1、防雷与接地防雷与接地电气工程系电气工程系供配电工程u8.18.1 雷电放电雷电放电u8.2 8.2 直击雷过电压的防护直击雷过电压的防护u8.3 感应雷过电压的防护u8.4 供配电系统的防雷保护u8.5 电气装置的接地电气装置的接地u8.6 8.6 安全用电安全用电与触电急救与触电急救第第8 8章章防雷与接地防雷与接地 8.1 8.1 雷电放电雷电放电1 1、案例、案例2 2、雷电的形成、雷电的形成3 3、雷电的危害、雷电的危害4 4、雷击人的主要形式、雷击人的主要形式5 5、我国建筑防雷的发展史、我国建筑防雷的发展史6 6、网络防雷、网络防雷这是卫星拍摄下来的地球表面雷电放电现象这是在飞机上
2、拍摄的云间雷电放电现象这是下行雷电放电的图片一、雷电的形成一、雷电的形成1 1、雷电放电：、雷电放电：雷电放电是指雷云与大地、雷雷电放电是指雷云与大地、雷云与雷云、雷云内部发生的一种气体放电现云与雷云、雷云内部发生的一种气体放电现象。象。2 2、雷云的形成：、雷云的形成：当空中的尘埃、冰晶等物质当空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。一般在云层的下部积聚的是负电荷，而正电一般在云层的下部积聚的是负电荷，而正电荷一般积聚在云层的上部。这样，同极性电荷一般积聚
3、在云层的上部。这样，同极性电荷的汇集就形成了一些带电中心，带有这些荷的汇集就形成了一些带电中心，带有这些电荷中心的云称为雷云。电荷中心的云称为雷云。雷雨云雷雨云 一般专业书中讲的雷雨云就是一般专业书中讲的雷雨云就是指积雨云。云的形成过程是空气中的水指积雨云。云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水汽达到而发生凝结的过程。使空气中水汽达到饱和是形成云的一个必要条件，其主要饱和是形成云的一个必要条件，其主要方式有：方式有：水汽含量不变，空气降温冷却；水汽含量不变，空气降温冷却；温度不变，增加水汽含量；温度不变，增加水汽
4、含量；既增加水汽含量，又降低温度。既增加水汽含量，又降低温度。雷云由强大的潮湿的热气流不断上升进入雷云由强大的潮湿的热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的上升气流穿过云稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的上升气流穿过云层，水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电，被风层，水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电，被风吹的较高，形成大块的带负电的雷云；大滴水珠带吹的较高，形成大块的带负电的雷云；大滴水珠带正电，凝聚成雨下降，或悬浮在云中，形成一些局正电，凝聚成雨下降，或悬浮在云中，形成一些局部带正电的区域。雷云的底部大多带负电，它在地部带正电的区域。雷云的底部大多带负电，它在地面上会感应出大量的正电荷。
5、这样，在带有大量不面上会感应出大量的正电荷。这样，在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或者雷云与大同极性或不同数量电荷的雷云之间，或者雷云与大地之间就形成强大的电场。随着雷云的发展和运动，地之间就形成强大的电场。随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度就会发生云间或云对大地的放电。度就会发生云间或云对大地的放电。雷电的放电过程 雷电的放电过程雷电的放电过程 包括三个阶段包括三个阶段先导放电先导放电主放电主放电余辉放电余辉放电+流注停顿形成先导，流注停顿形成先导，先导分级向前发展，先导分级向前发展，流注最后一次停顿后
6、流注最后一次停顿后形成主放电，主放电形成主放电，主放电阶段产生了闪电和雷阶段产生了闪电和雷声，但仅有声，但仅有30%30%的电荷的电荷复合掉，复合掉，70%70%的电荷在的电荷在余辉阶段复合。余辉阶段复合。任一任一时刻，全球时刻，全球表面连续发表面连续发展着大约展着大约10001000个雷暴。个雷暴。地球上每天地球上每天约发生约发生800800万万次云对地的次云对地的闪电，平均闪电，平均每秒钟有每秒钟有100100次。雷暴发次。雷暴发展的波动每展的波动每天总是向西天总是向西移动移动。注意！雷电同样会向平坦的海平面放电。雷电分上行雷和雷电分上行雷和下行雷，以下行下行雷，以下行雷为例进行分析。雷为
