，水汽增加；③降温和水汽增加同时存在。由于大气层结是随高度增加而温度递减，所以空气的上升运动引起的降温冷却作用对于云的形成来说最为明显。

积雨云形成过程中，在大气电场、温差起电效应、破碎起电效应等的共同作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。夏天午后或傍晚，地面的热空气携带大量水汽不断上升，形成大范围积雨云，随着积雨云的发展，地面受近地面云层的电荷感应，也带有与云底相反符号的电荷。当云层里的电荷积聚到一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强行放电，由于电流很强，通道上的空气瞬间被灼热，可高达6000～20000℃，所以发出耀眼的强光，这就是划破长空的闪电，而通道上的高温会使空气急剧膨胀，同时也使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波造成巨大声响，就是人们随即听到的震耳欲聋的雷声，雷电是这一过程的综合称谓。

2、雷电流的特性雷电放电速度很快，雷电流的幅值很大，陡度很高，且其电流的大小与土壤电阻率、雷击点的散流电阻有关。3、雷电的危害雷电的作用分为三类：直击雷——雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应。感应雷——雷电流产生的电磁效应和静电效应。高电位的引入——雷电流沿电气线路和管道引入建筑物的内部。直击雷：是指雷云对大地某点发生的强烈放电。它可以直接击中设备，也可以如图所示，雷电击中架空线，如电力线，电话线等。雷电流便沿着导线进入设备，从而造成损坏。感应雷：它可以分为静电感应及电磁感应。下图是静电感应的例子。当带电雷云（一般带负电）出现在导线上空时，由于静电感应作用,导线上束缚了大量的相反电荷。一旦雷云对某目标放电,雷云上的负电荷便瞬间消失,此时导线上的大量正电荷依然存在,并以雷电波的形式沿着导线经设备入地，引起设备损坏。雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。雷电波侵入当10KA的雷电流通过下导体入地时，我们假设接地电阻为10欧姆,根据欧姆定律,我们可知在入地点A处电压为100KV。因A点与B、C、D点相连，所以这几点电压都为100KV。而E点接地，其电压值为0，设备的D点与E点间有100KV的电压差，足以将设备损坏。注意：据统计：直击雷的损坏仅占15%，感应雷与雷电波侵入的损坏占85%。

4、感应雷和高电位反击(反击现象通常指遭受直击雷的金属体(包括接闪器、接地引下线和接地体)，在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，这电压对与大地连接的其他金属物品发生放电(又叫闪络)的现象叫反击。

5、球形雷6、雷爆日——在一年中，能听到一声（或以上）雷声的总天数。习惯使用“雷暴日”，即以一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱。

地区年平均雷暴日

海南岛及广东的雷州半岛

100日以上

北纬23℃南

80日以上

长江以南地区

＞40日

长江以北大部分地区

15~40日

西北地区

＜15日据估计，整个地球上的雷雨，平均每分钟达35次。雷雨活动最剧烈的地方，是赤道带和热带。在赤道地带，平均每年有100到150个雷雨日。地球上有几个世界性的雷雨源地，爪哇平均每年雷雨天数220天，非洲中部150天，墨西哥142天，巴拿马135天，巴西中部106天。地球上每年雷雨日数最多的是印度尼西亚爪哇岛西部的名城茂物。茂物每天正午时候必定下雨，下雨又几乎都要打雷。据多年来统计，茂物每年的雷雨日数，平均332天，因此，有人称它为世界的“雷都”或者“雷极”。在荒漠地区，很少发生雷雨，如撒哈拉沙漠北部、南太平洋岸的荒漠地区、阿拉伯半岛沙漠、摩洛哥等地几乎没有雷雨。智利以西的太平洋中，平均每五年才能听到一次雷声。

