雷雨季節安全生產的防雷常識

2021-03-04 01:08:49 字數 6001 閱讀 1991

一、雷電的產生

空中的塵埃、冰晶等物質在雲層中翻滾運動的時候,經過一些複雜過程,使這些物質分別帶上了正電荷與負電荷。經過運動,帶上相同電荷的質量較重的物質會到達雲層的下部(一般為負電荷),帶上相同電荷的質量較輕的物質會到達雲層的上部(一般為正電荷)。這樣,同性電荷的匯集就形成了一些帶電中心,當異性帶電中心之間的空氣被其強大的電場擊穿時,就形成「雲間放電」(即閃電)。

帶負電荷的雲層向下靠近地面時,地面的凸出物、金屬等會被感應出正電荷,隨著電場的逐步增強,雷雲向下形成下行先導,地面的物體形成向上閃流,二者相遇即形成對地放電。這就容易造成雷電災害。

雷電形成於大氣運動過程中,其成因為大氣運動中的劇烈摩塊切割磁力線。 閃電的形狀最常見的是枝狀,此外還有球狀、片狀、帶狀。閃電的形式有雲天閃電、雲間閃電、雲地閃電。

雲間閃電時雲間的摩擦就形成了雷聲。

二、雷電的主要特點

1、衝擊電流大

其電流高達幾萬-幾十萬安培。

2、時間短

一般雷擊分為三個階段,即先導放電、主放電、餘光放電。整個過程一般不會超過60微秒。

3、雷電流變化梯度大

雷電流變化梯度大,有的可達10千安/微秒。

4、衝擊電壓高

強大的電流產生的交變磁場,其感應電壓可達上億伏。

三、雷電的破壞

雷電的破壞主要是由於雲層間或雲和大地之間以及雲和空氣間的電位差達到一定程度(25—30kv/cm)時,所發生的猛烈放電現象。通常雷擊有三種形式,直擊雷、感應雷、球形雷。直擊雷是帶電的雲層與大地上某一點之間發生迅猛的放電現象。

感應雷是當直擊雷發生以後,雲層帶電迅速消失,地面某些範圍由於散流電阻大,出現區域性高電壓,或在直擊雷放電過程中,強大的脈衝電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發生高電壓、而發生閃擊現象的二次雷。球形雷是球狀閃電的現象。

1、直擊雷破壞

當雷電直接擊在建築物上,強大的雷電流使建(構)築物水份受熱汽化膨脹,從而產生很大的機械力,導致建築物燃燒或**。另外,當雷電擊中接閃器,電流沿引下線向大地瀉放時,這時對地電位公升高,有可能向臨近的物體跳擊,稱為雷電「反擊」,從而造成火災或人身**。

2、感應雷破壞

感應雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。由於雷電流變化梯度很大,會產生強大的交變磁場,使得周圍的金屬構件產生感應電流,這種電流可能向周圍物體放電,如附近有可燃物就會引發火災和**,而感應到正在聯機的導線上就會對裝置產生強烈的破壞性。

2.1靜電感應雷

帶有大量負電荷的雷雲所產生的電場將會在金屬導線上感應出被電場束縛的正電荷。當雷雲對地放電或雲間放電時,雲層中的負電荷在一瞬間消失了(嚴格說是大大減弱),那麼**路上感應出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛,在電勢能的作用下,這些正電荷將沿著線路產生大電流衝擊。

易燃易爆場所、計算機及其場地的防靜電問題,應特別重視。

2.2電磁感應雷

雷擊發生在供電線路附近,或擊在避雷針上會產生強大的交變電磁場,此交變電磁場的能量將感應於線路並最終作用到裝置上。由於避雷針的存在,建築物上落雷機會反倒增加,內部裝置遭感應雷危害的機會和程度一般來說是增加了,對用電裝置造成極大危害。因此,避雷針引下線通體要有良好的導電性,接地體一定要處於低阻抗狀態。

