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防雷工程培训教材概 述一、雷电的形成雷电是大气中的一种放电现象。在雷雨季节里，靠近地面的空气受热上升，空气中的水蒸汽的上升被带到高空。由于高空气温很低，水蒸汽遇冷凝结成小水滴飘浮在空中，这种悬浮状水滴的逐渐积累和增多，便形成浓积云，此外在高空中水平移动的冷气团或暖气团，在其前交界面上也会形成大面积的浓积云。观测证明：浓积云在形成过程中，某些云团带正电荷另一些云团则带有负电荷，它们对大地的静电感应使地面产生异性电荷，当这些云团电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云团与大地之间的电场强度足以使空气绝缘遭到破坏，从而开始游离放电，我们称这种游离放电为“先导放电”，云团对地面的先导放电是由云端向地面跳跃逐渐发展的，当它到地面时（地面上的建筑物、架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电，在主放电阶段里，由于导性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（几十几百千安），并随之发生强烈的闪光和巨响，这就形成了雷电。云与云之间的放电叫空中雷，也叫云际闪。云与地之间的放电叫落地雷，也叫云地闪。雷电的形成，常与地形、地貌、大气气流和地球纬度有关，一般山区比平原打雷多，低纬度地区比高纬度地区多，就我国来讲，广东的雷州半岛和海南岛一带雷电活动最强烈，平均每年的雷电日高达130多个，长江以北大部分地区多在2040个雷电日之间，西北地区20个以上，新缰地区则只有10个左右。二、雷害的三种形式：1、直击雷 2、感应雷（雷电波侵入） 3、地电位反击第一章 专业术语一、 直击雷直击雷属云地闪电，指雷云直接向地面、建筑物或其他金属体放电并产生力效应、热效应和电磁效应。雷电电磁场的放电极限为：均匀电场：2030kV/cm非均匀大气电场：3040kV/m，最高值500kV/m。二、 感应雷（或感应过电压）感应雷（或感应过电压）指雷电对导线或设备附近由静电感应或电磁感应而引起的过电压。三、 地电位反击指高电位向低电位击穿放电的一种放电现象，简称反击。四、避雷针避雷针（传统）1759年富兰林克林发明，将雷电引向自身，并把雷电流泄泄入大地，保护被保护物免遭直击雷击的一种针型避雷装置。避雷针实际上是引雷针。常规避雷针一般由圆钢或钢管组成，有铁塔型、管状型、针型等。五、 防雷装置由接闪器、引下线、接地装置、浪涌保护器（SPD）及连接导线组成。六、 接闪器直接接受雷击的避雷针、避雷线和避雷网等。七、 静电感应静电感应：由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云放电时，先导通道中的电荷（正负电荷）迅速中和。在导体上的感应电荷得到释放，并向导体两端流动，形成感应过电流和感应过电压。八、 电磁感应由于雷电电磁波对金属导线、管道的感应作用，形成感应过电流、过电压波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或破坏设备。运动导线在恒定电磁中切割磁力线，产生感生电流。不断变化的电磁场在导线上割切磁力线产生感应电流。九、 雷电浪涌 因雷电静电感应、电磁感应、直击雷产生的雷电过电流、过电压波在导线的传输称为雷电浪涌。十、 浪涌保护器（SPD） 泄放过电流、抑制过电压浪涌并起到保护设备作用的器件（用于防雷电浪涌的，俗称“避雷器”）SPD满足两个条件：泄放过电流；抑制过电压。十一、 接地装置接地体和接地线的总和。 接地体：埋入地中并与大地接触的金属导体。分为：水平接地体(如：扁钢­40×4) 垂直接地体(如：角钢L50×5×2500) 接地线：用于设备与接地体连接的线。十二、接地汇集环围绕机房或设备等作一闭合的与各种接地线相接的公共接地母线环。十三、环形接地装置围绕建筑物或其他设施四周，按规定深度埋设于地下的封闭环形接地体（含水平接地体和垂直接地体）。十四、联合接地将独立分开的防雷接地、工作接地、保护接地及其它金属接地系统联合接在一起。十五、接地电阻（R）接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆电阻： 工频接地电阻：按通过接地体流入地中工频电流求得的电阻。（R） 冲击接地电阻：按通过接地体流入中冲击电流（如实验电流）求得的电阻。（Ri）两者的关系：RARi，A为校正系数。（A13，当100.m时，A1）十六、土壤接地电阻率（）土壤接地电阻率：指1立方米的土壤呈现的电阻，单位：.m，不同的土壤值不同。土壤电阻率的大小只是说明在这个土壤环境下做地网，接地电阻下降的程度，在同等材料和工作量（地网占地面积及布置形式）下：，R相反，R。值与土壤的温度、含水量、水中含的电解物质（如酸碱性土壤）不同有关。