第8章雷電和靜電8.1防雷技術8.2靜電防護技術1第8章雷電和靜電8.1防雷技術18.1防雷技術一、雷電的產生

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，發生強烈的放電，發出耀眼的閃光。由于放電時溫度高達20000℃，空氣受熱急劇膨脹，發出爆炸的轟鳴聲。這就是閃電和雷鳴。

28.1防雷技術一、雷電的產生

帶電積云是構成雷

雷云形成的三個基本條件：空氣中應有足夠的水蒸氣；有使潮濕空氣能夠上升,并開始凝結為水珠的氣象或地形條件；有使氣流能強烈持久上升的條件。（一）雷電的起因雨滴分裂作用理論防雷電基礎知識3雷云形成的三個基本條件：（一）雷電的起因雨雷電最常出現在暖、潮的陸地上空和山區。

（一）雷電的起因雷電基礎知識4雷電最常出現在暖、潮的陸地上空和山區。（一）雷電的起因4

（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識5（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵二、雷電的分類1.直擊雷

帶電積云與地面目標之間的強烈放電稱為直擊雷。直擊雷的放電過程如圖7-1所示。6二、雷電的分類6

直接作用在建筑物或其他物體上的雷電叫直擊雷。（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識7直接作用在建筑物或其他物體上的雷電叫直擊雷8899101011111212雷電直接擊在受害物上，產生電效應、熱效應和機械力，從而對設施或設備造成破壞和人畜造成傷害。地球上每年若發生31億次閃電，直擊雷占1/5--1/6。直擊雷放電電流可達200KA以上，并有1MV以上的高電壓。雷云放電大多具有重復放電的性質，一次雷電的全部時間一般不超過500ms，大約50%的直擊雷每次雷擊有三四個沖擊，最多能出現幾十個沖擊。13雷電直接擊在受害物上，產生電效應、熱效應和機械力，從而對設施2.感應雷

感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓。它分為靜電感應雷和電磁感應雷。

（1）靜電感應雷：是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷引起的。它將產生很高的電位。

（2）電磁感應雷是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場引起的。這種迅速變化的磁場能在鄰近的導體上感應出很高的電動勢。雷電感應引起的電磁能量若不及時泄入地下，可能產生放電火花，引起火災、爆炸或造成觸電事故。142.感應雷

感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓。它感應雷是在雷電流強大的電磁場變化中，由于電磁感應和靜電感應而造成的。它能造成金屬部件之間產生電火花，引起建筑物內的危險品燃燒或爆炸。

70％（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識15感應雷是在雷電流強大的電磁場變化中，由于電磁感應和靜電感應而

靜電感應電磁感應（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識16靜電感應電磁感應（二）雷擊的形式與特點直擊3.球雷

球雷是雷電放電時形成的發紅光、橙光、紫光或其他顏色光的火球。球雷是一團處在特殊狀態下的帶電氣體。

球雷出現的概率約為雷電放電次數的2%，其直徑多為20cm左右，運動速度約為2m/s或更高一些，存在時間為數秒鐘到數分鐘。球雷通常沿地面滾動或在空中飄行，能從門、窗、煙囪等通道侵入室內，造成火災和爆炸事故。173.球雷

球雷是雷電放電時形成的發紅光、橙光、紫光球雷的形成是個迷它是伴隨大氣中雷電現象而產生的一種灼熱的等離子體。球雷常常沿地面滾動或在空氣中飄行，有時會經門窗等縫隙進入建筑物內部，碰到障礙物就會發生劇烈的爆炸。（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識18球雷的形成是個迷（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入雷電擊中戶外架空線路、地下電纜或金屬管道時，雷電波就會沿著這些導體侵入室內，損壞設備，以致危及人身安全。（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識19雷電擊中戶外架空線路、地下電纜或金屬管道時，雷電波就會沿著這三、雷電參數雷電參數是防雷設計的重要依據之一。雷電參數系指雷暴日、雷電流幅值、雷電流陡度、沖擊過電壓等電氣參數。

1.雷暴日

只要一天之內能聽到雷聲的就算一個雷暴日。通常說的雷暴日都是指一年內的平均雷暴日數，單位d/a。我國把年平均雷暴日不超過15d/a的地區劃為少雷區，超過40d/a劃為多雷區。

20三、雷電參數20只要一天之中能聽見雷聲就算一個雷暴日。年平均雷暴日就是指一年內的雷暴日數。我國把年平均雷暴日不超過15天的地區叫少雷區，超過40天的叫多雷區。二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓防雷電部分21只要一天之中能聽見雷聲就算一個雷暴日。年平均雷暴日就是指一年2.雷電流幅值

雷電流幅值是指主放電時沖擊電流的最大值。雷電流幅值可達數十至數百千安。222.雷電流幅值

雷電流幅值是指主放電時沖擊電流的最大二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓雷電的破壞作用主要是雷電流引起的。雷電流具有沖擊特性。雷電流幅值即雷電流沖擊電流的最大值，亦即主放電時雷電流的最大值。防雷電部分23二、雷電參數雷暴日雷電的破壞作用主要是雷電流引起的。雷電流具3.雷電流陡度

雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度。雷電流沖擊波波頭陡度可達到50kA/μs，平均陡度約為30kA/μs。做防雷設計時，一般取波頭形狀為斜角波，時間按2.6μs考慮。雷電流陡度越大，對電氣設備造成的危害也越大。

243.雷電流陡度

雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓雷電流陡度即雷電流I隨時間上升的速度。防雷電部分25二、雷電參數雷暴日雷電流陡度即雷電流I隨時間上升的速度。254．雷擊沖擊過電壓

雷擊時的沖擊過電壓很高，直擊雷沖擊過電壓可用下式表達：前一部分決定于雷流的大小和雷電流通道的電阻；后一部分決定于雷電流通道的電感。264．雷擊沖擊過電壓

雷擊時的沖擊過電壓很高，直擊雷沖擊過電壓二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓防雷電部分27二、雷電參數雷暴日27四、雷電的危害

由于雷電具有電流很大、電壓很高、沖擊性很強等特點，有多方面的破壞作用，且破壞力很大。就其破壞因素來看，雷電具有電性質、熱性質和機械性質、電磁傷害等四方面的破壞作用。

28四、雷電的危害28

雷電具有以下四方面的破壞作用：（三）雷電的危害熱效應

電效應

機械效應

電磁效應雷電基礎知識29雷電具有以下四方面的破壞作用：（三）雷電的危害熱效應1.電性質的破壞作用(1)可能毀壞發電機、電力變壓、斷路器、絕緣子等電氣設備的絕緣，燒斷電線或劈裂電桿，造成