3、雷電波引入的破壞

當雷電接近架空管線時,高壓衝擊波會沿架空管線侵入室內,造成高電流引入,這樣可能引起裝置損壞或人身**事故。如果附近有可燃物,容易釀成火災。

四、雷電的描述

在氣象學中,常用雷暴日數、年平均雷暴日數、年平均地面落雷密度,來表徵某個地方雷電活動的頻繁程度和強度。此外,也使用年雷閃頻數來評價雷電活動,它是指1000平方公里範圍內一年共發生雷閃擊的次數。

大量觀測統計資料表明,乙個地區的雷閃頻數與雷暴日數成線性關係。通常,建築行業的防雷,更多的注重雷暴日的多少;航空、航海、氣象、通訊等行業越來越關心年雷閃頻數的多少。

我國一般按年平均雷暴日數將雷電活動區分為少雷區(<15天)、中雷區(15—40天)、多雷區(41—90天)、強雷區(>90天)。

我國的雷電活動,夏季最活躍,冬季最少。全球分布是赤道附近最活躍,隨緯度公升高而減少,極地最少。

五、防雷電的物件

防護雷電的物件可分為人體、建(構)築物、易燃易爆場所、計算機場地、高電壓裝置等。不同的物件,雷電的防護也有不同。

1、人體防雷電

雷電造成的災害除經濟損失外,還傷及到人的生命。人在遭受雷擊時,電流迅速通過人體,可引起呼吸中樞麻痺,心臟驟停,造成不同程度的燒傷,嚴重者可發生腦組織缺氧而死亡。

在雷電多發的夏季,人們對防雷電應該引起高度的重視。不能停留在建築物的樓(屋)面上。站在樓頂極易招惹雷擊。

注意關閉門窗。專家認為,關閉門窗,阻隔空氣運動途徑,能阻止球雷入室;不宜使用花灑沖涼。萬一建築物發生雷擊現象時,巨大的雷電流有可能沿著水流導致淋浴者遭雷擊**;不要觸控水管、管道煤氣管等金屬管道,這些金屬導體若接地不良,雷電流有可能以這些導體通過空氣向人體放電;不宜靠近建築物的外牆以及電氣裝置。

打雷時,應停留在離電力線以及跟它們相連線的電氣裝置1公尺遠的地方;不宜進入棚屋、崗亭等低矮建(構)築物。由於這些低矮的建築物沒有防雷設施且大都處在曠野中,遭受雷擊的概率特別高。當暴風雨即將來臨,而又處在開闊地帶、山坡、河邊時,可選擇一些高大物體或架空電力線保護的區域,但所處的位置應距電線桿或高大物體2公尺以上;不宜躲在大樹底下。

如果萬不得已需要在大樹底下停留,則必須與樹身和枝椏保持2公尺以上的距離,並且盡可能下蹲並把雙腳先靠攏;不宜在曠野高打雨傘等物體。在近雷暴天氣條件下,不僅高打雨傘容易遭雷擊,就是高舉羽毛球拍、高爾夫球棍、鐵鍬、鋤頭等物體都會帶來雷擊的危險;不宜在水面或水陸交界處作業。在水面及水陸交界處作業遭雷擊而導致**的人數佔全省總**人數的35%。

水的導電率比較高,較地面其它物體更容易吸引雷電,另一方面,水陸交界處是土壤電阻與水的電阻交匯處,形成乙個電阻率變化較大的介面,閃電;不宜開電單車,騎自行車,在汽車裡比較安全;不宜進行戶外球類運動。在雷暴天氣下,不僅足球活動不宜進行,其它戶外運動也切不可掉以輕心。

2、建(構)築物防雷電

城市的高大建(構)築物不斷增加,導致雷擊事故不斷加劇;建(構)築物內通訊、計算機網路等抗干擾能力較弱的現代化電子裝置越來越普及;不少高大建(構)築物的防護設施不完善使它們的防雷能力先天不足;大量通訊、計算機網路系統等未嚴格按照國家技術規範設計安裝防雷電裝置便投入使用, 這些都成為雷電災害頻繁發生的重要原因。

