《雷電及防護》課件

雷電及其防護探討雷電的形成過程、特點和對人類的影響,并介紹預防及防護措施,提高人們對雷電安全的認知。雷電的形成雷電是自然界中最常見的一種放電現象。它是由于對流層中的對流運動和靜電荷分離所產生的。當云層中正負電荷分布失衡時,會在云內部或云地之間產生強大的電場,當電場強度超過空氣的絕緣強度時,就會發(fā)生放電,形成雷電。雷電的形成過程包括電荷分離、電場增強和最終放電三個階段。這是一個動態(tài)的過程,需要云中充滿水汽、溫度變化劇烈等自然條件的配合。雷電的特點高壓高能量雷電是一種高壓、高電流的放電過程,能量可達數百萬伏特和幾萬安培,是一種高度危險的自然現象。瞬時性強雷電發(fā)生的時間非常短暫,通常只持續(xù)幾十到幾百微秒,但其破壞力卻非常強大。分支復雜雷電通常呈現出復雜的蛛網狀分支形式,這是由于在放電過程中電流尋找最短路徑的結果。雷電的危害1人身傷害雷電可能造成人員傷亡,造成嚴重的電擊和燃燒傷害。2財產損失雷電可能引發(fā)火災,毀壞建筑物、電子設備和電力系統(tǒng)。3電網故障雷電引起的電流沖擊會導致電力系統(tǒng)故障,影響供電可靠性。4通信中斷雷電會干擾通信設備的正常運行,造成通信中斷。雷電防護的重要性雷電危害雷電可造成嚴重的人員傷害、建筑物損壞和電子設備故障，對生命財產安全構成巨大威脅。防護措施采取可靠的防雷措施對保護人民生命財產安全至關重要，可最大限度降低雷電危害?；A設施建筑物、電力系統(tǒng)、通信網絡等基礎設施若缺乏防雷措施會極大增加損失。建筑物雷電防護1避雷針作為建筑物最高點吸引并引導雷電流入地下2接地系統(tǒng)將雷電流安全導入大地，防止高壓對建筑物造成損害3金屬構件接地確保建筑物內部所有金屬部件均接地，形成等電位網絡建筑物雷電防護是一個系統(tǒng)工程，需要從避雷針、接地系統(tǒng)、金屬構件接地等多個方面著手。只有這些系統(tǒng)協(xié)調配合,才能最大程度降低雷電對建筑物的傷害風險。避雷針的作用引導雷電避雷針能夠有效引導雷電流,將雷電匯集并引導至大地,避免對建筑物和人員造成傷害。提高放電效率尖端的設計可以提高避雷針的放電效率,增強雷電的引導能力。防止靜電積累避雷針還可以防止建筑物表面靜電的積累,減少靜電放電對建筑和內部設備的危害。避雷針的設置1選擇位置避雷針應安裝在建筑物最高點2間距規(guī)劃根據建筑物大小合理安排避雷針間距3傾斜角度確保避雷針傾斜角度符合標準要求4接地連接避雷針需與建筑物接地系統(tǒng)可靠連接避雷針作為建筑物防雷系統(tǒng)的關鍵部件,其安裝位置、間距、傾斜角度以及與接地系統(tǒng)的連接等都需要嚴格按照規(guī)范要求進行設置。只有確保避雷針系統(tǒng)設計合理,才能發(fā)揮其最佳防雷效果。建筑物接地系統(tǒng)作用建筑物接地系統(tǒng)用于將建筑物的金屬構件可靠接地,確保在雷電來襲時能夠安全地將雷電流導入大地,保護建筑物及其內部電氣設備。構成主要由接地極、主接地線和等電位連接線等部分組成,確保建筑物各部分電氣裝置的等電位聯(lián)系。設計應根據建筑物的結構、大小及所在地區(qū)的土壤電阻率等因素,合理設計接地電阻,確保接地系統(tǒng)的可靠性。維護定期檢查接地電阻值,并及時清理腐蝕、斷裂等問題,保證接地系統(tǒng)長期安全有效運行。建筑物金屬構件接地避雷接地建筑物的金屬構件和管線需要與避雷針接地系統(tǒng)進行可靠的電氣連接,以確保在雷電襲擊時能快速導通雷電流,避免對建筑物造成損害。定期檢查必須定期檢查金屬構件的接地連接情況,確保接地線未斷裂,連接牢固。