大規模停電；(2)絕緣損壞可引起短路，導致火災或爆炸事故；(3)二次放電的電火花也可能引起火災或爆炸，二次放電也能造成電擊；(4)絕緣損壞后，可能導致高壓竄入低壓，在大范圍內帶來觸電的危險；(5)數十至百千安的雷電流流入地下，可能直導致接觸電壓電擊和跨步電壓的觸電事故。

301.電性質的破壞作用302.熱性質的破壞作用

熱性質的破壞作用表現在直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物，從而造成火災。3.機械性質的破壞作用

機械性質的破壞作用表現為被擊物遭到破壞，甚至爆裂成碎片。這是由于巨大的雷電通過被擊物時，在被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發為大量氣體，致使被擊物破壞和爆炸。312.熱性質的破壞作用

熱性質的破壞作用表現在直擊雷防雷電部分三、雷電防護及裝置B—

Bonding“等電位連接”C—

Conducting“傳導”D

—

Dividing“分流”G

—

Grounding“接地”S—Shie1ding“屏蔽”現代預防措施:32三、雷電防護及裝置B—Bonding“

一套完整的防雷裝置應包括：接閃器引下線接地裝置三、雷電防護裝置防雷電部分33一套完整的防雷裝置應包括：三、雷電防護裝置三、雷電防護裝置--接閃器避雷針防雷電裝置34三、雷電防護裝置--接閃器避雷針34避雷網三、雷電防護裝置--接閃器避雷線防雷電部分35避雷網三、雷電防護裝置--接閃器避雷線35

法拉第籠金屬網的屏蔽作用使籠內的電場強度為零

防雷電裝置36法拉第籠金屬網的屏蔽作用使籠內的電場強度為避雷帶三、雷電防護裝置--接閃器防雷電裝置37避雷帶三、雷電防護裝置--接閃器37三、雷電防護裝置--引下線防雷電裝置38三、雷電防護裝置--引下線38三、雷電防護裝置--接地裝置防雷電裝置39三、雷電防護裝置--接地裝置39三、雷電防護裝置---避雷針保護范圍計算——滾球法基本原理避雷針的保護范圍是跟據雷電理論、高壓模擬試驗以及雷擊事故統計等三方面的研究結果而規定出來的。雷云形成的初期，在空間的運動方位是不確定的，當雷云運動到距地面被擊目標的距離等于空氣擊穿距離時，才受到地面被擊目標的影響而開始定位。防雷電部分40三、雷電防護裝置---基本原理避雷針的保護范圍是跟據雷電理論

（一）滾球半徑－地面目標的雷擊距離建筑物防雷類別滾球半徑hr(單位:m)第一類防雷建筑物30第二類防雷建筑物45第三類防雷建筑物60GB50057-1994《建筑物防雷設計規范》按防雷要求劃分45m30ma圖b圖避雷針保護范圍計算41（一）滾球半徑－地面目標的雷擊距離建筑

3、建筑物防雷措施一類防雷建筑：防直擊雷、感應雷、防雷電波侵入二類防雷建筑：防直擊雷、防雷電波侵入、感應雷三類防雷建筑：防直擊雷

建筑物防雷分類與防雷措施建筑物防雷規范2、建筑物防雷總要求A、各類防雷建筑均應防直擊雷；B、一類防雷建筑、二類防雷建筑應防感應雷。C：應采用等電位連接

D：不是防雷建筑應采取防雷波侵入措施。1、建筑物防雷分類一類防雷建筑、二類防雷建筑、三類防雷建筑423、建筑物防雷措施建筑物防雷分類與防

1）建筑物年預計雷擊次數N計算

N=KNgAe

K----校正系數一般取1；曠野K=2；金屬屋面磚木K=1.7；河、湖、山坡下、電阻率較小，潮濕建筑等K=1.5；2）雷擊大地年平均密度計算Ng=0.024Td1.3Td-----年平均雷暴日（天/年）]3）建筑物等效面積Ae,為實際面積向外擴大后的面積。建筑物年預計雷擊次數N計算建筑物防雷分類依據431）建筑物年預計雷擊次數N計算建筑物年預計（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度時：dd避雷針保護范圍計算44（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍避雷針在高度水平面上的保護半徑為FEPQGDC避雷針保護范圍計算45（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍避雷針在高度水平面上（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度時：B:當避雷針的高度時：按帶入A式中：避雷針保護范圍計算46（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度避雷針保護范圍計算（三）滾球法的簡便計算方法

——折線法“保護范圍”是一個相對概念47（三）滾球法的簡便計算方法“保護范圍”是一個相對概念47避雷針保護范圍計算繞擊率：雷電繞過避雷裝置而擊中被保護物體的概率

相關概念不同繞擊率不同保護范圍48繞擊率：相關概念不同繞擊率不同保護范圍48避雷針保護范圍計算

相關概念擊距：閃擊距離雷電云層的先導頭部與目標之間的平均電場強度達到其臨界擊穿值時按最短路徑擊向地面目標的這樣一段距離擊距rs與雷電流幅值I的關系(電氣-幾何模型)簡化為:49相關概念擊距：閃擊距離擊距rs與雷電流幅值I的關系(五、防雷分類建筑物年預計雷擊次數N按下式計算：N=0.024KTD1.3Ae*10-6

式中N--建筑物預計雷擊次數（次／a）：

K--校正系數，在一般情況下取1；在下列情況下取相應數值：位于曠野孤立的建筑物取2；

金屬屋面的磚木結構建筑物取1．7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1．5：50五、防雷分類50建筑物等效面積Ae，應為其實際平面積向外擴大后的面積。其計算方法應符合下列規定：（1）當建筑物的高H小于100m時，其每邊的擴大寬度和等效面積應按下列公式計算確定51建筑物等效面積Ae，應為其實際平面積向外擴大后的面積。其計算5252（2）當建筑物的高H等于或大于100m時，其每邊的擴大寬度應按等于建筑物的高H計算；建筑物的等效面積應按下式確定：

Ae＝［LW＋2H（L＋W）＋πH2］·10（3）當建筑物各部位的高不同時，應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積Ae應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算。53（2）當建筑物的高H等于或大于100m時，其每邊的擴大寬度應建筑物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。遇下列情況之一時，應劃為第一類防雷建筑物：一、凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。二、具有0區或10區爆炸危險環境的建筑物。三、具有1區爆炸危險環境的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。54建筑物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：一、國家級重點文物保護的建筑物。二、國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。三、國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子沒備的建筑物。四、制造、使用或貯存爆炸物質的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。五、具有1區爆炸危險環境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。55遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：55六、具有2區或11區爆炸危險環境的建筑物。七、工業企業內有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。八、預計雷擊次數大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。九、預計雷擊次數大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。56六、具有2區或11區爆炸危險環境的建筑物。56遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：一、省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。二、預計雷擊次數大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。三、預計雷擊次數大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。四、預計雷擊次數大于或等于0.06次/a的一般性工業建筑物。五、根據雷擊后對工業生產的影響及產生的后果，并結合當地氣象、地形、地質及周圍環境等因素，確定需要防雷的21區、22區、23區火災危險環境。六、在平均雷暴日大于15d/a的地區，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。57遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：57六、防雷裝置避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器都是經常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。1.接閃器

