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1、,防雷技术,提 纲,一、雷电基础知识二、雷电危害方式三、现代防雷技术四、油（气）田、石油化工、石油销售企业防雷安全技术规定五、接地电阻检测,雷电,雷电是一种大气自然现象，它是联合国减灾十年委员会公布的对人类威胁最严重的八大自然灾害之一。在科学技术不发达的古代，雷电被蒙上了神秘的色彩，除了灾难，它留给人类更多的是迷信和恐惧。直到17世纪中叶，美国科学家富兰克林通过实验证实了天电（雷电）与地电的同一性，并发明和使用了“避雷针”，人们才逐步对雷电有了理性和科学的认识。地球上，任何时刻都会有约2000个地点出现雷暴，平均每天要发生800万次闪电，每次闪电在微秒级瞬间可释放出55KWh以上能量。,雷电对
2、人类的贡献,在雷电发生的一瞬间，除了产生极强的电流和高温外，还会产生大量的臭氧，大气中的臭氧层是地球上一切生物的保护伞，能使地球表面的生物免遭紫外线的危害。雷电也是一种巨大的声波，可使空气中的细菌和微生物丧生。所以雷雨后的空气特别洁净而清新。雷电又是一种高效的天然肥料，雷电发生时，空气中的氮和氧会经电离和化合而形成易被植物吸收的氮肥。,雷电灾害,我国地处温带和亚热带地区，雷暴活动十分频繁，全国有21个省会城市的年最多雷暴日均在50天以上，最多达到了134天。据中国气象局雷电防护办公室不完全统计，在1997年2005年的9年间，全国雷击直接经济损失在100万元以上的雷电灾害事故就有200多起。2
3、006年全国因雷击事故明显多于往年，仅18月全国已发生雷电灾害事故13000多起，直接经济损失近3亿。2006年7月3日温家宝总理做出“提醒各地、有关部门加强防雷工作”的重要批示。据统计，全球平均每年因雷电灾害造成的直接损失超过10亿美元，死亡人数在3千人以上，这个数据的统计还不包括我国。我国每年因雷击造成的人员伤亡约有3000人至4000人，财产损失在50亿到100亿元人民币。,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成,根据大量科学测试可知，地球本
4、身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷50万库仑左右，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300kkV左右，并且场强为上正下负。当地面含水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升，或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸气的上升气流上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹（称为水成物），这些水成物在地球静电场的作用下被极化，负电荷在上，正电荷在下，它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶（这二者称为云粒子）要大，因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞。碰撞的结果使其中一部分云粒子被水成物所捕获，增大了水成物的体积，另一
5、部分未被捕获的被反弹回去。而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷，使水成物带上负电荷。由于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢，因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离（这叫重力分离作用），如果遇到上升气流，云粒子不断上升，分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部，而负电的水成物在云的下部，或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。当上面所讲的带电云层一经形成，就形成雷云空间电场，空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的，都是上正下负，因而加强了大气的电场强度，使大气中水成物的极化更厉害。在上升气流存在的情况下更加剧力分离作用，使雷云发展得更快。,一、雷电基础知识,
6、一、雷电基础知识,大约6000 米,-,+,-,+,-,+,-,+,-,+,-,+,-,+,-,+,-,+,+,电磁场,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,（二）雷击,一、雷电基础知识,所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。,一、雷电基础知识,云层对云层放电,一、雷电基础知识,云层对大地之间迅猛的放电,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷
7、电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,一、雷电基础知识,一是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”。二是带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于流散电阻大，以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，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以致发生闪击的现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”。三是“球形雷”。在雷电频繁的雷雨天，偶然会发现紫色、殷红色、灰红色、蓝色的“火球”。这些火球有时从天空降落，然后又在空中或沿地面水平方向移动，有时平移有时滚动。
8、这些“火球”一般直径为十到几十厘米，也有直径超过一米的。“火球”存在的时间从几秒到几分钟，一般为几秒到十几秒居多。这种“火球”能通过烟囱、开着的窗户、门和其他缝隙进入室内，或者无声地消失，或者发出丝丝的声音，或者发生剧烈的爆炸。这种“火球”虽然发生的几率很小，但发生的次数也相当多。人们常把它叫做“球形雷”。,（三）雷击三种主要形式,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,一、雷电基础知识,雷电冲击电流大，甚至高达几十千安至几百千安。时间短，先导放电、主放电、余光放电三个阶段不会超过6
9、0微秒。雷电流有的可达10千安/微秒的变化梯度。有强大的冲击电压高达上亿伏。,（四）雷电的主要特点,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,一、雷电基础知识,（五）雷电流的特性,雷击的发生、雷电流大小主要与地理位置、地质条件、季节和气象等有关。典型的雷雨云电荷分布：雷雨云下部带负电，而上部带正电。一次雷击大多数分成34次放电，一般是第一次放电的电流最大，正闪电的电流比负闪电的电流大一般平原地区比山地雷电流大，正闪电比负闪电大，第一闪击比随后闪击大。,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成
10、（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,一、雷电基础知识,闪电电荷是指一次闪电中正电荷与负电荷中和的数量。一次闪电放电电荷Q可从零点几库仑到1000多库仑。第一次负闪击的放电量在10多库仑者居多。,（六）闪电的电荷量,一、雷电基础知识,（一）雷云的形成（二）雷击（三）雷击三种主要形式（四）雷电的主要特点（五）雷电流的特性（六）闪电的电荷量（七）雷电活动及雷击的选择性,一、雷电基础知识,雷电活动 雷电活动从季节来讲以夏季最为活跃，冬季最少；从地区分布来讲是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。雷电日 一年当中该地
11、区有多少天发生耳朵能听到雷鸣的天数称该地区年平均雷电日。,（七）雷电活动及雷击的选择性,雷电活动规律及雷击的选择性 我国年平均雷电日数按地理环境分布规律。我国平均雷电日的分布，大致可以划分为四个区域:西北地区一般15日以下；长江以北大部分地区（包括东北）平均雷电日在1540日之间；长江以南地区平均雷电日达40日以上；北纬23以南地区平均雷电日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省，是我国雷电活动最剧烈的地区，年平均雷电日高达120130日。,一、雷电基础知识,一、雷电基础知识,雷击与地质条件有关。雷击与地形与地物条件有关。雷击与建筑物结构及其所附属构件条件有关。雷击与建筑物内外设备的条件有关。,
12、一、雷电基础知识,易受雷击的部位雷击的地点：第一、土壤电阻率较小的地方，如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方；第二、山坡与稻田接壤处；第三、具有不同电阻率土壤的交界地段。易遭受雷击的建（构）筑物：第一、高耸突出的建筑物，如:采油与修井井架、烟囱、油罐、轻烃塔、水塔、电视塔、高楼等；第二、排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等；第三、内部有大量金属设备的厂房；第四、地下水位高或有金属矿床等地区的建（构）筑物；第五、孤立、突出在旷野的建（构）筑物。同一建（构）筑物易遭受雷击的部位：第一、平屋面和坡度1/10的屋面：檐角、女儿墙和屋檐；第二、坡屋度1/10且1/2
