防雷知识介绍.pptx

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1、主要内容一、防雷基本概念及依据二、有关防雷接地系统介绍 三、水泥厂各类建筑物防雷方案介绍四、防雷安全知识第1页/共53页一、防雷基本概念及依据1.1 雷电的基础知识1.2 外部防雷装置的基本原理1.3 建筑物的防雷分类第2页/共53页1.1 雷电的基础知识 结构：在大气中有带正电的冰晶和带负电的水粒，由于它们的比重不一，于是形成了一种气流，使得带正电的冰晶和带负电的水粒分离，形成一部分带正电和一部分带负电的雷云。第3页/共53页1.1 雷电的基础知识 分类：1)片状雷（云间放电，占95%，仅对信息系统构成威胁）由于异性电荷的不断积累，不同极性的云块之间的电场强度不断增大；当某处的电场强度超过了

2、空气可能承受的击穿强度时，就形成了云间放电。不同符号的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光和热。放电通道所发出的这种强光称之谓“闪”。而通道所发出的热，使附近空气突然膨胀，发出霹雳的轰鸣，人们称之谓“雷”。第4页/共53页第5页/共53页1.1 雷电的基础知识2)线状雷(云对地放电，占5%,对建筑物和信息系统均构成威胁）通常下部的雷云带负电，上部的雷云带正电，由于静电感应使地面积聚正电荷，从而使地面与雷云之间形成强大的电场。和云间放电一样，当某处积聚的电荷密度很大，造成电场强度达到空气游离的临界值，就为线状闪电落雷的发展创造了条件。3)球雷 球状闪电特指雷电过程中发生的一种运动着的发光

3、球，看上去像一团火球。特点：直径10100cm；呈橙色和红色，亮白色，也有黄色、蓝色和绿色；存在时间约10秒左右；可以水平运动(随风而飘），也可垂直降落。第6页/共53页第7页/共53页第8页/共53页1.2 雷击效应的形式雷电的效应形式可分为两种：直接雷击和感应雷击直接雷击：闪击直接击于建筑物的，大地，或外部防雷装置，产生电效应，热效应和机械力，伴随着高电压、强电流侵入各处，袭击人，破坏建筑物、输电网，引发森林火灾（半数是雷击引起的）是很常见的事。第9页/共53页1.2 雷击效应的形式感应雷击：由于雷雨云的静电感应或放电时的电磁感应作用，使建筑物的金属物线（如钢筋、管道、电线等）感应出与雷雨

4、云相反的电荷，而悄悄发生，因而不易被察觉。感应雷一般是由于空中电磁场发生剧烈变化使得在金属导体上感应出一定的感应电压，当这个电压超过电子器件的耐压值很多时，电子元器件就会被击穿或烧毁，也就是说发生了感应雷击。第10页/共53页1.2 雷击效应的形式感应雷的特点是电子设备被击穿或烧毁的地点距离雷击的发生地还很远，近则数百米，远则数千米或几十千米。由于目前大多数建筑物的防直击雷的设施比较齐全完善，所以大多数的弱电设备的雷击损坏都好似感应雷击造成的。另一方面，由于感应雷雷击时的电压幅值远高于电子器件的工作电压值再加上雷雨时空气的相对湿度比较高，电子器件间的爬电距离也会变小很多，线路板上密集的电子器件

5、也会因此而导通发生短路现象，导致电器设备的损坏。第11页/共53页第12页/共53页1.3 防雷装置的基本原理防雷接地基本原则是合理地引雷入地，有效降低或避免雷击能量疏导过程中损害设备和人。一般分为接闪、引流、接地、屏蔽、均压(等电位联结)等环节。第13页/共53页1.3 防雷装置的基本原理一般外部防雷包含三个部分：1）接闪器；2）引下线；3）接地体。接闪器的四种形式：1）避雷针；2）避雷线（用在高压线路上）；3）避雷带（沿屋顶四周）；4）避雷网（利用屋顶上的金属配筋，效果最好）第14页/共53页外部防雷装置.第15页/共53页1.3 建筑物的防雷分类分类依据：GB50057-2010 第条，