避雷針、避雷線、避雷網和避雷帶都是接閃器，它們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；耐腐蝕；熱穩定性。58六、防雷裝置58（1）避雷針一般用直徑為20mm左右的鍍鋅圓鋼或鋼管制成，長2500mm左右，端部呈尖狀，也可分叉設置，經引下線與接地裝置連接。避雷針主要用于保護高聳孤立的建筑物或構筑物及其周圍的設施，也常用來保護室外的變配電裝置。59（1）避雷針一般用直徑為20mm左右的鍍鋅圓鋼或鋼管制成，長（2）避雷網用鍍鋅圓鋼或扁鋼沿屋頂邊檐設置避雷線，再用同樣鋼管制成6×6m或6×10m或10×10m的方格。避雷網主要用于平頂或斜頂屋面且屋頂面積較大的建筑物。（3）避雷帶用鍍鋅圓鋼或扁鋼沿建筑物的四周設置。避雷帶主要用于保護高層建筑的立側面免遭雷擊，它和屋頂的避雷針或避雷網一起組成完整的避雷系統。60（2）避雷網用鍍鋅圓鋼或扁鋼沿屋頂邊檐設置避雷線，再用同樣鋼（4）避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線與架空線路同桿同塔架設，架設方法與垂度要求與架空線路相同，并且在首尾幾中間各部位與接地裝置相連。避雷線主要用于保護與其同桿架設的架空線路及其周圍的設施。接閃器最小尺寸見表7-1。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。61（4）避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線與架空表7-1接閃器常用材料的最小尺寸2.避雷器62表7-1接閃器常用材料的最小尺寸2.避雷器622.引下線

防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定的要（1）引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸和防腐蝕要求與避雷網、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線，其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導線做引下線時，應采用截面積不小于16mm2的銅導線。（2）引下線應沿建筑物外墻敷設，并應避免彎曲，經最短途徑接地。（3）采用多條引下線時，為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的連接情況，宜在各引下線距地面高約1.8m處設斷接卡。（4）采用多條引下線時，第一類和第二類防雷建筑物至少應有兩條引下線，其間距離分別不得大于12m和18m；第三類防雷建筑物周長超過25m或高度超過40m時，也應有兩條引下線，其間距離不得大于25m。（5）在易受機械損傷的地方，地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下線應加竹管、角鋼或鋼管保護。采用角鋼或鋼管保護時，應與引下線連接起來，以減小通過雷電流時的電抗。（6）引下線截面銹蝕30%以上者應予以更換。

632.引下線

防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕3.接地裝置除獨立避雷針外，在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。

(1)防雷接地裝置材料。防雷接地裝置所用材料應大于一般接地裝置的材料。防雷接地裝置應作熱穩定校驗。

(2)防雷接地電阻一般指沖擊接地電阻，接地電阻值視防雷種類和建筑物類別而定。獨立避雷針的沖擊接地電阻一般不應大于10Ω；對于不太重要的第三類建筑物可放寬至30Ω。防感應雷裝置的工頻接地電阻不應大于10Ω。防雷電侵入波的接地電阻，沖擊接地電阻不應大于5～30Ω，其中，閥型避雷器的接地電阻不應大于5～10Ω。

643.接地裝置64(3)跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝置距建筑物和構筑物出入口和人行橫道的距離不應小于3m。當小于3m時，應采取下列措施之一：

①水平接地體局部深埋1m以上；

②水平接地體局部包以絕緣物(例如，包以厚50～8Ocm的瀝青層)；

③鋪設寬度超出接地體2m、厚50～8Ocm的瀝青路面；

④埋設帽檐式或其他型式的均壓條。65(3)跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝七、防雷技術應當根據建筑物和構筑物、電力設備以及其他保護對象的類別和特征，分別對直擊雷、雷電感應、雷電侵入波等采取適當的防雷措施。

1.直擊雷防護

(1)應用范圍

①第一類防雷建筑物、第二類防雷建筑物和第三類防雷建筑物的易受雷擊部位應采取防直擊雷的措施；

②可能遭受雷擊，且一旦遭受雷擊后果比較嚴重的設施或堆料(露天油罐、露天儲氣罐等)也應采取防直擊雷的措施；

③高壓架空電力線路、發電廠和變電站等也應采取防直擊雷的措施.

66七、防雷技術66（2)基本措施

裝設避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶是直擊雷防護的主要措施。在設計、使用中應注意：

①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,其接地裝置應當單設，接地電阻一般不應超過10Ω，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。獨立避雷針不應設在人經常通行的地方。

②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，相互之間應連接起來，有其他接閃器者(包括屋面鋼筋和金屬屋面)也應相互連接起來，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，其接地電阻不宜超過1～2Ω。

67（2)基本措施

裝設避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶是直擊雷③露天裝設的有爆炸危險的金屬儲罐和工藝裝置，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。

④35kV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，110kV以上的線路，宜架設雙避雷線；220kV以上的線路，應架設雙避雷線。

⑤35kV及以下的高壓變配電裝置宜采用獨立避雷針或避雷線。

⑥利用山勢裝設的遠離被保護物的避雷針或避雷線，不得作為被保護物的主要直擊雷防護措施。68③露天裝設的有爆炸危險的金屬儲罐和工藝裝置，當其壁2.感應雷防護

在建筑物和構筑物中，應主要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及構筑物一般不考慮雷電感應的防護。防感應雷的措施主要是將建筑物或構筑物上的金屬體以及其保護范圍內的金屬體可靠接地。可單設接地裝置，接地電阻不大于10Ω，也可與電氣設備接地裝置共用。

3.雷電侵入波防護

屬于雷電沖擊波造成的雷害事故很多。在低壓系統，這種事故占總雷害事故的70%以上。防雷電波的侵入，對于電力線路及變配電裝置主要采用避雷器和避雷線保護；對于各類建筑物則主要采用相應部位接地的措施，低壓線路有時也采用避雷器。692.感應雷防護

