现代防雷装置简介
技术s部品现代防雷装置简介摘要雷电是一种大气中的放电现象，雷击是一种自然灾害。分析了现代防雷装置，包括接闪器，消雷器，引下线，避雷器，接地电阻，防雷接地装置等。关键字防雷装置，避雷器，；下线，接地电阻作者：**工业职业技术学院机电工程系■吕俊霞现代防雷产品种类繁多，大致上可以分为下面几类。1．接闪器接闪器也叫“受雷尖端”，它是避雷针的最高部分，专门接受雷电放电，一般都是用长的镀锌铁棍或铁管造成，顶部略尖。避雷针、避雷线、架空避雷网实际上都只是接闪器。接闪器利用其高出被保护的突出地位，把雷电流引到自身，然后，通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以保护被保护物免受雷击。为免遭直击雷的破坏，建筑物一般设有独立的避雷针、构架避雷针、避雷线保护。其结构均分为接闪器、引下线和接地体，防雷原理相同。为了防止反击，要求避雷针与被保护设备之间空中距离不小于5m，地中距离不小于3m。独立避雷针的保护范围对地面为1．5m(针高)，对超过针高一半的空间其保护范围只应从3O。、45。、6o。等不同角度考虑，并采用滚球法理论校核避雷针的保护范围。避雷针是最早的接闪器，也是目前世界上公认的最成熟的防直击雷装置。避雷带、避雷网、避雷线是避雷针的变形，其接闪原理是一致的。对避雷针的接闪原理的认识有一个发展过程的。现在的滚球法理论比较全面地解释了接闪器吸引雷电的各种现象被国内外标准所采纳。滚球法理论认为：半径为R的球与接闪器和地面相切绕接闪器滚动一周所形成的阴影区即为接闪器的保护范围。R根据不同的防雷类别分别选取为30m、45m、60m。在保护范围内并不是没有雷击，只是雷击能量减小，滚球半径越小，进入保护范围的雷击能量也越小，也就是说接闪器的防雷效果越好，接闪器并非越高越好，超过60m的接闪器在技术上是没有多大意义的。理论上任何良好的金属物体都可以作为接闪器，因此随着经济的发展，人们对接闪器的外形提出了要求，希望能与漂亮的现代建筑物协调，于是出现了一些形状各异、五彩缤纷的接闪器。但是其防雷原理并没有改变。2．消雷器消雷器是国内近年来非常有影响的防雷产品。它是希望改变接闪器的材料和形状来产生电流以中和雷云中的电荷，让雷云在消雷器的保护范围内无法建立起接闪所需要的场强，以达到消雷的目的。由于消雷器所声称的效果仅是完全满足了人们所希望的防雷效果，因此一段时间内消雷器风靡国内市场。后来，国内现代专家提出异议，认为消雷器的原理在技术上无法实现，并在消雷器的理论上和实践应用中提出了大量例证，因此消雷器在国内防雷学术界引起极大的争论，消雷器的理论和产品仍有待于进一步的探索和实践。54／201103“它3．引下线引下线和接地装置是用来传导和散发雷电流的。引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体，应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性的要求。采用避雷带和避雷网保护时，每座房屋至少有两根引下线m的建筑物可只用一根)。避雷引下线最好对称均匀分布。引下线m时，应在中问加一根引下线。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，扁钢截面积48mm，扁钢厚度为4mm。装在烟囱上的引下线，要采取必要的防腐措施，其尺寸不应小于下列数值：圆钢直径为12mm，扁钢截面积lOOmm，扁钢厚度为4mm。专设引下线一般沿建筑物外墙明敷，但应装在人不易碰到的隐蔽地点，防止接触电压的危害。距离地面2m以内的引下线，应有良好的保护覆盖物，避免与人触及。墙壁较厚要求较高的建筑物，可把引下线抹在墙里，也可以把引下线放在伸缩缝中，做成暗装引下线。采用多根引下线时，为了便于检查避雷设施连接导线的导电情况和接地体的散流电阻，应在每根引下线距地面装设断接卡。利用建筑物的柱筋作避雷引下线，更可靠、免于维护、容易分流，既经济又不破坏建筑物的美观。但要注意与接闪器及接地装置应有更可靠的“电气连接”，接地电阻达到要求。专用的避雷引下线与建筑物的柱筋要有良好的电气连接，以保证通过雷电流时的安全。建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线，但其各部件之间均应连成电气通路。当利用混凝土内钢筋时、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断接卡，但利用钢筋作为引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板，该连接板可供测量、接技术s部品人工接地体和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，应在每根引下线上于距 地面 不低于 0．3m处设 接地 体连 接 板 。采用 埋于 土 壤 中的人工 接地 体 时 应设 断接 卡 ，其上 端应 与连 接板 或 钢 柱焊 接 。连接板处宜有 明显标志 。 在易受机械损坏和 防人身接触的地 方 ，地面上1．7m至地面下0． 