技能培訓資料：弱電工程防雷設施

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1、一、常規(guī)防雷電 　　常規(guī)防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網。防感應雷電的避雷裝置主要是避雷器。對同一保護對象同時采用多種避雷裝置，稱為綜合性防雷電。避雷裝置要定期進行檢測，防止因導線的導電性差或接地不良起不到保護作用。? 1、避雷針防雷電? 　　以避雷針作為接閃器的防雷電。避雷針通過導線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變，開始電離并下行先導放電；避雷針在強電場作用下產生尖端放電；形成向上先導放電；兩者會合形成雷電通

2、路，隨之瀉入大地，達到避雷效果。? 　　實際上，避雷裝置是引雷針，可將周圍的雷電引來并提前放電，將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。? 　　安裝的避雷針和導線通體要有良好的導電性，接地網一定要保證盡量小的阻抗值。? 2、避雷線防雷電? 　　是通過防護對象的制高點向另外制高點或地面接引金屬線的防雷電。根據防護對象的不同避雷線分為單根避雷線、雙根避雷線或多根避雷線?？筛鶕雷o對象的形狀和體積具體確定采用不同截面積的避雷線。避雷線一般采用截面積不小于35平方毫米的鍍鋅鋼絞線。它的防護作用等同于在弧垂上每一點都是一根等高的避雷針。? 3、避雷帶防雷電? 　

3、　是指在屋頂四周的女兒墻或屋脊、屋檐上安裝金屬帶做接閃器的防雷電。避雷帶的防護原理與避雷線一樣，由于它的接閃面積大，接閃設備附近空間電場強度相對比較強，更容易吸引雷電先導，使附近尤其比它低的物體受雷擊的幾率大大減少。避雷帶的材料一般選用直徑不小于8毫米的圓鋼，或截面積不小于48平方毫米、厚度不少于4毫米的扁鋼。? 4、避雷網防雷電? 　　避雷網分明網和暗網。明網防雷電是將金屬線制成的網，架在建（構）筑物頂部空間，用截面積足夠大的金屬物與大地連接的防雷電。暗網是利用建（構）筑物鋼筋混凝土結構中的鋼筋網進行雷電防護。只要每層樓的樓板內的鋼筋與梁、柱、墻內的鋼筋有可靠的電氣連接，并與層臺和地

4、樁有良好的電氣連接，形成可靠的暗網，則這種方法要比其他防護設施更為有效。無論是明網還是暗網，網格越密，防雷的可靠性越好。? 5、避雷器防雷電? 　　避雷器，又稱做電涌保護器。避雷器防雷電是把因雷電感應而竄入電力線、信號傳輸線的高電壓限制在一定范圍內，保證用電設備不被擊穿。常用的避雷器種類繁多，可分為三大類，有放電間歇型、閥型和傳輸線分流型。? 　　設備遭雷擊受損通常有四種情況，一是直接遭受雷擊而損壞；二是雷電脈沖沿著與設備相連的信號線、電源線或其他金屬管線侵入使設備受損；三是設備接地體在雷擊時產生瞬間高電位形成地電位“反擊”而損壞；四是設備安裝的方法或安裝位置不當，受雷電在空間分布的

5、電場、磁場影響而損壞。加裝避雷器可把電器設備兩端實際承受的電壓限制在安全電壓內，起到保護設備的作用。? 6、綜合性防雷電? 　　是相對于局部防雷電和單一措施防雷電的一種綜合性防雷電。設計時除針對被保護對象的具體情況外，還要了解其周圍的天氣環(huán)境條件和防護區(qū)域的雷電活動規(guī)律，確定直擊雷和感應雷的防護等級和主要技術參數(shù)。采取綜合性防雷電措施。程控交換機、計算機設備安放在窗戶附近，或將其場所安置在建筑物的頂層都不利于防雷。將計算機房放在高層建筑物頂四層，或者設備所在高度高于樓頂避雷帶，這些作法都非常容易遭受雷電襲擊。? 二、非常規(guī)防雷電 　　目前，除前面介紹的常規(guī)防雷裝置外，也

6、有采用激光束引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷針、排雷器等防雷裝置進行雷電防護，這些防雷裝置稱為非常規(guī)防雷裝置。大多數(shù)非常規(guī)防雷裝置還處于研究實驗階段，對新的更為有效的避雷技術的探索仍在繼續(xù)。? 防雷接地問答? （一）問題 1.明敷防雷引下線近地端為什么要加以保護？ 2.防雷引下線設置斷接卡子的目的是什么？ 3.利用建筑物鋼筋混凝土中的結構鋼筋作防雷網時，為什么要將電氣部分的接地和防密接地連成一體，即采取共同接地方式？ 4.周圍無高層建筑，低壓架空線引人建筑物時，為什么要將進戶桿的瓷瓶鐵校擔按地？ 5.裝有避自帶的屋頂上，安裝風機等電氣設備后，如何進行防密措施？ 6.裝有避自

