雷电与雷电防护知识讲座.ppt

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1、雷电与雷电防护知识讲座实验中学七（13）班1第一章第一章 防雷的探索历史防雷的探索历史1.雷电与静电。英国科学家FransisHauksbee对闪电的认识：根据摩擦起电产生的火花，想到雷电发生的原因。根据摩擦起电产生的火花，想到雷电发生的原因。美国科学家富兰克林的科学实验：在在室室内内进进行行一一系列实验，论证了实验室内静电放电现象与天空闪电的种种类似性。系列实验，论证了实验室内静电放电现象与天空闪电的种种类似性。同时代其他科学家的工作。最后的结论：闪电是静电产生的火花放电。闪电是静电产生的火花放电。-风筝实验-岗亭实验23发现过程发现过程现象：教教堂堂的的启启示示：33年年有有386个个教教

2、堂堂遭遭雷雷击击，103个个教教堂堂的的司司钟钟员员在在钟钟楼楼内内遭遭雷雷击死亡。击死亡。教堂的启示：尖端带电。尖端带电。2.避雷针的发明和被人们接受的过程。4认识过程：认识过程：1753年宣布发明避雷针。年宣布发明避雷针。人们的接受过程人们的接受过程 唯唯心心主主义义认认识识：教教堂堂内内堆堆放放炸炸药药，去去掉掉避避雷雷针针，造造成成雷雷击击灾灾害害。1767年年，威威尼尼斯斯，3000多多人人丧生；丧生；1856年，年，Rhodes岛，岛，4000多人丧生。多人丧生。科科学学认认识识错错误误，拒拒绝绝避避雷雷针针，造造成成雷雷击击事事故故。东印度公司的在苏门答蜡岛事例。东印度公司的在苏

3、门答蜡岛事例。3.富兰克林的实验富兰克林的实验51876年贝尔发明电话，架空长线出现电话通信设备和人员成为闪电袭击的新对象，于是出现了最原始的避雷器-导电器。1887年伦敦建立电力公司，为了保护直流电力设施，经过发展，与1901年发明了磁吹间隙避雷器4.现代设备的发明与防雷的发展：现代设备的发明与防雷的发展：5.雷击灾害的发展和的防护措施与发展：雷击灾害的发展和的防护措施与发展：雷击灾害变化的特点及其原因：点线（线、管道）面体。防护手段发展：避雷针（单点防护）-避雷线（建筑物避雷带）（线防护）-笼式避雷网（面、体的防护）-防电磁感应。6军事领域的防雷：1961年年意意大大利利“丘丘比比特特”导

4、导弹弹武器的一系列雷击事故。武器的一系列雷击事故。航天航空领域的雷击特殊防护：69年年“阿阿波波罗罗”载人飞船载人飞船”、87“大力神大力神”雷击。雷击。化工场地的雷灾防护弱电场所的雷电静电防护高层建筑的雷电防护露天场地、仓储和野外的雷电防护6.近代防雷的发展动态：近代防雷的发展动态：77.雷电防护与科研雷电防护与科研1）防雷理论的研究。2）防雷技术的探究。3）防雷产品的研究。4）雷电防护检测理论的研究。5）雷电防护检测技术及检测方法的研究。6）防雷设计理论及方法的研究。7）防雷施工理论及方法的研究。8）国际、国内各种防雷规范的研究。88.现代防雷知识结构现代防雷知识结构电子技术电子技术通信技

5、术通信技术建筑和机械知识建筑和机械知识法律及规范法律及规范人文知识和科学人文知识和科学9第二章第二章 雷电的形成雷电的形成什么是雷电什么是雷电 雷电是因强对流气候而形成的雷雨云层间雷电是因强对流气候而形成的雷雨云层间和云层与大地间强烈瞬间放电现象。当雷电发和云层与大地间强烈瞬间放电现象。当雷电发生时，产生强大的雷击电流、炽热的高温、猛生时，产生强大的雷击电流、炽热的高温、猛烈的冲击波、瞬变的电磁场和强烈的电磁辐射烈的冲击波、瞬变的电磁场和强烈的电磁辐射等综合物理效应，是一种严重的气象自然灾害。等综合物理效应，是一种严重的气象自然灾害。101.大气带电粒子的形成大气：由物理性能不同的暖层（电离层

6、）、中间层、平流层、对流层组成。雷电发生在10Km以下的对流层。低层大气带电离子的形成对大气中的雷电发生有着重要作用。大气带电粒子形成的电离源：大气中放射性物质辐射的射线 宇宙射线 波长小于1000A的紫外线 闪电、火山爆发、森林火灾、尘暴和雪暴 火箭、飞机、工厂产生的离子 112.大气电离率：单位体积和单位时间内大气分子被电离为正、负离子对的数目，单位：离子对/cm3s。各种电离源产生的大气电离率随高度的分布123.大气电流的产生 大气分子被射线电离大气电离子。大气电离子随时间、地点、大气离子移动而变化，使大气离子的空间分布不均匀。若同一浓度分布区：正、负离子均匀分布，混合在一起，宏观大气不