在建筑物和構筑物中，應主要考慮由二（1）建筑物的防護

雷擊低壓線路時，雷電侵入波將沿低壓線、架空金屬管道進入戶內。

①第一類防雷建筑物全長宜采用直接埋地電纜供電，入戶端應將電纜的金屬外皮接道防雷接地裝置上；爆炸危險較大或年平均雷暴日30d/a以上的地區，第二類防雷建筑物應采用長度不小于50m的金屬鎧裝直接埋地電纜供電。

②除年平均雷暴日不超過30d/a、低壓線不高于周圍建筑物、線路接地點距入戶處不超過50m、土壤電阻率低于200Ω/m且采用鋼筋混凝土桿及鐵橫擔幾種情況外，0.23/0.4kV低壓架空線路接戶線的絕緣子鐵腳均應接地，沖擊接地電阻不宜超過30Ω。

③戶外天線的饋線臨近避雷針或避雷針引下線時，饋線應穿金屬管線或采用屏蔽線，并將金屬管或屏蔽接地。70（1）建筑物的防護

雷擊低壓線路時，雷電侵入波將沿低壓線、架鎧裝電纜是由不同的材料導體裝在有絕緣材料的金屬套管中，被加工成可彎曲的堅實組合體。

71鎧裝電纜是由不同的材料導體裝在有絕緣材料的金屬套管中，被加工4.人身防雷

雷暴時，應注意人身防雷。

①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術屏蔽的街道躲避，要注意離開墻壁或樹干8m以外。

②雷暴時，應盡量離開小山、小丘、隆起的小道，離開海濱、湖濱、河邊、池塘旁，避開鐵絲網、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨的樹木附近，還應盡量離開沒有防雷保護的小建筑物或其他設施。

③雷暴時，在室內應離開電氣線路1.5m以上。

④雷雨天氣，還應注意關閉門窗，以防止球雷進入戶內造成危害。724.人身防雷

雷暴時，應注意人身防雷。

①雷暴時，非工作

防雷目的相關規范四、防雷的相關規范防雷電部分73防雷目的四、防雷的相關規范73

1、防雷目的：保護人身安全、建筑物、防危險品爆炸或火災、保護貴重物品。2、一般原則：安全可靠、技術先進、經濟合理（一）防雷目的防雷電相關規范741、防雷目的：（一）防雷目的74防雷電相關規范（二）相關規范石油與石油設施雷電安全規范（GB15599-95）建筑物防雷設計規范

(GB50057-94，2000年修訂版)

石油庫設計規范（GB50074-2002）75（二）相關規范石油與石油設施雷電安全規范建筑物防雷設計規范防雷電相關規范（二）相關規范工業與民用電力裝置的接地設計規范GBJ65-83石油天然氣工程設計防火規范

GB50183-2004石油化工企業設計防火規范

GB50160-92(99年修訂版)

76（二）相關規范工業與民用電力裝置的接地石油天然氣工程設計防火8.2靜電防護技術帶電介質：

-----人體、粉塵、氣體、蒸氣、固體、液體一、靜電的產生

在干燥條件下，高電阻率且容易得失電子的物質，由于摩擦、接觸分離、固體粉碎、液體分離、受熱、受壓和撞擊，都會產生靜電。而且固體能起靜電，粉塵能起靜電，液體能起靜電，蒸氣和氣體能起靜電，人體也能起靜電。778.2靜電防護技術帶電介質：77靜電的產生

摩擦壓電效應感應起電吸附帶電防靜電部分78靜電的產生摩擦781.生產過程中易產生的靜電

（1）紙張印刷時或紙張與輥軸的摩擦、橡膠或塑料的碾磨、傳動皮帶與皮帶輪或輥軸的摩擦；

（2）塑料的壓制、上光、擠出；

（3）高電阻率液體在管道中流動，或液體高速噴出管口、液體注入容器發生的撞擊、沖刷或飛等；

（4）液化氣體或壓縮氣體，在管道中流動或由管口噴出，氣瓶放出壓縮氣體或用噴油槍噴漆；

（5）固體物質的粉碎、研磨，懸浮粉塵的高速運動；

（6）混和器中攪拌高阻物質、紡織品的涂膠過程等。791.生產過程中易產生的靜電

（1）紙張印刷時或紙張與輥軸的2.生活易產生的靜電

（1）用干燥的木質、塑料梳子梳頭；

（2）化纖類衣服快速脫下；

（3）家用吸塵器吸地毯；

（4）塑料殼排風扇的運轉；

（5）用干燥布擦拭塑料制品或木質家具等。802.生活易產生的靜電

（1）用干燥的木質、塑料梳子梳頭；

二、靜電的特點靜電從整體上來說，其特點是電壓高、能量小，而危害大。具體有：1、靜電的電量小，靜電電壓高。一般電量只有微庫或毫庫級，但由于帶電體的電容量很小，則電壓很高。如橡膠行業的靜電電壓高達幾萬伏，甚至十幾萬伏。2、靜電的能量不大或者說放電后的電流不大。一般不大于毫焦級。3、絕緣體上的靜電消失或泄漏緩慢，因此，必須設置消除靜電的裝置。4、靜電會放電。人體或金屬體尖端放電都有極大的危險性，特別是在爆炸和火災危險場所。5、靜電會產生靜電感應。在工藝現場易發生的地方，由于靜電感應，可能會在導體或人體上產生電荷而且電壓很高，而導致危險的火花放電。6、靜電是可以屏蔽的。81二、靜電的特點81三、靜電的影響因素（產生和積累）

1.材質和雜質的影響

材料的電阻率，包括固體材料的表面電阻率對于靜電泄漏有很大影響。只有容易得失電子，而且電阻率很高的材料才容易產生和積累靜電。生產中常見的乙烯、丙烷、丁烷、原油、汽油、輕油、苯、甲苯、二甲苯、硫酸、橡膠、賽璐珞和塑料等都比較容易產生和積累靜電。

82三、靜電的影響因素（產生和積累）82雜質對靜電有很大的影響，靜電在很大程度上決定于所含雜質的成分。一般情況下，雜質有增加靜電的趨勢；但如雜質能降低原有材料的電阻率，則加入雜質有利于靜電的泄漏。液體內含有高分子材料(如橡膠、瀝青)的雜質時，會增加靜電的產生。液體內含有水分時，在液體流動、攪拌或噴射過程中會產生附加靜電；液體宏觀運動停止后，液體內水珠的沉降過程要持續相當長一段時間，沉降過程中也會產生靜電。如果油管或油槽底部積水，經攪動后容易引起靜電事故。83雜質對靜電有很大的影響，靜電在很大程度上決定于所含雜質的成分2.工藝設備和工藝參數的影響

