防雷防静电接地培训

1 防雷技术
一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电子 设备，这也使电子设备受损的几率增大.
MCR 110 kV
ABC Company
数据线缆
电话
230/400 V
移动基站
TV
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在雷雨季节，雷击的危险性加大，这就需我们石化 企业要加强现场设备的防雷电管理，不断完善设备防雷 系统，由于有些设备已经使用多年，防雷设施腐蚀情况 较为严重，有的接地线腐蚀锈断，还有设备的改造、建 构筑物的变动等改变了厂区的雷电保护环境造成了安全 生产的隐患。
近年来，电子信息系统遭受雷电损失急剧增加， 因为电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络 化和智能化方向发展。电磁干扰，特别是雷电电磁 脉冲干扰对设备和系统的影响越来越突出。
另外，随着城市建筑物的增高，收受雷电的几率也 增大。电子信息系统受损后，除直接损失外，间接 损失往往很难估量。因此，信息时代的到来，已使 雷电电磁脉冲的防护成为当务之急。
第一、二类工业建、构筑物应有防直击雷、防雷电 感应和防雷电波侵入的措施；第三类工业建、构筑物应 有防直击雷和防雷电波侵入的措施。
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防雷保护装置
（1）直击雷的防护包括三部分：接闪器、引下线和接地 体。 接闪器：是指避雷针、避雷线、避雷带、避雷网的 直接接受雷电的部分，以及用作接闪的金属屋顶、 金属构件等。避雷针是指使用最广的一种接闪器， 它是用圆钢或焊接钢管制成，传统的接闪器可用直 径为10－12mm的圆钢作为避雷针，根据滚球法确定 避雷针的保护范围；避雷网和避雷带宜用圆钢或扁 钢制作；避雷线一般采用镀锌绞线。避雷网或避雷 带应沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷击的部位 敷设。。避雷针是靠它对雷云电场引起的畸变来吸 引雷电的，因此也称为引雷针。
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凡在工业建、构筑物中制造、使用或贮存大量爆炸 物质，或在正常情况下能形成爆炸性混合物，在电火花 作用下会引起爆炸，从而造成巨大破坏和人身伤亡的， 或者有上述特征，但不致引起巨大破坏或人身伤亡，或 只当发生事故时才能造成巨大破坏和人身伤亡事故的建 筑物属于第一、二类防雷保护对象。除了第一、二类外， 其余为第三类需要防雷保护的工业建、构筑物。
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引下线：引下线一般用直径为8mm的圆钢，沿建筑物的四 角引下到接地网上。
第一类建筑物防雷引下线不少于两根,并应沿建筑物四周 均匀或对称布置, 当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作 为引下线时，可按规范要求跨度设引下线。
接地装置：传统的方法是：互距5m采用长2.5m的规格 为40×40×4mm三根镀锌角钢打入地中并联，并与引下线 连接。
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雷电流在泄放中其磁场在环路中产生的感应电压
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（6）雷电波侵入
雷击在架空线路、金属管道上会产生冲击 电压，使雷电波沿线路或管道迅速传播。若侵 入建筑物内，可造成配电装置和电气线路绝缘 层击穿产生短路，或使建筑物内的易燃、易爆 物品燃烧和爆炸。
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雷电感应示意图
雷电感应示意图
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静电感应示意图
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金属屋面静电感应
架空线静电感应
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（5）电磁感应
雷电具有很高的电压和很大的电流，同时 又是在极短暂的时间内发生的。因此在它周围 的空间里，将产生强大的交变电磁场。不仅会 使处在这一电磁场中导体感应出较大的电动势， 并且还会在构成闭合回路的金属物上（如露天 堆垛物捆扎用的铁皮、铁丝等）产生感应电流。 如果这时回路上有的地方接触电阻较大，就会 局部发热或发生火花放电。这对于存放易燃、 易爆物品的建筑物以及易燃、可燃材料的露天 堆场也是非常危险的。
当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及 基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础 内的钢筋作为接地装置。
避雷装置的作用就是当接闪器接受电流后，经过引下 线将电流导人接地装置进而安全地进人大地，保证建筑物内 设备和人身的安全。至于选择何种防雷措施，则应根据所保 护对象的重要性、当地雷电活动情况进行比较确定。一般来 说，避雷针主要作为露天变电设备、建筑物和构筑物等的保 护；避雷线主要作为电力线路的保护；避雷网或避雷带主要 作为建筑物的保护。