如發(fā)現問題需及時修復,保證接地系統(tǒng)完整可靠。防腐處理金屬構件的接地線需要采取防腐措施,以防止因環(huán)境因素而導致腐蝕斷裂。可采用涂刷防腐漆或使用防腐電纜等方式進行保護。防雷接地設施維護1定期檢查定期對防雷接地裝置進行檢查,確保其完好并能正常工作。2接地電阻測試使用專業(yè)儀器定期測試接地電阻,確保符合國家標準要求。3腐蝕處理及時發(fā)現并修復因腐蝕造成的接地裝置損壞。4接地線路檢查確保接地線路連接牢固,無斷路或接觸不良。電子設備防雷避雷針保護電子設備應安裝于避雷針保護區(qū)域內,以確保設備免受雷電傷害。接地系統(tǒng)電子設備還需接地,與建筑物的接地裝置相連,確保電流能順利通過。浪涌保護器在電源線路和信號線路上安裝浪涌保護器,能及時吸收雷電過電流。屏蔽電纜使用屏蔽電纜連接設備,可阻擋外部電磁脈沖對信號的干擾。信號線路防雷雷擊破壞雷電能直接通過通信線路流入設備,造成嚴重損壞。浪涌保護采用專業(yè)的浪涌保護器可以有效防護通信線路免受雷擊傷害。接地保護可靠的接地系統(tǒng)能將雷電流導流至大地,保護通信設備。屏蔽隔離采用金屬管線和金屬導線屏蔽可防止電磁脈沖進入系統(tǒng)。通信系統(tǒng)防雷保護通信線路及時安裝避雷器和接地裝置,可有效防止雷電對通信電纜造成損壞。保護通信設備為通信設備配置專門的防雷保護裝置,可以避免雷電對設備的直接損壞。保護通信網絡對網絡設備進行防雷接地、屏蔽等措施,能最大限度降低雷電對網絡的影響。電源系統(tǒng)防雷電源防雷措施電源系統(tǒng)是防雷的重點,需要采取可靠的防雷措施,如應用浪涌保護器、隔離變壓器等。電源線路防雷電源線路應采用合理的布線方式,并配置可靠的防雷設備,確保電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。應急電源防雷對于重要設備,應配備應急電源系統(tǒng),并采取有效的防雷措施,確保應急電源的可靠性。數據網絡防雷防雷器選擇根據網絡設備類型和功率選擇合適的電涌保護器,確保可靠的過電流和過電壓保護。接線安裝將防雷器串聯(lián)安裝在電源和網線輸入端,縮短引線長度,避免形成電磁感應回路。接地保護接地系統(tǒng)是防雷的根本,要確保接地電阻小于1歐姆,與建筑物基礎接地牢固可靠。防雷器的選擇選用適當類型根據防護對象的不同電壓等級選用相應的避雷器型號。如低壓系統(tǒng)選用metaloxide避雷器，高壓系統(tǒng)選用間隙型避雷器。關注防雷性能選用額定電壓、放電電流、響應速度等性能參數符合實際需求的高質量避雷器。合理安裝位置避雷器應安裝在電源進線或設備輸入端等重要位置，布置合理以最大限度提高防護效果。防雷器的安裝1選擇合適位置防雷器應安裝在靠近電源設備或信號線路入口的位置,以便更好地保護設備免受雷電沖擊。2確保接地良好防雷器必須與可靠的接地系統(tǒng)牢固連接,才能發(fā)揮最佳防護效果。3連接線路要短防雷器與電源設備或信號線路的連接線應盡可能短,以降低串聯(lián)電感,提高防雷性能。避雷針保護范圍每根避雷針都有一個保護范圍,即它保護屋頂不被雷電擊中的區(qū)域。避雷針的保護范圍受其高度和尖銳度的影響,一般采用球狀保護模型,保護范圍可以通過計算得出。建筑物周圍應該設置足夠數量的避雷針,確保整個建筑物都在各個避雷針的保護范圍之內,這樣可以最大程度地降低被雷電擊中的風險。避雷針保護角30°最小保護角避雷針提供的最小保護角為30度60°最大保護角避雷針的最大保護角為60度90°保護范圍圓錐避雷針的保護范圍是一個90度開口的圓錐體避雷針的保護角是決定其可保護范圍的關鍵參數。