13、的屋面：屋角、屋脊、檐角和屋檐；第三、坡度1/2的屋面：屋角、屋脊和檐角；第四、建（构）筑物屋面突出部位，如烟囱、管道、广告牌等。,一、雷电基础知识,（一）直击雷危害（二）雷电的二次危害作用（三）雷电反击和引入高电位,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,（一）直击雷危害,二、雷电危害方式,1、雷电流热效应 雷电通道的温度可高达6000 20000，雷击点的发热量约为5002000J。1980年8月和1981年3月，中国科学院电工所等单位进行了石油储罐雷击模拟实验，模拟雷电流能量133.4 201.8J，钢板熔化深度为0.076 0.352mm。由于实际雷电流热量远大于模拟实验热量，若按5倍计算
14、，实际雷击点钢板熔化深度应为0.4 1.7mm。,二、雷电危害方式,案例1：1998年7月13日16:00某油库200t柴油4号油罐遭受雷击爆炸起火。事故主要原因是油罐上部呼吸阀无阻火器，油罐上无避雷针，造成雷电直接击到油罐呼吸阀上，引起油罐油气着火爆炸。,案例2：2005年7月10日21：50，某油田公司6#井一号站100m3油罐进油时遭雷击，出油气口上着火。,案例3：某油库铁路装卸作业区，铁路油罐车发生火灾。事故原因：油罐车插入鹤管正在卸油，此时直击雷直接击到鹤管上，引燃槽车上部可燃气体，造成爆炸着火。,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,案例4：雷击装置放空管着火,二、雷电危害方式,易遭
15、直击雷着火的排气管,有的企业在雷雨天将装置排气管通入蒸气加以保护,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,案例5：人遭直击雷 2005年6月15日13时，庄河市吴炉镇和平村两名小学女生在吃完午饭返校途中，被响雷击中头部，其中一人死亡，一人重伤。2004年 7月24日16时左右海南省儋州市光村镇光村小学街老市场发生雷击事故，两名小学生在雷雨中行走，不幸被雷击造成一死一伤。,2、雷电流的机械效应 雷电的幅值可达几百千安，雷电流沿着物体通过时，物体内部的水分受热急剧汽化或分解出气体剧烈膨胀，产生强大的机械力。,二、雷电危害方式,3、雷电流电动力效应 假设雷击导线的电流为100kA，两导线的距离为50cm
16、，这两根导线每米都受到408kg的力。,二、雷电危害方式,（一）直击雷危害（二）雷电的二次危害作用（三）雷电反击和引入高电位,二、雷电危害方式,（二）雷电的二次危害作用,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,1、静电感应,高压架空线路：300400kV低压架空线路：100kV电信线路：4060kV,案例1：五万立方米浮顶原油罐雷击着火 一九八七年八月十一日下午七时四十分左右，某石化公司五万立方米原油罐 103#浮顶原油罐被雷击造成油气着火。职工及时发现报警，厂立即出动了 8 台消防车进行补救，十分钟左右控制住火势。附近文冲造船厂、黄埔港务局以及广州市消防队先后派出 26 台消防车前来支援，至晚上
17、 9 时 30 分油罐火灾全部扑灭。火灾未发生人身伤亡，未影响正常生产，油罐设备未遭受损坏。据事故后调查计算，事故烧掉原油 1.51 吨。案例2：1999年8月27日凌晨2时许，浦东高桥上海炼油厂遭雷击，105号浮顶油罐（储油量2万吨）被雷击中起火。由于厂消防队扑救及时，火势于2时32分扑灭，未造成重大损失。经检查，油罐防雷接地装置符合设计规范要求。据分析，起火原因是油罐密封胶圈渗漏出的油气与空气混合被雷击中引起燃烧。,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,+,外浮顶油罐雷电静电感应着火示意图,二、雷电危害方式,2、电磁感应,二、雷电危害方式,案例1：黄岛油库爆炸事故 1989年8月12日9时5
18、5分，随着一条刺目的闪电撕破长空，其5号半地下储油罐内储存的1.6万吨原油燃烧，火焰高达数十米，形成3400余平方米的大火。黄岛大火是我国建国以来最大的一起油库大火，燃烧104小时(5天4夜)。黄岛油库火灾造成40名消防战士和5名油库职工牺牲，66名官兵和12名油库职工受伤，烧毁油罐5座，原油34.6万吨老罐区所有配套设施，造成直接经济损失3540万元。并且污染了青岛附近的大面积海域，造成了3万多尾黑鲷鱼、3000只海貂、上亿尾鱼苗死亡，5000亩虾池、1160亩扇贝养殖场和2.2万亩海滩被毁，正值夏季的著名青岛海水浴场被迫关闭了后半个夏季，其间损失不可估量。这起史无前例的国内油火本来完全可以
19、避免，因为它是一起在不该发生的地点，不该缺乏的措施、不该疏忽的管理和不该失误的扑救情况下产生的大火。这四个“不该”有一个做好了，就不会造成这么严重的后果。,事故原因及分析 事故原因是由于该库区遭受对地雷击产生感应火花而引起油气爆炸着火。根据是：(1)8月12日9时55分左右，有6人从不同地点目击，5号油罐起火前，在该区域有对地雷击。(2)中国科学院空间中心测得，当时该地区曾有过二三次落地雷，最大一次电流104kA。(3)5号罐的罐体结构及罐顶设施随着使用年限的延长，预制板裂缝和保护层脱落，使钢筋外露。罐顶部防感应雷屏蔽网连接处均用铁卡压固。油品取样孔采用九层铁丝网覆盖。5号罐体中钢筋及金属部件