6、建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。分类条件：见 GB50057-2010（2000年版）第条、条、条之规定，具体还可以细分到雷电环境评价（风险评估）的每个细节，比如地理、地质、地形、风向、设施的易损性以及雷击可能性估计的各个因子。第16页/共53页1、凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。2、具有 0 区或20 区爆炸危险场所的建筑物。3、具有 1 区或21 区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。第17页/共53页1、国家级重点文物保护的建筑物。2、国家

7、级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。3、国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。4、国家特级和甲级大型体育馆。5、制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。第18页/共53页6、具有 1 区或 21 区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。7、具有 2 区或 22 区爆炸危险场所的建筑物。8、有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。9、预计雷击次数大于 0.05 次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人

8、员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。10、预计雷击次数大于0.25 次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。第19页/共53页1、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。2、预计雷击次数大于或等于0.01 次/a，且小于或等于0.05 次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所。第20页/共53页3、预计雷击次数大于或等于0.05 次/a，且小于或等于 0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。4、在平均雷暴日大于15d/a 的地区，高度在15 m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15 d

9、/a 的地区，高度在20 m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。第21页/共53页二、有关防雷接地形式介绍2.1 接地的基本知识2.2 配电系统接地系统制式第22页/共53页2.1 接地系统的知识接地的目的：1、在电力系统中，运行需要的接地，如中性点接地等，称为工作接地。2、电气设备的金属外壳，钢筋混凝土杆和金属杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种电压危及人身安全而设的接地，称为保护接地。保护接地是中性点不接地的低压配电系统和电力高压系统中，电气设备和电气线路最采用的一种保安措施。3、接地电压保护装置，如避雷针、避雷器和保间隙等，为了消除过电压危险而设的接地，称为过电压保护接地。4

10、、易燃油、天然气贮罐和管道等，为了防止静电危险影响而设的接地，称为防静电接地。第23页/共53页2.1 接地系统的知识接地的作用：1.防止电磁耦合干扰：如数字设备接地；射频电缆布线屏蔽层接地等；2.防止强电和雷击通信设备：如列架及一般通信设备机壳接地，防止设备、仪表、人身伤害；3.通信系统工作需要：如海缆中继设备的远供系统采用导线大地制方式。第24页/共53页2.2 接地系统结构形式 接地系统的结构形式：S型接地系统和M型接地系统，采用共用接地网实行等电位连接的网络有S型和M型两种结构形式。1)S型接地系统 S型等电位连接网络仅通过唯一的一点（ERP）组合到接地系统中去。特点：无感应环路；组件

11、间要绝缘；接地电缆平行敷设（可能多而长）。S型也称星型或树型。第25页/共53页仪表及控制系统S型接地连接第26页/共53页电子信息设备机房S 型等电位连接网络示意图第27页/共53页。2)M 2)M 型接地系统型接地系统 M M 型等电位连接网络是通型等电位连接网络是通过多点连接组合到接地系统中过多点连接组合到接地系统中去。此时，各金属组件不应与去。此时，各金属组件不应与共用接地系统各组件绝缘。共用接地系统各组件绝缘。M M 型等电位接地网络宜用型等电位接地网络宜用于延伸较大的开环系统，而且于延伸较大的开环系统，而且在设备之间敷设许多线路和电在设备之间敷设许多线路和电缆，以及设施和电缆从若干

12、处缆，以及设施和电缆从若干处进入该信息系统。进入该信息系统。在复杂系统中，可以将在复杂系统中，可以将S S型型和和M M型两种等电位连接网络组型两种等电位连接网络组合在一起。合在一起。接地网接地网机柜机柜第28页/共53页。M M型（网格式）接地连接的例子型（网格式）接地连接的例子PEPEPE配电箱配电箱等电位接地连接等电位接地连接机柜机柜接地汇流排接地汇流排第29页/共53页。等电位连接的基本方法等电位连接的基本方法等电位连接的基本方法等电位连接的基本方法SMMmSs基本等电位连接系统星型结构格栅型结构等电位连接系统与公共接地系统之间的连接ERP第30页/共53页。常规接地设计通用示意图常规

