建筑物防雷

1建筑物防雷一、雷电的破坏作用和防雷原理；二、建筑物的防雷类别的划分、年预计雷击次数的计算；三、第一、二、三类防雷建筑物的防雷措施：四、接闪器、引下线和接地装置的设计与安装：2一、雷电引起的危害及其表现形式：雷电是大自然大气放电现象，对于人类社会而言，雷电也是一种昀为严重的自然灾害。它不仅发生频率高，而且年年重复发生。雷电灾害的严重性还表现在它具有巨大的破坏性上，至目前为止，所有任何的防雷装置，都不能阻止雷闪的形成。按照国际标准也好，国家标准也好，设计和安装的防雷装置，只能防止或减小被保护建筑物、人或保护对象遭受雷击的可能性，绝对不能保证建筑物、人或保护对象得到100%的安全保护。3雷电引起的危害形式有：1．直接雷击：雷云直接通过人体，建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象，称之为直接雷击。它使人体组织，建筑物结构、设备部件等断裂破碎，从而导致人员伤亡、建筑物破坏，以及设备毁坏等。侧击雷也属于直击雷范畴内。（侧击雷：当雷电流辐值较小时，雷击点绕过了接闪器，打在建筑物天面以下的部位，叫侧击雷。球形雷（球状闪电）是一种橙色、红色或的蓝色的类似火焰的发火球体，沿水平方向随空气飘动，并伴有“嘶嘶”响声，常从建筑物门、窗孔洞进入室内，有时它会自然慢慢消失，有时遇到物品会发生爆炸、引起物品燃烧。）42．感应雷击：从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中，雷电活动区几乎同时出现雷电感应、电磁脉冲辐射和雷电过电压波侵入等物理现象，而这些损害的传导方式人体看不到，往往被人们忽视。由上述原因所造成的危害称之为感应雷击。5a．静电感应：当雷云来临时，雷云底部分布着大量的负电荷，它们将产生静电场。在雷云覆盖下的地表面和各种物体，尤其是导体上，将感生出大量与雷云底部电荷符号相反的电荷。当雷云对地或另一的雷云放电后，云中电荷消失，但此时地面物体，尤其是导体，虽未直接受雷击，但已聚积的电荷却产生了很高的电压，它必然要放电。这种放电电流也是一个很大的脉冲电流，若窜入用电设施，也会损坏设备和人员伤亡。6b、电磁感应：闪电电流在闪电通道周围的空间产生磁场，这种磁场将随时间而变化，并在附近的各类金属导体上激发出感应电动势或感生电流，也会造成电气设备损坏。c．电磁脉冲辐射：闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到瞬态电磁脉冲极其敏感的电子设备上造成设备损坏。7d．雷电过电压波侵入：直接雷击和感应雷击都可能使导线或金属管道产生过电压。这种过电压波沿着导线或金属管道从远处雷区或防雷保护区域之外传来，侵入建筑物内部或设备内部，而使建筑物结构、设备部件损坏或人员伤亡。以上的干扰称为电磁干扰,由于电磁干扰看不见,摸不着,往往容易被人们所忽视,其干扰通过以下途径耦合到电子设备中。8电磁干扰耦合途径有两种方式,一是辐射耦合；二是传导耦合。辐射耦合是指能量通过空间以电磁波的形式通过媒质从骚扰源传播到敏感设备，大多数通过天线、线缆、机壳等接收或感应进入敏感设备。传导耦合是指能量以电压、电流形式通过导体从骚扰源传播到敏感设备。传导耦合，按其耦合方式可分为电路性耦合、电容性耦合和电感性耦合。电路性耦合包括有直接传导耦合和共阻抗耦合两种形式.9积雨云10积雨云11云内闪电12云地闪13枝状放电14带状放电15片状放电16球状闪电17球状闪电18直击雷危害19番禺区某化工厂甲笨罐遭雷击后起火爆炸20大树遭雷击劈成两半21人体遭雷击后雷电流通道痕迹（1）22人体遭雷击后雷电流通道痕迹（2）23人体遭雷击后雷电流通道痕迹（3）24广州市番禺区江西菜农遭雷击死亡惨状25番禺区大石镇上教村一家三口同时遭雷击死亡262004年6月29日，广州新国际白云机场跑道遭雷击。27化工厂遭雷击爆炸被夷为平地28广州市吉山珠村化工仓库遭雷击爆炸29雷击电磁脉冲对电器设备造成的破坏30普宁移动公司通讯设备遭感应雷击损坏31广州白云国际机场凤凰山导航台遭雷击，致使多班航班延误，损失惨重。32二、雷电防护的基本方法和外部、内部防雷装置。防雷的目的是要保护生命和财产（建筑物和设备等）免遭雷电灾害，或者把这种灾害减小到昀低程度。为了达到此目的，防雷的基本途径就是要提供一条使雷电（包括雷电电磁脉冲辐射）对地泄放的合理低阻抗路径，而不能让其随机性选择放电通道。因此提出了如下的基本方法：⑴接闪：接闪的作用就是让在一定范围内出现的闪电放电不能任意选择放电通道，而只能按照人们事先设计的防雷系统的规定通道将能量泄放到大地中去。接闪器的作用就是拦截雷电流。33⑵接地：接地的作用就是把接闪器拦截下来的雷电流，通过引下线，把雷电流引入接地装置向大地顺利泄放。同时接地装置向等电位连接、屏蔽提供接地。⑶均压连接：均压连接的作用是在于减小防雷空间内各金属部件及各系统之间的电位差，避免发生闪络和反击。⑷屏蔽：屏蔽的作用就是用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来，使闪电的电磁脉冲波从空间入侵的通道全部截断。34⑸分流：分流的作用就是在一切从室外来的导线（包括电力线、电话线、信号线、天线的馈线等）与接地装置或接地线之间并联一种适当的避雷器（SPD），当直击雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，感应电流由此处分流入地。⑹躲避：躲避的方法是一是选址的时候，避开雷暴高发区和易雷击的部位，二是当雷暴来临，万不得已时，关掉设备，拔去一切电源插头，将天线的馈线连到接地装置上。35建筑物的综合防雷装置分为外部防雷措施和内部防雷措施两大部分。外部防雷措施包括有接闪器、引下线和接地装置。内部防雷措施包括有共用接地系统、等电位连接、屏蔽、合理布线和安装浪涌保护器。本次培训主要讲授是直击雷防护部分,包括建筑物防雷分类方法，接闪器、引下线、接地装置的设计和安装。参阅GB50057-94规范的第一至五章；附录一至附录五。《雷电与避雷工程》第二章、第四章的1、2、3节、第五章。36三、建筑物的防雷分类方法：第2.0.1条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。