7、显电性。实际上，除电离源产生的正负离子对外，有云、雾、降水，树枝、花草、尖端放电产生的电荷，火山爆发、沙暴、雪暴、输电线路电晕放电、工厂排烟释放的带电离子等等。受电场、重力、对流等因素的非对称作用，大气中各处，正、负电荷分布不均匀，使任何局部空间都不是中性，显示有净的体电荷分布。134.积雨云的起电学说：积雨云如何带电，是弄清楚雷电如何产生的重要科学课题，得到了众多大气物理学家的关注，先后提出几上十种积雨云起电 机制的理论。然而，由于到积雨云中去观测、实验的困难以及在实验作模拟实验的局限性，关于积雨云的起点机制迄今为止仍然处于探索阶段。下面简单介绍目前比较流行的几种理论。14感应起电温差起电破

8、碎起电对流起电等5.目前比较流行的几种积雨云起电学说15（1）温差起电学说：积雨云中有大量冰晶、雹粒、过冷水滴，在对流气流的携带下碰撞、摩擦，可推想它们肯定与云内起电有关。经验与理论探索，确知冰有热电效应，其物理机制如图1.7.离子浓度大 离子浓度小 带正电荷 带负电荷 热 冷 热 冷 端 端 端 端 冷 块 剖 面（a）冷 块 剖 面（b）表示较轻的正氢离子 表示较重的负氢氧根离子 冷的热电起电效应 向冷端扩散 电场 方向 162.破碎起电学说 大雨滴 大雨滴 上升气流 上升气流 （a）（b）大雨滴 小雨滴 上升气流 上升气流 （c）（d）雨滴破碎起电机制的剖面图 173.对流起电学说l l

9、 传 导 电 流l l l l +l +l +l +l +l +l +l +l +地面的端头放电 这一学说最早是由Grenet（1947）和Vonnegut（195提出的。在这种机智中，云的的对流运动反抗着电场施加的力，输送和集聚起电的云粒子。最终集聚的正、负电荷会要增加现有电场的强度和范围，因而增加它的能量。对此过程所需的正、负电荷，都取自云外。约为1安培的传导电流（已知其由云上的洁净高层大气流入）将小的184.积雨云的电结构19根据闪电出现位置、形状、声音根据闪电出现位置、形状、声音和危害分类和危害分类5.雷电的分类6.积雨云的电结构6.积雨云的电结构20最常出现的一种无声放电是被叫做爱尔

10、马圣火的。由于暴风雨等原因，大气中的电场强度大大地增长起来，在地球表面的突出物体附近，电场强度很容易达到30kV/cm的强度，导致在突出部分发生静寂放电。这是一种并非雷云与大地间放电和没有雷声的闪光现象，实际上就是尖端电晕放电。放电时，突出物周围会呈冒烟状或光膜状的放电现象。当电场强度很强时，就会形成单独束状放电，由物体周围放射出来。这种放电现象对电讯系统有干扰。（1）无声放电）无声放电21（2）片状闪电）片状闪电片状闪电是出现在云的表面上的闪光，它有时可能是被云块遮没的火花闪电的延光，也可能是在云的上部发出来的丛集的、若隐若现的一种特殊的放电作用的光。这种闪电，表示云中电场的能量虽然已经足够

11、产生放电作用，但是新加入的电量却太少，以致在闪烁放电尚未转变到火花（线状）放电以前，原有的储电量已经用完了。仅仅伴随有片状闪电的雷暴是属于弱的一类，对电力系统一般只会引进不大的感应过电压。22（3）线装闪电线状闪电一般都是一种蜿蜒曲折枝义纵横的巨型电气火花，长2-3公里，也有长达10公里的，是闪电中最强烈的一种，对电力、电讯系统及人畜和建筑物等威胁最大。当雷云与大地间或雷云相互间的电场强度由于游离电荷的逐渐累积而增长到足以使空气绝缘破坏的强度（最高时可达100kV/m）时，就会产生种强烈的放电现象，在放电的瞬间具有极大的能量，电压可以积累到1,000-100,000kV以上，放电电流可高达数十