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雷击损坏设备的渠道
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需做防雷保护的建、构筑物
按照国家防雷规范，公共场所需要做防雷保护 的建筑属于第一、二类民用建筑防雷保护对象。 第一类防雷建筑物主要是具有重大政治意义的建 筑物，如大型会堂、国家的重要机关、展览馆、 大型宾馆、大型体育馆、大型火车站、博物馆等 建筑物。第二类防雷建筑物主要是其他重要或人 员密集的公共建筑，如大型商场、市场、影剧院， 历史上雷害事故较多的地区的较重要建筑物和构 筑物以及高度在15m以上的烟囱、水塔等孤立的高 耸建筑物和构筑物。第一、二类民用建筑物和构 筑物应有防直击雷和防雷电波侵人的措施。
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避雷针
避雷针设计示意图
接地引上线
说明： 1、接地方法布设如图 2、水平接地体采用4mm*40mm的镀锌扁钢 3、垂直接地体采用5mm*50mm的镀锌角钢 4、将接地引上线用4*40mm镀锌扁钢引至屋顶避雷针
接地地网剖视图
水平接地体 垂直接地体
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露天储罐的防雷
化工企业的气柜和贮存易燃液体的贮罐大部分为金属 所制，一些高大的贮罐在雷雨季节易遭雷击，应采用独 立避雷针保护。装有阻火器的地上卧式油罐的壁厚和地 上固定顶钢油罐的顶板厚度等于或大于4 毫米时，可不 装设避雷针。铝顶油罐和顶板厚度小于4 毫米的钢油罐， 应装设避雷针（网）。避雷针（网）应保护整个油罐。 浮顶油罐或内浮顶油罐不应装设避雷针，但应将浮顶与 罐体用二根导线做电气连接。具体防雷要求可参考 GB50074-2002 石油库设计规范
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郑州百年职校 电工班
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防雷技术
2
防静电技术
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防雷装置、防静电装置、电器设备 接地和接零装置的异同点及检测
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概述
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雷电是自然界中一种常见 的放电现象，它会破坏建 （构）筑物和各种工农业 设施，同时还会引起火灾 和爆炸事故。雷电放电时 会产生极高的过电压和巨 大的雷电流，不仅能击毙 人畜、还会劈裂树木、电 杆等。
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德国电子保险公司对8722件案例损坏原因的分析图
不小心/误操作 2,88%
盗窃 7,01%
其它 26,76%
风暴 0,78%
过电压
31,68% (雷击及操作过电压)
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我国也是雷暴活动十分频繁的国家。全国有20 几个省会城市雷暴日都在50天以上，最多可达134 天。据不完全统计，每年因雷击造成人员伤亡达 3000～4000人，财产损失50～100亿元人民币。
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雷电的分类
根据雷电的不同形状，雷电大致可分 为片状、线状和球状三种形式。片状雷电 是在云间发生，对人们影响不大；线状雷 电就是比较常见的闪电落雷现象；球状雷 则是一种特殊雷电现象，简称“球雷”。 “球雷”是一种紫色或红色的发光球体， 直径从几毫米到几十米，存在的时间一般 为3～5 s。球雷通常是沿着地面滚动或在 空气中飘行，还会通过缝隙进入室内。 “球雷”碰到建筑物便可发生爆炸，并往 往引起燃烧 。
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（7）防雷装置上的高电压对建筑物的反击作
用 用
当防雷装置接受雷击时，在接闪器、引下线 和接地体上都具有很高的电压。如果防雷装置 与建筑物内、外的电气设备、电气线路或其他 金属管道相距很近，它们之间就会产生放电， 这种现象称为反击。反击可能引起电气设备绝 缘损坏，金属管道烧穿，甚至造成易燃易爆物 品着火和爆炸。
电气仪表是弱电系统极易造成雷电的破坏，要定期 请专业防雷检测队伍开展防雷防静电设备安全检查，特 别要重点加大对电气仪表防雷隐患的排查，及时进行整 改，才能真正确保各个生产过程中的装置电气、仪表等 系统正常运行。
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雷电的危害形式
（1）电效应
雷电放电时，能产生高达数万伏甚至 数十万伏的冲击电压，足以烧毁电力系统 的发电机、变压器等电气设备和线路，引 起绝 缘击穿而发生短路，导致可燃、易 燃、易爆物品着火和爆炸。