13、接地设计通用示意图第31页/共53页接地电阻1）由于土壤是由不同的土壤颗粒和其间隙中存在的水和空气组成；再则，接地体的形状、尺寸又不一，所以接地电阻有非常复杂的性质。接地电阻的定义 接地电阻包括接地体本身的电阻、接地体与土壤间的接触电阻、接地体附近的土壤电阻、接地体至电气设备间连接导线的电阻四者之和。其中，接地体附近的土壤电阻是主要的，接地体本身的电阻和接地体与土壤间的接触电阻可以忽略不计。第32页/共53页换算系数A 第33页/共53页2.2 配电系统的制式与防雷器的接法低压系统接地制式按配电系统和电气设备（包括信息系统）不同的接地组合来分类，按照IEC规定，低压系统接地制式一般由两个字母组

14、成，必要时可加后续字母。因为IEC标准以法文作为正式文件，因此所用字母为相应法文文字的首字母。按低压系统接地制式划分有TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等五种。第一个字母表示电源接地点对地的关系：T表示直接接地，I表示不接地（包括所有带电部分与地隔离）或通过阻抗与大地相连。第二个字母表示电气设备的外露导电部分（如DCS的机柜）与地的关系：T表示独立于电源接地点的直接接地，N表示直接与电源系统接地点或与该点引出导体相连接。后续字母表示中性线（N）与保护线（PE）之间的关系：C表示中性线（N）与保护线（PE）合并为PEN线；S表示表示中性线与保护线分开；C-S表示在电源侧为PEN线，从某

15、点分开为N及PE线。第34页/共53页。1）TN-C系统这种系统有简单、经济的优点。但是当三相负载不平衡或有谐波电流时，PEN线中有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的外壳上，对敏感性的电子设备不利。F1F2F3L1L2L3PENF4F5F6125 A gL/gGDEHNguardTyp 275Art.Nr.900 600Uc:275 Visn:15 kA(8/20)la:0.2 ADEHNguardTyp 275Art.Nr.900 600Uc:275 Visn:15 kA(8/20)la:0.2 ADEHNguardTyp 275Art.Nr.900 600Uc:275 Visn:15 k

16、A(8/20)la:0.2 A第35页/共53页。2）TN-S系统该系统相对于TN-C系统的最大特点是因为在正常时PE线上不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备的金属外壳在正常运行时不带电位。由于比TN-C系统多拉一根线，所以在价格上要贵一点.WhLEBBl sN第36页/共53页.3）TN-C-S系统 该系统的前端是TN-C系统，后面改为TN-S系统。缺点是如前端的PEN线上有电流通过，很难保证后面的PE线上没有电流通过。PENL1L3L2WhI SI 级级避雷器避雷器 II 级级 过压保护器过压保护器 PEL1L3L2N第37页/共53页.4）TT系统 TT系统内，电气设备的金属外壳单独接

17、地，与电源在接地上无电气联系其优点是避免发生故障时，将故障电压蔓延。缺点是若某相线碰壳时，接地故障回路因增加了一个接地电阻，故障电流小于TN系统，自动开关不能切除故障，设备外壳上会带百伏级的电压，人身安全无法保证。F2F3F4F5F6250 A gL/gGDEHNport Blitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 100TECHN.DATEN:Uc 255 ViB(10/350)75 kA 37,5 As 1,4 105J/DEHNport Blitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 100TECHN.DATEN:Uc 255 ViB(10/350)75 kA

18、 37,5 As 1,4 105J/DEHNport Blitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 100TECHN.DATEN:Uc 255 ViB(10/350)75 kA 37,5 As 1,4 105J/L1L2L3NPEF1Uc :255 Viimp:100 kA(10/350)|_DEHNgap B N-PE BBlitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 130第38页/共53页.5）IT系统 该系统没有配出中性线。适用于大型电厂的厂用电。该系统中任一根相线若与地或设备金属外壳相碰，由于不构成回路，不会出现危险故障电流，即不会出现引爆的电火花，故适用于