12、万安培，而放电时间只不过千分之几秒。线状闪电大多是雷云与大地间的放电，但也有的是雷云之间的放电。这种闪电可以同时击在不同的地方，一般分为前导放电和主放电等阶段。在大多数情况下（约50-70%以上），雷云与大地间的放电过程不是单一的而是多重的，也就是说由若干个先后在同一通道上发展的单一的放电所组成。重复放电的数目一般为1-27次，单次放电的延续时间一般为0.0010.02秒，各次放电的间隔时间为0.010.05秒。23（4）链形闪电、球形闪电链形闪电比较罕见，是一条发光的虚线，像一条链子一样，在云与大地间放电或云与云间放电时均可能出现。似乎是介于线状闪电与球形闪电之间的一种过渡形式。球形闪电是最

13、奇妙、最罕见和最神秘莫测的一种闪电，由拳头般大小到足球那样大的球形发光体所组成，活动速度不大，可以看到移动，它走的路径极不规则，往往与风向一致，它出现时，常有尖哨声或嗡嗡声，有时会安然地消失，但有时也会发生可怖的爆炸。它消失时，往往留下具有刺激性的轻烟雾。球形闪电存在的时间可由几秒到几分钟，它能在一个地方停留一些时候，一面冒烟，一面发出火花，目前，国际上对于球形闪电也还没有很完善的解释，科学家们仍在研究中。24闪电除了是一种明亮的电气火花以外，同时还伴有强大的响声，这就是雷声。雷声的大上与闪电的强弱相应，雷不仅仅是由于空气在温度高达18000左右的闪电渠道中因突然而强烈的受热和随之而起的急速冷

14、却，致空气因急速膨胀和压缩的振动而发生的响声；同时雷也是水和空气在高电压（火花）的作用下分解所产生的瓦斯爆炸时发出的声音。由于爆炸波的特性、多次放电和声音来回反射等关系，雷声隆隆不绝。云间放电时，雷声延续的时间比云与大地间放电的时间短。一般一次闪电的雷声平均延续时间约30-40秒，在个别场合下可达到1分钟。25线状闪电 图1.4 球状闪电 图1.5 联珠状闪球状闪电带状闪电联珠状闪262728地闪的结构类型29地闪的典型结构30预击穿 梯级先导 连接过程 首次回击击间过程 直窜先导-继后回击 连续电流 击间过程31闪电照片32人工引发雷电静态照片人工引发雷电静态照片33雷电活动(1)雷电活动及

15、雷电活动日雷电活动从季节来讲以夏季最活跃，冬季最少，从地区分布来讲是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。评价某一地区雷电活动的强弱，通常用两种方法。其中一种是习惯使用的“雷电日”，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，雷电日的天数越多，表示该地区雷电活动越强，反之则越弱。我国平均雷电日的分布，大致可以划分为四个区域，西北地区一般15日以下；长江以北大部分地区（包括东北）平均雷电日在1540日之间；长江以南地区平均雷电日达40日以上；北纬23以南地区平均雷电日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省，是我国雷电活动最剧烈的地区，年平均雷电日高达120-130

16、日。总的来说，我国是雷电活动很强的国家。34雷击的选择性一、雷击区与地质结构有关1.地面土壤电阻率的分布不均匀，雷击位置经常在土壤电阻率较小的土壤上，而电阻率较大的多岩石土壤被击中的机会很小。这是因为在雷电先驱放电阶段中，地中的电导电流主要是沿着电阻率较小的路径流通，使地面电阻率较小的区域被感应而积累了大量与雷云相反的异性电荷，雷电自然就朝这些地区发展。2.土壤电阻率较大的山区和平原，雷电选择性都比较明显；3.雷击经常发生在有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、山坡与稻田接壤的地上和具有不同电阻率土壤的交界地段。在湖沼、低洼地区和地下水位高的地方也容易遭受雷击。35二.与外地面上的设施情况有关

17、当放电通道发展到离地面不远的空中时，电场受地面物体影响而发生畸变。如果地面上有一座较高的尖顶建筑物，例如一座很高的铁塔，由于这些建筑物的尖顶具有较大的电场强度，雷电先驱自然会被吸引向这些建筑物，这就是高耸突出的建筑物容易遭受雷击的缘故。在旷野，即使建筑物并不高，但是由于它是比较孤立、突出，因此也比较容易遭受雷击。调查结果表明，在田野里供休息的凉亭、草棚、水车棚等遭受雷击的事故是很多的。从烟囱冒出的热气柱和烟囱常含有大量导电微粒和游离分子气团，它们比一般空气易于导电，这就等于加高了烟囱的高度，这也是烟囱易于遭受雷击的原因之一。因此，在一支较高的烟囱附近，如果有一支较低的烟囱，在36高烟囱不冒烟而