20、的电气连接不可靠的地方颇多，因感应电压而产生火花放电。(4)根据电气原理，5060米以外的天空或地面雷感应，可使电气设施100200毫米的间隙放电。从5号油罐的金属间隙看，在周围几百米内有对地的雷击时，只要有几百伏的感应电压就可以产生火花放电。(5)5号油罐自8月12时凌晨2时起到9时55分起火时，一直在进油。与此同时，必然向罐顶周围排放同等体积的油气，使罐外顶部形成一层达到爆炸极限范围的油气层。此外，根据油气分层原理，罐内大部分空间的油气虽处于爆炸上限，但由于油气分布不均匀，通气孔及罐体裂缝处的油气浓度较低，仍处于爆炸极限范围。,二、雷电危害方式,案例2 事故过程：2003年5月23日19时
21、55分开始，某石化分公司厂区上空出现雷暴天气，并于24日零时左右结束。本次雷暴天气持续时间较长，天空布满积云，有多次云对云和云对地之间放电。本次雷暴天气首先是从石化分公司西南方向开始，而后到达石化分公司北方。据当天值班人员介绍，当时雷声很大，并发现厂区事故地点附近地面有火球出现。这说明云对地放电地点在厂区事故地点附近，而且是球状放电，它也证明了云间及云地间放电强度很大。损坏情况：炼油厂原料车间光导一次表18台、光导液位计变送器6台损坏，蒸馏、催化车间2台DCS部分模块损坏，安全栅损坏122个，仪器仪表损坏23台。总计直接经济损失为98万元。,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,事故原因分析：炼
22、油厂位于泥火山角下2.5km处。三蒸馏装置有5座塔，其中减压塔最高为58m，其它4座塔在40m左右。5座塔全部在车间西南角呈东西方向排列，塔体为金属结构。原料车间的南罐区、北罐区的油罐全部为金属罐。该地区处山区，通常积雨云云底很低，而炼油厂塔区炼塔很高，云对地放电使金属炼塔成为接闪器，致使与其相连或相邻的塔体、金属油罐、金属管线上产生了很高的感应电压。同时附近云间放电也会使金属体感应上大量的电荷。感应过电压和感应过电流通过信号线侵入仪器仪表和DCS控制系统中，造成仪器仪表和DCS控制系统损坏。由于雷电流通过安全栅时能量很大，以至使安全栅被击穿，导致安全栅被损坏。由于一级安全栅不能滤掉雷电流，致
23、使控制系统的应用处理器和控制处理器被雷电流损坏。存在的问题：1、电缆、信号线进行了穿金属管或放入金属线槽内，但金属管没有接地，部分金属线槽已损坏，所以起不到屏蔽作用。2、仪器仪表及DCS控制系统的工作地与保护地没做等电位连接。3、仪器仪表及DCS控制系统的电源部分与信号部分没有雷电过电压保护。,二、雷电危害方式,案例3：某石化公司210#内浮顶罐着火事故2005年7月28日凌晨5：00左右，某石化公司210#罐发生雷击着火事故。现场检查情况（1）油罐三个接地点的接地电阻值分别为0.22、0.23、0.31，符合要求。（2）油罐上的码带表液位计、单法兰压差式液位计、高液位重锤式报警器、浮筒液位控
24、制器等一次、二次表均没有被损坏。（3）油罐顶部的通气孔内部金属网用手摸后，有黑灰。固定通气孔上帽法兰有6个螺栓连接，其中以一个螺栓有黑迹。（4）靠近211#罐一侧的浮盘密封橡胶圈烧损。（5）浮盘上的两根接地连线良好。（6）罐顶通气孔见图1、图2、图3（7）通气孔内通气网与油罐间电阻值15k；通气孔内通气网上两条铁丝与油罐间电阻值6M、4.3 M。所以通气网、铁丝属孤立导体。,二、雷电危害方式,事故原因：在检查通气孔时发现，通气网有一处高能量放电的放电痕迹，由此可判定该处发生放电现象。从通气网火燃的方向看，着火点是在通气网上。由于通气网与油罐间的电阻值为15k,当雷电与避雷针发生放电时，通气网被
25、感应过电压，与通气帽形成电位差，从而发生雷电感应高电压高能量放电。罐内存在可燃气体，所以出现油罐空间的闪燃。由于靠211#罐一侧的浮盘密封橡胶圈密封不严，有油气泄漏，所以该处出现着火，被烧损。本次内浮顶油罐着火的主要原因是由于通孔的通气帽、通气网、固定铁丝没有进行等电位连接，而造成雷电感应过电压放电引燃可燃气体。,（一）直击雷危害（二）雷电的二次危害作用（三）雷电反击和引入高电位,二、雷电危害方式,二、雷电危害方式,雷电反击：受直击雷的金属体，在接闪瞬间与大地间存在很高的电压差，这电压对与大地连接的其他金属物品发生闪击的现象称为反击。雷电引入高电位：直击雷或感应雷从输电线路、信号线路、通信线路
26、等金属的引线引入建筑物内，发生闪击而造成的雷击事故。这种事故的发生率很高，而且往往事故又严重。,（三）雷电反击和引入高电位,二、雷电危害方式,案例：2006年10月19日10时左右某石化公司所处地区开始下雨，同时伴有雷声。10时35分，气体球罐工段火炬操作室操作人员在听到一阵雷声之后，发现控制二催化放火炬的仪表柜仪表指示不正确，立即联系仪表公司进行检查整改并向车间报告，经仪表公司检查,有1个60点PLC，14个安全栅(其中10个输入、4个输出)，6个流量二次表，2个报警器，现场2个一次表(气柜液面一次表，二催化水封罐压力一次表)已经损坏。,二、雷电危害方式,此次雷击事件主要是由于直击雷引入形成