19、防爆现场。F2F3F4F5F6250 A gL/gGDEHNport Blitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 100TECHN.DATEN:Uc 255 ViB(10/350)75 kA 37,5 As 1,4 105J/DEHNport Blitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 100TECHN.DATEN:Uc 255 ViB(10/350)75 kA 37,5 As 1,4 105J/DEHNport Blitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 100TECHN.DATEN:Uc 255 ViB(10/350)75 kA 37,5 A

20、s 1,4 105J/L1L2L3NPEF1Uc :255 Viimp:100 kA(10/350)|_DEHNgap B N-PE BBlitzstrom-AbleiterArt.Nr.900 130第39页/共53页2.3 a 控制系统雷电防护实施.控制系统的防雷系统控制系统的防雷系统外部防雷措施外部防雷措施内部防雷措施内部防雷措施接接闪闪器器引引下下线线接接地地装装置置共共用用接接地地系系统统电电缆缆的的双双层层屏屏蔽蔽合合理理布布线线安安装装浪浪涌涌保保护护器器（SPD）等等电电位位连连接接选选择择高高抗抗扰扰度度的的控控制制系系统统控控制制室室的的屏屏蔽蔽第40页/共53页2.3 b

21、 防雷分区设计.a.直击雷非防护区（LPZ0A）：本区内的各物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，均可能遭直击雷，电磁场强度没有衰减。b.直击雷防护区（LPZ0B）：本区内的各物体处在外部防雷装置的保护范围之内，很少遭到大于所选定的滚球半径的直击雷，电磁场强度没有衰减。第41页/共53页2.3 b 防雷分区设计c.第一防护区（LPZ1）：本区内的各物体不可能遭直击雷，由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZ0）要小，电磁场强度得到了初步的衰减。d.第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场的后续防护区。e.后续防护区（LPZn）:需要进一步减小雷电电磁

22、脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。第42页/共53页将一个需要保护的空间划分为不同的防护区的一般原则 第43页/共53页.建筑物外部的电子设备系统的雷击防护区和在分区界面的连接energie-屏蔽房间屏蔽房间MLPZ 1LPZ 1LPZ 1LPZ 1LPZ 0 LPZ 0 AALPZ 0 LPZ 0 AALPZ 3LPZ 3滚球半径滚球半径 20 mSEMPSEMPLEMPLEMPLEMPLEMPLEMPLEMPLPZ 0 LPZ 0 BBLPZ 0 LPZ 0 BBLPZ 0 LPZ 0 BB LPZ 2LPZ 2LPZ LPZ 2 2通风装置通风装置电源系统信息，通信网络终端设备

23、终端设备 I 类类 SPD(避雷器避雷器)II 和和 III类类SPD (浪涌保护器浪涌保护器)第44页/共53页.45LPZ 0ALPZ 2计算机机房LPZ 0B外部防雷装置在 LPZ 0A,0B 和 LPZ 1界面上的等电位连接排1LPZ 1电缆电线在LPZ 1 和 LPZ 2界面上的等电位连接排 2 两层屏蔽的等电位连接屏蔽房间 2屏蔽建筑物 1接地装置系统接地装置系统避雷线的雷击防护区避雷线的雷击防护区第45页/共53页.在独立的雷击防护系统情况下的雷击防护区在独立的雷击防护系统情况下的雷击防护区建筑物建筑物屏蔽LPZ 0BLPZ 0A接闪器引下线原理例子LPZ 1接地系统LPZ 1接

