3.3 防雷保護(hù)

3.3.1 雷電的種類及危害

1.直接雷擊

直接雷擊又稱直擊雷。直接雷擊的強(qiáng)大雷電流通過(guò)物體入地，可能會(huì)因一剎那間產(chǎn)生大量的熱能使物體燃燒而引起火災(zāi)，如圖3-18a所示。

當(dāng)雷電流經(jīng)地面（或接地體）流散入周圍土壤時(shí)，在它的周圍將形成電壓降落。如果有人站在該處附近，則將因?yàn)榭绮诫妷憾鴤θ梭w。

2.雷電感應(yīng)

雷電感應(yīng)又稱感應(yīng)雷，分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是當(dāng)建筑物金屬屋頂或其他導(dǎo)體的上空有雷云時(shí)，這些導(dǎo)體上就會(huì)感應(yīng)出與雷云所帶電荷極性相反的異性電荷。當(dāng)雷云放電后，放電通道中的電荷迅速中和，但聚集在導(dǎo)體中的電荷卻來(lái)不及立刻流散，其殘留的電荷可形成很高的對(duì)地電位。這種“靜電感應(yīng)電壓”可能引起火花放電，造成火災(zāi)或爆炸，如圖3-18b所示。

圖3-18 雷電的三種形式

a）直接雷擊 b）雷電感應(yīng) c）雷電波侵入

電磁感應(yīng)是發(fā)生雷擊后，雷電流在周圍空間迅速形成強(qiáng)大而變化的磁場(chǎng)，處在這一電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。若導(dǎo)體回路有開口處，就可能引起火花放電。若回路中有些導(dǎo)體接觸不良，也可能產(chǎn)生局部發(fā)熱。這對(duì)于存放易燃或易爆物品的建筑物是十分危險(xiǎn)的。

3.雷電波侵入

雷電波侵入又稱高電位引入。由于架空線路或金屬管道遭受直接雷擊，或者由于雷云在附近放電使導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)雷電波，故其沖擊電壓引入建筑物內(nèi)時(shí)，將可能發(fā)生人身觸電、損壞設(shè)備或引起火災(zāi)等事故，如圖3-18c所示。

3.3.2 防雷措施

1.裝設(shè)避雷針以防止直擊雷

為了使建筑物免遭直擊雷，可用避雷針來(lái)保護(hù)。所謂避雷針，實(shí)際上是“引雷針”。由于避雷針的高度總是高于被保護(hù)的建筑物，因此容易將雷電流引向其尖端而泄入大地，從而避免雷云向被保護(hù)的建筑物放電。

避雷針最上部分是聳立于天空的尖端（受雷端），是接受雷電用的，一般用鍍鋅鐵管或鐵棒制成，長(zhǎng)約2m、高度在20m以內(nèi)的獨(dú)立避雷針通常用木桿或水泥桿支撐，更高的避雷針則采用鋼鐵構(gòu)架，其尖端高于建筑物一定高度。中間部分（導(dǎo)雷線）將雷電流引入地下，是用截面積不小于36mm²的鍍鋅鋼索或扁鋼（鐵）制成，并需將靠近地面為2m左右的這一段加以機(jī)械保護(hù)。下面部分是接地體，它與導(dǎo)雷線相連接，將雷電流發(fā)散到大地。可利用廢鋼管或扁鐵等焊接成接地網(wǎng)埋入地下，埋入深度按滿足需要的接地電阻值為標(biāo)準(zhǔn)。避雷針各個(gè)部分要可靠焊接，不可斷開，否則會(huì)招致雷擊。在裝有避雷針的建筑物上，嚴(yán)禁架設(shè)低壓線、電信線及廣播線，避雷針的接地極應(yīng)與保護(hù)裝置的接地體相距10m以上，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

2.采用良好的接地網(wǎng)以防止感應(yīng)雷

對(duì)有金屬結(jié)構(gòu)的屋頂，應(yīng)自房屋兩端起每隔18～24m設(shè)一根引下線與接地裝置相連，對(duì)于這一類建筑物，在必要時(shí)，可在非導(dǎo)電材料屋頂上敷設(shè)一個(gè)網(wǎng)格不大于8～10m的金屬網(wǎng)，將金屬網(wǎng)用引下線與接地裝置相連。防止感應(yīng)雷的接地裝置，要沿房屋四周敷設(shè)成閉合回路。若屋內(nèi)有電氣接地保護(hù)裝置，則可與接地保護(hù)裝置相連，其總接地電阻要小于10Ω。

3.安裝避雷器以防止高電位引入

避雷器的一端接輸配電線，另一端可靠接地。在正常情況下，由于避雷器的間隙元件將導(dǎo)線與大地隔開，當(dāng)線路受到雷擊而產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)，其間隙被擊穿，強(qiáng)大的雷電流通過(guò)避雷器的電阻元件泄入大地，使被保護(hù)的電氣設(shè)備免遭危害。常用的閥型避雷器和管型避雷器，大多用于變電所的防雷保護(hù)。

一般建筑物的進(jìn)戶線可用簡(jiǎn)單的羊角間隙保護(hù)。羊角間隙可采用直徑為0.71mm的銅線彎成，用瓷夾固定好后，再用鐵箱罩住，如圖3-19a所示，其間隙為2～3mm，當(dāng)有過(guò)電壓侵入時(shí)，羊角間隙放電，將雷電流引入大地，使過(guò)電壓不致引入建筑物內(nèi)，如圖3-19b所示。這種避雷器簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，安裝方便，效果良好。

圖3-19 羊角間隙

a）外形圖 b）羊角間隙接入進(jìn)戶線

閥型避雷器如圖3-20所示。它的主要元器件是火花間隙和閥片電阻（特種碳化硅）。當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，火花間隙被擊穿放電，閥片電阻下降，將雷引入地。它可用于保護(hù)中小容量的配電裝置及發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。

圖3-20 閥型避雷器

a）外形 b）接線圖