【正文】 雷電的危害 1 防雷技術(shù)的發(fā)展 5 工房危險因素分析 5 工房防雷等級的劃分 6 第一類建筑物防直擊雷技術(shù)要求 6 第一類建筑物防感應(yīng)雷技術(shù)要求 7 第一類建筑物防雷電波入侵的技術(shù)要求 8 3 危險品工房直擊雷的防護(hù) 9 工房落雷頻率計算 9 危險品工房直擊雷的防護(hù)設(shè)計 12 接閃器的設(shè)計 15 接地裝置的設(shè)計 15 現(xiàn)代的防雷器的發(fā)展 17 雷電電磁脈沖簡介 17 浪涌保護(hù)器 19 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 第 II 頁 5 防雷裝置管理 20 防雷檔案管理 20 防雷裝置的檢測 雷電是一種典型的天然強(qiáng)電磁脈沖，據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)每秒約發(fā)生 100 次閃電過程。因此，在放電通道周圍會產(chǎn)生強(qiáng)大的電 磁感應(yīng)效應(yīng)、熱效應(yīng)、電動力效應(yīng)、高電壓波入侵和電磁輻射效應(yīng)，對附近的建筑物、人員和電子設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅 [2]。雷電的具體危害表現(xiàn)如下： (1)雷電 流高壓效應(yīng)會產(chǎn)生高達(dá)數(shù)萬伏甚至數(shù)十萬伏的沖擊電壓，如此巨大的電壓瞬間沖擊電氣設(shè)備，足以擊穿絕緣使設(shè)備發(fā)生短路，導(dǎo)致燃燒、爆炸等直接災(zāi)害。 (3)雷電流機(jī)械效應(yīng)主要表現(xiàn)為被雷擊物體發(fā)生爆炸、扭曲、崩潰、撕裂等現(xiàn)象導(dǎo)致財產(chǎn)損失和人員傷亡。 (5)雷電流電磁感應(yīng)會在雷擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場，其感生出的電流可引起變電器局部過熱而導(dǎo)致火災(zāi)。 國內(nèi)外關(guān)于雷電防護(hù)的研究 國內(nèi)對防雷技術(shù)發(fā)展的研究及現(xiàn)狀：自從 1990 年，國際電工委員會頒布了建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn) IEC 10241，正式定義了雷電流標(biāo)準(zhǔn)波形和參數(shù)，作為防雷研究的依據(jù)，規(guī)定了用峰值電流 I、電流上升率 、 波頭（或者波前）時間 T1 、半峰值中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 第 2 頁 共 25 頁 時間 T2 描述電流 [3]。 1998 年 — 20xx 年期間，受國家電力公司的委托，由廣東電力試驗研究所牽頭與原中國科學(xué)院蘭州高原大氣物理研究所及武漢水利電力大學(xué)合作在廣東從化（ 19981999）及韶關(guān)地區(qū)（ 199920xx）進(jìn)行了火箭引雷試驗，對閃電通道底部電流進(jìn)行測量，并研究半導(dǎo)體消雷器的防雷效果 [4]。前者是傳統(tǒng)的引雷方式，可以模擬高層建筑物激發(fā)的上行雷；后者稱為空中引雷方式，可以模擬下行雷與地面目標(biāo)的連接，試驗共取得 5 次成功，其中有 3次空中引雷被高速攝像機(jī)記錄到， 1999 年實驗地點(diǎn)與 1998 年相同，重點(diǎn)是研究半導(dǎo)體消雷器的防雷效果，共有效發(fā)射 20發(fā)火箭，都是采用鋼絲經(jīng) 6m 的尼龍線和消雷器相連接的方式以保證人工引雷能擊中消雷器，試驗記錄到有意義的數(shù)據(jù)和圖像一共 11次，其中 8次成功地將雷電網(wǎng)地電位升高，快慢電場變化高速攝像等一批綜合觀測資料。 20 世紀(jì) 90 年代以后，防雷工程主要致力于改進(jìn)避雷裝置以減小雷電流峰值和上升率，減弱電磁輻射 [5]。美國國家航天局在 20 世紀(jì) 80 年代中期就將雷電預(yù) 警系統(tǒng)用于航天器材發(fā)射。 防雷技術(shù)的 發(fā)展 近代雷電發(fā)展是從 1752 年富蘭克林發(fā)明了尖頭避雷針到科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)大氣電場的存在，以及對大氣電場從定型到定量的轉(zhuǎn)變，加之科學(xué)家們的不斷努力，最終奠定了現(xiàn)代雷擊及其電磁脈沖防護(hù)的理論基礎(chǔ) [5]。 