27、反击造成的。10时35分，二催化火炬（69米高）落雷，雷电流沿火炬迅速泄放的同时，也与塔顶高压点火线发生击穿放电，部分雷电流沿高压线经过山顶配电室内的高压包进入接触器，在接触器内再次发生击穿，使雷电流进入控制信号系统，最终造成山下控制室内的PLC控制器及相关仪表损坏。从设备损坏程度看，这是一起典型的直击雷侵入事件。,三、现代防雷技术,现代防雷技术的特点：现代防雷技术的理论基础在于：闪电是电流源，防雷的基本途径就是要提供一条雷电流（包括雷电电磁脉冲辐射）对地泄放的合理的阻抗路径，而不能让其随机性选择放电通道，简言之就是要控制雷电能量的泄放与转换。现代防雷保护的三道防线：外部保护-将绝大部分雷电流
28、直接引入地下泄散；内部保护及过电压保护-阻塞沿电源线或数据线、信号线引入的侵入波危害设备；过电压保护-限制被保护设备上雷电过电压幅值。这三道防线相互配合，各尽其职，缺一不可。,三、现代防雷技术,（一）LPZ防雷分区（二）外部无源保护（三）内部防护,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,按电磁兼容的原理把微电子设备系统所在建筑物或构筑物按需要保护的空间由外到内分为不同的雷电防护区(LPZ),以确定各LPZ空间的雷击电磁脉冲的强度及应采取的防护措施。雷电防护区可分为：直击雷非防护区（LPZ 0A）：本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直接雷击；本区内的电磁场未得到任何屏蔽
29、衰减，属完全暴露的不设防区。直击雷防护区（LPZ 0B）：本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应不可能遭到大于所选滚球半径雷电流直接雷击；但本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露的直击雷防护区。第一屏蔽防护区（LPZ1）：本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各类导体的电流比LPZ 0B区进一步减小；且由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减。第二屏蔽防护区（LPZ 2）：为进一步减小所导引的电流或电磁场而增设的后续防护区。第三屏蔽防护区（LPZ 3）:需要进一步减小雷击电磁脉冲，以保护敏感设备的后续防护区。,（一）LPZ防雷分区：,三、现代防雷技术,（一）
30、LPZ防雷分区（二）外部无源保护（三）内部防护,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,LPZ 0级保护区即外部作无源保护，主要有避雷针（网、线、带）、引下线、接地装置（接地线、地极）。,（二）外部无源保护,1、直击雷防护原理第一阶段：典型的雷云电荷分布为上部带正电荷，下部带负电荷。当雷云的底部积聚越来越多的负电荷，相应地，地表就会积聚很多正电荷。他们之间暂时由干燥的空气带隔开，但当空气潮湿后，大地中的正电荷，就会被向上吸引，通道就是建筑的雷电保护系统。,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,第二阶段：当雷云中的负电荷继续吸引大地中的正电荷，至先导距被保护建筑150英尺时，大地中的正电荷开始与之相遇
31、，并将其中和。,三、现代防雷技术,第三阶段：两种相反的电荷在1/5000秒内迅速中和。,第四阶段：放电结束了，雷云中的负电荷和大地中的正电荷均恢复为0。,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,2、直击雷防护要求 避雷针宜采用圆钢或钢管制成，其直径不应小于下列数值：针长1m以下：圆钢为12mm 钢管为20mm 针长12m：圆钢为16mm 钢管为25mm 烟囱顶上的针：圆钢为20mm，钢管为40mm 避雷带和避雷网一般采用圆钢或扁钢，其尺寸不应小于下列数值：圆钢直径为8mm，扁钢截面积为48mm2，扁钢厚度为4mm。避雷线:一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线架设。,三、现代防雷技术,3、接闪
32、器的布置,滚球法：滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，该部分就得到接闪器的保护。单支避雷针的保护范围计算公式为：,三、现代防雷技术,接闪器 接闪器(receive lightning device)：就是专门用来接受直接雷击(雷闪)的金属物体。常规接闪器包括以下几种：接闪的金属杆，称为避雷针(lightning rod)。接闪的金属线，称为避雷线(lightning wire)或架空地线。接闪的金属带、金属网，称为避雷带(lightnin
