炸药库防雷项目设计方案

炸药库防雷项目设计方案

一、雷电概述

雷电是由天空中云层间的相互高速运动、剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上相反电荷。此时，低端云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容，当其场强达到一定强度时，就会产生对地放电，这就是雷电现象。

通常雷击有三种形式，直击雷、闪电感应、球形雷。直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或在直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压、而发生闪击现象的二次雷。

1）直击雷破坏：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。

2）闪电感应破坏：闪电感应破坏也称为二次破坏。它分为静电感应和电磁感应两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。

a、静电感应：带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。

b、电磁感应：雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。

5）闪电电涌侵入：当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。

6）开关过电压：供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高压脉冲，其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。

破坏效果与雷击类似。

二、雷电防护概况

（一）防雷概述:

雷电是一种常见且非常壮观的自然现象,它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害，1987年联合国确定的“国际减灾十年中雷电为对人类危害最大的十种灾害之一。自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏由主要以直击雷击毁人和物为主。发展到以通过金属线与雷电波破坏电气设备为主。随着近年来电子技术的飞速发展，人类对电气设备尤其是高精密电子设备的依赖越来越严重。而电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的安全运行造成严重威胁。据统计，全世界每年因雷害造成的损失高达几十亿美元以上。因此如何对高精密电子实施切实有效的防雷保护，保证系统安全可靠运行，成为当前一项紧迫的重要课题。

鉴于近年来雷电对系统集成系统造成损害情况较为严重，系统计算机通信接口的损坏往往直接导致整个网络系统的瘫痪数据丢失，严重者甚至引起火灾，造成不必要的损失及难以估计的后果。针对上述问题，中普同安经过几十年的防雷研究，设计出一系列防雷保护措施与产品，经过几十年来的实践证明行之有效。

（二）雷电对电气设备的影响

1、直击雷

雷电直接击在建筑物、其它物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械

力者。就是说雷电直接击中建筑物或暴露在空间的各种设备或大地或人身。它可能在数微秒之内产生数万伏乃至数拾万伏的高压，产生火花放电，转化为巨大的热能和机械能，直接摧毁建筑物、设备，或造成火灾，危及人身安全。巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：

1）巨大的雷电流在数微秒时间内泄放入地，使地电位迅速抬高，造成反击事故，危害人身和设备安全。

2）雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。

3）雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。

2、雷电波侵入

由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内危害人身安全或损害设备。雷电虽然未直接击中建筑物或设备，但击中与本建筑物内、外各种设备相连的管线，通过传导的方式经电阻性耦合将雷电波引入，危害人身、损害设备。

3、电磁感应

由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。雷击放电时的瞬时雷击大电流将产生强大的雷击电磁脉冲，经感性耦合、容性耦合或电磁辐射导致线路上产生脉冲过电压和过电流，损坏相关设备。

4、地电位反击

因为没有采取等电位接地措施，由于与各种设备相关的各接地系统的冲击接地电阻及所通过的雷击电流存在差异，导致地电位升高和不平衡，当电位差超过设备的抗电强度时，即引起反击，损坏设备。

5、开关过电压

供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都有能在电源线路上产生高压脉冲，其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。

由此产生的雷电过电压对电子设备的破坏主要有以下几个方面：

1）损坏元器件

● 过高的过电压击穿半导体结，造成永久性损坏；

● 较低而更为频繁的过电压虽在元器件的耐压范围之内，亦使器件的工作寿命大大缩短；

● 电能转化为热能，毁坏触点、导线及印刷电路板，甚至造成火灾；

2）设备误动作及破坏数据文件

因此，应该根据实际情况具体分析，采取相应的防雷保护措施，确保系统的安全工作。（三）电力线是雷电入侵电子设备的重要渠道：

1、雷电远点袭击电力线:

我国电力线输电方式是由发电厂通过升压变压器升压后,输电到低压变压器,经低压变压器输出给用户.由于我国的电压基本波形是每秒50HZ的正弦波形曲线,在电力线上形成每秒50次的交变磁场.如遇雷害发生时,在雷电未击穿大气时,将呈现出高压电场形式.根据电学基本原理,磁场与电场之间是相互共存可逆变化的,那么雷击高压电场通过静电吸收原理,向大地方向运动.假设电力线杆有5m高，那么在相对湿度25%时，要击穿5m空气，需要15*106V 雷击高压（3000V/mm）。如果在相对湿度95%时（下雨时），击穿5m空气需要15*106V雷击高压（1000 V/mm）。电力线上的交变磁场对雷云的吸引小于大地的静电吸引。如果雷云击穿5m