7、例进行分析。流注停顿形成先导，先流注停顿形成先导，先导分级向前发展，流注导分级向前发展，流注最后一次停顿后形成主最后一次停顿后形成主放电，主放电阶段产生放电，主放电阶段产生了闪电和雷声，但仅有了闪电和雷声，但仅有30%30%的电荷复合掉，的电荷复合掉，70%70%的电荷在余辉阶段复合。的电荷在余辉阶段复合。一次雷一次雷电放电电放电可能有可能有多个分多个分量，但量，但每个分每个分量都包量都包括三个括三个阶段。阶段。雷电按发展过程分类二、雷电参数二、雷电参数雷电放电的过程可以看成是一个具有一定雷电放电的过程可以看成是一个具有一定内阻的电流源突然合闸到被击物上的过程，内阻的电流源突然合闸到被击物上的
8、过程，所以描述雷电放电的主要参数有：雷电流所以描述雷电放电的主要参数有：雷电流（幅值）、波阻抗、雷电流陡度、雷暴日（幅值）、波阻抗、雷电流陡度、雷暴日（小时）、地面落雷密度、雷电的标准波（小时）、地面落雷密度、雷电的标准波形等。形等。雷云雷云雷电先导雷电先导 迎雷先导迎雷先导 主放电阶段主放电阶段 余辉放电余辉放电 u主放电电流很大，高达几百千主放电电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般只有安，但持续时间极短，一般只有 5050100s100s。u余辉放电阶段电流较小，约几余辉放电阶段电流较小，约几百安，持续时间约为百安，持续时间约为0.030.030.15s0.15s。雷电流波形雷电流
9、波形 n雷电流由零增大到幅雷电流由零增大到幅值的这段时间的波形称值的这段时间的波形称为波头为波头whwh(wave(wave head)head)。n雷电流从幅值衰减到雷电流从幅值衰减到幅值的一半的一段波形幅值的一半的一段波形称为波尾称为波尾wtwt(wave(wave tail)tail)。n雷电波的陡度雷电波的陡度用雷用雷电流波头部分的增长速电流波头部分的增长速度来表示，即度来表示，即 。1 1、雷电流：指雷击低接地电阻被击物时流过、雷电流：指雷击低接地电阻被击物时流过被击物的电流。这里的低接地电阻是指被击物的电流。这里的低接地电阻是指3030以以下的接地电阻。描述一个雷电的强弱用雷电流下
10、的接地电阻。描述一个雷电的强弱用雷电流幅值来描述，在我国一般雷电活动地区雷电流幅值来描述，在我国一般雷电活动地区雷电流幅值概率分布按幅值概率分布按 来分布，其中来分布，其中I IL L 是雷电流幅值，是雷电流幅值，P P是对应的雷电流幅值出现是对应的雷电流幅值出现的概率，公式的含义是雷电流幅值超过的概率，公式的含义是雷电流幅值超过108KA108KA出现的概率是出现的概率是10%10%。在我国西北地区、内蒙古。在我国西北地区、内蒙古等地，雷电活动较弱，雷电流幅值较低，雷电等地，雷电活动较弱，雷电流幅值较低，雷电流幅值概率分布按流幅值概率分布按 来分布。来分布。2 2、波阻抗：雷电通道的波阻抗通
11、常取、波阻抗：雷电通道的波阻抗通常取Z=300400Z=300400。3 3、雷电流陡度雷电流陡度：雷电流随时间变化的速度，取：雷电流随时间变化的速度，取值为雷电流幅值与雷电冲击波波头时间的比值。值为雷电流幅值与雷电冲击波波头时间的比值。按按建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范（GB50057-1994GB50057-1994）的规定，的规定，4 4、雷暴日（小时）雷暴日（小时）：一年中有雷电的日数称为雷：一年中有雷电的日数称为雷暴日，一天只要听到一个雷声就作为一个雷暴日；暴日，一天只要听到一个雷声就作为一个雷暴日；一年中有雷电的小时数称雷暴小时，即在一个小时一年中有雷电的小时数称雷暴小时，即
12、在一个小时内只要听到雷声就算作雷暴小时。内只要听到雷声就算作雷暴小时。1.1.雷暴日雷暴日（T T）:一年中发生雷电放电的天数一年中发生雷电放电的天数规程规定：规程规定：T T151515 T15 T404040 T40 T909090 T90 T少雷区少雷区 中雷区中雷区 多雷区多雷区 强雷区强雷区(衡量雷电活动频繁的程度衡量雷电活动频繁的程度)标准雷暴日：标准雷暴日：40405 5、地面落雷密度：地面落雷密度：每雷暴日、每平方公里的地面每雷暴日、每平方公里的地面落雷的次数。落雷的次数。建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范(2000(2000版版)（GB50057-1994GB50057-1