十七、雷暴日雷暴日：指一年内响雷的天数，只要听到一声响雷，不管一天内打多少个雷，称为一个雷暴日，据规范记录，南宁的雷暴日数：88.6。为多雷区。 少雷区为：年平均雷爆日数不超过25天的地区； 多雷区为：年平均雷爆日数在2540天的地区； 高雷区为：年平均雷爆日数在4090天的地区； 强雷区为：年平均雷爆日数超过90天的地区。十八、过电压满足以下两个条件才称为过电压： 超过设备正常运行的最高电压； 对设备绝缘产生危险的电压。十九、SPD通流量（1）标称通流量InSPD在规定波形（如8/20s或10/35s波形）和放电电流强度下进行。正方向和负方向各五次的冲击而不损坏，则该电流强度即为SPD的标称通流量。（一般以kA单位，如1kA、10kA、100kA）（2）最大通流量ImaxSPD在规定波形的Imax一次电流冲击下，不损坏，则该电流强度为SPD的最大通流量。二十、残压SPD在放电电流通过期间，其接线端之间的电压峰值。二十一、导通电压当流过SPD达到1mA时，其接线端之间的电压峰值。二十二、泄漏电流当加到SPD两端的电压为导通电压的75，此时流过SPD的电流就是泄漏电流。二十三、SPD响应时间当流过SPD的冲击电流大于1mA，到器件开始动作的所用时间则为雷击响应时间，一般以nS为单位。二十四、接地 接地功能为（1） 工作接地：系统、设备正常运行需要的接地。（2） 保护接地：电器设备正常情况下不带电的金属外壳接地。（3） 重复接地：在中性点直接接地系统中，除中性点直接接地外，在中性线上有一处或多处接地的。（4） 防雷接地：用于泄放雷电能量的接地。（5） 等电位连接：等电位是用连线导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置，建筑物的金属构架、金属装置、外业的导体物、电气和电讯装置等连接起来。二十五、信息系统建筑物内许多类型的电子装置，包括计算机、通信设备、控制装置等的统称。信息系统的防雷一般指计算机、网络及其数据传输和采集系统的防雷。第二章 建筑物的防雷各类防雷建筑物应采取防直击雷和防感应雷（防雷电波侵入）的措施，并有良好的接地装置和可靠的等电位连接。建筑物的防直击雷措施一般采用避雷针、避雷带、避雷网等作为接闪器，雷电流经引下线通过接地网流入大地。建筑物的防雷类别不同，相应的防雷措施等级也不同。第一节 建筑物的防雷分类 根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果分为三类。一、第一类防雷建筑物：重要的易燃易爆建筑物1、凡制造、使用或储存炸药、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。2、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。3、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。如炸药库、大型油气站、大型油库、炼油厂等。总结：一类防雷建筑物雷电引起的事故将造成巨大的经济损失和大量的人员伤亡。二、第二类防雷建筑物： 1、国家级建筑物：如重点文物保护的建筑物、会堂、办公楼、国宾馆、档案馆、展（博）览馆、计算中心、通讯枢纽、大型火车站、大型城市的重要给水泵房等。2、一般的易燃易爆建筑物：制造、使用或储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；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；具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物；工业企业内具有爆炸危险环境的露天钢质封闭气罐。如加油站、小型液化气站、小弹药库等。3、N0.06次的省部级及人员密集的建筑物（如省委、车站、电影院、体育场馆、商场、展（博）览馆、学校、医院等）；4、N0.06次的一般建筑物（如高层建筑、45m或15层以上）。南宁的平均年雷暴日Td88.6，Td1.3340。例：计算机房、加油站、高层建筑。三、第三类防雷建筑物： 1、省级重点文物保护的建筑物、档案馆。 2、具有21区、22区、23区火灾危险环境的建筑物。3、0.012N0.06次的省部级及人员密集的建筑物（如省委、车间、电影院、体育馆、商场、展（博）览馆、学校、医院等）。4、0.06N0.3的一般建筑物。5、在平均年雷暴日Td15d/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；在平均年雷暴日Td15d/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。在南方地区，平均年雷暴日Td很大，基本都可以达到N0.06，因此一、二类以外的建筑物都算第三类，不受保护的空间都应做防雷工程。