33、g taPe)、避雷网(lightning net Work)。所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相联。避雷针 避雷针一殷用镀锌圆钢(针长12m时，直径不小于l6mm)或镀锌焊接钢管(针长12m时内径不小于25mm)制成。它通常安装在电杆(支拄)或构架、建筑物上。它的下端要经引下线与接地装置焊接。避雷针的功能实质上是引雷作用，它能对雷电场产生一个附加电场(这附加电场是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的)，使雷电场畸变，从而将雷云放电的通路，由原来可能向被保护物体发展的方向，吸引到避雷针本身，然后经与避雷针招连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去，使被保护物体免受直接雷击。所以，避雷针
34、实质上是引雷针，它把雷电波引入地下，从而保护了线路、设备及建筑物等。,4、避雷针保护范围计算,避雷针保护范围避雷针的保护范围，以它能防护直击雷的空间来表示。我国过去的防雷设计规范或过电压保护规程，对避雷针(或避雷线)的保护范围是按“折线法”来确定的，而新制订的国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）则参照国际电工委员会IEC标准规定采用“滚球法”来确定。所谓“该球法”，就是选择一个半径为hr(滚球半径)的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动；如果球体只接触到避雷针(线)或避雷针(线)与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针(线)的保护范围之内。,三、现代防雷技术,单
35、支避雷针的保护范围,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,双针保护范围示意图,三、现代防雷技术,四针保护范围示意图,三、现代防雷技术,（1）引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸不小于下列数值：圆钢直径为 8mm；扁钢截面为 48mm2；扁钢厚度为 4mm。烟囱上的引下线其尺寸不小于：圆钢直径为12mm；扁钢厚度为4mm，截面积为100mm2。（2）所有引下线要镀锌或涂漆，在腐蚀性较强场所，还应加大截面积或采取其他防腐措施。（3）引下线的固定支撑点间隔不得大于1.52m，引下线的敷设应保持一定的松紧度，不能拉的太紧，以免热胀冷缩而拉断。（4）为了减少引下线的电感量，引下线应沿最短接地路径敷设。对于建筑
36、艺术要求较高的建筑物，引下线可采用暗敷设，但截面要加大。（5）不能做直线引下时，应注意弯曲开口处两点间的直线距离不得等于或小于弯曲部分线段的实际长度的0.1倍，一般弯曲处不用锐角尽量避免用直角。,5、引下线,三、现代防雷技术,（6）引下线应装在人员不易碰到的隐蔽地点，以防接触电压的危害。（7）距地面2m以内的引下线，应有良好的保护，用瓷管或耐阳光的塑料管套住，避免人或动物触碰。（8）为便于检查避雷设施连接导体的导电情况和接地体的散流电阻，要在每根引下线上做断接卡，断接卡距地面最高为1.8m。暗装引下线也应在相应的地方做断接卡接线盒。（利用混凝土柱钢筋做引下线时，不必做断接卡，但必须引出测量线端
37、子外露墙面）断接卡必须镀锌，并保护接触面严密，接触面不得小于10mm2，连接螺栓不小于M10。,三、现代防雷技术,（1）接地装置的构成 接地装置是由接地线和接地体两部分构成的。（2）接地线 是指从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体。分为接地干线（也称母线）和接地分支线,6 接地装置,三、现代防雷技术,（3）接地体 是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。有人工接地体和自然接地体两种，有些自然接地体埋入地中或水中，能够很好地起到降低接地电阻，均衡电位的作用，且能节约钢材，能提高电气本身运行的可靠性，还有一种是接地网性能较好。垂直接地体：长度不小于2.5m的L5050的角钢、DN50钢管或
38、20的圆钢，圆钢、钢管的端部加工成斜口或锻造成锥形；角钢的一端应锯成尖头形状，尖点应保持在角钢的角脊线上并使两斜边对称。接地体的安装：在接地极沟内放在沟的中心线上，垂直打入地下，顶部距地面不小于0.6m，间距不小于两根接地体长度之和（即不小于5m），当受地方限制时，可适当减少一些距离，但不小于接地体的本身长度。接地体与地面保持垂直，防止接地体与土壤间产生缝隙，增加接触电阻影响散流效果。敷设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率大于100.m潮湿土壤中的接地装置，应适当加大截面或热镀锌。水平接地体：水平接地体多用于环绕建筑物四周的联合接地，常用40mm4mm镀锌扁钢，最小截面不应小于100mm2,厚度不