13、994）规定雷击大地的年平均密度）规定雷击大地的年平均密度 地面落雷密度也是描述一个地区雷电活动强度的地面落雷密度也是描述一个地区雷电活动强度的参数。参数。二、雷电放电的种类二、雷电放电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷传导雷传导雷直击雷直击雷n直击雷：雷直接击于被直击雷：雷直接击于被击物上，被击物可能是击物上，被击物可能是建筑物、树木或人等。建筑物、树木或人等。n雷电流：雷流过低接地雷电流：雷流过低接地电阻（小于电阻（小于3030欧）被击欧）被击物时的电流。物时的电流。n我国测得的最大雷电流我国测得的最大雷电流幅值为幅值为300KA300KA。传导雷传导雷n传导雷：又称雷电侵传导雷：又称雷电侵入
14、波，是雷击于导线入波，是雷击于导线后，雷电流沿导线传后，雷电流沿导线传播、并入侵被保护设播、并入侵被保护设备。备。n传导雷是造成低压电传导雷是造成低压电器设备损坏的主要雷器设备损坏的主要雷害之一。害之一。感应雷感应雷n感应雷：由于电磁感感应雷：由于电磁感应及静电感应形成的应及静电感应形成的电压升高。电压升高。n感应雷幅值一般不超感应雷幅值一般不超过过500KV500KV，对，对110KV110KV及及以上的线路不能构成以上的线路不能构成威胁。威胁。n感应雷也是造成低压感应雷也是造成低压电器设备损坏的主要电器设备损坏的主要雷害之一。雷害之一。三、雷电的破坏作用三、雷电的破坏作用n雷电流的电动力雷
15、电流的电动力n雷击的热效应雷击的热效应n雷击的静电感应雷击的静电感应n雷击的电磁感应雷击的电磁感应n雷击的反击和引入高雷击的反击和引入高电位电位精彩图片 1 2 3 4 5雷电造成的经济损失的严重性雷电造成的经济损失的严重性n直接损失直接损失u火灾火灾u人员伤亡人员伤亡u设备损坏设备损坏n间接损失间接损失u不能提供服务之损不能提供服务之损失失u信誉损失信誉损失u重新投资重新投资雷害新特点雷害新特点当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往有极大的不同，可以概括为：点与以往有极大的不同，可以概括为：1 1）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统）
16、受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特别是与高新技术关领域扩展到几乎所有行业，特别是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等计算机、电子工业、石油化工、金融证券等2 2）从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电）从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落，无空不入地造磁场从三维空间入侵到任何角落，无空不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击雷、感应雷进成灾害，因而防雷工
17、程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（入防雷电电磁脉冲（LEMPLEMP）。）。前面是指雷电的受灾行业面扩大了，这儿指雷电前面是指雷电的受灾行业面扩大了，这儿指雷电灾害的空间范围扩大了。例如二灾害的空间范围扩大了。例如二000000年七月二十年七月二十五日五日1414点点4040分左右，一次闪电造成上海市漕宝路分左右，一次闪电造成上海市漕宝路桂菁路附近二家单位同时受到雷灾，而不是以往桂菁路附近二家单位同时受到雷灾，而不是以往的一次闪电只是一个建筑物受损。的一次闪电只是一个建筑物受损。3 3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经
18、济损失有时并不太大，袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。例如一九九九年八月二十七日凌晨例如一九九九年八月二十七日凌晨2 2点，某寻呼点，某寻呼台遭受雷击，导致该台中断寻呼数小时，其直接台遭受雷击，导致该台中断寻呼数小时，其直接损失是有限的，但间接损失将大大超过直接损失。损失是有限的，但间接损失将大大超过直接损失。4 4）产生上述特点的根本原因，也就是关键）产生上述特点的根本原因，也就是关键性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。雷电的本身并没有变，而是科器件
