雷电对施工机械危害及预防措施

雷电对施工机械的危害及预防措施摘要：雷电灾害给人民带来生命安全和财产损失。

本文介绍雷电的危害以及对雷电灾害的预防方法和技术，这些方法和技术对同行在施工过程中预防雷电灾害具有普遍的参考意义。

关键词：雷电，施工机械，危害，预防措施
西班牙pdc系列提前放电避雷针
1雷电的危害
1.1直接雷击的危害是指雷云对大地某点发生的强烈放电，它可以直接击中设备
1.1.1雷电流的热效应及其危害。

雷电流通过导体时，能使放电通道的温度高达数万度，在极短时间内将电能转换成大量的热能。

雷击点的发热能量巨大，能够使温度达到6000℃以上的温度，从而造成施工设备烧毁甚至融化。

1.1.2 雷电的电效应及其危害。

雷云对大地放电时，雷电流通过具有电阻或电感的物体时，因雷电流的变化率大（几十微秒时间内变化几万或几十万安培），能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，足以使电力系统的设施烧毁、导致可燃易爆物品的爆炸和火灾，引起严重的触电事故雷击还能够造成电效应和冲击波，雷击时雷电流通过通过施工设备产生电动力的破坏作用，雷电冲击波的迫害作用就跟爆炸时附近物体及施工设备、人所受到伤害。

1.1.3 雷电的机械效应及其危害：雷电直接击中施工机械设备，从而造成机械设备毁坏。

1.2雷击电磁脉冲的危及其危害
1.2.1 雷电的静电感应及其危害：雷云的静电感应是指带电的雷云接近地面时，对导体感应出与雷云符号相反的电荷，建筑物或设备顶部大量感应电荷不能迅速流入大地，从而产生很高的对地电压即静电感应电压，它可达到几万伏，能击穿数十厘米的空气间隙发生火花放电。

1.2.2 雷电的电磁感应及其危害：雷电发生时产生很大的雷击电流，又是在极短的时间内发生，在其周围空间里产生交变电磁场，不仅会使处在这一电磁场中的导体感应出较大的电动势，还会在附近的传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线等部位产生感应电流并侵入设备，使连接在线路中间或终端的设备遭到损害。

1.2.3 雷电的电磁脉冲及其危害雷电电磁脉冲：是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。

它的感应范围很大，对建筑物、人身、以及车辆和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害，这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。

1.2.4 雷电反击：遭受直击雷的金属体（包括接闪器、接地引下线和接地体），在引导强大的雷电流流入大地时，在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上会产生非常高的电压，对周围与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差，这个电位差会引起闪络。

在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，这电压对与大地连接的其他金属物品发生放电（又叫闪络）的现象叫反击。

2防雷技术
2.1接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的
通道泄放到大地中去。

避雷针是一种主动式接闪装置，其功能就是把闪电电流引导入大地。

避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。

采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。

2.2接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地能够有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。

过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。

接地是防雷系统中最基础的环节。

2.3均压连接就是接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。

为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。

金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。

这样在闪电电流通过时，所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。

完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。

2.4 分流就是在一切从室外来的导线与接地线之间并联一种适当的避雷器。

当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些
导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。

分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点，是防护各种电气电子设备的关键措施。

由于雷电流在分流之后，仍会有少部分沿导线进入设备，这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。

采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择。

2.5 屏蔽屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来，阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。

屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。

3雷电对施工机械的危害及预防
3.1公路施工机械。

公路施工是在露天环境下进行作业。

在雷雨季节是雷电袭击的高发地区，雷电往往会对施工机械进行直接袭击，雷电电磁脉冲入侵并损坏路面摊铺机的微电控制装置。

3.1.1 在沥青混合料揽拌厂场安装避雷针装置由于沥青混合料搅拌设备及其配套机械集中在一个生产厂场使用，比较容易进行集中防雷，为此，在拌和厂场安装避雷针。

避雷针的高度高于搅拌楼的最高点，达到有效的保护半径，防止雷电对任何一台作业机械直击。

当雷电袭击时由避雷针及其引线经过接地网迅速将强大的雷电电流引入大地，防止雷电对机电系统的直击。

3.1.2 对路面摊铺机械电气控制装置装设过电压保护器由于路面摊铺机械是随时移动作业的，不可能集中避雷，而处在露天环境下的移动机械电气控制装置最容易受感应雷浪涌电压的入侵，例如
沥青沥青摊铺机控制路面平整度和控制机械定位的压力传感器等就深受其害。

为了保护这些控制灵敏度极高的机械微电子控制装置免遭感应雷浪涌电压入侵损毁，根据每台机械控制装置的不同构造特点，对其装设过电压保护器。

3.2 建筑物施工工地
建筑物施工现场，特别是高层建筑物的塔吊、龙门架、起重设备在雷雨季节的防雷尤其重要，在底部应做好防雷接地，并且与建筑物防雷接地共用接地系统，金属轨道顶部与建筑物防雷做等电位电气连接，在雷雨天气里，禁止作业，保证人员生命安全。

4结束语
雷电灾害对机械电气控制装置特别是微电子装置的侵害是一种常见的自然灾害，为最大限度的降低雷电对施工设备的危害，应根据施工机械电气控制设备的不同构造特点而采用不同的防雷方法。

施工单位在防雷设施的设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点，雷电活动规律等因素，对施工设备的环境进行雷电风险评估，定期对防雷装置进行检测，同时设立施工设备防雷安全责任人制，在每雷雨后对防雷装置进行检查和日常的维护，就能大大降低雷电灾害。

第一作者：雍志刚（1979-）男，汉族，湖南省湘潭县人，本科学历，工程师。

从事防雷研究。