39、应小于4mm。当接地体沟挖好后应垂直敷设在地沟内（不应平放），垂直放置时，散流电阻较小。顶部埋设深度距地面不应小于0.6m，水平接地体多根平行敷设时水平间距不小于5m。,三、现代防雷技术,铜板接地体：铜板接地体一般使用900mm900mm1.5mm的铜板，铜板与接地线的连接有四种形式：1）在接地铜板上打孔，用单股1.32.5铜线将铜接地线（绞线）绑扎在铜板上，在铜绞线的两侧用气焊焊接。2）在接地铜板上打孔，将铜接地绞线分开拉直、搪锡后分四处用单股1.32.5铜线绑扎在铜板上，用锡逐根与铜板焊好。3）在接线端部，铜端子与铜接地板的接触面处搪锡，用56的铜铆钉将端子与铜板铆紧，在接线端子周围进行锡
40、焊。铜端子规格为301.5L=750mm。4）使用251.5的扁钢板进行铜焊固定连接。,（一）LPZ防雷分区（二）外部无源保护（三）内部防护,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,内部防雷工程主要有屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成。1 等电位连接与共用接地系统（1）电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以距离与等电位连接网络的接地端子连接。（2）在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护（LPZ1）交界处应设置总等电位接地端子板，每层楼宜设置楼层等电位接地端子板，电子信息系统设备机
41、房应设置等电位接地端子板。各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有易燃易爆气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。（3）共用接地装置应与总等电位接地端子，通过接地干线引至楼层等电位接地端子板，接地干线宜采用多股铜芯导线或铜带，其截面积不应小于16mm2。接地干线应在电气竖井内明敷，并应与楼层主钢筋作等电位连接。（4）综合布线系统设备间或不同雷电防护区的配线交接间应设置局部等电位接地端子板。楼层配线柜的接地线应采用绝缘铜导线，截面积不应小于16mm2。（5）接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的
42、接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。,（三）内部防护,三、现代防雷技术,2 屏蔽及布线（1）电子设备的屏蔽应符合下列规定：1）电子设备宜选择在建筑物低层中心部位，其设备应远离外墙结构柱，设置在雷电防护区的高级别区域内。2）金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应做等电位连接。3）当电子设备为非金属外壳，且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时，应设金属屏蔽网或金属屏蔽室。金属屏蔽网、金属屏蔽室应与等电位接地端子板连接。（2）线缆屏蔽应条例下列规定：1）需要保护的信号线缆，宜采用屏蔽电缆，应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。2）当非屏蔽电缆时，应敷设在金属管内并埋地
43、引入，金属管应电气，并应在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。其埋地长度应符合下列表达式要求，但不应小于15m。l2 式中l埋地长度（m）埋地电缆处土壤电阻率（m）,三、现代防雷技术,3）当建筑物之间采用屏蔽电缆互联，且电缆屏蔽层能承载可预见的雷电流时，电缆可不敷设在金属管道内。4）光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地。（3）线缆敷设应符合下列规定：1）电子设备线缆的金属线槽必须接地。2）电子设备线缆与其他管线的间距应符合规定。3）布置电子设备信号线缆的路径走向时，应尽量减小由线缆自身形成的感应环路面积。4）电子设备线缆与电力电缆的间距应符合规定。5）电子设备线缆与
44、配电箱、变电室、电梯机房、空调机房之间最小的净距应符合规定。,3 电源线路防雷与接地应符合以下规定：（1）进、出电子设备控制系统的电源线路不宜采用架空线路。（2）电子设备控制系统设备由TN交流配电系统供电时，配电线路必须采用TNS系统的接地方式。（3）配电线路设备的耐冲击过电压额定值应符合规定。电子设备控制系统设备配电线路SPD过电压保护器安装位置及电子设备控制系统电源设备分类示意如图所示。,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,三、现代防雷技术,（4）在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处应安装通过I级分类试验的浪涌保护器或限