四、爆炸和火灾危险环境分区：1、0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；（煤矿、瓦斯）2、1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；（偶然出现）3、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；4、10区：连续出现或长期出现爆炸性粉尘环境；（工厂、绵纺厂、面粉厂）5、11区：有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境；（偶然）6、21区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境；（汽油、酒精）7、22区：具有浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境；8、23区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。（放棉花、纸仓库）第二节 建筑物预计年雷击次数根据预计年雷击次数的多少，可确定建筑物的防雷类别。雷击次数与建筑物的地理位置，气象环境等外面积有关。预计年雷击次数公式：NkNgAe校正系数K的值K值121.71.5地理位置一般情况旷野孤立建筑物金属屋面的砖木结构建筑物江河湖边、山坡下、地下水露头处、山顶、山谷风口、土壤电阻率小、特别潮湿：（指屋面金属不接地的情况下取1.7）如接地则K值为1。雷击密度：Ng0.024Td1.3Td年平均雷暴日数（以气象局公布的年雷暴日数为准，南宁的Td88.6，Td1.3340）Ae建筑物等效面积（1） 当H100m时，DH(200-H)AeLW+2(L+W) H(200-H) +·H(200-H)×10-6LW+2D(L+W) +D2 ×10-6 其中：H为楼高，L为长度，W为宽度（2） 当H100m时，DHAeLW+2H(L+W) +H2 ×10-6防雷类别和N值的对照表：二类三类无需设护省部级、公共场所N0.060.06N0.012N0.012一般建筑、住宅N0.30.3N0.06N0.06第三节 防雷装置一、接闪器1、 防雷装置包括外部防雷装置和内部防雷装置。接闪器、引下线、接地装置属外部防雷装置。电涌保护器、连接导体、屏蔽、等电位连接等属内部防雷装置。2、 接闪器包括独立避雷针、避雷针、避雷带（网）、避雷线、以及用作接闪器的金属屋面和金属构件。（1） 避雷针宜设在建筑物屋面的凸出处和拐角处，应使用热镀锌钢材，优先采用圆钢。避雷针材料针 高材 料 规 格圆钢(mm)钢管(mm)1m122012m1625烟囱顶上的针2040（2） 避雷带及网格：避雷带应沿屋角、屋脊、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设，避雷带宜明敷，并用支持卡固定，应使用热镀锌钢材，优先采用圆钢，暗敷时钢材截面积应加大一级。凸出屋面的金属物应与避雷装置连接。避雷带宜做成网格，也可利用天面板筋组成网格。（注：钢筋混凝土大楼不需做网格，只在女儿墙上做避雷带即可）避雷带材料避雷带材 料 规 格圆钢(mm)扁钢(mm)建筑物顶8-12×4烟囱顶12-25×4避雷带网格防雷类别避雷带网格尺寸（m）一类5×5或6×4二类10×10或12×8三类20×20或24×16二、避雷网引下线1、 引下线的设置：应沿建筑物四周均匀或对称布置，并宜设在拐角处，引下线间距按建筑物周长平均计算。防雷类别引下线间距（m）一类12二类18三类252、 引下线材料：宜利用钢筋混凝土结构柱内对角16的二条主筋（12的用四条，应作记号）作为引下线，利用柱筋作为引下线，要求从下到上连通，一直焊接到天面，每层楼中间用一个箍筋点焊连接。明敷引下线应使用热镀锌钢材，优先采用圆钢。引下线材料引 下 线材 料 规 格圆钢(mm)扁钢(mm)明敷8­12×4暗敷10­20×4烟囱12­25×43、 引下线应采用焊接。绑扎存在的问题：增大过渡电阻，相当于增长引下线，使引下线电压抬升增大，增加反击的危险。另外，绑扎存在接触不良好，会影响屏蔽效果。4、 当采用人工独立接地极时，引下线应在距地面1.8mh0.3m处设置断接卡，采用闭合环形接地体及柱筋做引下线时，可以不设断接卡只设测试抽头。5、 为防止机械损坏和人身接触电压危险，外敷引下线在近地面段应有保护措施。三、建筑物防雷接地装置1、 接地装置接地装置是接地极和接地线的总和。接地极是埋入土壤或混凝土基础中作散流用的导体。接地装置的作用是把雷电流从接闪器尽快地散逸到大地，因此对接地装置的要求是要有足够小的接地电阻和合理的布局（形式和面积）。（防止高电位）接地极分为自然接地极和人工接地极。房屋基础内的地极叫自然接地体；其他的叫人工接地体，人工接地体分为人工水平接地体和人工垂直接地体。 防雷接地、电气设备接地、弱电设备接地、直流接地宜共用同一接地装置，接地装置宜围绕建筑物敷设成闭合环形接地体，并宜形成网格，接地体距地面不小于0.5m2、 自然接地体有些人认为，在基础内的钢筋被混凝土包住，就不可能与大地导通，这样怎能起接地体的作用呢？