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，發(fā)生強烈的放電，發(fā)出耀眼的閃光。由于放電時溫度高達(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，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，金屬板之間的搭接長度不得小于100mm;金屬板下方無易燃物品時，其厚度不應(yīng)小于0.5mm;金屬板下方有易燃物品時，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，正常時避雷器的間隙保持絕緣狀態(tài)，不影響系統(tǒng)運行。當(dāng)雷擊的高壓沖擊波襲來時，避雷器因間隙擊穿而接地，從而強行切斷了高壓沖擊波。雷電流通過后，避雷器間隙又恢復(fù)絕緣狀態(tài)，以使系統(tǒng)正常運行。

3.引下線上驗

防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機(jī)械強度、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，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，應(yīng)與引下線連接起來，以減小通過雷電流時的電抗。

如果建筑物屋頂沒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工業(yè)第一類、二類建（構(gòu)）筑物不得大于10Ω。對工業(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。避雷針分獨立避雷針和附設(shè)避雷針。獨立避雷針是離開建筑物單獨裝設(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。利用照明燈塔作獨立避雷針支柱時，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 ;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5Ω。

露天裝設(shè)的有爆炸危險的金屬貯罐和工藝裝置，當(dāng)其壁厚不小于4mm 時，一般不再裝設(shè)接閃器，但必須接地;接地點不應(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周圍環(huán)境構(gòu)成危險，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，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。無火災(zāi)和爆炸危險的建筑物和構(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。對于金屬屋頂，應(yīng)將屋頂妥善接地;對于鋼筋混凝土屋頂，應(yīng)將屋面鋼筋焊成5～12m的網(wǎng)格，連成通路并以接地;對于非金屬屋頂，宜在屋頂上加裝邊長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，須用金屬線跨接;跨接點之間的距離不應(yīng)超過30 m;交叉相距不到100mm 時，交叉處也應(yīng)用金屬線跨接。

管道接頭、彎頭、閥門等連接處的過渡電阻大于0.03Ω時，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，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，由于帶電積云直接對人體放電、由于雷電流入地產(chǎn)生對地電壓，以及由于二次放電等都可能對人造成致命的電擊。因此，應(yīng)注意必要的人身防雷安全要求。

雷暴時，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，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、孤獨的樹木，還應(yīng)盡量遠(yuǎn)離沒有防雷保護(hù)的小建筑物或其他設(shè)施。

雷暴時，在戶內(nèi)應(yīng)注意防止雷電侵入波的危險，應(yīng)離開照明線、動力線、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)備對人體二次放電。調(diào)查資料表明，戶內(nèi)70%以上對人體的二次放電事故發(fā)生在相距1m以內(nèi)的場合，相距1.5m以上者尚未發(fā)現(xiàn)死亡事故。由此可見，雷暴時人體最好離開可能傳來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。