7、帶的水塔頂上有一只航空燈，該航空燈的電源線敷設時要注意什么問題？ 7.多層建筑的防雷裝置如何施工？? （二）答案? 1．明敷防雷引下線近地端為什么要加以保護？? 明敷防雷引下線地上 1.7m 至地下?0.3m 的一段加保護措施的目的有兩個：（1）在易受機械損壞的地方，加保護管后可防止防雷引下線受機械外力而損壞；（2）在人們能接近的地方．加絕緣保護（套硬塑料管或包纏絕緣材料），一旦雷擊時，可減小接觸電壓。? 在工礦企業(yè)，防雷引下線設在人們不易接近的地方。為防止防雷引下線受到機械外力，可用角鋼或鋼管加以保護．如圖1 所示。當用鋼管保護時，鋼管兩端，應把鋼管管口和防雷引下線焊成一體，如

8、不焊接，則雷擊時，鋼管感應電抗大，不利把雷引到地下；鋼管的上口應封口．防止管內積水。? 在住宅區(qū)，防雷引下線應用硬塑料管保護，塑料管的上口亦應封口。保護管或保護角鋼應用鐵卡子固定在墻上．鐵卡子離地面或離保護管上口的距離為300mm，鐵卡子一般用 25mm×4mm 鋅扁鋼加工。? 2．防雷引下線設置斷接卡子的目的是什么？? GB5O169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》第2.5.1條第三款明文規(guī)定：建筑物上的防雷設施采用多根引下線時．宜在各引下線距地面的 1.5～1.8m 處設置斷接卡。? 設置斷接卡的目的是便于測量引下線的接地電阻，供檢查用。規(guī)范指出：設置斷接卡是對

9、有多根引下線的場合。當建筑物（例煙囪）只有一組接地極時，不應該設置斷接卡；當建筑物（例廠房）有兩組及以上的引下線，每根引下線下有一組接地極時，設置斷接卡可分別測量每組接地極的接地電阻。? 規(guī)范未強調“必須”，而用“宜”在各引下線距地面的 1.5～1.8m 處設置斷接卡，這里“宜”有雙重含義：? （1）并非有多根引下線時，都必須設置斷接卡。例如，利用建筑物柱頭內主鋼筋作為防雷引下線，并利用混凝土樁內鋼筋作為接地極時，不應該設置斷接卡。為了測量接地極電阻，在混凝土樁打入地下后，測量每根樁的接地電阻，然后把所有樁用圓鋼（直徑最小為 10mm，通常用 16mm）或扁鋼（最小截面為 25mm×4mm

10、，通常用40mm×4mm）連成一體，再測量總接地電阻。為了在建筑物投入使用后，檢查接地電阻，可在建筑物近地端引出檢測點，即從引下線主鋼筋上焊出接地線至檢測點，此檢測點可為鋼板并外露。? （2）斷接卡并非一定要設置在 1.5～1.8m 處。一般在公共場合，如住宅區(qū)，防雷引下線明敷時，應把斷接卡設置在 1.5～1.8m 處；暗敷時，為不影響建筑物的外觀，斷接卡可設在近地端的墻內（一般為距地 300～400mm）。當防雷引下線既未設置斷接卡、又未設置檢測點時，若檢查接地電阻，可用導線把建筑物頂上的避雷帶或避雷針引至地面進行測量，測量結果需減去導線的電阻。 ? 3．利用建筑物鋼筋混凝土中的結構鋼

11、筋作防雷網時，為什么要將電氣部分的接地和防雷接地連成一體．即采取共同按地方式？? 當防雷裝置受到雷擊時，在接閃器、引下線和接地極上都會產生很高的電位。如果建筑物內的電氣設備、電線和其它金屬管線與防雷裝置的距離不夠時，它們之間就會產生放電。這種現(xiàn)象稱之為反擊，其結果可能引起電氣設備絕緣破壞，金屬管道燒穿，從而引起火災、爆炸及電擊等事故。 為了防止發(fā)生反擊，建筑物的防雷裝置須與建筑物內外的電氣設備及其它接地導體之間保持一定的距離，但在工程中往往存在許多困難而無法做到。當利用鋼筋混凝土建筑物的結構鋼筋作暗裝防雷網和引下線時，更難做到。如電氣配管就無法與結構鋼筋分開到足夠的絕緣距離。 當把電氣部