19、设备上。雷电的本身并没有变，而是科学技术的发展，使得人类社会的生产生活状学技术的发展，使得人类社会的生产生活状况变了。微电子技术的应用渗透到各种生产况变了。微电子技术的应用渗透到各种生产和生活领域，微电子器件极端灵敏这一特点和生活领域，微电子器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的很容易受到无孔不入的LEMPLEMP的作用，造成微的作用，造成微电子设备的失控或者损坏。电子设备的失控或者损坏。为此，当今时代的防雷工作的重要性、为此，当今时代的防雷工作的重要性、迫切性、复杂性大大增加了，雷电的防御已迫切性、复杂性大大增加了，雷电的防御已从直击雷防护到系统防护，我们必须站到历从直击雷防护到系统防护，
20、我们必须站到历史时代的新高度来认识和研究现代防雷技术，史时代的新高度来认识和研究现代防雷技术，提高人类对雷灾防御的综合能力。提高人类对雷灾防御的综合能力。案例案例20002000年年6 6月月1717中午中午1212时时50505555分，分，上海市郊上海市郊一村一村民顾民顾某某和妻子在水稻田正在插秧时遭雷击，顾和妻子在水稻田正在插秧时遭雷击，顾某某当场身亡，距其当场身亡，距其3 34 4米处的妻子双脚有发麻米处的妻子双脚有发麻的感觉，据对雷击发生现场观察，雷击点四周的感觉，据对雷击发生现场观察，雷击点四周空旷，在周围空旷，在周围150150200200米范围内无任何建筑物米范围内无任何建筑物
21、和高大的物体（如树木等）。另据死者妻子讲和高大的物体（如树木等）。另据死者妻子讲述，雷击发生时在死者身上有一团火光出现，述，雷击发生时在死者身上有一团火光出现，除衣服湿透外，其他雷击痕迹不明显。除衣服湿透外，其他雷击痕迹不明显。真惨！真惨！四、雷击人的主要形式四、雷击人的主要形式1 1、历史的回顾、历史的回顾2 2、直接雷击、直接雷击3 3、接触电压、接触电压4 4、旁侧闪络、旁侧闪络5 5、跨步电压、跨步电压在我国每年因雷击造成的人员伤亡估计为在我国每年因雷击造成的人员伤亡估计为3000300040004000人财产损失估计在人财产损失估计在5050100100亿左右。亿左右。历史的回顾历史
22、的回顾 关于雷电的描述，直到二百年以前，一般关于雷电的描述，直到二百年以前，一般还只有在诗文中能够读到，而且停留在神话解释。还只有在诗文中能够读到，而且停留在神话解释。由于实验科学的出现，随之电容器的发明才使我由于实验科学的出现，随之电容器的发明才使我们对闪电的认识进入自然科学领域。实验证明，们对闪电的认识进入自然科学领域。实验证明，雷电显示了与静电相类似的特性。与此同时，关雷电显示了与静电相类似的特性。与此同时，关于雷电对动物和人的各种效应，也进行了研究。于雷电对动物和人的各种效应，也进行了研究。早期研究工作的记载是引人入胜的，其意义并不早期研究工作的记载是引人入胜的，其意义并不仅仅在于仅仅
23、在于“历史历史”价值，而是在于许多重要的原价值，而是在于许多重要的原理得到验证。这些原理也正是我们今日理解雷电理得到验证。这些原理也正是我们今日理解雷电对人体效应的依据。对人体效应的依据。对对“小鸡小鸡”呼吸呼吸富兰克林曾对着一只小鸡的头部施富兰克林曾对着一只小鸡的头部施以以“电击电击”后，小鸡出现了死亡现后，小鸡出现了死亡现象。但是经过不断地向肺里吹气，象。但是经过不断地向肺里吹气，小鸡又复苏了。这是对触电者进行小鸡又复苏了。这是对触电者进行人工呼吸最早的一次成就。假定电人工呼吸最早的一次成就。假定电流从头部流过两脚，则它将经过脑流从头部流过两脚，则它将经过脑部（包括呼吸中枢）和胸部（包括部
24、（包括呼吸中枢）和胸部（包括心脏）。显然它的呼吸中枢暂时麻心脏）。显然它的呼吸中枢暂时麻痹，因而需要人工呼吸。但心脏必痹，因而需要人工呼吸。但心脏必须一直跳动，否则就不能复活了。须一直跳动，否则就不能复活了。通过该试验人们认识到通过该试验人们认识到雷电流通路径是造成人雷电流通路径是造成人受伤程度不同的根源受伤程度不同的根源。实验者的勇气实验者的勇气 1 1、富兰克林在刚充满电的电容器上触过一次电：、富兰克林在刚充满电的电容器上触过一次电：“好象从头到脚全身挨了一击，跟着躯干很快好象从头到脚全身挨了一击，跟着躯干很快的猛烈颤抖，几秒钟之后这种现象才逐渐消失的猛烈颤抖，几秒钟之后这种现象才逐渐消失
25、”。电流路径是从一只手到另一只手。电流路径是从一只手到另一只手。2 2、诺勒特神父布置了一场向、诺勒特神父布置了一场向180180名卫兵放电的名卫兵放电的把戏，所有士兵同时向上一跳，动作整齐得像把戏，所有士兵同时向上一跳，动作整齐得像一个人。后来增加到一个人。后来增加到700700人。人。3 3、李赫曼教授受到从头到脚的一次雷击放电，、李赫曼教授受到从头到脚的一次雷击放电，立刻死亡。立刻死亡。4 4、实验告诉人们：雷击导致人死亡的最直接的、实验告诉人们：雷击导致人死亡的最直接的原因是心室纤维性颤动和呼吸停止。原因是心室纤维性颤动和呼吸停止。直接雷击直接雷击参加足球赛的两名正并排站着相互盯着对方