24、地系统LPZ 0B接闪器LPZ 0A第46页/共53页四、防雷安全知识1、打雷时，在家里做好哪些预防措施：关好门窗，尽量远离门窗、阳台和外墙壁。切断电源，拔掉电话插头，在室内不要靠近、更不要触摸任何金属管线，包括水管、暖气管、煤气管等。.在无防雷设施的房间里尽量不要使用家用电器，包括电视机、计算机、有线电话、有源收音机、电冰箱、洗衣机、微波炉等。更不要在雷电交加时用喷头冲凉，因为巨大的雷电会沿着水流袭击淋浴者。不要使用设有外接天线的收音机和电视机，不要接打电话。强雷鸣闪电时，一定不要使用手机。第47页/共53页四、防雷安全知识2、如果打雷、闪电时，我们在户外，那该怎么办？不要停留在高楼平台上，

25、不要进入孤立的棚屋、岗亭，不要在大树下躲避雷雨，如万不得已，则须与树干保持3米距离，下蹲并双腿靠拢。如果在雷电交加时，头、颈、手处有蚂蚁爬走感，头发竖起，说明将发生雷击，应赶紧趴在地上，尽量低下头，因为头部较之身体其他部位最易遭到雷击，这样可以减少遭雷击的危险，并取下身上佩戴的金属饰品和发卡、项链等。不宜在水面和水边停留，不宜在河边洗衣服、钓鱼、游泳、玩耍，不宜快速开摩托、快速骑自行车和在雨中狂奔。第48页/共53页四、防雷安全知识3、在野外，如找不到合适的避雷场所，应该怎么办？找一块地势低的地方，蹲下且双脚并拢，手放膝上，身向前屈。远离树木、电线杆、烟囱等尖耸、孤立的物体。不宜进入孤立的棚屋

26、、岗亭等低矮建筑物。4、在空旷场地手是不宜拿哪些东西，不宜做哪些运动？不宜打伞，不宜把金属工具、羽毛球拍、高尔夫球棍等物品扛在肩上。切勿游泳或从事其他水上运动，不宜进行户外球类、攀爬、骑驾等运动，尽快离开水面以及其他空旷场地，寻找有防雷设施的地方躲避。不宜开摩托车、骑自行车赶路，打雷时切忌狂奔。第49页/共53页四、防雷安全知识3、在野外，如找不到合适的避雷场所，应该怎么办？找一块地势低的地方，蹲下且双脚并拢，手放膝上，身向前屈。远离树木、电线杆、烟囱等尖耸、孤立的物体。不宜进入孤立的棚屋、岗亭等低矮建筑物。4、在空旷场地手是不宜拿哪些东西，不宜做哪些运动？不宜打伞，不宜把金属工具、羽毛球拍、

27、高尔夫球棍等物品扛在肩上。切勿游泳或从事其他水上运动，不宜进行户外球类、攀爬、骑驾等运动，尽快离开水面以及其他空旷场地，寻找有防雷设施的地方躲避。不宜开摩托车、骑自行车赶路，打雷时切忌狂奔。第50页/共53页四、防雷安全知识5、雷击烧伤如何急救？雷击时的电流热效应可引起电烧伤，使人体炭化成焦状。如果遭受雷击者衣服着火，可往伤者身上泼水，或者用厚外衣、毯子把伤者裹住，以扑灭火焰。对呼吸、心跳停止者，先做心肺复苏，再处理烧伤创面。用冷水冷却伤处，然后盖上敷料，若无敷料可用清洁的布、衣服等包裹。及时转送当地医院救治，并采取抗休克措施。第51页/共53页四、防雷安全知识6、日常生活和工作中避雷知识简介：（1）雷雨天减少户外活动；（2）打雷时尽量不接打固定电话及手机或对讲机；（3）不要靠近户外金属物体；（4）打雷时不要在大树下躲避；（5）不要停留在水陆交界或山坡与平过渡地带；（6）不要用未作任何接地处理的太阳能热水器淋浴；（7）不要靠近金属门窗，尤其是住户在15米高以上的楼房；（8）关闭家用电器电源（有SPD保护和良好接地系统的除外）；（9）购置不动产，如房屋等类固定资产，应查看是否具有防雷验收合格证；（10）购买电子产品和家用电器应仔细查看安装说明书，并认真检查安装人员是否按照说明书进行安装第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页