合理的保護角度可確保建筑物免受雷電直接擊中的危害。保護角小于30度時有效保護面積偏小,大于60度時保護范圍過大,影響美觀。通常采用45-55度的保護角。接地裝置的設計確定接地位置選擇建筑物地基周圍質地良好、電阻率低的區(qū)域作為接地裝置的布置位置。設計接地電極根據所需的接地電阻值選用銅包鋼或銅制接地電極,確保材質、尺寸和長度符合要求。優(yōu)化接地系統(tǒng)采用多根并聯(lián)的方式設置接地電極,增加接地面積以降低接地電阻。設置檢修裝置在接地體與引下線連接處設置檢修接地端子,便于日常維護和測試。接地電阻的測量測量建筑物接地電阻是確保防雷系統(tǒng)有效運行的關鍵步驟。采用專業(yè)的測量儀器可以準確測量接地電阻值,分析接地系統(tǒng)的質量和可靠性。合格的接地電阻值能確保電流順利通過地面散布,減少雷擊危害。此外,定期測量接地電阻還有助于及時發(fā)現接地系統(tǒng)老化或失效問題,并采取相應的維護措施。定期檢查接地電阻狀態(tài)對于保障建筑物和設備的安全至關重要。接地電阻的降低深埋接地極將接地極埋藏于地下較深處可增加電極與土壤的接觸面積,從而降低接地電阻。這種方法適用于土壤電阻率較高的地區(qū)。使用多根接地極在同一位置使用多根并聯(lián)的接地極,可以有效降低整體的接地電阻。這種方法適用于土壤電阻率較高的區(qū)域。添加導電填充物在接地極周圍填充一層導電性良好的材料,如碳化硅或石墨,可以大幅降低接地電阻。采用接地網在建筑物四周布設接地網,可以創(chuàng)造更大的接觸面積,從而降低整體的接地電阻。這是一種常見的接地方式。避雷針維護檢查1定期檢查應對避雷針進行定期檢查,確保其完整性和導電性能。2外觀檢查檢查避雷針頂端是否完好,無銹蝕或變形。3導線檢查確保避雷針導線未斷裂,與建筑物牢固連接。4接地檢查檢查避雷針接地線是否有效接地,接地電阻符合標準。接地系統(tǒng)維護檢查1定期巡檢定期對接地系統(tǒng)進行實地巡查,確保各接地裝置及連接完好。2測量接地電阻定期使用專業(yè)儀器測量接地電阻值,確保在規(guī)定范圍內。3檢查接地裝置仔細檢查接地引線、接地極及與建筑構件等連接是否牢固。4接地線防腐蝕對于外露的接地線,需做好防腐蝕、防雨淋等保護措施。防雷裝置檢測標準國家標準GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》是國內防雷系統(tǒng)設計和檢測的主要依據標準。專業(yè)檢測防雷裝置檢測應由具備相關資質的專業(yè)機構進行,以確保檢測結果的專業(yè)性和可靠性。定期檢測防雷裝置應按照規(guī)范要求定期檢測,并記錄檢測結果以便追溯。評估改善檢測結果應進行分析評估,及時發(fā)現問題并采取改善措施。防雷管理制度明確責任建立防雷管理機構,明確各部門和人員的防雷責任。定期檢查制定防雷設施檢查計劃,定期檢查避雷裝置運行狀況。培訓教育定期組織防雷知識培訓,提高全員的防雷意識和應急能力。檔案管理建立完善的防雷設施檔案,記錄檢查維護等情況。防雷應急預案1預警監(jiān)控建立完善的雷電預報預警系統(tǒng),實時監(jiān)測雷電活動,及時發(fā)布預警信息。2應急響應制定分級響應機制,根據預警級別采取相應的應急措施,確保人員和設備安全。3后期處置開展受災情況評估,采取修繕和保護措施,最大程度降低雷電災害損失。防雷知識培訓全面培訓針對不同群體開展詳細的防雷知識培訓,包括基礎知識、操作流程和應急預案。實操