設備越粗糙，接觸面積越大，沖擊和分離的機會也越多，流動電流就越大；粉體比表面積越大，產生靜電越多；接觸壓力越大或摩擦越強烈，會增加電荷的分離，以致產生較多的靜電；接觸一分離速度越高，產生靜電越多；液體流速和管徑對液體靜電影響很大。設備的幾何形狀也對靜電有影響。例如，平皮帶與皮帶輪之間的滑動位移比三角皮帶大，產生的靜電也比較強烈。過濾器會大大增加接觸和分離程度，可能使液體靜電電壓增加十幾倍到100倍以上。842.工藝設備和工藝參數的影響

設備越粗糙，接觸面3.環境條件和時間的影響

材料表面電阻率隨空氣濕度增加而降低，相對濕度越高，材料表面電荷密度越低。但當相對濕度在40%以下時材料表面靜電電荷密度幾乎不受相對濕度的影響而保持為某一最大值。由于空氣濕度受環境溫度的影響，以致環境溫度的變化可能加劇靜電的產生。導電性地面在很多情況下能加強靜電的泄漏，減少靜電的積累。853.環境條件和時間的影響

材料表面電阻率隨空氣

周圍導體布置對靜電電壓有很大的影響。由Q=CU可知，靜電電量Q不變時，靜電電壓U與電容

C成反比。帶靜電體周圍導體的面積、距離、方位都影響其間電容，從而影響其間靜電電壓。例如：傳動皮帶剛離開皮帶輪時電壓并不高，但轉到兩皮帶輪中間位置時，由于距離拉大，電容大大減小，電壓則大大升高；油料在管道內流動時電壓也不很高，但當注入油罐，特別是注入大容積油罐時，油面中部因電容較小而電壓較高；粉體經管道輸送時，在管道中間脹大處和出口處，由于電容減小，靜電電壓升高，容易由較大火花引起爆炸事故。86周圍導體布置對靜電電壓有很大的影響。四、靜電的危害

1.爆炸和火災：靜電能量雖然不大，但電壓高則易放電出現電火花。2.靜電電擊：電擊本身對人體不致造成重大傷害，然而很容易造成墜落等二次傷害事故。

3.妨礙生產：有些生產工藝過程，靜電會妨礙生產或降低產品質量。如紡織、粉體加工、塑料、橡膠、印刷、膠片等行業，以及電子控制元件、自動化儀表由于靜電而誤動作，使其控制的生產線程序混亂，導致產品不合格。

87四、靜電的危害87靜電危害的表現形式防靜電部分呈現靜電力作用或高壓擊穿作用，導致產品質量下降造成生產故障。靜電放電過程是將電場能轉換成聲、光、熱能的形式，形成火源使易燃氣體、可燃液體或爆炸性粉塵發生火災或爆炸事故。靜電放電過程產生電磁場形成通訊干擾。高壓靜電對人體的電擊。88靜電危害的表現形式呈現靜電力作用或高壓擊穿作用，導致產品質量靜電火災發生的條件周圍空間必須有可燃物存在。具有產生和積累靜電的條件。當靜電累積起足夠高靜電電位后，必將周圍的空氣介質擊穿而產生放電，構成放電的條件。靜電放電的能量，當大于或等于可燃物的最小點火能量，才成為可燃物的引火源。防靜電部分89靜電火災發生的條件周圍空間必須有可燃物存在。具有產生和積累靜五、靜電防護措施

靜電安全防護主要是對爆炸和火災的防護。當然，一些防護措施對于防護靜電電擊和消除影響生產的危害也是同樣是有效的。

1．環境危險程度的控制

靜電引起爆炸和火災的條件之一是有爆炸性混合物存在。為了防止靜電的危害，可采取以下控制所在環境爆炸和火災危險性的措施。

(1)取代易燃介質。在不影響工藝過程、產品質量和經濟許可的情況下，盡量用不可燃介質代替易燃介質。

(2)降低爆炸性混合物的濃度。在爆炸和火災危險環境，采用通風裝置或抽氣裝置及時排出爆炸性混合物，使混合物的濃度不超過爆炸下限。

(3)減少氧化劑含量。這種方法實質上是充填氮、二氧化碳或其他不活潑的氣體，使爆炸性混合物中氧的含量不超過8%，就不會引起燃燒。90五、靜電防護措施902.工藝控制

工藝控制是從材料選擇、工藝設計、設備結構等方面采取措施，控制靜電的產生和積累，使其不超過危險程度。是消除靜電危害的重要方法之一。

(1)材料及設備的的選用

1）帶輪及輸送帶或皮帶應選用導電性好的材料的制作。

2）用齒輪傳動代替帶輪傳動。

3）使物料與不同材料制成的設備或裝置摩擦時產生不同極性的電荷，相互中和。

4）攪拌工藝應適當安排加料順序，一降低靜電產生。

5）選用導電性工具，增加泄露途徑等。912.工藝控制

工藝控制是從材料選擇、工藝設計、設備結構等方(2)限制摩擦速度或流速

1）烴類燃油在管道流動，其流速與管徑應滿足以下關系：v2D≤0.64,式中：v--流速，m/s；D--管徑，m；

2）鐵路槽車裝油流速應滿足以下關系：vD≤0.8,式中：v--流速，m/s；D--裝油管徑，m；

當油料電阻率大于2×102Ω·m時，最大流速不得超過7m/s。

3）汽車槽車裝油流速應滿足以下關系：vD≤0.5,式中：v--流速，m/s；D--裝油管徑，m；當油料電阻率大于2×102Ω·m時，最大流速不得超過7m/s；

4）管徑12mm的乙醚管道、管徑24mm的二硫化碳管道，其流速不應大于1--1.5m/s。

5）脂類、酮類、醇類液體，在管道內的流速不應大于9--10m/s。92(2)限制摩擦速度或流速

1）烴類燃油在管道流動，其流速與（3）改變加注方式

1）往油箱、油罐注油時，應從底部壓入。

2）從頂部往油箱、油罐注油時，可將注油管插道底部。（4）清除油罐或管道內的雜質或積水，以利于減少靜電。（5）合理選用防爆設備和裝設松弛容器。93（3）改變加注方式

1）往油箱、油罐注油時，應從底部壓入3.接地：

4.增濕

增濕適用于絕緣體上靜電的消除。但增濕主要是增強靜電沿絕緣體表面的泄漏，而不是增加通過空氣的泄漏。因此，增濕對于表面容易形成水膜或表面容易被水潤濕的絕緣體有效，如醋酸纖維、硝酸纖維素、紙張、橡膠等。而對于表面不能形成水膜、表面水分蒸發極快的絕緣體或孤立的帶靜電絕緣體，增濕也是無效的。從消除靜電危害的角度考慮，保持相對濕度在70%以上較為好。