杜絕雷電災害重在預防。高大建(構)築物要按規範要求安裝防雷電設施,要嚴格對建(構)築物防雷電設施的設計審查、施工監督、竣工驗收。開展廣泛的防雷知識宣傳,特別是對那些高大建(構)築物的所有者,要逐個排查,發現問題及時採取措施,限期整改。

對無資質、資格證進行防雷設施設計、施工的單位要堅決取締,做到防患於未然。

3、易燃易爆場所防雷電

加油站、液化氣站、天然氣站、輸油管道、儲油罐(池)、油井、彈藥庫等易燃易爆場所,如果缺少必要的防雷電設施,將會因雷電災害造成重大的損失。這類場所除安裝防直擊雷的設施外,對儲氣(油)罐(池)及管道、裝置等還必須安裝防靜電感應雷、防電磁感應雷的裝置,指定專人看護,發現問題及時處理,並定期向專業檢測機構申請檢測。

4、計算機及其場地防雷電

不少單位為防止計算機及其區域網或廣域網遭雷擊,便簡單地在與外部線路連線的數據機上安裝避雷器,但由於靜電感應雷、防電磁感應雷主要是通過供電線路破壞裝置的,因此對計算機資訊系統的防雷保護首先是合理地加裝電源避雷器,其次是加裝訊號線路和天饋線避雷器。如果大樓資訊系統的裝置配置中有計算機中心機房、程式控制交換機房及機要裝置機房,那麼在總電源處要加裝電源避雷器。按照有關標準要求,必須在0區、1區、2區分別加裝避雷器(0區、1區、2區是按照雷電出現的強度劃分的)。

在各裝置前端分別要加裝串聯型電源避雷器(多級整合型),以最大限度地抑制雷電感應的能量。同時,計算機中心的modem、路由器、甚至hub等都有線路出戶,這些出戶的線路都應視為雷電引入通道,都應加裝訊號避雷器。對樓內計算機等電子裝置進行防護的同時,對建(構)築物再安裝防雷設施就更安全了。

5、高電壓裝置防雷電

電力系統的發電站、高壓變電站、高壓輸電線路等的高電壓裝置,在雷電發生時極容易產生超高電壓,造成裝置損毀。通常在工程上,往往要根據裝置的重要性和對高電壓的耐受能力採用一級或多級設防。通過採用輸電網金具接地、相線與地線間併聯電容器或變壓器隔離等方法把高電壓雷電脈衝的幅值降低,使裝置受到保護。

六、防雷電方式

防雷電方式有常規和非常規兩種。

1、常規防雷電

常規防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成,即接閃器、引下線和接地體;接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網。防感應雷電的避雷裝置主要是避雷器。

對同一保護物件同時採用多種避雷裝置,稱為綜合性防雷電。避雷裝置要定期進行檢測,防止因導線的導電性差或接地不良起不到保護作用。

1.1避雷針防雷電

以避雷針作為接閃器的防雷電。避雷針通過導線接入地下,與地面形成等電位差,利用自身的高度,使電場強度增加到極限值的雷電雲電場發生畸變,開始電離並下行先導放電;避雷針在強電場作用下產生尖端放電;形成向上先導放電;兩者會合形成雷電通路,隨之瀉入大地,達到避雷效果。

實際上,避雷裝置是引雷針,可將周圍的雷電引來並提前放電,將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面,避免保護物件直接遭雷擊。

安裝的避雷針和導線通體要有良好的導電性,接地網一定要保證盡量小的阻抗值。

1.2避雷線防雷電

是通過防護物件的制高點向另外制高點或地面接引金屬線的防雷電。根據防護物件的不同避雷線分為單根避雷線、雙根避雷線或多根避雷線。可根據防護物件的形狀和體積具體確定採用不同截面積的避雷線。

