防雷及防静电.pptx

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1、 通过讲授雷电种类及其危通过讲授雷电种类及其危害、雷电保护装置、避雷针保护害、雷电保护装置、避雷针保护范围的计算方法（滚球法）及防范围的计算方法（滚球法）及防静电危害，使大家掌握防雷及防静电危害，使大家掌握防雷及防静电设计方法，熟悉防雷措施，静电设计方法，熟悉防雷措施，了解防雷装置的种类。了解防雷装置的种类。学习目的学习目的学习目的学习目的主要内容主要内容主要内容主要内容重点内容重点内容重点内容重点内容建建筑筑物物防防雷雷第1页/共67页 防雷装置及相关计算 （案例）防静电危害 （案例）学习目的学习目的学习目的学习目的主要内容主要内容主要内容主要内容重点内容重点内容重点内容重点内容第2页/共6

2、7页 雷电的种类及危害 雷电参数 防雷装置 接闪器保护范围的确定 避雷器的类型 建筑物防雷学习目的学习目的学习目的学习目的主要内容主要内容主要内容主要内容重点内容重点内容重点内容重点内容防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第3页/共67页 雷电的起因雷电的种类雷电的危害一、雷电的种类及危害防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第4页/共67页 雷云形成的三个基本条件：v 空气中应有足够的水蒸气；v 有使潮湿的空气能够有上升并开始凝结为水珠的气象或地形条件；v 使气流能强烈持久地上升。（一）雷电的起因防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第5页/共67页 （二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电

3、波侵入雷电波侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第6页/共67页 直接击在建筑物或其他物体上的雷电叫直击雷。（二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第7页/共67页 感应雷是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的，因此也称为雷电感应。（二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第8页/共67页 感应雷是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的，因此也称为雷电感应。（二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波

4、侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第9页/共67页 感应雷是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的，因此也称为雷电感应。（二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第10页/共67页 由于雷电对架空线路或金属导体的作用，所产生的雷电波就可能沿着这些导体侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。（二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第11页/共67页 球雷是一个炽热的等离子体，温度极高，通常沿地面滚动或在空气中飘行，能经烟囱、门、窗和其他缝隙进

5、入建筑物内部，或无声消失，或发生剧烈爆炸。（二）雷电的种类直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第12页/共67页 雷电具有以下四方面的破坏作用：电效应 热效应 机械效应 电磁辐射（三）雷电的危害防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第13页/共67页 雷电具有以下三方面的破坏作用：电效应 热效应 机械效应 电磁辐射（三）雷电的危害 冲击电压可击毁电气冲击电压可击毁电气设备的绝缘，烧断电设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成线或劈裂电杆，造成大规模停电；绝缘设大规模停电；绝缘设备还可能引起短路，备还可能引起短路，导致火灾或爆炸事故。导致火灾或爆炸事

6、故。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第14页/共67页 雷电具有以下三方面的破坏作用：电效应 热效应 机械效应 电磁辐射（三）雷电的危害巨大的雷电流通过导体，在巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换成大量的极短的时间内转换成大量的热能，造成易爆品燃烧或造热能，造成易爆品燃烧或造成金属熔化、飞溅而引起火成金属熔化、飞溅而引起火灾或爆炸事故。灾或爆炸事故。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第15页/共67页 雷电具有以下三方面的破坏作用：电效应 热效应 机械效应 电磁辐射（三）雷电的危害巨大的雷电流通过被击物时，巨大的雷电流通过被击物时，使被击物缝隙中的气体剧烈膨使被击物缝隙中的气体剧烈膨

7、胀，缝隙中的水分也急剧蒸发胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，在被击物内部出为大量气体，在被击物内部出现强大的机械压力，致使被击现强大的机械压力，致使被击物遭受严重破坏或发生爆炸。物遭受严重破坏或发生爆炸。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第16页/共67页 雷电具有以下三方面的破坏作用：电效应 热效应 机械效应 电磁辐射（三）雷电的危害一般一次闪电在产生数以万计电一般一次闪电在产生数以万计电流脉冲同时向周围空间辐射电磁流脉冲同时向周围空间辐射电磁波，由于闪电脉冲放电峰值大，波，由于闪电脉冲放电峰值大，因此对架空天线、电缆等构成严因此对架空天线、电缆等构成严重威胁。强大的感应过电压和脉重威

8、胁。强大的感应过电压和脉冲电流可能使线路、设备损坏。冲电流可能使线路、设备损坏。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第17页/共67页只要一天之中能听见雷声就算一个雷暴日。年平均雷暴日就是指一年内的雷暴日数。我国把年平均雷暴日不超过15天的地区叫少雷区，超过40天的叫多雷区。二、雷电参数防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压第18页/共67页二、雷电参数防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。雷电流具有冲击特