943.接地：945.抗靜電添加劑

要求具有良好的導電性或較強的吸濕性。如在橡膠中導電碳黑、火藥藥粉中一般加入石墨，石油中一般加入環烷酸鹽或合成脂肪酸鹽等。

6.靜電中和器

靜電中和是利用靜電中和器產生電子或離子來中和物體上的靜電電荷。靜電中和器主要用來中和非導體上的靜電。按照工作原理和結構的不同，大體上可以分為感應式中和器、高壓式中和器、放射線式中和器和離子風式中和器。優點：與抗靜電添加劑相比，靜電中和器不影響產品質量，使用也很方便。

955.抗靜電添加劑

要求具有良好的導電防靜電危害措施1、為能產生靜電的設備創造良好的接地條件。

2、采取等電位措施，以減少電位差，防止發生靜電放電火花。

3、在不導電或低導電性的物質中，摻入導電性能好的物質，增加起導電性能，降低其起電能力。

防靜電部分96防靜電危害措施1、為能產生靜電的設備創造良好的接地條件。防靜電危害措施4、降低易燃液體、可燃氣體在管道中的流速，是防靜電的重要措施。5、傾倒或灌注易燃液體時，應防止飛濺沖擊，最好用導管，使液體在液面下接近容器底部的地方流出，以減少沖擊。6、在條件允許時，采取提高設備內部和設備周圍空氣相對濕度的辦法防靜電部分97防靜電危害措施4、降低易燃液體、可燃氣體在管道中的流速，是防靜電危害措施7、為了導除工作人員身上所帶的靜電，應避免穿尼龍或毛的工作服，最好穿布底鞋或導電的膠底鞋，并采用導電性能較好的水泥地面，必須采用橡膠地板時，應采用導電橡膠。防靜電部分98防靜電危害措施7、為了導除工作人員身上所帶的靜電，應避免穿防止靜電事故通用導則

GB12158-90石油與石油設施雷電安全規范

GB15599-1995液體石油產品靜電安全規程

GB13348-92防靜電部分相關規范99防止靜電事故通用導則防相關規范99

第8章雷電和靜電8.1防雷技術8.2靜電防護技術100第8章雷電和靜電8.1防雷技術18.1防雷技術一、雷電的產生

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，發生強烈的放電，發出耀眼的閃光。由于放電時溫度高達20000℃，空氣受熱急劇膨脹，發出爆炸的轟鳴聲。這就是閃電和雷鳴。

1018.1防雷技術一、雷電的產生

帶電積云是構成雷

雷云形成的三個基本條件：空氣中應有足夠的水蒸氣；有使潮濕空氣能夠上升,并開始凝結為水珠的氣象或地形條件；有使氣流能強烈持久上升的條件。（一）雷電的起因雨滴分裂作用理論防雷電基礎知識102雷云形成的三個基本條件：（一）雷電的起因雨雷電最常出現在暖、潮的陸地上空和山區。

（一）雷電的起因雷電基礎知識103雷電最常出現在暖、潮的陸地上空和山區。（一）雷電的起因4

（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識104（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵二、雷電的分類1.直擊雷

帶電積云與地面目標之間的強烈放電稱為直擊雷。直擊雷的放電過程如圖7-1所示。105二、雷電的分類6

直接作用在建筑物或其他物體上的雷電叫直擊雷。（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識106直接作用在建筑物或其他物體上的雷電叫直擊雷10781089109101101111112雷電直接擊在受害物上，產生電效應、熱效應和機械力，從而對設施或設備造成破壞和人畜造成傷害。地球上每年若發生31億次閃電，直擊雷占1/5--1/6。直擊雷放電電流可達200KA以上，并有1MV以上的高電壓。雷云放電大多具有重復放電的性質，一次雷電的全部時間一般不超過500ms，大約50%的直擊雷每次雷擊有三四個沖擊，最多能出現幾十個沖擊。112雷電直接擊在受害物上，產生電效應、熱效應和機械力，從而對設施2.感應雷

感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓。它分為靜電感應雷和電磁感應雷。

（1）靜電感應雷：是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷引起的。它將產生很高的電位。

（2）電磁感應雷是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場引起的。這種迅速變化的磁場能在鄰近的導體上感應出很高的電動勢。雷電感應引起的電磁能量若不及時泄入地下，可能產生放電火花，引起火災、爆炸或造成觸電事故。1132.感應雷

感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓。它感應雷是在雷電流強大的電磁場變化中，由于電磁感應和靜電感應而造成的。它能造成金屬部件之間產生電火花，引起建筑物內的危險品燃燒或爆炸。

70％（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識114感應雷是在雷電流強大的電磁場變化中，由于電磁感應和靜電感應而

靜電感應電磁感應（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識115靜電感應電磁感應（二）雷擊的形式與特點直擊3.球雷

球雷是雷電放電時形成的發紅光、橙光、紫光或其他顏色光的火球。球雷是一團處在特殊狀態下的帶電氣體。

球雷出現的概率約為雷電放電次數的2%，其直徑多為20cm左右，運動速度約為2m/s或更高一些，存在時間為數秒鐘到數分鐘。球雷通常沿地面滾動或在空中飄行，能從門、窗、煙囪等通道侵入室內，造成火災和爆炸事故。1163.球雷

球雷是雷電放電時形成的發紅光、橙光、紫光球雷的形成是個迷它是伴隨大氣中雷電現象而產生的一種灼熱的等離子體。球雷常常沿地面滾動或在空氣中飄行，有時會經門窗等縫隙進入建筑物內部，碰到障礙物就會發生劇烈的爆炸。（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識117球雷的形成是個迷（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入雷電擊中戶外架空線路、地下電纜或金屬管道時，雷電波就會沿著這些導體侵入室內，損壞設備，以致危及人身安全。（二）雷擊的形式與特點直擊雷感應雷雷電波侵入球雷雷電基礎知識118雷電擊中戶外架空線路、地下電纜或金屬管道時，雷電波就會沿著這三、雷電參數雷電參數是防雷設計的重要依據之一。雷電參數系指雷暴日、雷電流幅值、雷電流陡度、沖擊過電壓等電氣參數。

1.雷暴日

只要一天之內能聽到雷聲的就算一個雷暴日。通常說的雷暴日都是指一年內的平均雷暴日數，單位d/a。我國把年平均雷暴日不超過15d/a的地區劃為少雷區，超過40d/a劃為多雷區。