18、低烟囱冒烟的情况下，雷电往往直接击在低烟囱上。所以在高低两条烟囱并排时，即使低烟囱在高烟囱雷电保护范围之内，但仍然要求两条烟囱都要装避雷装置。三、与建筑的结构、内部设备情况和状态，对雷击选择性都有很大关系。金属结构的建筑物、内部有大型金属体的厂房，或者内部经常潮湿的房屋，如牲畜棚等，由于具有很好的导电性，都比较容易遭受雷击。37第三章第三章 雷电的危害雷电的危害 一、一、雷电危害的类型：雷电危害的类型：1.直击雷直击雷2.雷电感应高电压及雷电电磁脉冲辐射雷电感应高电压及雷电电磁脉冲辐射（LEMP）两大类。两大类。381.直击雷直击雷直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象。它以强大的冲击电流、炽

19、热的高温、猛烈的冲击波、强烈的电磁辐射损坏放电通道上的建筑物、输电线、室外设备，击死击伤人、畜造成局部财产和人、畜伤亡。392.雷电感应高电压及雷电电磁脉冲雷电感应高电压及雷电电磁脉冲（LEMP）雷电感应高电压及雷电电磁脉冲是由于雷电感应高电压及雷电电磁脉冲是由于雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，在雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，在放电通道周围产生的电磁感应、雷电电磁脉放电通道周围产生的电磁感应、雷电电磁脉冲辐射以及雷云电场的静电感应、使建筑物冲辐射以及雷云电场的静电感应、使建筑物上的金属部件，如管道、钢筋、电源线、信上的金属部件，如管道、钢筋、电源线、信号传输线、天馈线等感应出雷电高电

20、压，通号传输线、天馈线等感应出雷电高电压，通过这些线路进入室内的管道、电缆、走线桥过这些线路进入室内的管道、电缆、走线桥架等引入室内造成放电，损坏电子、微电子架等引入室内造成放电，损坏电子、微电子设备。设备。403.电磁感应过电压电磁感应过电压 电感性偶合过电压，主要是指雷电电磁场电感性偶合过电压，主要是指雷电电磁场的剧烈场强变化，通过电磁感应偶合到系统中的剧烈场强变化，通过电磁感应偶合到系统中的过电压。的过电压。414.静电感应过电压静电感应过电压 电容性偶合过电压，主要是指在雷雨云电荷电容性偶合过电压，主要是指在雷雨云电荷集累的过程中，由于线路（或设备）的分布电容集累的过程中，由于线路（或

21、设备）的分布电容使线路上集聚的异性电荷在雷云对大地或云内放使线路上集聚的异性电荷在雷云对大地或云内放电后在系统中形成的过电压。电后在系统中形成的过电压。425.电子信息系统设备有从外部引入与这些设电子信息系统设备有从外部引入与这些设备连接的天馈线、电源线、信号线，而在天备连接的天馈线、电源线、信号线，而在天馈线、电源线、信号线系统中，存在以下几馈线、电源线、信号线系统中，存在以下几种过电压须要防护：种过电压须要防护：雷电过电压雷电过电压操作过电压操作过电压暂时过电压暂时过电压高电位反击高电位反击43雷电危害图片44 过境火和雷击引发大兴安岭森林大火过境火和雷击引发大兴安岭森林大火新华社新华社

22、2006.05.28 09:17 2006年年6月月8日下午日下午3时多，由大时多，由大连经停青岛飞往武汉的连经停青岛飞往武汉的MU2518次波次波音音737300型客机，在天河机场降落型客机，在天河机场降落过程中，突遭雷击，起落架舱周边被过程中，突遭雷击，起落架舱周边被雷击中，出现雷击中，出现4个雷击点，但飞机安个雷击点，但飞机安全降落天河机场，百余名乘客安然无全降落天河机场，百余名乘客安然无恙。恙。万分之一秒生死相隔万分之一秒生死相隔 江涛遭雷击惨死现场直击江涛遭雷击惨死现场直击 悲剧发生在悲剧发生在2004年年3月月10日周日周三下午三下午3时时50分左右，空中突然分左右，空中突然响起一

23、声闷雷，队中身材高大的响起一声闷雷，队中身材高大的后卫队员江涛顿时四肢伸展着倒后卫队员江涛顿时四肢伸展着倒在绿茵场上，旁边的人看到一股在绿茵场上，旁边的人看到一股焦烟从他身上冒起。焦烟从他身上冒起。45 据美联社报道，马来西据美联社报道，马来西亚南部柔佛州新山市东南约亚南部柔佛州新山市东南约20多公里处的柔佛港内储油多公里处的柔佛港内储油区的油库区的油库2006年年4月月28日遭日遭雷雨电击而起火，至少有雷雨电击而起火，至少有5座储油罐着火，伴随着巨大座储油罐着火，伴随着巨大的爆炸声，熊熊火焰和滚滚的爆炸声，熊熊火焰和滚滚黑烟冲向空中。黑烟冲向空中。据新华社电据新华社电 韩国韩国“亚洲航空公司