26、时遭参加足球赛的两名正并排站着相互盯着对方时遭到雷击，电流从头部流到脚，虽然在两人身上都到雷击，电流从头部流到脚，虽然在两人身上都未发现烧灼痕迹，但在他们身体相邻侧留有树枝未发现烧灼痕迹，但在他们身体相邻侧留有树枝状电花图。救治无效，两人死亡。状电花图。救治无效，两人死亡。电花图没有任何迷信色彩，其原因是雷电流通过电花图没有任何迷信色彩，其原因是雷电流通过人体向大地泄放时，在人体表面发生了沿面放电人体向大地泄放时，在人体表面发生了沿面放电而使人体上流下电花图。当身体和衣服之间发生而使人体上流下电花图。当身体和衣服之间发生闪络时，雷电流使皮肤上的水分和汗液变为蒸汽，闪络时，雷电流使皮肤上的水分和
27、汗液变为蒸汽，如果衣服穿得紧，蒸汽的压力会把衣服撕破。如果衣服穿得紧，蒸汽的压力会把衣服撕破。你知道怎你知道怎么防护吗么防护吗?雷直击人是危险的，但不一定致命，应救治受伤雷直击人是危险的，但不一定致命，应救治受伤者。者。旁侧闪络旁侧闪络1 1、一个士兵骑车经过一棵树时被雷击中，他回忆当、一个士兵骑车经过一棵树时被雷击中，他回忆当时的情景说：好象挨了一拳恨击，他看见一道火光从时的情景说：好象挨了一拳恨击，他看见一道火光从树向他射过来，自行车把带了电。他的皮肤完好无损，树向他射过来，自行车把带了电。他的皮肤完好无损，没有烧伤的痕迹。没有烧伤的痕迹。2 2、七个儿童在帐篷里避雨时，帐篷柱子被雷击中。
28、、七个儿童在帐篷里避雨时，帐篷柱子被雷击中。五个幸存者都没反映受伤，但死亡的两个儿童左脸以五个幸存者都没反映受伤，但死亡的两个儿童左脸以及身体上都有烧伤的地方，在他们的小脚趾上都有电及身体上都有烧伤的地方，在他们的小脚趾上都有电流流过的痕迹。流流过的痕迹。3 3、旁侧闪络是由于人与雷电流泄放通道之间的电位、旁侧闪络是由于人与雷电流泄放通道之间的电位差较高，引起气隙击穿造成的。差较高，引起气隙击穿造成的。真的、不真的、不要在树下要在树下避雨！避雨！接触电压接触电压两个妇女正在一棵高大的云杉树下避雨，闪电突然击两个妇女正在一棵高大的云杉树下避雨，闪电突然击中了那棵大树，当时一个人是背靠树站着，她的
29、衣服中了那棵大树，当时一个人是背靠树站着，她的衣服并未损坏，但在头右边有并未损坏，但在头右边有4 4厘米厘米4 4厘米一块头发被烧厘米一块头发被烧焦了，变成了灰色。在这块皮肤中有像擦伤的痕迹。焦了，变成了灰色。在这块皮肤中有像擦伤的痕迹。在树干上树皮被烧坏很长的一条，长度是从树顶开始在树干上树皮被烧坏很长的一条，长度是从树顶开始一直到离地约一直到离地约158158厘米的地方，正与死者身高相同。另厘米的地方，正与死者身高相同。另一个妇女当时正用右手扶着那棵树，她仅失去知觉十一个妇女当时正用右手扶着那棵树，她仅失去知觉十到十五分钟，她的下肢有两三个小时不会动而且没有到十五分钟，她的下肢有两三个小时
30、不会动而且没有知觉，她的身体以及脚上有烧伤，经过治疗，两天以知觉，她的身体以及脚上有烧伤，经过治疗，两天以后就出院了。后就出院了。还有很多还有很多应注意的！应注意的！跨步电压跨步电压法国的一个教堂正值法国的一个教堂正值做礼拜时遇到了雷击，做礼拜时遇到了雷击，所有站在礼拜堂中潮所有站在礼拜堂中潮湿石板上的人都跌倒湿石板上的人都跌倒了，有几分钟的光景了，有几分钟的光景站不起来，下肢好象站不起来，下肢好象瘫痪了一样。而那些瘫痪了一样。而那些站在唱诗班席中橡木站在唱诗班席中橡木地板上的人都安然无地板上的人都安然无恙。恙。我怎么了！我怎么了！小结小结雷电是一种自然现象，没有任何雷电是一种自然现象，没有任
31、何迷信色彩。迷信色彩。雷害可以预防，雷击人最严重的雷害可以预防，雷击人最严重的情况是直接雷击，但不一定致命，情况是直接雷击，但不一定致命，应该对受伤者救治。防止接触电应该对受伤者救治。防止接触电压和旁侧闪络伤害的最好方法是压和旁侧闪络伤害的最好方法是不要靠近容易引雷的物体。防跨不要靠近容易引雷的物体。防跨步电压伤害的办法是雷雨天避雨步电压伤害的办法是雷雨天避雨时双脚并拢。时双脚并拢。雷电并不可怕！雷电并不可怕！五、我国建筑物防雷的发展历程五、我国建筑物防雷的发展历程1 1、古人对建筑物防雷的探索、古人对建筑物防雷的探索2 2、建国初期的防雷方法、建国初期的防雷方法3 3、亡羊补牢、古建防雷、亡
32、羊补牢、古建防雷4 4、防雷研究的序幕、防雷研究的序幕5 5、重大工程的防雷、重大工程的防雷6 6、今后建筑物防雷的发展方向、今后建筑物防雷的发展方向古人对建筑物防雷的探索古人对建筑物防雷的探索中国人对建筑物防雷的探索最早可追溯中国人对建筑物防雷的探索最早可追溯到到1212世纪，较能说明问题的一例是现存世纪，较能说明问题的一例是现存的岳阳慈氏塔。的岳阳慈氏塔。就理论而言，汉朝的王充曾对雷电现象就理论而言，汉朝的王充曾对雷电现象作出过解释并批判了迷信做法。作出过解释并批判了迷信做法。中国古代虽有较强的防雷意识并做过一中国古代虽有较强的防雷意识并做过一些技术上的尝试，但毕竟没有大的突破。些技术上的