9、性。雷电流幅值即雷电流冲击电流的最大值，亦即主放电时雷电流的最大值。第19页/共67页二、雷电参数防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压雷电流陡度即雷电流I随时间上升的速度。第20页/共67页二、雷电参数防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压第21页/共67页 防雷装置的组成 常见的防雷装置形式三、防雷装置防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第22页/共67页 v 接闪器v 引下线v 接地装置 （一）防雷装置的组成防防雷雷装装置置及及相相关

10、关计计算算第23页/共67页 （二）常见的防雷装置形式v 避雷针保护露天发电、变配电装置和建筑物；v 避雷线适用于电力线路等较长保护物；v 避雷网（带）主要用来保护建筑物；v 避雷器专用防雷设备，保护电力设备；防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第24页/共67页 （二）常见的防雷装置形式防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第25页/共67页 确定方法 保护角法（折线法）滚球法计算 几种方法的比较四、接闪器保护范围的确定防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第26页/共67页 v保护角法v滚球法 （一）确定方法防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第27页/共67页 v保护角法v滚球法 （一）确定

11、方法防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第28页/共67页 v保护角法v滚球法 （一）确定方法防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第29页/共67页 （二）折线法防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算因此,当避雷针高度小于30米时:当30Hhr时；防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算v双支避雷针的保护范围（1）（2）v单支避雷线的保护范围第37页/共67页单支避雷针具体计算单支避雷针具体计算1）距地面hr处作一平行于地面的平行线；2）以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的A、B两点；3）以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面止就是保护范围，它是一个

12、锥体。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第38页/共67页单支避雷针具体计算单支避雷针具体计算防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算在三角形在三角形OBCOBC与与BEDBED中：中：因为因为r r0 0=OC,r=OC,rx x=r=r0 0-ED-ED，所以，所以例题第39页/共67页单支避雷针计算例题单支避雷针计算例题例：某一类防雷建筑物，如图示，在距其一边例：某一类防雷建筑物，如图示，在距其一边5 5米处有一米处有一3030米高的独立避雷针，米高的独立避雷针，问此针能否保护该建筑物？问此针能否保护该建筑物？防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算解：已知解：已知h=30,hh=30,hx

13、x=4,=4,因为该建筑物因为该建筑物为一类防雷建筑物，故为一类防雷建筑物，故h hr r=30m=30m由该由该避雷针在避雷针在h hx x高度上的保护半高度上的保护半 径径得得建筑物最远点所需保护的距离建筑物最远点所需保护的距离显然显然r rx xr,r,故该建筑物能得到保护故该建筑物能得到保护。第40页/共67页单支避雷针计算例题单支避雷针计算例题例：某一类防雷建筑物，如图示，在距其一边例：某一类防雷建筑物，如图示，在距其一边5 5米处有一米处有一3030米高的独立避雷针，米高的独立避雷针，问此针能否保护该建筑物？问此针能否保护该建筑物？防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算30米避雷针1

14、米5米12m5米AB第41页/共67页双支避雷针具体计算双支避雷针具体计算1 1）AEBCAEBC外侧的保护范围，按照单支避外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定；雷针的方法确定；防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第42页/共67页双支避雷针具体计算双支避雷针具体计算2 2）C C、E E点位于两针间的垂直平点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保分线上。在地面每侧的最小保护宽度护宽度b b0 0按下式计算：按下式计算：在在AOBAOB轴线上，距中心线任一轴线上，距中心线任一距离距离X X处，其在保护范围上边处，其在保护范围上边线上的保护高度线上的保护高度h hx x按下式确定：按下

15、式确定：该保护范围上边线是以中心该保护范围上边线是以中心线距地面线距地面h hr r的一点的一点O O为圆心，为圆心，以以 为半径所作为半径所作的圆弧的圆弧ABAB。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第43页/共67页双支避雷针具体计算双支避雷针具体计算3 3）两针间）两针间AEBCAEBC内的保护范围，内的保护范围，ACOACO部分部分的保护范围按以下方法确定：在任一保的保护范围按以下方法确定：在任一保护高度护高度h hx x和和C C点所处的垂直平面上，以点所处的垂直平面上，以h hx x作为假想避雷针，按单支避雷针的方作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定。确定法逐点确定。确定BC