12、分的接地和防雷接地連成一體后，就使建筑物內的鋼筋間構成一個法拉第籠，在此籠內的電氣設備和導體都與籠相連接，就不會受到反擊。? 4．周圍無高層建筑。低壓架空線引入建筑物時，為什么要將進戶桿的瓷瓶鐵橫擔接地？? 發(fā)生雷擊時，雷電波往往會沿架空電線進入室內。為了防止雷電波進入室內，將固定瓷瓶的鐵橫擔接地，就使橫擔與導線之間形成一個放電保護間隙，其放電電壓約40kV、當雷電波沿架空電線侵入時，瓷瓶上發(fā)生沿面放電，將雷電波導流入地，大大降低架空電線上的電位，將高電位限制在安全范圍以內。為此 SDJ4-79《架空配電線路設計技術規(guī)程》第58條作了如下規(guī)定；為防止雷電波沿低壓配電線路侵人建筑物，接戶

13、線上的絕緣子鐵腳直接接地，其接地電阻不宜大于 30Ω。公共場所（如劇院和教室等）的接戶線以及由木桿或木橫擔引下的接戶線，絕緣子鐵腳應接地。? 5．裝有避雷帶的屋頂上，安裝風機等電氣設備后，如何進行防雷措施？? 建筑物屋頂上裝有風機、熱泵、航空燈等電氣設備時，把設備外殼與避雷帶連成一體這是通常的做法，但往往忽視了重要的一點：即這些電氣設備的電源線未加防護不能直接與配電裝置相連接。? GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》第2.5.3條作了如下規(guī)定。裝有避雷針和避雷線的構架上的照明燈電源線必須采用直埋于土壤中的帶金屬護層的電纜或穿入金屬管的導線、電纜的金屬護層或金

14、屬管必須接地，埋入土壤中的長度應在 10m 以上，方可與配電裝置的接地網相連或與電源線、低壓配電裝置相連接。 　如果與避雷裝置連成一體的電氣設備的電源線，未加防護直接與低壓配電裝置相連接．當遭到雷擊時，雷擊引起的高電位就會通過電源線傳到其它低壓配電裝置上。? 與屋頂避雷裝置已連成一體的電氣設備的外殼，如再與屋內的接地線相連是更嚴重的錯誤。因為屋頂遭到雷擊時，雷電流就會從避雷帶→屋頂電氣設備外殼→屋內電氣設備外殼，使屋內電氣設備外殼出現(xiàn)高電位，這是極其危險的。因此屋頂電氣設備的外殼已與避雷裝置連成一體后，不允許再與屋內接地線相連。? 6．裝有避雷帶的水塔頂上有一只航空燈，該航空燈的電源

15、線敷設時要注意什么問題？? 裝有避雷帶的水塔，落雷時，雷電流除了沿著避雷引下線入地外，還有可能沿著航空燈的電源線進入室內。因此航空燈的未加防護電源線不能直接進入室內，而應采用帶金屬護層的電纜或穿入金屬管的導線，且金屬護層或金屬管必須接地，埋入土壤中的長度應在 10m以上，方可再與電源或低壓配電裝置相連接。? 當航空燈采用光導纖維傳送光時，則不必采取上述措施。例如上海東方明珠電視塔的航空燈，強光從下面通過不導電只導光的光導纖維傳送到高空，向天空發(fā)出強光信號，對這種光導纖維就不必采取避雷措施了。? 7．多層建筑的防雷裝置如何施工？? 沿屋脊、屋檐及屋面兩側的斜邊上裝避雷帶；若屋面為平頂

16、，則沿屋面四周或女兒墻上架設避雷帶，避雷帶距外墻邊的距離宜小于或等于避雷帶支起的高度。? 為避兔接閃部分的振動力，可將避雷帶支起 10～20cm，支點間距不應大于 1.5m，一般取 1m。若屋頂有水箱，因水箱高出屋頂，因此在水箱頂部四周亦應安裝避雷帶。采用避雷帶防雷時，屋面上任何一點距避雷帶的距離不應大于 10m。如果屋面寬度超過20m 時，可增加避雷帶，用避雷帶組成 20m×20m 的網格。? 避雷帶一般用 25mm×4mm鍍鋅扁鋼做成，女兒墻上的避雷帶也可用裝飾金屬欄桿。避雷帶至少有兩根引下線和防雷接地極相連，引下線應對稱設置。引下線之間距離對于一般建筑不大于 24m。引下線可明裝亦可

17、暗裝，明裝一般用 25mm×4mm 鍍鋅扁鋼，明裝引下線與建筑物墻面間隙一般不小于15mm。明裝引下線是在建筑物外墻土建施工完后進行的。當引下線與支架焊接連接時，在引下線與墻之間應襯墊鐵皮，避免焊接飛濺沾污墻面。焊接完后再拿走鐵皮。暗裝引下線則利用柱頭主鋼筋，這在土建施工時完成。? 接地極通常每組用兩根，相距 5m，兩者用扁鋼相連。接地極可用 50mm×5mm 角鋼或?φ40mm 鋼管（厚3.5mm）長2500mm 制成，埋深不宜小于?0.6m。有多根引下線時，在引下線距地面 1.5～1.8m 處，宜設置斷接卡，斷接卡以下的明敷引下線應用絕緣管（如 PVC 塑料管）加以保護 單位怎樣進