119三、雷電參數20只要一天之中能聽見雷聲就算一個雷暴日。年平均雷暴日就是指一年內的雷暴日數。我國把年平均雷暴日不超過15天的地區叫少雷區，超過40天的叫多雷區。二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓防雷電部分120只要一天之中能聽見雷聲就算一個雷暴日。年平均雷暴日就是指一年2.雷電流幅值

雷電流幅值是指主放電時沖擊電流的最大值。雷電流幅值可達數十至數百千安。1212.雷電流幅值

雷電流幅值是指主放電時沖擊電流的最大二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓雷電的破壞作用主要是雷電流引起的。雷電流具有沖擊特性。雷電流幅值即雷電流沖擊電流的最大值，亦即主放電時雷電流的最大值。防雷電部分122二、雷電參數雷暴日雷電的破壞作用主要是雷電流引起的。雷電流具3.雷電流陡度

雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度。雷電流沖擊波波頭陡度可達到50kA/μs，平均陡度約為30kA/μs。做防雷設計時，一般取波頭形狀為斜角波，時間按2.6μs考慮。雷電流陡度越大，對電氣設備造成的危害也越大。

1233.雷電流陡度

雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓雷電流陡度即雷電流I隨時間上升的速度。防雷電部分124二、雷電參數雷暴日雷電流陡度即雷電流I隨時間上升的速度。254．雷擊沖擊過電壓

雷擊時的沖擊過電壓很高，直擊雷沖擊過電壓可用下式表達：前一部分決定于雷流的大小和雷電流通道的電阻；后一部分決定于雷電流通道的電感。1254．雷擊沖擊過電壓

雷擊時的沖擊過電壓很高，直擊雷沖擊過電壓二、雷電參數雷暴日雷電流幅值雷電流陡度雷電沖擊過電壓防雷電部分126二、雷電參數雷暴日27四、雷電的危害

由于雷電具有電流很大、電壓很高、沖擊性很強等特點，有多方面的破壞作用，且破壞力很大。就其破壞因素來看，雷電具有電性質、熱性質和機械性質、電磁傷害等四方面的破壞作用。

127四、雷電的危害28

雷電具有以下四方面的破壞作用：（三）雷電的危害熱效應

電效應

機械效應

電磁效應雷電基礎知識128雷電具有以下四方面的破壞作用：（三）雷電的危害熱效應1.電性質的破壞作用(1)可能毀壞發電機、電力變壓、斷路器、絕緣子等電氣設備的絕緣，燒斷電線或劈裂電桿，造成

大規模停電；(2)絕緣損壞可引起短路，導致火災或爆炸事故；(3)二次放電的電火花也可能引起火災或爆炸，二次放電也能造成電擊；(4)絕緣損壞后，可能導致高壓竄入低壓，在大范圍內帶來觸電的危險；(5)數十至百千安的雷電流流入地下，可能直導致接觸電壓電擊和跨步電壓的觸電事故。

1291.電性質的破壞作用302.熱性質的破壞作用

熱性質的破壞作用表現在直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物，從而造成火災。3.機械性質的破壞作用

機械性質的破壞作用表現為被擊物遭到破壞，甚至爆裂成碎片。這是由于巨大的雷電通過被擊物時，在被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發為大量氣體，致使被擊物破壞和爆炸。1302.熱性質的破壞作用

熱性質的破壞作用表現在直擊雷防雷電部分三、雷電防護及裝置B—

Bonding“等電位連接”C—

Conducting“傳導”D

—

Dividing“分流”G

—

Grounding“接地”S—Shie1ding“屏蔽”現代預防措施:131三、雷電防護及裝置B—Bonding“

一套完整的防雷裝置應包括：接閃器引下線接地裝置三、雷電防護裝置防雷電部分132一套完整的防雷裝置應包括：三、雷電防護裝置三、雷電防護裝置--接閃器避雷針防雷電裝置133三、雷電防護裝置--接閃器避雷針34避雷網三、雷電防護裝置--接閃器避雷線防雷電部分134避雷網三、雷電防護裝置--接閃器避雷線35

法拉第籠金屬網的屏蔽作用使籠內的電場強度為零

防雷電裝置135法拉第籠金屬網的屏蔽作用使籠內的電場強度為避雷帶三、雷電防護裝置--接閃器防雷電裝置136避雷帶三、雷電防護裝置--接閃器37三、雷電防護裝置--引下線防雷電裝置137三、雷電防護裝置--引下線38三、雷電防護裝置--接地裝置防雷電裝置138三、雷電防護裝置--接地裝置39三、雷電防護裝置---避雷針保護范圍計算——滾球法基本原理避雷針的保護范圍是跟據雷電理論、高壓模擬試驗以及雷擊事故統計等三方面的研究結果而規定出來的。雷云形成的初期，在空間的運動方位是不確定的，當雷云運動到距地面被擊目標的距離等于空氣擊穿距離時，才受到地面被擊目標的影響而開始定位。防雷電部分139三、雷電防護裝置---基本原理避雷針的保護范圍是跟據雷電理論

（一）滾球半徑－地面目標的雷擊距離建筑物防雷類別滾球半徑hr(單位:m)第一類防雷建筑物30第二類防雷建筑物45第三類防雷建筑物60GB50057-1994《建筑物防雷設計規范》按防雷要求劃分45m30ma圖b圖避雷針保護范圍計算140（一）滾球半徑－地面目標的雷擊距離建筑

3、建筑物防雷措施一類防雷建筑：防直擊雷、感應雷、防雷電波侵入二類防雷建筑：防直擊雷、防雷電波侵入、感應雷三類防雷建筑：防直擊雷

建筑物防雷分類與防雷措施建筑物防雷規范2、建筑物防雷總要求A、各類防雷建筑均應防直擊雷；B、一類防雷建筑、二類防雷建筑應防感應雷。C：應采用等電位連接

D：不是防雷建筑應采取防雷波侵入措施。1、建筑物防雷分類一類防雷建筑、二類防雷建筑、三類防雷建筑1413、建筑物防雷措施建筑物防雷分類與防

1）建筑物年預計雷擊次數N計算

N=KNgAe

K----校正系數一般取1；曠野K=2；金屬屋面磚木K=1.7；河、湖、山坡下、電阻率較小，潮濕建筑等K=1.5；2）雷擊大地年平均密度計算Ng=0.024Td1.3Td-----年平均雷暴日（天/年）]3）建筑物等效面積Ae,為實際面積向外擴大后的面積。建筑物年預計雷擊次數N計算建筑物防雷分類依據1421）建筑物年預計雷擊次數N計算建筑物年預計（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度時：dd避雷針保護范圍計算143（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍避雷針在高度水平面上的保護半徑為FEPQGDC避雷針保護范圍計算144（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍避雷針在高度水平面上（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度時：B:當避雷針的高度時：按帶入A式中：避雷針保護范圍計算145（二）滾球法計算單支避雷針保護范圍A:當避雷針的高度避雷針保護范圍計算（三）滾球法的簡便計算方法