16、CBCC、AEOAEO、BEOBEO部分部分的保护范围的方法与的保护范围的方法与ACOACO部分的相同。部分的相同。防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第44页/共67页双支避雷针具体计算双支避雷针具体计算4 4）确定）确定XXXX平面上的保护范围截面的平面上的保护范围截面的方法：以单支避雷针的保护半径方法：以单支避雷针的保护半径r rx x为为半径，以半径，以A A、B B为圆心作弧与四边形为圆心作弧与四边形AEBCAEBC相交；以单支避雷针的（相交；以单支避雷针的（r r0 0-r-rx x)为半径，以为半径，以E E、C C为圆心作弧线与上述为圆心作弧线与上述弧线相接。弧线相接。防防雷雷

17、装装置置及及相相关关计计算算第45页/共67页双支避雷针计算例题双支避雷针计算例题已知某建筑尺寸如图：该建筑物两侧5米处各有一独立避雷针保护，该避雷针高20米，问该建筑物（二类防雷建筑）能否得到保护？防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算20米10米8米第46页/共67页双支等高避雷针计算例双支等高避雷针计算例题题防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算20米10米8米O点A点B点CD解：已知：H=20m，hr=45,D=30m 则（1）：（2）以OB为假想避雷针，需保护C点。（3）D点能否保护？在hx=8m的高度上第47页/共67页双支等高避雷针计算例双支等高避雷针计算例题题防防雷雷装装置置及及相

18、相关关计计算算20米10米8米O点A点B点CD（3）D点能否保护？在hx=8m的高度上AOCDD分析:只要D点落在红点区域才能得到保护,因此要求A:CDro-rx B:DFCF第49页/共67页双支等高避雷针计算例双支等高避雷针计算例题题防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算（3）D点能否保护？在hx=8m的高度上AOCDDEFG所以B点能被保护。因此该建筑物能被保护。B：是否EFDFEFDF。第50页/共67页单支避雷线的保护范围单支避雷线的保护范围防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算1、当避雷针高度H2hr，无保护范围2、当避雷针高度H2hr：（1）：H hr时，做法同单支避雷针；（2）：h

19、r H 2hr时，3、避雷线两端的高度保护范围按单支避雷针方法确定。4、避雷线的高度应计及弧垂的影响。当等高支柱距离小于120米时，避雷线中点的弧垂宜采用2米，距离为120米至150米时，宜采用3米。第51页/共67页单支避雷线的保护范围单支避雷线的保护范围防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第52页/共67页 v 保护角法（折线法）：随着避雷针高度的增加，其保护范围成比例增加，与实际情况不符；v滚球法：适用于建筑物防雷任何场合，接闪器可单独或任意组合，且严格、简明、合理，保护范围比保护角法精确。（三）几种方法的比较防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第53页/共67页 五、避雷器的类型防防雷

20、雷装装置置及及相相关关计计算算 专门防雷装置主要用于保护电力设备；防雷电波沿架空线侵入建筑物内的安全设施。1）当雷击电压超过一定值时，避雷器发生放电动作，将导线直接或经电阻接地，以限制过电压。2）在过电压作用过去后，能迅速截断在工频作用下的电弧，使系统恢复运行，避免供电中断。作作 用用基本要求基本要求保护原理保护原理分分 类类正常时，避雷器绝缘，无电流；雷电时，绝缘击穿，切断冲击波，保护电气设备。保护间隙、管型避雷器、阀形避雷器第54页/共67页 （一）、防雷目的（二）、建筑物防雷分类与防雷措施（三）、例 题（四）、防雷装置检查要点六、建筑物防雷防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第55页/共

21、67页 1、防雷目的：保护人身安全、建筑物、防危险品爆炸或火灾、保护贵重物品。2、一般原则：安全可靠、技术先进、经济合理3、建筑物年预计雷击次数N计算（一）、防雷目的防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第56页/共67页 1）、建筑物年预计雷击次数N计算N=KNgAe K-校正系数一般取1；旷野K=2；金属屋面砖K=1.7；河、湖、山坡下、电阻率较小，潮湿建筑等K=1.5；2）、雷击大地年平均密度计算Ng=0.024Td 1.3 Td-年平均雷暴日（天/年）3）、建筑物等效面积Ae,为实际面积向外扩大后的面积。3、建筑物年预计雷击次数N计算防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第57页/共67页

22、 3）、建筑物等效面积防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算A：建筑物高度小于100米时，其每边的扩大宽度应按下列公式确定：B：当建筑物各部位的高等于或大于100米时，其每边的扩宽度应按等于建筑物的高H 计算。C：当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。第58页/共67页 3）、建筑物等效面积防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第59页/共67页 3、建筑物防雷措施一类防雷建筑：防直击雷、感应雷、防雷电波侵入二类防雷建筑：防直击雷、防雷电波侵入、感应雷三类防雷建筑：防直击雷 (二）、建筑物防雷分类与防雷措施防防雷雷装装置