避雷線一般採用截面積不小於35平方公釐的鍍鋅鋼絞線。它的防護作用等同於在弧垂上每一點都是一根等高的避雷針。

1.3避雷帶防雷電

是指在屋頂四周的女兒牆或屋脊、屋簷上安裝金屬帶做接閃器的防雷電。避雷帶的防護原理與避雷線一樣,由於它的接閃面積大,接閃裝置附近空間電場強度相對比較強,更容易吸引雷電先導,使附近尤其比它低的物體受雷擊的機率大大減少。避雷帶的材料一般選用直徑不小於8公釐的圓鋼,或截面積不小於48平方公釐、厚度不少於4公釐的扁鋼。

1.4避雷網防雷電

避雷網分明網和暗網。明網防雷電是將金屬線製成的網,架在建(構)築物頂部空間,用截面積足夠大的金屬物與大地連線的防雷電。暗網是利用建(構)築物鋼筋混凝土結構中的鋼筋網進行雷電防護。

只要每層樓的樓板內的鋼筋與梁、柱、牆內的鋼筋有可靠的電氣連線,並與層臺和地樁有良好的電氣連線,形成可靠的暗網,則這種方法要比其他防護設施更為有效。無論是明網還是暗網,網格越密,防雷的可靠性越好。

1.5避雷器防雷電

避雷器,又稱做電湧保護器。避雷器防雷電是把因雷電感應而竄入電力線、訊號傳輸線的高電壓限制在一定範圍內,保證用電裝置不被擊穿。常用的避雷器種類繁多,可分為三大類,有放電間歇型、閥型和傳輸線分流型。

裝置遭雷擊受損通常有四種情況,一是直接遭受雷擊而損壞;二是雷電脈衝沿著與裝置相連的訊號線、電源線或其他金屬管線侵入使裝置受損;三是裝置接地體在雷擊時產生瞬間高電位形成地電位「反擊」而損壞;四是裝置安裝的方法或安裝位置不當,受雷電在空間分布的電場、磁場影響而損壞。加裝避雷器可把電器裝置兩端實際承受的電壓限制在安全電壓內,起到保護裝置的作用。

1.6綜合性防雷電

是相對於區域性防雷電和單一措施防雷電的一種綜合性防雷電。設計時除針對被保護物件的具體情況外,還要了解其周圍的天氣環境條件和防護區域的雷電活動規律,確定直擊雷和感應雷的防護等級和主要技術引數。採取綜合性防雷電措施。

程式控制交換機、計算機裝置安放在窗戶附近,或將其場所安置在建築物的頂層都不利於防雷。將計算機房放在高層建築物頂四層,或者裝置所在高度高於樓頂避雷帶,這些作法都非常容易遭受雷電襲擊。

2、非常規防雷電

目前,除前面介紹的常規防雷裝置外,也有採用雷射束引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷針、排雷器等防雷裝置進行雷電防護,這些防雷裝置稱為非常規防雷裝置。大多數非常規防雷裝置還處於研究實驗階段,對新的更為有效的避雷技術的探索仍在繼續。

2.1雷射引雷

用強度足夠的雷射束射向雷雲,來定向引導雷電,起到主動截雷或引雷效果。

2.2火箭引雷

用小火箭牽引一條金屬絲直接發射到雷雲中實現人工觸發雷擊而達到引雷目的。

2.3水柱引雷

利用脈動加壓式高壓水槍將水柱射向雷雲形成引雷通道的方法。

2.4放射性避雷針

在避雷針等接閃裝置頂部預先裝上放射性物質或感應圈,加大空氣電離程度提高引雷效率。起到增高避雷針高度的作用。

2.5排雷器

在被保護物的頂部放置乙個能生成與雷雲同極性電荷的裝置,使其下方形成乙個排雷區,起到防雷作用。

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