33、尝试，但毕竟没有大的突破。17501750年，富兰克林取得重大突破，证实年，富兰克林取得重大突破，证实雷是电现象。雷是电现象。建国初期的防雷方法建国初期的防雷方法建国初，大多数工程均按照日本的建国初，大多数工程均按照日本的4545度到度到6060度保护角确定避雷针的保护范度保护角确定避雷针的保护范围，接闪器采用三叉小针。围，接闪器采用三叉小针。五十年代初，我国引进苏联技术，采五十年代初，我国引进苏联技术，采用抛物线和折线计算保护范围，用铁用抛物线和折线计算保护范围，用铁管或镀锌圆钢作接闪器。管或镀锌圆钢作接闪器。六十年代以前，我国没有建筑物防雷六十年代以前，我国没有建筑物防雷设计规范设计规范。
34、亡羊补牢，古建防雷亡羊补牢，古建防雷19571957年北京发生两起雷击事故：年北京发生两起雷击事故：7 7月月6 6日，明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击，日，明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击，劈掉西部吻兽，劈裂两根直径劈掉西部吻兽，劈裂两根直径1.171.17米、米、高高14.314.3米的大楠木柱子，死一人，伤米的大楠木柱子，死一人，伤三人；三人；7 7月月8 8日，中山公园内一棵大树日，中山公园内一棵大树落雷，感应电流经附近的配电线路传落雷，感应电流经附近的配电线路传到中山公园音乐堂，并引起大火，烧到中山公园音乐堂，并引起大火，烧毁配电室、舞台和观众厅大顶棚。毁配电室、舞台和观众厅大顶棚。在给古建筑安
35、置避雷装置时，我国首在给古建筑安置避雷装置时，我国首次采用了避雷带次采用了避雷带 的防雷方式。的防雷方式。防雷工程的序幕防雷工程的序幕19581958年年9 9月，原建工部设计局在武汉召开了月，原建工部设计局在武汉召开了“全国电气设计人员交流大会全国电气设计人员交流大会”，拉开了我，拉开了我国防雷研究的序幕。国防雷研究的序幕。重大工程的防雷重大工程的防雷19581958年，人民大会堂工程率先采用笼式避雷网年，人民大会堂工程率先采用笼式避雷网并进行了彻底的等电位联结。把笼式避雷网应并进行了彻底的等电位联结。把笼式避雷网应用于工程实际，这恐怕在国内外均属首次。用于工程实际，这恐怕在国内外均属首次。
36、深圳国际贸易中心高深圳国际贸易中心高160160米，采用笼式避雷网。米，采用笼式避雷网。终于电视塔终于电视塔405405米，也采用笼式避雷网米，也采用笼式避雷网笼式避雷网即能满足外部防雷系统的要求，也笼式避雷网即能满足外部防雷系统的要求，也能满足内部防雷系统的要求，它能实现良好的能满足内部防雷系统的要求，它能实现良好的等电位、分流、屏蔽和接地效果，是较为完善等电位、分流、屏蔽和接地效果，是较为完善的防雷系统。的防雷系统。今后建筑物防雷的发展方向今后建筑物防雷的发展方向利用建筑物、结构物的钢筋作笼式防利用建筑物、结构物的钢筋作笼式防雷网能够满足外部防雷装置和内部防雷网能够满足外部防雷装置和内部防
37、雷装置的需要，作为全面防雷来说将雷装置的需要，作为全面防雷来说将是今后发展的重点。是今后发展的重点。建筑物防雷的六大要素：接闪功能、建筑物防雷的六大要素：接闪功能、分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果和合理布线。地效果和合理布线。六、网络防雷六、网络防雷(1(1）雷电波形：一般来讲，我们）雷电波形：一般来讲，我们用用1.2/50s1.2/50s的波形来表示雷电的波形来表示雷电的电压波形，而常用的电压波形，而常用8/20s8/20s来来表示雷电电流波形。比如讲到防表示雷电电流波形。比如讲到防雷产品时经常要提到电源防雷器雷产品时经常要提到电源防雷器要能承受要能承受
38、 8/20s 20kA8/20s 20kA的冲击的冲击（见有关国家标准和国际标准），（见有关国家标准和国际标准），指的就是指的就是T T1 1=8us,T=8us,T2 2=20s I=20=20s I=20 KAKA。用了。用了8 8微秒电流峰值即达微秒电流峰值即达20KA20KA。1 1微秒内电流增加微秒内电流增加2.52.5千安千安培。这是一个惊人的数字。用数培。这是一个惊人的数字。用数学语言来讲就是平均陡度学语言来讲就是平均陡度di/dtdi/dt非常大。非常大。（2 2）如如何何防防护护：既既然然雷雷电电对对线线路路的的感感应应是是造造成成设设备备损损坏坏的的最最重重要要的的原原因因