24、亚洲航空公司”一架客机一架客机2006年年6月月9日傍晚准备降落日傍晚准备降落时突遭雷击，机头严重受损，但在两名时突遭雷击，机头严重受损，但在两名飞行员的努力之下，客机最终成功迫降，飞行员的努力之下，客机最终成功迫降，机上机上200多名乘客安然无恙。多名乘客安然无恙。46雷电灾害实例古老的雷灾布达拉宫建于七世纪初，762年雷击火灾将1000多间房烧毁，只余曲结竹普、帕巴拉康两处，重建于十七世纪。明永乐十九年（1421年）五月初九，奉天、华盖谨身三大殿等250间房焚毁，波斯贡臣称如“十万火把”。1718年4月法国布列塔尼市24座教堂遭雷击，其中毁坏一座并使二人死亡1767年威尼斯一教堂遭雷击，引

25、爆炸药，3000人丧生1232年10月，金朝工部尚书蒲乃速遭雷击身亡。1874年9月22日，澳门天主教堂雷击起火，大火中死者近千人，此日被定为“天灾日”471988年6月14日至9月11日美国黄石公园森林大火，仅救火费就用了3.5亿美元。1989年8月12日黄岛油库大火燃烧了104小时，19人死亡、78人受伤，直接损失3500万元。1998年4月26日下午三点半至四点，临洮县铝业股份公司变电站遭受强雷电直击，击毁电解铝整流变压器一台，造成直接经济损失140万元，停产损失60多万元，其它损失无法计算。1999年2.2.7月8日23时55分，兰州市七里区西津坪农变电所发生严重雷击事故，雷电落处，白

26、光一片，数公里之处都可看见，顷刻之间整个变电站现于瘫痪，全部设备基本报废。变电所所负责的个乡，15个自然村的人畜用水，21个乡镇企业、2万多亩农田和山地绿化灌溉用电全部中断一个多月，断电造成的经济损失无法估量。482004年6月26日，浙江省临海市杜桥镇17名农民遭雷击死亡2004年7月25日，甘肃庆阳市西峰区农民胡某遭雷击死亡。2004年7月23日，居庸关长城8号敌楼内7名游客雷击受伤2005年5月30日，延庆村民张某在家接电话遭雷击身亡1957年7月6日，明十三陵长陵大殿兽头被雷击掉，横梁炸裂，金丝楠木柱劈坏，并造成一死三伤2002年9月，山西应县木塔遭雷击，脊与五层的佛象受损49雷电危害

27、的途径直击雷或邻近雷击直击雷或邻近雷击:击在外部防雷系统，如保护框架（工业装置上击在外部防雷系统，如保护框架（工业装置上.）电缆上等。）电缆上等。浪涌电流在接地电阻浪涌电流在接地电阻Rst上引起电压降。上引起电压降。闭合环路感应产生过电压闭合环路感应产生过电压信息系统信息系统电源系统电源系统L1L2L3PEN20 kVRst2c1a1b12a2b远处雷击远处雷击:击在远处架空输送线击在远处架空输送线缆上缆上雷云之间的放电通过雷云之间的放电通过架空线缆引起感应雷架空线缆引起感应雷电波及过电压。电波及过电压。在野外在野外,雷电击中通信雷电击中通信线缆线缆2a2b2c11a1b50512.2 雷电流

28、脉冲波形雷电流脉冲波形雷电流的波头时间与半值时间表述雷电流的波头时间与半值时间表述0.9 Im0.5 Im 0.1 Im DAABEFC12t雷电流的波头时间与半值时间雷电流的波头时间与半值时间雷电流的波头时间与半值时间雷电流的波头时间与半值时间 波头时间越短陡度越大波头时间越短陡度越大 波长时间越长能量越大波长时间越长能量越大 1 1/2 2表示雷电流表示雷电流Im5220s0.1Im0.5Im0.9ImImt8s8/20s雷电流脉冲波形表述雷电流脉冲波形表述53350s0.1Im0.5Im0.9ImIm10s10/350s电流脉冲波形电流脉冲波形10/350s雷电流雷电流脉冲波形表述542

29、.3 雷电流模拟波形雷电流模拟波形直击雷过电压直击雷过电压 (用用10/350s波形模拟波形模拟)感应雷电流感应雷电流 (用用8/20s波形模拟波形模拟)电磁感应雷电流电磁感应雷电流 (用用8/20s波形模拟波形模拟)电静电感应雷流电静电感应雷流 (用用8/20s波形模拟波形模拟)地电位升高地电位升高 (用用8/20s波形模拟波形模拟)线路感应雷电波线路感应雷电波 (用用8/20s波形模拟波形模拟)55第四章第四章 雷电灾害防治的基本方法雷电灾害防治的基本方法雷电防护系统外部防雷接闪器引下线接地装置内部防雷等电位连接综合布线电涌保护器屏蔽（法拉弟笼）56外部防雷外部防雷主要有避雷针（网、线、带

