防雷与防静电

防雷与防静电

教学的重点：

1．掌握雷电与静电的危害

2．熟练掌握防雷装置与防雷的各项措施

3．熟练掌握静电的产生与防护

4．熟练掌握高频电磁场对人体的危害及防护措施

教学的难点：

防雷装置与防雷的措施及静电的防护

教学方法：

讲授法、讨论法、启发式、电化教学。

第一节雷电的种类及危害

一、雷电的种类

雷电大体可以分直击雷、雷电感应、球雷、雷电侵入波等。

二、雷电的危害

1．雷电的破坏作用

雷电有很大的破坏力，可损坏设备或设施，危及到人的生命安全。雷电有三方面的破坏作用，表现形式为雷击。

（1）电性质的破坏作用：·雷电产生的数十万至数百万伏的冲击电压，可能损坏电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成火灾或爆炸事故。电气设备的绝缘损坏还会造成高压窜入低压，而引起触电事故。巨大的雷电电流流入地下时，可能造成跨步电压或接触电压。

（2）热性质的破坏作用：巨大的雷电流通过导体，在极短时间内会产生大量热能，造成易燃易爆物燃烧和爆炸，或者由于金属熔化飞溅而引起火灾和爆炸事故。

（3）机械性质的破坏作用：当雷电通过被击物时，在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分剧烈蒸发，致使被击物破坏或爆炸。此外，雷击时所产生的静电斥力、电磁推力以及雷击时的气浪都有相当的破坏作用。

2．易遭受雷击的建筑物和构筑物

（1）高耸建筑物的尖形屋顶、金属屋面、砖木结构建筑物。

（2）空旷地区的孤立物体、河、湖边及土山顶部的建筑物。

（3）露天的金属管道和室外堆放大量金属物品仓库。

（4）山谷风口的建（构）筑物。

（5）建筑物群中高于25 m的建筑物和构筑物。

（6）地下水露头处、特别潮湿处、地下有导电矿藏处或土壤电导率较小处的建筑物。

（7）烟囱排烟气含有大量的导电物质和游离分子团。

3．分类

工业建筑物和构筑物，按照其生产性质及发生雷击事故的可能性和后果可分以下三类：（1）由于使用或贮存爆炸危险物质（如火药、炸药、起爆药等），电火花能引起强烈爆炸，造成巨大破坏和人身伤亡。如制造火药的建筑物、乙炔站、电石库及汽油提炼车间等。

（2）虽然使用和贮存危险物质，但电火花不易引起爆炸，或不致造成巨大破坏和人身伤亡。如油漆制造车间、氧气站及易燃品库等。

（3）除上述两类建（构）筑物外，凡需防雷的建（构）筑物。包括多雷区较为重要的以及其他易受雷击的建（构）筑物。

第二节防雷装置与防雷措施

一、防雷装置

完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。

（一）接闪器

避雷针、线、网、带都可作为接闪器。这些接闪器是利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流导入大地，使被保护物免受雷击。

1．接闪器的材料及尺寸

接闪器所用金属材料及尺寸应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还要有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。

避雷针一般用镀锌圆钢或钢管制成。针长lm以下者，圆钢直径不得小于12mm，钢管直径不得小于20mm，针长1~2 m者，圆钢直径不得小于16mm，钢管直径不得小于25mm。装设在烟囱方时，由于烟气有腐蚀作用，宜采用直径20mm以上的圆钢。

避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线。

避雷和避雷器采用镀锌圆钢或扁钢。圆钢直径不得小于5mm，扁钢厚度不得小于4mm，截面不得小于48mm2。装设在烟囱上方时，圆钢直径不得小于12mm2，扁钢厚度仍不得小于4mm，但截面不得小于100mm2。

2．避雷针的保护范围

单支避雷针的保护范围，可看作是一折线圆锥体。从针的顶点向下作45˚线，构成圆锥形的上半部；从针脚（地坪距）以1.5倍针高为半径划圆，由圆周上作斜线与前一斜线高二分之一处相交，交点以下构成圆锥形的下半部，如图9－l所示。如高度为h X，保护范围为以r X为半径的圆。

两根等高避雷针的保护范围，如图9－2所示。

两针外侧保护范围按单根避雷针确定，两针之间的保护范围按两针顶点A、B及O的圆弧确定，O点的高度h0按下式确定：

当两针距离增大至D＝7hK时，h0＝0，两针不再能构成联合护范围。一般情况下两针

间距与针高之比D／h不宜大于5。

三支等高避雷针在h。高度水平面上的保护范围如图9－3所示。

以三针为顶点的三角形外侧保护范围仍按单支和两支避雷针确乏．其内侧保护范围也按两支避雷针确定。如果两针之间都能满足b X≥0的条件，则认为三角形的全部面积在联合保护范围之内。

四支及以上等高避雷针的保护范围，可以分成两组或几组三支等高避雷针，再按三支等高避雷针的保护范围确定。

两支不等高避雷针的保护范围如图9－4所示。其外侧保护范围按单针确定。内侧高针附近A与A’之间的保护范围也按单针确定A’与B等高，是等效避雷针的顶点，A’与B之间的保护范围按两

图中是避雷线最大弧垂点的高度。α为避雷线的保护角．保护角越小保护效果越好。当保护角在20˚以下时，绕击率（即绕过接闪器击中被保护物的概率）不超过0．l％。当保护角超过30˚时，绕击率显著增加。一般避雷线的保护角取20˚~30˚。选取保护角既要从安全角度考虑被保护物的特点和当地雷电活动情况，又要从经济角度考虑其合理性。

避雷线的保护范围下式确定：

式中a、b是取不同保护角时的计算系数。

（二）避雷器

避雷器有阀型避雷器、管型避雷器等，是用来保护电力设备．防止高电压冲击波侵的安全措施。

保护原理是将避雷器装设在被保护物的引人端，其上端接在线路上，下端接地，正常时

避雷器的间隙保持绝缘状态，不影响系统运行。当雷击的高压冲击波袭来时，避雷器间隙击