【正文】 荷，而繼續(xù)隨熱氣流上升的小水滴帶負(fù)電荷。隨著云層的聚集，電荷也越來(lái)越多，在帶有正、負(fù)電荷的云層之間形成越來(lái)越強(qiáng)的電場(chǎng)。當(dāng)電場(chǎng)增大到一定程度 ,便會(huì)擊穿空氣絕緣 ,在云層之間或云層與大地之間放電 ,放生強(qiáng)烈的弧光和聲音 ,這就是我們通常說(shuō)“閃電”和 “雷聲”即 “雷電”。 ? （二）雷電的危害 ? 雷電的破壞作用主要是雷電流引起的，雷電流是一種沖擊波。圖 105是雷電流的波形圖。由放電開(kāi)始至雷電流最大值的時(shí)間為波頭，一般為 1～ 4μs 。而從最大值起到雷電流衰減到 ? /2的一段波形為波尾。雷電流的陡度 按其波頭增長(zhǎng)的速率來(lái)表示，即 ，雷電流陡度可達(dá) 50kA/μs以上，所以，雷電流是一個(gè)幅值很大，陡度很高的沖擊波電流。對(duì)電氣設(shè)備絕緣來(lái)說(shuō)，雷電流的陡度越大，由 可知 ,產(chǎn)生的過(guò)電壓越高 ,對(duì)絕緣的破壞性也越嚴(yán)重 圖 105 雷電流波形圖 ? 雷電的破壞作用有以三個(gè)方面： ? １ .直擊雷 ? 雷云與大地之間直接通過(guò)建 (構(gòu) )筑物、電氣設(shè)備或樹(shù)木等放電稱為直擊雷。強(qiáng)大的雷電流通過(guò)被擊物時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，而在短時(shí)內(nèi)又不易散發(fā)出來(lái)。所以，凡雷電流流過(guò)的物體，金屬被熔化，樹(shù)木被燒焦，建筑物炸裂。尤其是雷電流流過(guò)易燃易爆物體時(shí)，會(huì)引起火災(zāi)或爆炸；造成建筑物倒塌、設(shè)備毀壞及人身傷害的重大事故。直擊雷的破壞作用最為嚴(yán)重。 ? ? 當(dāng)有很強(qiáng)的帶電雷云出現(xiàn)在建筑物上空時(shí)，就會(huì)在建筑物上感應(yīng)出與雷云等量而異性的束縛電荷。當(dāng)雷云在空間放電后，空中的電場(chǎng)即消失，但在建筑物上聚集的電荷并不能很快泄入大地，殘留的電荷對(duì)地形成相當(dāng)高的電壓、它會(huì)造成室內(nèi)電線、金屬管道、金屬設(shè)備的空隙之間發(fā)生放電現(xiàn)象，引起火災(zāi)、爆炸、并危及人身安全。感應(yīng)雷形成見(jiàn)圖 106。 圖 106 雷云下儲(chǔ)油罐靜電感應(yīng) ? ? 當(dāng)雷云出現(xiàn)在架空線上方，在線路上因靜電感應(yīng)而聚集大量異性等量的束縛電荷，當(dāng)雷云向其它地方放電后，線路上的束縛電荷被釋放便成為自由電荷向線路兩端行進(jìn)，形成很高的過(guò)電壓，在高壓線路，可高達(dá)幾十萬(wàn) V，在低壓線路也可達(dá)幾萬(wàn) V。這個(gè)高電壓沿著架空線路、金屬管道引入室內(nèi)，這種現(xiàn)象叫雷電波侵入。如金屬設(shè)備接觸不良或有間隙，就會(huì)產(chǎn)生火花放電，引起火災(zāi)事故；如果沿線路串入電氣設(shè)備，就可能擊穿設(shè)備絕緣而損壞設(shè)備。 ? 雷電波侵入也可由線路上遭受直擊雷或發(fā)生感應(yīng)雷所引起。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，供電系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷害事故，在整個(gè)雷害故中占 50～ 70%，因此對(duì)雷電波侵入的防護(hù)應(yīng)予足夠的重視。 ? （三）雷電活動(dòng)的一般規(guī)律及易受雷擊的部位 ? 雷電活動(dòng)有一定的規(guī)律。從氣候上看，熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷電活動(dòng)多；從地域上看，山區(qū)比平原多；從時(shí)間上看，春夏、夏秋之交雷電活動(dòng)較多。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，容易遭受雷擊的部位有： ? 、突出部位。如水塔、煙囪、屋角、山墻、女兒墻等。 ? 不同屋頂坡度 (0176。、 15176。、 30176。、 45176。 )建筑物的雷擊部位如圖 107所示。圖中說(shuō)明，屋角與檐角的雷擊率最高。屋頂?shù)钠露仍酱螅菁沟睦讚袈室苍酱?，?dāng)坡度大于 40176。時(shí)，屋檐一般不再遭受雷擊。當(dāng)屋面坡度小于 27176。，長(zhǎng)度小于 30m時(shí)，雷擊點(diǎn)多發(fā)生在山墻，而屋檐一般不再遭受雷擊。 ? 接閃器、引下線和接地裝置，如圖 108。 108 煙囪的防雷系統(tǒng)示意圖 1— 接閃器 2－引下線 3－接地裝置 ? （一）接閃器 ? 用以接收雷電流的金屬導(dǎo)體叫接閃器。有避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等形式。 ? ? 避雷針是安裝在建筑物突出部位或獨(dú)立裝設(shè)的針形導(dǎo)體。通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。當(dāng)針長(zhǎng) 1m以下，圓鋼直徑為 12mm,鋼管管徑為 20mm；當(dāng)針長(zhǎng)為 12m時(shí)，圓鋼直徑為 16mm，鋼管直徑為 25mm；煙囪頂上的避雷針，圓鋼直徑為 20mm。當(dāng)避雷針較長(zhǎng)時(shí)，針體則由針尖和不同管徑的管段組成。 ? 避雷針對(duì)建筑物的防雷保護(hù)是一定范圍的。其保護(hù)范圍是以它能防護(hù)直擊雷的錐形空間來(lái)表示。 ? 這個(gè)錐形空間由新制訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ57修訂本參照國(guó)際電工委員會(huì) IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用“滾球法”來(lái)確定。 ? 所謂“滾球法”，就是選擇一個(gè)半徑為 （滾球半徑）的球體，沿需要防護(hù)直擊雷的部位滾動(dòng)，如果球體只接觸到避雷針或避雷針與地面，而不觸及需要保護(hù)的物體，則該物體就在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。 ? 單支避雷針的保護(hù)范圍， GBJ57修定本規(guī)定，應(yīng)按下列步驟確定，見(jiàn)圖 10－ 9。 ? （ 1）當(dāng)避雷針高度 時(shí)： ? ① 距地面 處作一平行于地面的平行線； ? ② 以避雷針的針尖為圓心 為半徑，作弧線交于平行線的 A、B兩點(diǎn)； ? ③ 以 A、 B為圓心， 為半徑作弧線，該弧線與針尖相交，與地面相切，由引弧線起到地面止的整個(gè)錐形空間就是避雷針的保護(hù)范圍； ? 圖 109 單支避雷針的保護(hù)范圍 1－ 避雷針 2－ 保護(hù)范圍邊界 3－ 平面上保護(hù)范圍的截面 ? 式中滾球半徑 可按表 10－ 2確定。 ? （ 2）當(dāng)避雷針高度 時(shí)： ? 在避雷針上取高度 的一點(diǎn)，代替避雷針的針尖作為圓心，其余的作法如 的作法。 ? 關(guān)于多支避雷針的保護(hù)范圍可參看 GBJ57修訂本或有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，此處從略。 ? ? 采用直徑不小于 8mm的圓鋼或截面不小于 48mm厚度不小于 4mm的扁鋼，沿建筑物易受雷擊的部位（如屋脊、女兒墻）裝設(shè)一周、高出屋面 100～ 150mm，支持卡間距離 1～，兩根兩行的避雷帶之間的距離要小于或等于 10m,并必須經(jīng) 1～ 2根以上的引下線與接地裝置可靠地連接，這樣整個(gè)屋面就認(rèn)為全部被保護(hù)了。圖 1010為避雷帶在女兒墻上的敷設(shè)示意圖，圖 1011為防雷平面圖。對(duì)于第二、三類建筑物避雷帶是作為防直擊雷的主要措施。 ? 對(duì)于第一類建筑物，避雷帶用作防雷側(cè)擊。例如，防雷規(guī)程規(guī)定，高層建筑中自 30m以上每 3層應(yīng)沿建筑物四周裝設(shè)避雷帶。該水平避雷帶可用 25mm 4 mm的扁鋼在結(jié)構(gòu)圈梁內(nèi)敷設(shè)，并應(yīng)與引下線焊接。 圖 1011 防雷平面圖 圖 1010 明裝避雷帶支持卡子做法 ? 1－ 8mm鍍鋅圓鋼 2－混凝土支座 ? 3－防雷帶引下線 ? ? 避雷網(wǎng)相當(dāng)于屋頂上縱橫敷設(shè)的避雷帶組成的網(wǎng)格。避雷網(wǎng)所需材料及做法基本與避雷帶一樣。 ? 第一類建筑物防直擊雷常采用避雷網(wǎng)。避雷網(wǎng)即金屬網(wǎng)格，分明網(wǎng)和暗網(wǎng)。層頂上的避雷網(wǎng)，如果是上人屋頂，可敷在頂板內(nèi) 5cm處；對(duì)于不上人屋頂，可敷在頂板上 15cm處。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格越密，可靠性越好。網(wǎng)格的密度視建筑物的重要程度而定，通常第一類建筑物的網(wǎng)格規(guī)定不大于10 m 10m，第二類建筑物的網(wǎng)格不大于 20 m 20m，如圖 1012所示， 即為避雷網(wǎng)的網(wǎng)格。 圖 1012中的 為引下線的間距，第一類建筑， m若為雷電活動(dòng)活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)， m； 第二類的建筑物的 m. 是裝在架空輸電線路上的導(dǎo)線 ,一般采用截面不小于 35mm2的鍍鋅鋼絞線。 圖 1012 屋頂避雷網(wǎng)做法 ? 此外，還有籠式避雷網(wǎng)，簡(jiǎn)稱避雷籠。避雷籠是籠罩著整個(gè)建筑物的金屬籠。對(duì)于雷電它起到均壓和屏蔽作用，任憑接閃時(shí)籠網(wǎng)上出現(xiàn)高電壓，籠內(nèi)各處電位相等，形成等位體。因此，籠內(nèi)人身和設(shè)備都是安全的。日本國(guó)的高大建筑物和我國(guó)廣州國(guó)際大廈都采用。 ? (二 )引下線 ? 是連接防雷裝置與接地裝置的一段導(dǎo)線。其作用是將雷電流引入接地裝置。一般可由圓鋼或扁鋼制成。圓鋼直徑不小于8mm；扁鋼截面不小于 48mm2,厚度不小于 4mm。 ? 引下線可明裝，也可暗裝。明裝時(shí)，必須沿建筑物外墻敷設(shè)。引下線應(yīng)在地面上 塑料管加以保護(hù)；在 。暗裝時(shí) ,可以利用建筑物本身的金屬結(jié)構(gòu) ,如鋼筋混凝土柱子的主筋作為引下線。但暗裝的引下線應(yīng)比明裝時(shí)增大一個(gè)規(guī)格，每根柱子內(nèi)要焊接兩根主筋，各構(gòu)件間必須連成電氣通路。屋內(nèi)接地干線與防感應(yīng)雷接地裝置的連接，不應(yīng)少于兩處。 ? （三）接地裝置 ? 將雷電流通過(guò)引下線引入大地的散流裝置稱為接地裝置。接地裝置由接地體和接地線組成。接地線是連接引下線和接地體的導(dǎo)線，一般用 =10mm的圓鋼制成。 ? 接地體可分為三類： ? 利用埋于地下的，有其它功能的金屬物體，作為防雷保護(hù)的接地裝置。比如： ? （ 1）直埋鎧裝電纜金屬外皮； ? （ 2）直埋金屬水管； ? （ 3）鋼筋混凝土電桿 ? 為節(jié)約有色金屬，降低造價(jià)，應(yīng)盡量利用建筑物中的結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地裝置。滿堂紅基礎(chǔ)最為理想。若為獨(dú)立基礎(chǔ)，則應(yīng)根據(jù)具體情況確定，以確保電位均衡，消除接觸電壓和跨步電壓的危害。 ? 專門(mén)用于防雷保護(hù)的裝置，分為垂直接地體和水平接地體兩類，如圖 1013所示。 ? （ 1）垂直接地體，可采用直徑 20～ 50mm的鋼管壁厚、直徑 19 mm的圓鋼或厚 3 mm寬 20 mm到厚 5 mm寬50 mm的角鋼做成。長(zhǎng)度分 2～ 3m一段，間隔 5m埋一根頂端埋深為 ～ 。用接地連接條或水平連接體將其連成一體。 （ 2）水平接地體可采用截面為 25 4～ 40 4mm2的扁鋼、截面 10 10 mm2的方鋼或直徑 8～ 14 mm圓鋼做成。埋深一半為 ～ 。 ? 埋接地體時(shí)，應(yīng)將周圍填土務(wù)實(shí)，不得回填磚石、灰渣之類雜土。通常接地體均應(yīng)采用鍍鋅鋼材。若土壤有腐蝕性時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大接地體和接地線的截面，并加厚鍍鋅層。各焊點(diǎn)必須刷樟丹油或?yàn)r青油，以加強(qiáng)防腐。接地電阻的數(shù)值應(yīng)符合規(guī)范要求。 ? 避雷接地裝置中，在遭受雷擊時(shí)，接地點(diǎn)的電位很高，人畜走近接地體時(shí)，會(huì)有觸電危險(xiǎn)，所以接地體應(yīng)設(shè)在很少有人通過(guò)的地方，并且與建筑物的水平距離 3m以下。避雷裝置的接地體要與其它裝置接地的接地體分開(kāi)獨(dú)立設(shè)置并且和其它接地裝置在空氣中的距離大于 5m；在地中的距離要大于3m。 ? 四、防雷措施 ? （一）防直擊雷的措施 ? 防直擊雷采取的措施是引導(dǎo)雷云與避雷裝置之間放電，使雷電流迅速泄入大地，從而保護(hù)建筑（構(gòu)）筑物免受雷擊。防直擊雷的避雷裝置有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線等。 ? （二）防雷電感應(yīng)的措施 ? 防止由于雷電感應(yīng)在建筑物上聚集電荷的方法，是在建筑物上設(shè)置收集并泄放電荷的裝置（如避雷帶、網(wǎng)）。防止建筑物內(nèi)金屬物上雷電感應(yīng)的方法，是將金屬設(shè)備、管道等金屬物，均通過(guò)接地裝置與大地作可靠的連接，以便將雷電感應(yīng)電荷立即引入大地，避免雷害。 ? （三）防雷電波浸入措施 ? 防止雷電波沿供電線路浸入建筑物內(nèi)，行之有效的方法是利用避雷器將雷電波引入大地。以免危及電氣設(shè)備。 ? 1. 配電線路全部采用地下電纜； ? 2. 進(jìn)戶線采用 50~100m長(zhǎng)的一段電纜； ? 3. 在架空線進(jìn)戶之處加裝避雷器。 ? 第一種方法最安全，但費(fèi)用高，故適用于重要的民用建筑的易燃易爆的大型工業(yè)建筑。后兩種方法不能完全避免雷電波的浸入，但可將引入的高電位限制在安全范圍之內(nèi)，實(shí)際中也廣泛采用。