7、耐雷水平电气设备或其他设备能承受的最大雷电流冲击而不至于损坏时的电流，单位一般是kA。8、雷击的选择（1）高耸突出的建筑物（2）排出导电尘埃的厂房和废气管道（3）建筑物突出的地方（4）建筑群中，特别潮湿的建筑物和地下水位比较高的地方（5）屋顶为金属结构，地下埋有金属管道，内部有大量金属设备的厂房。厂房被击毁雷电危害配电柜被损坏建筑物被烧毁人员被击伤个人防雷知识为防止雷电给人们生产、生活带来的危害，防雷可从以下几个方面入手：一、雨天远离电线杆、古塔、独立大树、孤立小屋等凸地，不要到水中游泳或划船以及钓鱼。二、雨天不接触煤气管道、暖气管子、水管等铁器装置，不做洗刷工作，外出摘去身上的手表、发夹、项链等金属饰物，野外工作者应主动放下手中的铁制工具，不可将铁棒、锄头举得过高，以防感应雷电。三、在田野里，避免很多人积聚在一起，应分开，不要奔跑，如果周围平坦，应尽量蹲下，双脚并拢，双手放在腿上，除腿和脚外，身体其他部位不要触地。在暴风雨中，如头、颈、手处有蚁走感，头发直立，说明即将发生雷击，应赶紧低卧，并弃去金属物品，开车的应赶紧钻到车里。四、雷雨天不打电话、不看电视、不听广播，不使用电脑，更不要在街上用手机打电话，计算机和防盗门上最好安装避雷器，街上的修车师傅应及早收摊。

雷电保护系统建筑物外部雷电保护建筑物内部雷电保护接闪器引下线地网外部屏蔽内部屏蔽防雷器等电位连接雷电防护系统屏蔽室里的钢筋接地系统金属结构作为建筑物屏蔽建筑物用钢筋网屏蔽建筑物屋顶的外部接闪装置接闪装置到钢筋的接点钢筋墙作为建筑的屏蔽和引下线数据线避雷器

等电位连接地下的钢筋用作建筑物屏蔽和接地系统通信线避雷器

民用建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三级：(1)一级防雷的建筑物指具有特别重要用途的建筑物，如国家级会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、大型铁路旅馆站；国际性的航空港、通信枢纽；国宾馆、大型旅游建筑、国际港口客运站等。另外，还包括国家级重点文物保护的建筑物和构筑物及高度超过100m的建筑物。二、建筑物的防雷分级（2）二级防雷建筑物重要的或人员密集的大型建筑物省级重点文物保护的建筑物或构筑物

19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用和一般工业建筑物省级及以上的大型计算机中心和装有重要电子设备的建筑物（3）三级防雷建筑物根据建筑物的年计算雷击次数达到一定数值的民用及一般工业建筑,建筑群中高于其他建筑或处于边缘地带的高度为20m及以上的民用和一般工业建筑物；高度超过15m以上的烟囱、水塔等孤立的构筑物，在雷电活动较弱的地区高度为25m以上。历史上雷害事故严重地区的建筑物或雷害事故较多地区的较重要建筑物。三、工业建筑物的防雷分类

1、第一类工业建筑物建筑物中制造、使用或贮存大量爆炸物质工业企业内有爆炸危险的漏天钢质密闭气罐

2、第二类工业建筑物建筑物中制造、使用或贮存大量爆炸物质，但电火花不易引起爆炸或不至于造成巨大破坏和人身伤亡者。有爆炸危险的场所雷击次数较多，或雷击后对工业生产影响严重

3、第三类工业建筑物雷击后对工业生产有影响历史上雷害事故较多的地区建筑物建筑物易受雷击的部位（1）一级防雷建筑具有重要用途的建筑物、属于国家级重点文物的建筑物和构筑物及高度超过100m的建筑物，如国家级的会堂、办公建筑、大型博展建筑、大型旅游建筑、国际性的航空港、交通枢纽等属一级防雷建筑。对于这类建筑物，防直接雷的接闪器应采用装饰在屋角、屋脊、女儿墙上的避雷带，并在屋面上装设不大于5m×5m或6m×4m的网格，建筑物最高处加避雷针，其滚球半径为30m。引下线数量不小于2根，间距不应大于12m。防雷电感应的措施：可采取将建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的金属物接到防雷电感应的接地装置上；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；屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应小于两处。对于雷电波侵入的防范：低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设。在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或扩套电缆穿钢管直接埋地引入。（2）二级防雷建筑重要的或人员密集的大型建筑物、省级重点文物的建筑物和构筑物、19层以上的住宅和高度超过50m的其他民用建筑、省级及以上大型计算机中心。如省部级办公室、省级通讯广播建筑、大型的商店等属于二级防雷建筑。对于二级防雷建筑物防直接雷宜采用装饰在屋角、屋脊、女儿墙上的环状避雷带，并在屋面上装设不大于10m×10m或12m×8m的网格，也可采用装饰在建筑物上的避雷网或避雷针，或两者组合的接闪器，其滚球半径为45m。引下线数量不小于两条，间距不应大于18m。每根引下线的冲击接地电阻不应大于1Ω。突出屋面的风管、烟囱等金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连，在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