18、行雷電災害防護 　　1、?單位應定期由專業(yè)防雷公司檢測防雷設施，評估防雷設施是否符合國家規(guī)范要求，比如：學校、公司、區(qū)級以上醫(yī)院、四星級以上賓館、城區(qū)內高度在45米以上的高層建筑需兩年檢測一次。 　　2、?單位應設立防范雷電災害責任人，負責防雷安全工作，建立各項防雷安全工作，建立各項防雷設施的定期檢測，雷雨后的檢查和日常的維護。如雷雨過后,安裝在電話程控交換機、電腦等電器設備電源上和信號線上的過壓保護器應檢查有無損壞，發(fā)現(xiàn)損壞時應及時更換。 　　3、?建設單位在防雷設施的設計和建設時，應根據地質、土壤、氣象、環(huán)境、被保護物的特點，雷電活動規(guī)律等因素綜合考慮，采用安全可靠、技術先進、經濟合

19、理的設計施工。 　　4、?應采用技術和質量均符合國家標準的防雷設備、器件、器材、避免使用非標準防雷產品和器件。 　　5、?新增加建設和新增加安裝設備應同時對防雷系統(tǒng)進行重新設計和建設，如：重新鋪設電腦網絡線、室外天線的移位和加高等等都應該重新設計和建設防雷設施。 　　6、?雷災發(fā)生時應及時處理，采取措施，避免再次雷擊。 雷電保護的整體概念 六點防雷計劃 針對雷電的危害，我們認為防雷必須是全面的。主要包括以下六方面： 　　A?控制雷擊點（采用大保護范圍的避雷針） 　　B?安全引導雷電流入地網 　　C?完善的低阻地網 　　D?消除地面回路 　　E?電源的浪涌沖擊防護 　

20、　F?信號及數(shù)據線的瞬變保護 在科學技術日益發(fā)展的今天，雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電，但是經過長期的摸索與實踐，已積累起很多有關防雷的知識和經驗，形成一系列對防雷行之有效的方法和技術，這些方法和技術對各行各業(yè)進行行之有效地預防雷電災害具有普遍的指導意義。 1>接閃 接閃就是讓在一定范圍內出現(xiàn)的閃電能量按照人們設計的通道泄放到大地中去。地面通信臺站的安全在很大程度上取決于能不能利用有效的接閃裝置，把一定保護范圍的閃電放電捕獲到，納入預先設計的對地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動式接閃裝置，其英文原名是Lightning Conductor，原意是閃電引導器，其功能就

21、是把閃電電流引導入大地。避雷線和避雷帶是在避雷針基礎上發(fā)展起來的。采用避雷針是最首要、最基本的防雷措施。 2>均壓連接 接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡，并使其電位升高，進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。臺站內的金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統(tǒng)的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，臺站內的所有設施立即形成一個“等電位島”，保證導電部件之間不產生

22、有害的電位差，不發(fā)生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。 3>接地 接地就是讓已經納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓,避免發(fā)生反擊。過去有些規(guī)范要求電子設備單獨接地，目的是防止電網中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設備的正常工作。90年代以前，部隊的通信導航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對干擾特別敏感，為了抗干擾，所以都采取電源與通信接地分開的辦法?，F(xiàn)在，防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITU相關標準中都不提倡單獨接地，美國標準IEEEStd1100-1992更尖銳地指出:不建議采用任何一

23、種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎的環(huán)節(jié)。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。防雷接地是地面通信臺站安裝驗收規(guī)范中最基本的安全要求。 4>?分流 　　分流就是在一切從室外來的導線（包括電力電源線、電話線、信號線、天線的饋線等）與接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼?。當直接雷或感應雷在線路上產生的過電壓波沿著這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。 　　分流是現(xiàn)代防雷技術中迅猛發(fā)展的重點，是防護各種電氣電子設備的關鍵措施。近年來頻繁出現(xiàn)的新形式雷害幾乎都需

24、要采用這種方式來解決。由于雷電流在分流之后，仍會有少部分沿導線進入設備，這對于不耐高壓的微電子設備來說仍是很危險的，所以對于這類設備在導線進入機殼前應進行多級分流。 　　現(xiàn)在避雷器的研究與發(fā)展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯(lián)在信號線或天線的饋線上，它們能讓有用信號順暢通過，而對雷電過壓波進行阻隔。 　　采用分流這一防雷措施時，應特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)的性能。比如信號避雷器的接入應不影響系統(tǒng)的傳輸速率；天饋避雷器在通帶內的損耗要盡量??；若使用在定向設備上，不能導致定位誤差。 5>屏蔽 　　屏蔽就是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的最有效方法。