——折線法“保護范圍”是一個相對概念146（三）滾球法的簡便計算方法“保護范圍”是一個相對概念47避雷針保護范圍計算繞擊率：雷電繞過避雷裝置而擊中被保護物體的概率

相關概念不同繞擊率不同保護范圍147繞擊率：相關概念不同繞擊率不同保護范圍48避雷針保護范圍計算

相關概念擊距：閃擊距離雷電云層的先導頭部與目標之間的平均電場強度達到其臨界擊穿值時按最短路徑擊向地面目標的這樣一段距離擊距rs與雷電流幅值I的關系(電氣-幾何模型)簡化為:148相關概念擊距：閃擊距離擊距rs與雷電流幅值I的關系(五、防雷分類建筑物年預計雷擊次數N按下式計算：N=0.024KTD1.3Ae*10-6

式中N--建筑物預計雷擊次數（次／a）：

K--校正系數，在一般情況下取1；在下列情況下取相應數值：位于曠野孤立的建筑物取2；

金屬屋面的磚木結構建筑物取1．7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1．5：149五、防雷分類50建筑物等效面積Ae，應為其實際平面積向外擴大后的面積。其計算方法應符合下列規定：（1）當建筑物的高H小于100m時，其每邊的擴大寬度和等效面積應按下列公式計算確定150建筑物等效面積Ae，應為其實際平面積向外擴大后的面積。其計算15152（2）當建筑物的高H等于或大于100m時，其每邊的擴大寬度應按等于建筑物的高H計算；建筑物的等效面積應按下式確定：

Ae＝［LW＋2H（L＋W）＋πH2］·10（3）當建筑物各部位的高不同時，應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積Ae應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算。152（2）當建筑物的高H等于或大于100m時，其每邊的擴大寬度應建筑物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。遇下列情況之一時，應劃為第一類防雷建筑物：一、凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。二、具有0區或10區爆炸危險環境的建筑物。三、具有1區爆炸危險環境的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。153建筑物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：一、國家級重點文物保護的建筑物。二、國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。三、國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子沒備的建筑物。四、制造、使用或貯存爆炸物質的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。五、具有1區爆炸危險環境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。154遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：55六、具有2區或11區爆炸危險環境的建筑物。七、工業企業內有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。八、預計雷擊次數大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。九、預計雷擊次數大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。155六、具有2區或11區爆炸危險環境的建筑物。56遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：一、省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。二、預計雷擊次數大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。三、預計雷擊次數大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。四、預計雷擊次數大于或等于0.06次/a的一般性工業建筑物。五、根據雷擊后對工業生產的影響及產生的后果，并結合當地氣象、地形、地質及周圍環境等因素，確定需要防雷的21區、22區、23區火災危險環境。六、在平均雷暴日大于15d/a的地區，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。156遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：57六、防雷裝置避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器都是經常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。1.接閃器

避雷針、避雷線、避雷網和避雷帶都是接閃器，它們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；耐腐蝕；熱穩定性。157六、防雷裝置58（1）避雷針一般用直徑為20mm左右的鍍鋅圓鋼或鋼管制成，長2500mm左右，端部呈尖狀，也可分叉設置，經引下線與接地裝置連接。避雷針主要用于保護高聳孤立的建筑物或構筑物及其周圍的設施，也常用來保護室外的變配電裝置。158（1）避雷針一般用直徑為20mm左右的鍍鋅圓鋼或鋼管制成，長（2）避雷網用鍍鋅圓鋼或扁鋼沿屋頂邊檐設置避雷線，再用同樣鋼管制成6×6m或6×10m或10×10m的方格。避雷網主要用于平頂或斜頂屋面且屋頂面積較大的建筑物。（3）避雷帶用鍍鋅圓鋼或扁鋼沿建筑物的四周設置。避雷帶主要用于保護高層建筑的立側面免遭雷擊，它和屋頂的避雷針或避雷網一起組成完整的避雷系統。159（2）避雷網用鍍鋅圓鋼或扁鋼沿屋頂邊檐設置避雷線，再用同樣鋼（4）避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線與架空線路同桿同塔架設，架設方法與垂度要求與架空線路相同，并且在首尾幾中間各部位與接地裝置相連。避雷線主要用于保護與其同桿架設的架空線路及其周圍的設施。接閃器最小尺寸見表7-1。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。160（4）避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線與架空表7-1接閃器常用材料的最小尺寸2.避雷器161表7-1接閃器常用材料的最小尺寸2.避雷器622.引下線

防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定的要（1）引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸和防腐蝕要求與避雷網、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線，其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導線做引下線時，應采用截面積不小于16mm2的銅導線。（2）引下線應沿建筑物外墻敷設，并應避免彎曲，經最短途徑接地。（3）采用多條引下線時，為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的連接情況，宜在各引下線距地面高約1.8m處設斷接卡。（4）采用多條引下線時，第一類和第二類防雷建筑物至少應有兩條引下線，其間距離分別不得大于12m和18m；第三類防雷建筑物周長超過25m或高度超過40m時，也應有兩條引下線，其間距離不得大于25m。（5）在易受機械損傷的地方，地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下線應加竹管、角鋼或鋼管保護。采用角鋼或鋼管保護時，應與引下線連接起來，以減小通過雷電流時的電抗。（6）引下線截面銹蝕30%以上者應予以更換。

1622.引下線

防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕3.接地裝置除獨立避雷針外，在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。

(1)防雷接地裝置材料。防雷接地裝置所用材料應大于一般接地裝置的材料。防雷接地裝置應作熱穩定校驗。

(2)防雷接地電阻一般指沖擊接地電阻，接地電阻值視防雷種類和建筑物類別而定。獨立避雷針的沖擊接地電阻一般不應大于10Ω；對于不太重要的第三類建筑物可放寬至30Ω。防感應雷裝置的工頻接地電阻不應大于10Ω。防雷電侵入波的接地電阻，沖擊接地電阻不應大于5～30Ω，其中，閥型避雷器的接地電阻不應大于5～10Ω。

1633.接地裝置64(3)跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝置距建筑物和構筑物出入口和人行橫道的距離不應小于3m。當小于3m時，應采取下列措施之一：

①水平接地體局部深埋1m以上；

②水平接地體局部包以絕緣物(例如，包以厚50～8Ocm的瀝青層)；

③鋪設寬度超出接地體2m、厚50～8Ocm的瀝青路面；

④埋設帽檐式或其他型式的均壓條。164(3)跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人，