30、）和接地装置（接地线、地极）。保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针（线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。57建筑物防雷分类建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。第一类防雷建筑物：易燃易爆场地第二类防雷建筑物：国家级建筑及易燃易爆场地第三类防雷建筑物：省部级建筑及民用建筑以上划分需要结合建筑物预计雷击次数确定级别建筑物年预计雷击次数应按下式确定：N k Ng Ae5

31、8滚球法计算避雷针保护范围59接闪器选择与布置1.独立避雷针；2.架空避雷线或架空避雷网；3.直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网。建筑物防雷建筑物防雷类别类别滚滚球半径球半径hr(m)避雷网网格尺寸避雷网网格尺寸第一类防雷建筑物3055或64第二类防雷建筑物451010或128第三类防雷建筑物602020或241660引下线选择与布置1.新建框架结构建筑一般借用建筑主筋做引下线。2.改扩建建筑物或砖混结构建筑物引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地。3.建筑物的消防梯、钢柱等金属构件也可以作为引下线。4.引下线宜采用圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢，圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小

32、于48mm2，其厚度不应小于4mm。5.采用多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。6.明敷引下线应有保护措施。61引下线选择与布置7.根据建筑物的类别、使用要求不同引下线的间距有所不同。一般来说：一类防雷建筑引下线间距12米，二类防雷建筑引下线间距18米，三类防雷建筑物24米。建筑情况不同引下线间距不同，具体要参照规范要求。62接地装置1.埋于土壤中的角钢、钢管、扁钢和圆钢。2.人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受地方限制时可适当减小。3.人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。4.防直击雷的人工接

33、地体距建筑物出人口或人行道处应有防止跨步电压的措施。5.接地装置的数量要通过计算得到。63内部防雷措施屏蔽及综合布线等电位连接电涌防护64雷电防护分区地区雷暴日等级划分地区雷暴日等级划分地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分。地区雷暴日等级宜划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区，应符合下列规定：1少雷区：年平均雷暴日在20天及以下的地区；2多雷区：年平均雷暴日大于20天，不超过40天的地区；3高雷区：年平均雷暴日大于40天，不超过60天的地区；4强雷区：年平均雷暴日超过60天以上的地区。65雷电防护区划分雷电防护区划分1.雷电防护区的划分应根据需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内

34、部划分为不同的雷电防护区（LPZ）。2.雷电防护区（LPZ）应划分为：直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续防护区。（图3.2.2），应符合下列规定：（1）直击雷非防护区（LPZOA）：电磁场没有衰减，各类物体都可能遭到直接雷击，属完全暴露的不设防区。（2）直击雷防护区（LPZOB）：电磁场没有衰减，各类物体很少遭受直接雷击，属充分暴露的直击雷防护区。（3）第一防护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZOB）区进一步减小，电磁场得到了初步的衰减，各类物体不可能遭受直接雷击。（4）第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁

35、场而引入的后续防护区。（5）后续防护区（LPZn）：需要进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。66注：表示在不同雷电防护区界面上的等电位接地端子板 ：表示起屏蔽作用的建筑物外墙、房间或其它屏蔽体 虚 线 ：表示按滚球法计算LPS的保护范围LPZnLPZ0ALPZ0BLPZ1LPZ2LPZ0BLPZ0B接地装置LPZ0ALPZ0BLPZ0ALPZ0A接闪器埋地线缆、管道67屏蔽、接地和等电位连接屏蔽、接地和等电位连接（1）大楼通过建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不

36、同地线进行等电位处理。（2）对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式要求：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁，并与之保持较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。68（3）根据雷电保护区的划分要求，建筑物大楼外部是直接雷击区域；建筑物内部及计算机房所处的位置为非暴露区，越往内部，危险程度越低。雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入。保护区的界面由外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏敝层形成。电气通道以及金属管等金属构件，穿过各级雷电保护区时必须

37、在每一穿过点做等电位连接。（4）进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在LPZ0与LPZ1、LPZ1与LPZ2区交界处、以及终端设备的前端，根据IEC1312-雷电电磁脉冲防护标准，安装上电源类SPD，以及通讯网络类SPD（瞬态过电压保护器）。SPD是用以防护电子设备因受雷电闪击及其它干扰造成传导电涌过电压危害的有效手段。69一钢筋混凝土建筑物内等电位连接的例子1电力设备；2钢支柱；3立面的金属盖板；4等电位连接点；5电气设备；6等电位连接带；7混凝土内的钢筋；8基础接地体；9各种管线的共用入口。70 顶层 无线通信LPZ1LPZ2配线架电气竖井接地干线N层D2层MEB总等电位接地端子板水池水泵电源