第2.0.2条遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。三、具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。37第2.0.3条遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：一、国家级重点文物保护的建筑物。二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子没备的建筑物。四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，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。38五、具有1区爆炸危险环境的建筑物，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。六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。注:预计雷击次数应按本规范附录一计算。39第2．0.4条遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物：一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。40四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。五、根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。六、在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m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15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。41建筑物防雷分类方法中,其中主要的难点是易燃易爆场所建筑物的防雷类别的划分。易燃易爆场所分为生产危险环境和库存危险环境。民用爆破器材的危险场所是根据爆炸品的爆炸威力和炸药的敏感度（引起爆炸的易难程度），以及储存量的多少决定其防雷类別。民用爆破器材工厂的危险工、库房一般均不低于第二类防雷建筑物，大部分是一类防雷建筑物。民用爆破器材生产、储存和销售的企业，应套用GB50089－2007《民用爆破器材工程设计安全规范》进行分类。42石油化工企业及其他企业的危险场所，应按照国家规范,如GB50016-2006《建筑设计防火规范》、GB50160-92《石油化工企业设计防火规范》、GB50028-93《城镇燃气设计规范》、GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》、GB50031-91《乙炔站设计规范》……，来进行危险等级和防雷类别的划分。我们进行划分时，应该明确下列一些基本概念：GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定：爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行危险性分区：430区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。该规范又规定上述的危险性分区应根据释放源级别和通风条件确定。44存在连续级释放源的区域可划为0区；存在第一级释放源的区域可划为1区；存在第二级释放源的区域可划为2区；其次应根据通风条件调整区域的划分：通风条件良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风条件不良时，应提高爆炸危险区域等级。连续级释放源：预计长期释放或短时频繁释放的释放源。45第一级释放源：预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。第二级释放源：预计在正常运行下不会释放，即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源。通风良好：爆炸危险区域内的通风，其空气流量能使易燃物质很快稀释到爆炸下限值的25%以下时，可定为通风良好，否则就是通风不良。46爆炸极限：1．爆炸下限：易燃气体、蒸气或薄雾在空气中形成爆炸性气体混合物的昀低浓度。2．爆炸上限：易燃气体、蒸气或薄雾在空气中形成爆炸性气体混合物的昀高浓度。爆炸浓度下限越低,爆炸极限范围越宽,则危险性越大。例如氢的爆炸下限4%，上限75.6%；汽油爆炸下限1.4%，上限7.6%。汽油的燃爆极限低，容易燃爆；而氢的燃爆极限范围比汽油燃爆范围宽，发生燃爆机会更多。47炸药（易燃易爆物质）的敏感性：是指炸药（易燃易爆物质）在受到环境的加热、撞击、摩擦或电火花等外能作用时发生着火或爆炸的难易程度。而敏感度的高低是以引起炸药（易燃易爆物质）爆炸所需要的昀小能量来表示。炸药（易燃易爆物质）引爆所需的初始冲能越小，说明该炸药（易燃易爆物质）越敏感，危险性越大。初始冲能又叫爆冲能，是指激发炸药（易燃易爆物质）爆炸所需的昀小能量。例如汽油的昀小引燃能量0.1～0.2/mJ苯0.55/mJ甲醚0.33/mJ说明汽油的点燃能量昀小,昀容易着火爆炸.48昀小点燃电流比（MICR）：为各种易燃易爆物质按照它们昀小点燃电流值与实验室的甲烷的昀小电流值之比。昀小点燃电流比（MICR）是各种易燃易爆物质的电火花感度和静电感度的参考值。例如爆炸性气体混合物分为三级：ⅡA＞0.8ⅡB0.45≤MICR≤0.8ⅡC＜0.45昀小点燃电流比（MICR）越小,则敏感度越高,危险性越大。例如ⅡC级有：乙炔、氢、水煤气、二硫化碳……ⅡB级有：乙烯环氧乙烷环氧丙烷……ⅡA级有苯甲醇汽油乙醚……49GB50016—2006《建筑设计防火规范》将火灾危险性的物质分为甲、乙、丙、丁、戊共五类。甲类：1．闪点小于28C的液体；如乙烷、戊烷、石脑油、环戊烷、二硫化碳、苯、甲苯、甲醇、乙醇、乙醚、乙酸