39、，那那么么在在线线路路中中加加装装设设备备对对瞬瞬态态过过电电流流、过过电电压压进进行行抑抑制制就就可可以以了了，这这种种设设备备我我们们就就称称其其为为避避雷雷器器，或或称称浪浪涌涌抑抑制制器器、防防雷雷保保安安器器等等，下下面面就就称称其其为为避避雷雷器器。由由于于雷雷电电感感应应主主要要是是通通过过供供电电线线路路和和各各种种信信号号线线破破坏坏设设备备的的，因因此此对对计计算算机机信信息息系系统统的的防防雷雷保保护护主主要要地地是合理地加装电源和信号避雷器。是合理地加装电源和信号避雷器。例例1 1：某信息系统防雷：某信息系统防雷首首先先让让我我们们来来看看看看其其系系统统配配置置：供供
40、电电系系统统埋埋地地入入户户，进进入入开开关关柜柜，分分出出来来一一路路供供应应UPSUPS，并并由由UPSUPS供供给给位位于于各各层层的的电电子子设设备备使使用用。楼楼内内包包括括计计算算机机中中心心机机房房、程程控控交交换换机机房房、及及无无线线通通信信设设备备。不不用用说说，所所有有这这些些设设备备都都要要有有电电源源供供应应，因因此此，在在总总电电源源处处加加装装电电源源避避雷雷器器。按按照照有有关关标标准准的的一一般般要要求求，必必须须在在0 0区区、1 1区区、2 2区区分分别别加加装装避避雷雷器器（0 0区区、1 1区区、2 2区区是是按按照照雷雷电电出出现现的的强强度度划划分
41、分的的），因因此此在在设设备备前前端端分分别别加加装装多多级级保保护护集集成成为为一一体体的的串串联联型型避避雷雷器器（多多级级集集成成型型），以以最最大大限限度度地地抑抑制制雷雷电电感感应应的的能能量量。同同时时，计计算算机机中中心心的的MODEMMODEM、路路由由器器、甚甚至至HUBHUB等等都都有有线线路路出出户户，这这些些出出户户的的线线路路都都应应视视为为雷雷电电引引入入通通道道，因因此此都都应应加加装装信信号号避雷器。避雷器。（一）基本概念（一）基本概念1 1、过电压：在线路（电气设备）上出现的超过正常工、过电压：在线路（电气设备）上出现的超过正常工作要求的电压。作要求的电压。2
42、 2、内部过电压：系统本身的开关操作、负荷剧变、内部过电压：系统本身的开关操作、负荷剧变、故障，故障，参数配置不合适等。参数配置不合适等。雷电过电压雷电过电压 直击雷过电压直击雷过电压3 3、雷电过电压的形式、雷电过电压的形式 感应雷过电压感应雷过电压 雷电波侵入过电压雷电波侵入过电压七、七、过电压及其分类过电压及其分类七、七、过电压及其分类过电压及其分类(一一)大气过电压大气过电压大气过电压又称雷电过电压，是由于电力大气过电压又称雷电过电压，是由于电力系统的设备或建系统的设备或建(构构)筑物遭受来自大气中的筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压，因其能量雷击或雷电感应而引起的过电压
43、，因其能量来自系统外部，故又称为外部过电压。来自系统外部，故又称为外部过电压。雷电过电压有两种基本形式：直击雷过电雷电过电压有两种基本形式：直击雷过电压和感应雷过电压压和感应雷过电压 。1 1直击雷过电压直击雷过电压雷云雷云雷电先导雷电先导 迎雷迎雷先导先导主放电阶段主放电阶段 余余辉放电辉放电 u主放电电流很大，高达几主放电电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，百千安，但持续时间极短，一般只有一般只有 5050100s100s。u余辉放电阶段电流较小，余辉放电阶段电流较小，约几百安，持续时间约为约几百安，持续时间约为0.030.030.15s0.15s。2 2感应雷过电压感应雷过电压所谓感
44、应雷过电压，是指当架空线附近出所谓感应雷过电压，是指当架空线附近出现对地雷击时，在输电线路上感应的雷电现对地雷击时，在输电线路上感应的雷电过电压。包括静电感应和电磁感应过电压。包括静电感应和电磁感应.(二二)内部过电压内部过电压操作过电压操作过电压谐振过电压谐振过电压限制内部过电压的措施限制内部过电压的措施（1 1）采用灭弧能力强的快速高压断路器，在断路器主触）采用灭弧能力强的快速高压断路器，在断路器主触头上并联电阻头上并联电阻(约约3000)3000)，在并联电阻上串联一个辅助，在并联电阻上串联一个辅助触头，以减少电弧重燃的次数，控制操作过电压的倍数触头，以减少电弧重燃的次数，控制操作过电压
