雷電的危害及防雷裝置

帶電積云是構成雷電的基本條件。當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、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)、機械性質(zhì)等多方面的破壞作用，可能帶來極為嚴重的后果。

（1）火災和爆炸。

（2）觸電。

（3）設備和設施毀壞。

（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，以此保護被保護物免受雷擊。

接閃器所用材料應能滿足機械強度和耐腐蝕的要求，還應有足夠的熱穩(wěn)定性。接閃器裝設在煙囪上方時，由于煙氣有腐蝕作用，應適當加大尺寸。

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。

接閃器焊接處應涂防腐漆。接閃器截面銹蝕30%以上時應予更換。

2.避雷器

避雷器有閥型避雷器、管型避雷器等，是用來保護電力設備，防止高電壓沖擊波侵入的安全措施。保護原理是將避雷器裝設在被保護物的引入端，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滿足機械強度、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小于12mm），扁鋼尺寸為48mm×4 mm（裝在煙囪上的引下線不應小于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，其截面積不應小于25mm2。

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

地面上1.7m至地面以下0.3m的一段引下線應加保護管，采用金屬保護管時，應與引下線連接起來，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 以下的一處應設置斷接卡。

引下線應進行防腐處理，禁止使用鋁導線作引下線。引下線截面銹蝕30%以上應更換。

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）筑物不得大于10Ω。對工業(yè)第三類建（構）筑物不得大于30Ω。防雷電感應的接地電阻不大于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、直擊雷防護的措施

裝設避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶是直擊雷防護的主要措施。避雷針分獨立避雷針和附設避雷針。獨立避雷針是離開建筑物單獨裝設的。一般情況下，其接地裝置應當單設。嚴禁在裝有避雷針的構筑物上架設通信線、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）才能引進室內(nèi)。獨立避雷針不應設在人經(jīng)常通行的地方。

附設避雷針是裝設在建筑物或構筑物屋面上的避雷針。如系多支附設避雷針或其他接閃器，應相互間連接，并與建筑物或構筑物的金屬結構連接起來 ;其接地裝置可以與其他接地裝置共用，宜沿建筑物或構筑物四周敷設;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，還應裝設人工接地體，人工接地體的接地電阻不宜超過5Ω。

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

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

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架上不得裝設避雷針或避雷線。如變配電裝置設在鋼結構或鋼筋混凝土結構的建筑物內(nèi)，要在屋頂上裝設附設避雷針。

四、二次放電防護的措施

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予跨接。

五、感應雷防護的措施

雷電感應也能產(chǎn)生很高的沖擊電壓，在電力系統(tǒng)中應與其他過電壓同樣考慮;在建筑物和構筑物中，主要應考慮由二次放電引起爆炸和火災的危險。無火災和爆炸危險的建筑物和構筑物一般不考慮雷電感應的防護。

為了防止靜電感應產(chǎn)生的高電壓，應將建筑物內(nèi)的金屬設備、金屬管道、金屬構架、鋼屋架、鋼窗、電纜金屬外皮，以及突出屋面的放散管、風管等金屬物件與防雷電感應的接地裝置相連。屋面結構鋼筋宜綁扎或焊接成閉合回路。對于金屬屋頂，應將屋頂妥善接地;對于鋼筋混凝土屋頂，應將屋面鋼筋焊成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，平行敷設的管道、構架、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超過30 m;交叉相距不到100mm 時，交叉處也應用金屬線跨接。

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

六、雷電沖擊波防護的措施

對于建筑物，雷電沖擊波可能引起火災或爆炸，也可能傷及人身，為防止雷電沖擊波沿低壓線進入室內(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，入戶處裝設閥型避雷器或保護間隙，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，則應在饋線上裝設避雷器或放電間隙。

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，應注意必要的人身防雷安全要求。

雷暴時，非工作必須，應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，可進入有寬大金屬構架或有防雷設施的建筑物、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，應盡量離開小山、小丘、隆起的小道，應盡量遠離海濱、湖濱、河邊、池塘旁，應盡量避開鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨的樹木，還應盡量遠離沒有防雷保護的小建筑物或其他設施。

雷暴時，在戶內(nèi)應注意防止雷電侵入波的危險，應離開照明線、動力線、電話線、廣播線、收音機和電視機電源線、收音機和電視機天線、以及與其相連的各種金屬設備，以防止這些線路或設備對人體二次放電。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備1.5m 以上。應當注意，僅僅拉開開關對于防止雷擊是起不了多大作用的。

雷雨天氣，還應注意關閉門窗，以防止球雷進入室內(nèi)造成危害。