38、进线D1层变配电监控消防楼宇电源PE线1层2层总配线架计算机通讯电话=电话电缆计算机网络线预留检测 点300mm700mm利用基础及柱内钢筋做接地装置预留检测 点利用柱内主筋做引下线楼板内钢筋等电位连接有线电视前端箱避雷带LPZ0B卫星天线电视天线LPZ0 A ：配电箱PE：保护接地线SI：进出电缆金属护套接地MEB：总等电位接地端子板 楼层等电位接地端子板图3 建筑物防雷区等电位连接及共用接地系统示意图地面71 金属槽等电位连接线屏蔽设施接地线防静电地板接地线SPD接地线设备保护接地线直流地接地线接地线S型等电位连接网络 电气竖井楼层接地端子板电气竖井接地干线电子信息设备机房S型等电位连接网

39、络示意图72进入建筑物的各种服务性管线进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配100%建筑物防雷装置等电位连接带50%50%接地装置IiIiIiisi73 信息系统等电位连接的基本方法74电涌保护器的选择与安装信号部分连接图电源部分连接图SPD输入端设备端并接安装输入端设备端串接安装AB75SPD选择等级的确定设备名称电源处的设备配电线路和最后分支线路的设备用电设备特殊需要保护的电子信息设备耐冲击过电压类别类类类类耐冲击过电压额定值6kV4kV2.5kV1.5kV 0.5kV信息设备信息设备信息设备信息设备信息设备信息设备电源柜信息设备直流配电箱UPS配电箱配电箱GUPS稳压器电源电源发电机控制箱

40、电源切换装置电源切换装置低 压 配 电 屏有载分接开关控制器有载分接开关控制器整流装置信息设备电源柜交流配电箱图5.4.1-2 电子信息系统电源设备分类交流配电箱76雷电防护分级1.按雷击风险评估确定雷电防护等级按雷击风险评估确定雷电防护等级按建筑物年预计雷击次数N1和建筑物入户设施年预计雷击次数N2确定N（次/年）值N=N1+N2建筑物电子信息系统设备，因直击雷和雷电电磁脉冲损坏可接受的年平均最大雷击次数NC可按下式计算：Nc=5.810-1.5/C（次/年）。将N和Nc进行比较，确定电子信息系统设备是否需要安装雷电防护装置：1当NNc时，可不安装雷电防护装置；2当NNc时，应安装雷电防护装

41、置。按防雷装置拦截效率E的计算式E=I-Nc/N确定其雷电防护等级：1 当E0.98时定为A级；2 当0.90E0.98时定为B级；3 当0.80E0.90时定为C级；4 当E0.80时定为D级。772.按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定等级按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定等级雷电防护等级电 子 信 息 系 统A级1.大型计算中心、大型通信枢纽、国家金融中心、银行、机场、大型港口、火车枢纽站等。2.甲级安全防范系统，如国家文物、档案库的闭路电视监控和报警系统。3.大型电子医疗设备、五星级宾馆。B级1.中型计算中心、中型通信枢纽、移动通信基站、大型体育场（馆）监控系统、证券中心

42、。2.乙级安全防范系统，如省级文物、档案库的闭路电视监控和报警系统。3.雷达站、微波站、高速公路监控和收费系统。4.中型电子医疗设备5.四星级宾馆。C级1.小型通信枢纽、电信局。2.大中型有线电视系统。3.三星级以下宾馆。D级除上述A、B、C级以外一般用途的电子信息设备78在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装通过级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区（含LPZ1区）交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源浪涌保护器。795浪涌保护器连接导线

43、应平直，其长度不宜大于0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置，并宜有劣化显示功能。6浪涌保护器安装的数量，应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。80电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数表雷电保护分级LPZ0区与LPZ1区交界处LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3区交界处直流电源标称放电电流（kA）第一级（kA）第二级标称放电电流（kA）第三级标称放电电流（kA）第四级标称放电

44、电流（kA）最大放电电流标称放电电流10/350s8/20s8/20s8/20s8/20s8/20sA级208040201010B级15604020直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流10KA适配的SPDC级12.55020D级12.5501081信号线路部分电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口型式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。缆线类型参数名称非屏蔽双绞线屏蔽双绞线同轴电缆标称导通电压1.2Un1.2Un1.2Un测试波形（1.2/50s、8/20s）混合波（1.2/50s、8