原始的防雷技術(shù)是在線路或設(shè)備上人為地制造絕緣 薄弱點(diǎn)即間隙裝置，間隙的擊穿電壓比線路或設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平低，在正常運(yùn)行電壓下間隙處于隔離絕緣狀態(tài)，雷電過電壓下間隙擊穿接地，放電降壓而起到保護(hù)線路或設(shè)備絕緣的作用。管型避雷器，是一種具有噴氣熄弧功能的間隙裝 置，它有內(nèi)外兩個間隙，外間隙類似保護(hù)間隙，兩極均固定在絕緣件上，內(nèi)間隙置于避雷器管內(nèi)，當(dāng)雷電過電壓內(nèi)外間隙擊穿時，雷電流和工頻短路電流經(jīng)管內(nèi)壁接地，管壁物質(zhì)受熱氣化，有較大壓力氣體經(jīng)內(nèi)間隙噴出管外，強(qiáng)制間隙熄弧。另外管型避雷器多次動作后，管內(nèi)徑會逐漸增大，熄弧能力會下降甚致消失。而對于電氣設(shè)備防雷多采用閥型避雷器，它像似帶有自動閘閥器具，在過電壓下自動開閘泄流降壓，恢復(fù)運(yùn)行電壓時閉閘斷流，這種保護(hù)作用是靠避雷器內(nèi)電阻元件的限流限壓作用實現(xiàn)的，過電壓下電阻元件可將雷電流限制在 5kA 內(nèi)，電壓（即中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 第 4 頁 共 25 頁 殘壓）限制在設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平以下；有些電阻元件在運(yùn)行電壓下仍有電流（即續(xù)流）通過，長時續(xù)流會使其損壞，故一般需加串聯(lián)間隙隔離運(yùn)行電壓，并靠間隙滅弧和 切斷續(xù)流。閥型避雷器的發(fā)展已有幾代產(chǎn)品。 本課題研究的目的和 意義 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，危險品已經(jīng)深入我們的日常生活中。 危險品是指易燃、易爆、有強(qiáng)烈腐蝕性的物品的總稱。 不僅僅產(chǎn)品是危險的，而且它們的生產(chǎn)過程也是相當(dāng)危險的，因此一旦此類工廠發(fā)生事故，那將造成不可估量的損失。因此，在放電通道周圍會產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁感應(yīng)效應(yīng)、熱效應(yīng)、電動力效應(yīng)、高電壓波入侵和電磁輻射效應(yīng)，對附近的建筑物、人員和電子設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅 ，對于現(xiàn)代工業(yè)的危險品工房來說，其一 生產(chǎn)量大；其二現(xiàn)代化的生產(chǎn)機(jī)器比較多，比如半自動化，自動化的生產(chǎn)機(jī)器等等。必須保證此類工房的安全性質(zhì)。里面的一切操作均由操作手進(jìn)行操作，人利用控制室里的設(shè)備進(jìn)行操作。 TNT 的熔點(diǎn)只有 80℃可做溶劑，加入 HMX 可提高威力，在裝藥時裝藥過程抽真空以消除缺陷，防止炸藥后出現(xiàn)氣泡或者產(chǎn)生裂紋。這條生產(chǎn)線實現(xiàn)了半自動化生產(chǎn)，但是仍需要人的干預(yù)，總控制室在土圍外。由于威力大，常用來做副 起爆藥 。 它 是一種帶 苯環(huán) 的有機(jī)化合物，溶點(diǎn)為攝氏 81 度。它經(jīng)由甲苯的氮化作用而制成。 其 分子量 。蒸汽壓 (82℃ )； 熔點(diǎn) ℃ ； 沸點(diǎn) 280℃ (爆炸 )； 溶解性 :不溶于水，微溶于乙醇，溶于苯、芳烴、丙酮 ； 密度 :相對密度 (水 =1)。 RDX：黑索金作為一種高能單質(zhì)炸藥，具有威力大，猛度高，化學(xué)安定性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于制造雷管、傳爆藥和導(dǎo)爆索。純的黑索金的熔點(diǎn)為： ～ 205℃，壓藥密度為 ? 時，爆速達(dá)到 8600m/s，是最好的高能炸藥之一。 AL：鋁有很大中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 第 6 頁 共 25 頁 的能量，能釋放出很多的熱量。其一旦被引燃，將或造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡?？偪刂剖覜]有危險作業(yè)，其中有一臺大型電電磁的電子設(shè)備，主要 需要進(jìn)行 防雷電感 應(yīng)以及防雷電波入侵 的設(shè)計 。 （ 2） 具有 0 區(qū)或 10 區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。 凡是滿足上述要求的建筑物都屬于第一類防雷建筑物。如火炸藥生產(chǎn)車間、乙炔站、電石庫和汽油提煉車間等 [7]。 第一類防雷建筑物防雷技術(shù)要求 第一類建筑物防直擊雷技術(shù)要求 （ 1）裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線，使被保護(hù)建筑物及突出屋面的物體（如風(fēng)帽、放散管等）均處于被保護(hù)范圍之內(nèi)；對排放有爆炸危險性氣體或粉塵的管道，保護(hù)范圍應(yīng)高出管頂 2m 以上。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 第 7 頁 共 25 頁 （ 2） 對于難以裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線的場所，可在建筑物上裝設(shè)避雷針或沿整個屋面裝設(shè)網(wǎng)格不大于 6 6m 的避雷網(wǎng)。對排放爆炸危險性氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥及排風(fēng)管等，管頂及附近避雷針針尖應(yīng)高出管頂 3m 以上，保護(hù)范圍應(yīng)高出管頂 2m 以上。接閃器與雷閃的接觸點(diǎn)應(yīng)設(shè)在上述空間之外。 （ 5） 獨(dú)立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網(wǎng)的各支柱處應(yīng)至少設(shè)一根引下線。 第一類建筑物防感應(yīng)雷技術(shù)要求 （ 1）建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外表、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風(fēng)管等金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。對于現(xiàn)場澆制的或由預(yù)制構(gòu)件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋宜綁扎或焊接成閉合回路，并應(yīng)每隔 18— 24m 采用引下線接地一次。 （ 4）對于平行敷設(shè)的長金屬物體，當(dāng)凈距離小于 100mm 時應(yīng)每隔 20～ 30m 用金屬線進(jìn)行跨接；交叉凈距離小于 100mm 時也應(yīng)用金屬線跨接；當(dāng)管道連接處不能做到保持良好金屬連接時，也應(yīng)用金屬線跨接。 （ 2）采用長度不小于 50m 的金屬鎧裝電纜直接埋地引入，入戶處電纜金屬外皮與防雷電感應(yīng)接地裝置相連，電纜與架空線路連接處裝設(shè)閥型避雷器，并與電纜金屬外皮和絕緣子鐵腳一起接地，且沖擊接地電阻不應(yīng)大于 10Ω。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 第 9 頁 共 25 頁 3 危險品工房直擊雷的防護(hù) 工房平面圖 要對一個建筑進(jìn)行防 雷設(shè)計，必須了解其規(guī)模大小，包括最基本建筑的長、寬、高，以及功能分布。平面圖如圖 所示： 工房落雷頻率計算 雷電發(fā)生的頻率是對雷電防護(hù)的一個至關(guān)重要的數(shù)據(jù)資料，每個國家的不同地區(qū)每年的落雷概率是不一樣的，我們可以根據(jù)各個地區(qū)的不同情況，來針對其特點(diǎn)制定相應(yīng)的防雷條框，根據(jù)這個來設(shè)計進(jìn)行防雷工程。 易于受雷擊的部位主要包括以下幾方面： (1) 缺少避雷設(shè)備或避雷設(shè)備不合格的高大建筑物、儲罐等； （ 2） 沒有良好接地的金屬屋頂； （ 3） 潮濕或空曠地區(qū)的建筑物、樹本等； （ 4） 由于煙氣的導(dǎo)電性，煙囪特別易遭雷擊； （ 5） 建筑物上有無線電而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方 [911]。a ） a］； Ae —— 與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（ km2）。那么，什么是雷暴日呢？即以一年的當(dāng)中該地區(qū)有多少天發(fā)生人耳能聽到雷鳴來表示該地區(qū)的雷電活動強(qiáng)弱，雷暴日的天數(shù)越多，表示該地區(qū)雷電活動越