23、置及及相相关关计计算算2、建筑物防雷总要求A、各类防雷建筑均应防直击雷；B、一类防雷建筑、二类防雷（4）（5）（6）建筑应防感应雷。C：应采用等电位连接 D：不是防雷建筑应采取防雷波侵入措施。1、建筑物防雷分类一类防雷建筑、二类防雷建筑、三类防雷建筑第60页/共67页 （三）、例 题防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算在地势平坦的住宅小区内部设计一栋住宅楼：6层（层数不含地下室，地下室高2.2米）,三个单元,建筑物长L=6米,宽W=13米,高H=20米,当地年平均雷暴日Td=33.2d/a,由于小区处于小区内部,则校正系数K=1,问该住宅楼是否该设防雷装置?解：因为住宅楼第三类防雷建筑要N0.

24、06次/a，才设防雷。所以该住宅楼群中不是最高的也不在楼群边缘该住宅楼不需做防雷设施。第61页/共67页 （四）、防雷装置检查要点防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算1、检查时间：雨季前作全面检查 雷雨后作巡视2、检查内容：（1）、外观：（2）、绝缘电阻（3）、泄漏电流测量（4）、工频放电电压的测量（5）、接地装置也要定期检查和测定绝缘子是否完好；外部及引下线有无闪络或烧损；各部分联接是否良好；各种金属是否牢靠；腐蚀情况；运作指示器的外间隙和主、辅间隙有无变动；有否可能短路。第62页/共67页 雷电的种类 防雷装置的组成 单支避雷针保护范围的计算 静电火灾发生的条件 学习目的学习目的学习目的学

25、习目的主要内容主要内容主要内容主要内容重点内容重点内容重点内容重点内容防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算第63页/共67页 黄岛油库火灾防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算 19891989年年8 8月月1212日日9 9时时5555分，山东省青岛分，山东省青岛市黄岛的一座市黄岛的一座2.32.3万立方米的万立方米的5 5号油罐爆炸起号油罐爆炸起火，又相继引燃旁边的火，又相继引燃旁边的4 4号罐、号罐、1 1号罐、号罐、2 2号、号、3 3号罐，有号罐，有600600吨原油泻流入海。吨原油泻流入海。8 8月月1616日日1818时，大火足足燃烧了时，大火足足燃烧了104104个小时后，被扑灭

26、。个小时后，被扑灭。1414名消防官兵、名消防官兵、6 6名油库职工为灭火献出了名油库职工为灭火献出了生命，生命，6666名消防人员和名消防人员和1212名油库职工受伤，名油库职工受伤，大火烧掉了大火烧掉了3.63.6万吨原油，油库区的建筑、万吨原油，油库区的建筑、设备被焚毁，变成一片废墟，直接损失四、设备被焚毁，变成一片废墟，直接损失四、五千万元。五千万元。第64页/共67页 黄岛油库火灾防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算调查报告：5号罐是1974年建成的半地下式构造物，东西长72米，南北宽48米，高9米，石砌，预制钢筋混凝土拱梁，铺钢筋混凝土拱板，上覆0.150.16m的土，罐内钢筋和金

27、属构件互不连接，日久钢筋外露，故有容易因雷电感应产生火花的先天性缺陷。4、5号罐原设计没有避雷装置，1985年因雷电感应，4号罐金属呼吸弯管与泡沫弯管间产生火花而起火，于是在两罐四周加装了八支避雷针，罐顶铺设防感应雷的均压屏蔽网，但网的结点与接地角钢未焊，只用螺丝压紧。第65页/共67页 5号罐的罐内钢筋和金属构件互不连接，日久钢筋外露，这才是雷击起火的真正原因，大的雷电流产生的电磁感应使露在外面的钢筋产生电火花，火花在罐内部，点燃罐内的油蒸气与空气的易爆气体，炸毁了油罐。黄岛油库火灾防防雷雷装装置置及及相相关关计计算算调查报告：经测量，锈蚀的压接屏蔽网的接点的直流电阻值为1.56，网与接地角钢的连接点电阻为0.116，大大超过规定的安全限值0.03。接点电阻不得超过0.03，因为雷电流很大，在结点会产生很大的电位降，接地电阻是这些结点电阻与导线电阻之和，会在避雷针引下线上出现很高的电压，导致旁侧闪烙电火花。第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页