45、的倍数（2 2）装设磁吹避雷器或氧化锌避雷器。）装设磁吹避雷器或氧化锌避雷器。（3 3）对于对地电容电流大的网络，中性点经消弧线圈接）对于对地电容电流大的网络，中性点经消弧线圈接地，限制电弧接地过电压。地，限制电弧接地过电压。（4 4）增加对地电容或减少系统中电压互感器中性点接地）增加对地电容或减少系统中电压互感器中性点接地的台数，即增加母线对地的感抗，从而减小固有自振频的台数，即增加母线对地的感抗，从而减小固有自振频率，避免因系统扰动而发生母线铁磁谐振过电压。率，避免因系统扰动而发生母线铁磁谐振过电压。8.2 8.2 直击雷过电压的防护直击雷过电压的防护 引言：直击雷的防护采用避雷针或避雷线
46、引言：直击雷的防护采用避雷针或避雷线(带带)等等装置装置.200.200多年前，富兰克林通过观察发现旷野中的多年前，富兰克林通过观察发现旷野中的孤树常遭到雷击，而树下的低矮植物却能幸免于难，孤树常遭到雷击，而树下的低矮植物却能幸免于难，于是，他设想如果在地球的表面立起一个足够高的于是，他设想如果在地球的表面立起一个足够高的针体的话，地球上的万物就会得到保护针体的话，地球上的万物就会得到保护.于是、他于是、他发明了避雷针发明了避雷针.富兰克林避雷针要求要有足够的高富兰克林避雷针要求要有足够的高度、要是尖体、但不要求接地电阻的大小度、要是尖体、但不要求接地电阻的大小.后来、后来、罗蒙诺索夫提出新型
47、的避雷针，要求要有足够的高罗蒙诺索夫提出新型的避雷针，要求要有足够的高度、要有足够小的接地电阻、但不要求是尖体。这度、要有足够小的接地电阻、但不要求是尖体。这两种避雷针现在都有应用，我国国家标准中推行的两种避雷针现在都有应用，我国国家标准中推行的避雷针是罗蒙诺索夫避雷针避雷针是罗蒙诺索夫避雷针.中中科科院院兰兰州州高高原原大大气气物物理理所所进进行行了了人人工工火火箭箭引引雷雷试试验验：在在19961996年年6 6月月4 4日日于于南南昌昌做做的的一一次次空空中中触触发发闪闪电电中中，他他们们无无意意中中将将火火箭箭发发射射架架放放得得离离引引流流杆杆较较远远，结结果果引引下下的的闪闪电电没
48、没有有以以引引流流杆杆为为接接地地点点，而而是是打打到到发发射射架架附附近近的的地地面面上上。这这一一闪闪电电共共有有1010个个回回击击，由由于于没没有有安安排排良良好好的的接接地地，在在整整个个放放电电过过程程中中闪闪电电的的击击地地点点在在随随风风平平行行移移动动。这这次次试试验验与与7 7月月8 8日日的的两两次次空空中中闪闪电电形形成成鲜鲜明明的的对对比比。在在后后两两次次触触发发中中，火火箭箭发发射射架架放放得得靠靠近近引引流流杆杆，因因而而闪闪电电都都以以引引流流杆杆为为接接地地点点。结结果果在在闪闪电电过过程程中中，尽尽管管闪闪道道也也因因风风和和湍湍流流而而移移动动和和改改变
49、变形形状状，但但其其接接地地点点却却始始终终牢牢牢牢地地固固定定在在接接地地良良好好的的引引流流杆杆顶顶端端。这这一一试试验验事事实实很很好好地地说说明明了了避避雷雷针针确确有有“引引雷雷区区域域”存存在在，也也说说明明了了为为使使避避雷雷装装置起到预期的作用，良好的接地是十分重要的。置起到预期的作用，良好的接地是十分重要的。一、一、建筑物的防雷分类建筑物的防雷分类（1 1）第一类防雷建筑物）第一类防雷建筑物因电火花而引起爆炸，会因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者，包括制造、使用或储存炸造成巨大破坏和人身伤亡者，包括制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、化工品等大量爆炸物质的建筑物；
50、药、火药、起爆药、化工品等大量爆炸物质的建筑物；具有气体爆炸、粉尘爆炸危险环境的建筑物。具有气体爆炸、粉尘爆炸危险环境的建筑物。（2 2）第二类防雷建筑物）第二类防雷建筑物包括：包括：国家级重点文物保护的建筑物；国家级重点文物保护的建筑物；具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、大型具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、大型火车站等；火车站等；对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物，对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物，如国家级计算中心、国际通信枢纽等；如国家级计算中心、国际通信枢纽等；具有气体爆炸危险的可能，且电火花不易引起爆炸的具有气体爆炸危险的可能，且电火花不易引
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