45、/20s）混合波（1.2/50s、8/20s）混合波标称放电电流（kA）1kA0.5 3 参数要求82信号线路、天馈线路浪涌保护器性能参数名称插入损耗（dB）电压驻波比响应时间（ns）平均功率（W）特性阻抗（）传输速率（bps）工作频率（MHz）接口型式数值0.501.3101.5倍系统平均功率应满足系统要求应满足系统要求应满足系统要求应满足系统要求架空天线必须置于直击雷防护区（LPZOB）内。天馈线路浪涌保护器的选择，应根据被保护设备的工作频率、平均输出功率、连接器型式及特性阻抗等参数，选用插入损耗及电压驻波比小，适配的天馈线路浪涌保护器。83电涌保护器的安装要求1.电源线路浪涌保护器（SP

46、D）的安装应符合下列规定：（1）电源线路的各级浪涌保护器（SPD）应分别安装在被保护设备电源线路的前端，浪涌保护器各接线端应分别与配电箱内线路的同名端相线连接。浪涌保护器的接地端与配电箱的保护接地线（PE）接地端子板连接，配电箱接地端子板应与所处防雷区的等电位接地端子板连接。各级浪涌保护器（SPD）连接导线应平直，其长度不宜超过0.5m。（2）带有接线端子的电源线路浪涌保护器应采用压接；带有接线柱的浪涌保护器宜采用线鼻子与接线柱连接。84浪涌保护器（SPD）的连接导线最小截面积宜符合下表的规定。保护级别SPD的类型导线截面（mm2）SPD连接相线铜导线SPD接地端连接铜导线第一级开关型或限压型

47、1625第二级限压型1016第三级限压型610第四级限压型4685天馈、信号部分1.天馈线路浪涌保护器SPD应串接于天馈线与被保护设备之间，宜安装在机房内设备附近或机架上，也可以直接连接在设备馈线接口上。2.天馈线路浪涌保护器SPD的接地端应采用截面积不小于6mm2的铜芯导线就近连接到直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处的等电位接地端子板上。接地线应平直。3.信号线路浪涌保护器（SPD）的安装应符合下列规定：（1）信号线路浪涌保护器SPD应连接在被保护设备的信号端口上。浪涌保护器SPD输出端与被保护设备的端口相连。浪涌保护器SPD也可以安装在机

48、柜内，固定在设备机架上或附近支撑物上。（2）信号线路浪涌保护器SPD接地端宜采用截面积不小于1.5mm2的铜芯导线与设备机房内的局部等电位接地端子板连接。接地线应平直。4.浪涌保护器SPD应安装牢固，其位置及布线正确。86第五章第五章 国内外防雷产品及产品原理国内外防雷产品及产品原理 防直击雷产品；各类避雷针装置；防直击雷产品；各类避雷针装置；防雷电感应产品；电源、天馈、信号线防雷电感应产品；电源、天馈、信号线系列浪涌保护器（系列浪涌保护器（SPD）；）；接地产品；接地模块、电解质接地棒、接地产品；接地模块、电解质接地棒、金属快装接地极、降阻剂等；金属快装接地极、降阻剂等；872.2 产品工作

49、原理及特点：产品工作原理及特点：过电压保护；过电压保护；过电流保护；过电流保护；电路原理基本相同。电路原理基本相同。使用的器件基本相同。使用的器件基本相同。只是外观结构和工艺不同。只是外观结构和工艺不同。88国内防雷市场上主要销售的产品有：国内防雷市场上主要销售的产品有：国内：主要有中光、地凯、爱劳、国内：主要有中光、地凯、爱劳、盾牌、盾牌、科通等；科通等；国外：美国、德国、英国、法国等；国外：美国、德国、英国、法国等；产品：三大系列产品：三大系列:防直击雷产品防直击雷产品;浪涌保护器浪涌保护器;接地系列产品接地系列产品;89(一一)防直击雷产品防直击雷产品:优化避雷针；优化避雷针；E.S.E针针;双极避雷针双极避雷针;普通避雷针普通避雷针;90(二二)浪涌保护器浪涌保护器:电源系列浪涌保护器（电源系列浪涌保护器（SPD）；）；天馈系列浪涌保护器（天馈系列浪涌保护器（SPD）；）；信号系列浪涌保护器（信号系列浪涌保护器（SPD）；91(三三)接地系列产品接地系列产品:高效接地模块高效接地模块;电解质接地棒电解质接地棒;金属快装接地极金属快装接地极;高效接地极高效接地极;降阻剂降阻剂;92IEC62305-15ITUT K164国家标准国家标准 GB503432004 GB50057_1994行业标准行业标准 TD MH YD QX GA执行标准执行标准93谢谢!94