第九章 防雷和防静电
第一节 雷电的危害及防雷保护 电
流
雷电的种类
大
按传播方式分为直击雷、感应雷、球形雷
、 电
压高雷电的危害Fra bibliotek、温
❖火灾和爆炸
度
高
❖触电
达
两
❖设备和设施毁坏
万
多
度
1 防雷技术
直击雷：直接对建筑物或其他物体放电产生 的电效应、热效应和机械效应的雷电叫做 直击雷；（线状雷中居多）
感应雷：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；
防雷装置的用途：
1.避雷针：防主要用于露天变配电设备、建 筑物的保护。 2.避雷线：主要用于输电线路的保护。 3 避雷网和避雷带 主要用于保护建筑物。
4.避雷器：主要用于保护电力设备
相关防雷措施
❖建筑物的防雷措施：避雷针、避雷带、避雷网 ❖架空线路防雷措施：装设避雷线；提高线路自身的绝
缘水平；用三角形顶线做保护线；
（P155对各类措施进行详述）后面讲述各类方法
2 防静电技术
生产过程中易产生的静电
纸张印刷时或纸张与辊轴的摩擦、橡胶或塑料的碾 磨、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦； 塑料的压制、上光、挤压； 高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出管口、 液体注入容器发生的撞击、冲刷或飞等； 液化气体或压缩气体，在管道中流动或由管口喷出， 气瓶放出压缩气体或用喷油枪喷漆； 固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动； 混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等。
1 防雷技术
遭到雷电袭击的树木、房屋
1 防雷技术
雷电的危害
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。
1 防雷技术
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
1 防雷技术
片状雷电
1 防雷技术
线状雷电
1 防雷技术
球状雷电
球形雷
1 防雷技术
雷电的危害(扩展)
（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。
1 防雷技术
静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必要 条件是： 周围空间必须有可燃性物质存在； 具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周 围环境有产生和积累静电的条件； 静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产 生静电火花； 静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能量。
2 防静电技术
1 防雷技术
雷击电流热效应使设备烧损的事例
1 防雷技术
（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。
1 防雷技术
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 22,67%
水灾 6,22%
火灾 4,88%
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)
1 防雷技术
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。
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。
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。
1 防雷技术
第二节 防雷装置及措施
（1）一套完整的防雷装置包括：接闪器或避雷器、引下 线和接地装置。
的异同点及检测
防雷装置、防静电装置、异同点及检测
概念介绍
1.防雷装置 一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。 其保护原理是利用在空中高于其被保护对象的有利地位， 把雷电引向自身，承受雷击，把雷电流泄入大地，从而保 证人身和设备及建筑物免遭雷电危害的一种安全措施。 2.防静电装置 一套完整的防静电装置包括引下线和接地装置。其保护 原理是将固体、液体、气体等流动过滤、喷射、混合、冲 洗、加注、晃动、摩擦而产生的静电泄入大地，从而保证 人身和设备免遭静电危害的一种安全措施。
接闪器：是指避雷针（接闪杆）、避雷线（接闪 线）、避雷带（接闪带）、避雷网（接闪网）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。
接闪器是利用其高出被保护物的突出地位把雷电流引向 自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大 地，以此保护被保护物免遭雷击。
接闪杆：一般用镀锌圆钢或镀锌钢管焊接制成，其长度 在1.5m以上时，圆钢直径不得小于16mm，钢管直径 不得小于25mm，管壁厚度不得小于2.75mm。
2 防静电技术
静电的特点
静电的电量小，静电电压高。如橡胶行业的静电电压高达 几万伏，甚至十几万伏。
静电的能量不大或者说放电后的电流不大。一般不大于毫 焦级。
绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除 静电的装置。
静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性， 特别是在爆炸和火灾危险场所。静电会产生静电感应。在 工艺现场易发生的地方，由于静电感应，可能会在导体或 人体上产生电荷而且电压很高，而导致危险的火花放电。
❖变配电站的防雷措施：设避雷针；高压侧装设阀型避雷器
或保护间隙；当低压侧中性点不接地时，也应装设阀型避 雷器或保护间隙
接地装置
为了防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置 距建筑物出入口和人行道的距离不应小于3m， 距电气设备接地装置要求在5m以上，其工频 接地电阻一般不大于10欧姆，如果防雷接地 和保护接地合用接地装置时，接地电阻不应 大于1欧姆。
缘体上的静电。接地电阻可不大于100欧姆 2.泄露法 用增湿措施和抗静电添加剂，促使静电电荷
从绝缘体上自行消散泄露也是消除静电危害 的方法。
①增湿法 ②加抗静电添加剂 ③采用导电材料或低绝缘材料 3.中和法 可用来消除绝缘体上的静电 4.工艺控制法
3
防雷装置、防静电装置、电器设备接地和接零装置
3 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
联系与区别
1.相同之处 防静电装置、防雷装置都有引下线接地极。 2.不同之处 （1）接地电阻值不一样 ①建筑物防雷分一类、二类、三类，其接地电阻分别为 10Ω、20Ω、30Ω。 ②一般情况下防静电装置的接地电阻小于100Ω。但地上 油品、液化石油气和天然气管道始、末端和分支处的接地 装置的接地电阻不应大于30Ω。
（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。
管型避雷器那样装在雷电活动频繁的地方，只宜装 在变电站内。 氧化锌避雷器具有较好的非线性“伏安”特性的氧化锌 电阻片组装而成。与普通避雷器相比具有动作迅速、 通流容量大，结构简单，可靠性高，寿命长，维护 简便等优点。
1 防雷技术
引下线：应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求，一 般采用圆钢或扁钢，如用钢绞线，其截面不应小于25mm2.
接闪线：也叫架空地线，它是悬挂在高空的接地导线， 一般为35-70mm2镀锌钢绞线。
1 防雷技术
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
静电的危害
静电电击 当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体时， 都可能遭到电击，但由于静电能量很小，电击本身 对人体不致造成重大伤害，然而很容易造成坠落等 二次伤害事故。
妨碍生产 有些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产品质 量。如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、胶片 等行业，以及电子控制元件、自动化仪表由于静电 而误动作，使其控制的生产线程序混乱，导致产品 不合格。
接地地网剖视图
水平接地体 垂直接地体
1 防雷技术
接闪网和接闪带都可采用镀锌圆钢或扁钢。。
避雷器：间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、氧化 锌避雷器。
间隙避雷器其灭弧能力有限。 管型避雷器实际上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。 一般不能用来保护高压电气设备的绝缘。 新型管型避雷器适用于雷电活动频繁的地区 阀型避雷器主要部件是间隙和阀片（非线性电阻片） 普通阀型避雷器（FS、FZ型）的通流能力不大，不宜像