3m的一段接 地线应采取暗敷或镀锌角钢 、改性 塑料 管或橡胶管等保护设施 。采用角钢或钢 管保护时 ，应与引下线连接起 来 ，以减 小通过雷 电流时的 电抗 。引下线 ．避 雷 器 避 雷 器 的 作 用 ，就 是 在 最 短 的 时 间 内 ( 纳秒 级 ) 内将被 保护 线路 连 入 等 电位 系统 中 ，使 设备 各端 口等 电 位 ，同 时将 电路上 因 雷击 而产 生 的大 量脉 冲能 量短 路泄 放 到大地 ，故避 雷 器 的 电 流 泄 放 能 力 的 大 小 将 直 接 影 响 对 电路 的 保 护 能 力 。 目前 ，用 于 避 雷 器 闪放 电流 测 试 的 波 形 主 要 有 l 0，350 S，8／80 s，8／20 S。下面是 各 测试波形 的比较 。 对 于 避 雷 器 测 试 波 形 分 别 为 10／350 S，8／20 s波形时 ，在 放 电电 流值 相 同 的情 况 下 ，避雷 器放 电所 释 放 的能 量 ，10／350 s波形是 8／20 s波 形的200倍 。 避 雷 器 并 联 在 被 保 护 设 备 或 设 施 上 ，正 常 时处在 不 通的状 态 。出现 雷 击过 电压时 ，击 穿放 电，切断 过 电 压 ，发 挥保 护作 用 。过 电压终 止 Kaiyun网站入口后 ， 避 雷器 迅速 恢 复不通 状 态 ，恢 复 正常 工 作 。避 雷 器 主要用 来保 护 电力设 备 和 电力 线路 ，也 用作 防止 高 电压侵 入 室 内 的 安 全 措 施 。 避 雷 器 有 保 护 问 隙 、管 型避 雷器 和 阀型避 雷器 之分 ， 应用最 多的是 阀型避 雷器 。 5 ．接 地 电阻 各 种 防 雷 保 护 装 置 的 接 地 是 否 良好 ，对 保护 装置 作用 的发 挥 有着直 接 的影响 ，其 接地 电阻 的 大小 ，对被 保 护 物的 安全 有着 密切 的关 系 。对 防 雷 接 地 来 说 ，其 允 许 接 地 电 阻 值 为 5~30~ ，视具体情况而定 。 防 雷工 程 中常 用冲击 接地 电阻 。 冲击接 地 电阻是 接地 装置 通过 冲 击 电 流 时 的 电阻值 。当 接地装 置 流过工 频 电流时 的 电阻值 叫工 频接 地 电阻 。冲 击接地 电阻一般小于工频 接地 电阻。 6．消 雷 装 置 消雷装 置 由顶 部 的 电离 装 置 、地 下的电荷收集装置和中间的连接线组 成 。 消 雷装 置 与传统 避 雷针 的防 雷原 理 不 同 。后者 是利 用其 突 出的位 置 ， 把 雷 电吸 向 自身 ，将 雷 电 流 泄 入 大 地 ，以保护 其保 护 范围 内的设 施免 遭 雷 击 。而 消雷装 置是 设 法在 高空产 生 大 量的 正离 子和 负离 子 ，与带 电积 云 之 问形 成离 子 流 ，缓 慢地 中和 积 云 电 荷 ，并 使带 电积 云受 到 屏蔽 ，消除 落 雷条件 。 除常见 的感 应 式消 雷装 置 外 ，还 有利 用 半导体 材料 ，或 利 用放射 线元 素的消雷装置 。 7 。接 地 装 置 接 地 就 是 在 一 个 系 统 的 元 件 和 另一个 系统 之 间建立 一 个 电的传导 路 径 。接 地 的 目的有两 个 ，一 是为 了安 “它，t 2011 03 ／5,5 全 ，称 为保护 接地 ，二是 为信 号 电压 或系统 电压提 供一 个稳定 的零 电位 参 考 点 ，称为信号地或系统地。 接地装 置是 防雷 装置 的重要 组 成 部 分 。接 地装 置 向大地泄 放雷 电流 ， 限制防雷装置对地 电压不 致过 高。 除独立 避雷 针外 ，在 接地 电阻满 足 要求 的前提 下 ，防雷接 地装置 可 以 和其他接地装置共用。 人 工接 地体 一般分 为 两种埋 设方 式 ，一种 是垂 直埋设 ，称 为人工 垂直 接 地体 ，另一种 是水 平埋 设 ，称为人 工 水平接地体 。 有 关接地装置的规定如下 。 埋 于 土 壤 中 的 人 工 垂 直 接 地 体 宜 采用 角钢 、钢管或 圆钢 ，埋 于土壤 中的人工 水平 接地体 宜采 用扁 钢或 圆 钢 。在腐 蚀性较 强 的土壤 中 ，应 采取 热镀 锌等 防腐措 施或 加大截 面 。接地 线应与水平接地体 的截面积相 同。 人 工接地 体在 土壤 中的埋 设 深度 不应 小于0 ．5m。接 地体应 远离砖 窑 、 烟道等高湿影 响使 电阻率升高的地 方 。 人 工 垂 直 接 地 体 的 长 度 宜 为 2．5m。人工 垂直接 地体 间的距离 及人 工水平 接地体 间的距离宜为 5m，当受 地方限制时可适 当减小 。 在 高土壤 电阻 率地 区 ，降低 防直 击雷 接地装 置接地 电阻宜采 用下 列方 法 ： ( 1 ) 采用多支线外 引接地 装置 ， 外 引长度不 应大 于有效 长度 ，有效 长 度应符合 国家标准GB 50057—94(2000) 《建 筑物 防雷设 计规范 》中附录 三 ： 接地 装置 冲击接地 电阻与工频 接地 电
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