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雷击电流热效应使设备烧损的事例
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（3）机械效应
由于雷电的热效应，还将使雷电通道中 木材纤维缝隙和其他结构中间缝隙里的空气 剧烈膨胀，同时使水分及其他物质分解为气 体，因而，在被雷击物体内部出现强大的机 械压力，致使被击物体遭受严重破坏或造成 爆炸。
以上三种效应是直接雷击所造成的，这种 直接雷击所产生的电、热、机械的破坏作 用都很大。
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雷电的危害及其火灾危险性
雷电可烧毁和损坏各种电气设备 和设施，造成大规模停电；可击毁建 具有很大的破坏力，其破坏作用是多 方面的。比如构筑物；可引起易燃、 易爆物发生火灾和爆炸事故等。其危 害表现在雷电放电时所存在的各种物 理效应和作用。
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国外情况据美国国家雷电安 全研究所关于雷电所造成 的经济影响的一份调查报 告表明，美国每年因雷击 造成的损失约50～60亿美 元。每年因雷击造成的火 灾3万多起，50%野外火灾 与雷电有关；30%的电力 事故与雷电有关；有4／5 石油产品储存和储藏罐事 故是由雷击引起的；由于 雷电和操作过电压造成物 理装置的损失约占80%。
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（2）热效应
当几十至上千安的强大雷电流通过导体 时，在极短的时间内将转换成大量的热能。 雷击点的发热能量可熔化50～200 mm3的钢， 故在雷电通道中产生的高温，往往会酿成火 灾。
例如，某炼油厂一个容积为1500 m2的钢 筋混凝土地下式原油储罐，遭雷击后爆炸起 火，罐顶全部爆毁（直径48m），内支撑大部 分倒塌，经济损失26万元。 。
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（2）感应雷击的防护 防感应雷主要是对工业建、构筑物而采取的，因为这
类建、构筑物中有很多的金属管道和构件等，雷击放电时， 导体上会发生静电感应和电磁感应，金属部件之间产生电火 花或电弧放电，易引燃爆炸物和爆炸性混合气体造成火灾。 第一类工业建、构筑物为防静电感应要将其内部的所有金属 物和突出屋面的金属物连接，并接在接地装置上。为防电磁 感应，平行或交叉敷设的管道、构件、电缆外皮等净距小于 100 mm时，以及金属物的连接处，如管道法兰等，应每隔 20～30m，用金属导线跨接后接地。接地装置可与电气接地 装置共用。金属屋面应妥善接地；钢筋混凝土屋顶，其钢筋 应成闭合回路并接地；非金属屋面，应在屋面上明装边长 6～10m网格的避雷网并接地。每隔18～24 m做一引下线接地， 接地点不少于两处。第二类工业建、构筑物内所有金属体 （设备、管道、构件、钢窗等）都应接地。接地干线与防直 击雷接地装置连接点不少于两处。
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片状雷电
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线状雷电
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球状雷电
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在线状雷中直接对建筑物或其他 物体放电产生破坏性的热效应和机械 效应的雷电叫做直击雷；若是落雷处 邻近物体因受静电感应或电磁感应产 生高电位引起放电，叫做感应雷；再 一种是落雷时沿架空线和金属管道引 起的高电位，称为雷电波。
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（3）雷电波侵入的防护 为防止直击雷或感应雷的高压冲击波沿架空线路或
金属管道侵入建筑物内，应将架空引入线在入户处加装避 雷器（管形或蝶阀型），并将电缆外皮、绝缘子铁脚等金 属部分连在一起接地；对进出建筑物的架空金属管道，在 建筑物进出处就近接到防雷或电气设备的接地装置上或独 立接地。
避雷器是防止雷电过电压侵袭配电和其他电气设备 的保护装置。避雷器安装在被保护设备的引入端，其上端 接在架空输电线路上，下端接地。平时避雷器对地保持绝 缘状态，不影响系统的正常运行；当线路受雷击时，避雷 器间隙被击穿，将雷电引入大地。这时能够进入被保护设 备的电压，仅为雷电波通过避雷器及其引线和接地装置产 生的所谓“残压”。雷电流通过以后，避雷器又恢复绝缘 状态，系统则仍可正常运行。
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遭到雷电袭击的树木、房屋
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（4）静电感应
当金属物处于雷云和大地电场中时，金 属物上会感应出大量的电荷。雷云放电后， 云与大地间的电场虽然消失，但金属物上所 感生积聚的电荷却来不及立即逸散，因而产 生很高的对地电压。这种对地电压，称为静 电感应电压，往往高达数万伏，可击穿数十 厘米的空气间隙，发生火花放电。因此，对 于存放可燃物品及易燃、易爆物品的仓库仍 是很危险的。