45、压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区(含LPZ1区)交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源浪涌保护器。（5）浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于l0m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之同应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置，并宜有劣化显示功能。（6）浪涌保护器安装的数量，应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。（7）用于电源线路的浪涌保护器标称放电
46、电流参数值应符合规定。,三、现代防雷技术,4 信号线路的防雷与接地应符合下列规定（1）进、出建筑物的信号线缆，宜选用有金属屏蔽层的电缆并宜埋地敷设在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZl)交界处电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口，应安装适配的信号线路浪涌保护器，浪涌保护器的接地端及电缆内芯的空线对应接地。（2）电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。,三、现代防雷技术,5 选用和
47、使用SPD时的注意事项（1）应在不同使用范围内选用不同性能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与LPZ1区交界处的SPD必须是经过10/350us波形冲击试验达标的产品。对于信号SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。（2）SPD保护必须是多级的。例如对电子设备电源部分雷电保护而言，至少应采取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护。（3）为各级SPD之间做到有效配合，当两级SPD之间电源线或通讯线距离未达规定要求时，应在两级SPD之间采用适当退耦措施。（4）建在城市、郊区、山区不同环境下计算机机房，设计选用SPD时，必须考虑机房供电电源不稳定因素
48、，选用合适工作电压的SPD。（5）对于无人值守场合，可选用带有遥信触点的电源SPD；对于有人值守场合，可选用带有声光报警之电源SPD。所有电源防雷器都具有老化显示。（6）信号SPD应满足信号传输带率、工作电平、网络类型的需要，同时接口应与被保护设备兼容。（7）信号SPD由于串接在线路中，在选用时应选用插入损耗较小的SPD。（8）在选用SPD时，应让指定供应商提供相关SPD技术参数资料。（9）正确的安装才能达到预期的效果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。,四、油（气）田、石油化工、石油销售企业防雷安全技术规定,（一）一般规定（二）油罐区、液化汽球罐区、天然气罐区等易燃石油产品储
49、存罐区防雷（三）生产装置防雷（四）装卸油品设施的防雷（五）油品码头防雷（六）爆炸物品储存、运输和使用过程爆炸物品的防雷（七）浅海采油平台的防雷（八）油（气）田企业采油井的防雷（九）油（气）田钻井架与修井架的防雷（十）微波通讯站的防雷（十一）DCS控制系统与常规仪器仪表控制系统的防雷（十二）野外作业人员的防雷（十三）加油站、加气站防雷,（一）一般规定 1、企业要按照全方位防护、综合治理、层层设防的技术原则进行雷电防护。重点采用“躲”、“等电位连接”、“传导”、“分流”、“接地”、“屏蔽”等六项现代防雷技术措施。2、要严格执行国家各项技术标准和行政法规，制定防雷电危害的具体细则，建立设备防雷档案和
50、检测记录。3、企业应绘制本单位的防雷接地分布图,详细记录接地点位置、接地体形状、材质、数量和埋设情况。4、企业进行扩建、改造和大修后，均应对接地系统进行测试检查。5、根据企业可燃易燃液体与气体贮罐、铁路栈台、汽车栈台、油品码头与液化气码头、加油站等重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求确定为第一类防雷构筑物。6、石油和石油产品应储存在密闭性容器内,并避免易燃或可燃性油气混合物在容器周围积聚。7、易燃或可燃性油气可能泄漏或积聚的区域,应采取电气连接（跨接）等措施以防止存在可能产生金属导体电位差的间隙。8、固定顶金属容器附件(如呼吸阀、安全阀)必须装设阻火器。9、石油容器及其附属