事实上干燥的混凝土是不良导体。而含有水份4以上的混凝土却又是另一种情况，在制造钢筋混凝土基础的过程中，硅酸盐水泥和水互作用，干涸后，混凝土中存在着许多细小的分支毛细管，基础的混凝土与含水份的土壤接触时，毛细管将水分吸到混凝土里，使混凝土保持较高的含水量，从而起到良好导电作用。而防水水泥、铝酸盐水泥、矾土水泥及异丁硅酸水泥等人造材料水泥做成的钢筋混凝基础，不能做接地装置。3、 人工接地体人工水平接地体埋设深度不小于0.5m，人工垂直接地体长度为2.02.5m，人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为510m，当受地方限制时可适当减少。人工接地体应使用热镀锌钢材。在腐蚀性较强的土壤中，采取热镀锌等防腐措施或加大截面。人工接地体材料材 料 规 格圆钢(mm)扁钢(mm)角钢(mm)钢管(mm)10­40×4L50×50×5壁厚3.54、 接地电阻：接地极流入地中的电流与该电流在接地极上产生的电位升之比称为接地极的接地电阻。其实它是三部分电阻之和：第一部分是接地体金属物的电阻，第二部分是接地金属与大地的接触电阻，第三部分是大地的流散电阻。接地金属的电阻很小，可以忽略不计，金属与大地的接触电阻，可以通过增大接地触面积，换土等减小接触电阻至忽略不计，决定接地电阻的主要是流散电阻。接地电阻值接地类型冲击接地电阻（）防雷地一类二类三类101030电气设备接地4弱电设备接地4直流接地4共用接地4或15、 工频、冲击接地电阻流入接地装置的测量电流为工频电流时，所测得的接地电阻为工频接地电阻。流入接地装置的测量电流为冲击电流时，所得的冲击电压与冲击电流的比值，为冲击接地电阻。冲击接地电阻的概念：雷电是脉冲电流，在测量时，用冲击脉冲电流，所测得的冲击接地电阻，与土壤电阻率，接地金属的电感接地金属与大地之间的分布电容有关，而工频接地电阻则与电感和电容无关，因此冲击接地电阻，可以反映出接地体在雷电冲击下可能出现的最高暂达电位。6、 冲击电阻的换算接地装置冲击接地电阻Ri与工频接地电阻R的换算应接下式确定： RiR/A A是换算系数，一般A1。如果R合格，则Ri合格，就不需要换算；R不合格，就要换算。接地电阻过大时，可采取措施减少接地电阻值：（A）换土；（B）对土壤进行化学处理，常用的化学物有炉渣、木炭、氮肥渣、电石渣、石灰、食盐等，这种方法有腐蚀性；（C）利用长效降阻剂；（D）电解地极；（E）增加接地体，增加水平接地体长度或数量，形成闭合环形；增加垂直接地体的数量；（F）深埋接地体；（G）深井接地，有条件时尚可采用深井接地。7、 接地装置除了考虑电阻值外，接地体还需要一定的面积以利泄放雷电流（如：面积S80m2）。同时也要有一定的形式，如闭合环形、网格形等有利于均压，垂直接地体有利于尽快泄放雷电流，减少干扰。8、 为防止跨步电压对人身的危害，防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m。当小于3m时采取下列措施之一：（1） 水平接地体埋设深度不小于1.0m；（2） 水平接地体局部应包缘物，可采用5080mm厚的沥青层；（3） 采用沥青碎石地面或接地体上面敷设5080mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2.0m。四、施工注意事项1、 使用热镀锌钢材。2、 避雷针、避雷带、引下线安装要平、直。支持卡水平间距为1.0m，转弯处为0.5m，垂直为1.5m。避雷带转弯角应圆滑过渡，不能成锐角，过伸缩缝有补偿（弯拱）。3、 接地体埋深大于0.5m。4、 焊接长度：圆钢双面焊6d，单面焊12d，圆钢和扁钢6d。扁钢2d，焊接3个边。5、 焊口要涂防锈漆或沥青，在混凝土内的可不用处理。第四节 避雷针的保护范围根据滚球法计算避雷针的保护范围一、单根避雷针的保护范围1、 采用滚球法计算滚球半径：一类30m，二类45m，三类60m。雷电流值：一类200kA，二类150kA，三类100kA。2、 避雷针在地面的保护范围（如图2.1）（1）当避雷针的高度hhr时（hr为滚球半径）： 距地面hr处作一平行于地面的平行线； 以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的A、B两点； 以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面上就是保护范围。保护半径：r0=h(2hr-h) 图2.2单支避雷针保护范围的立体图（2）避雷针在hr高度的xx平面上保护半径rx：rxh (2hr-h) hx(2hr-hx)（3）当hhr时，在避雷针上取高度hr的一点代替单根避雷针针尖作为圆心。其余的作法同（1）的、项。3、 单根避雷针的设计思路：（1）已知针高h，求在建筑物高度hx平面上的保护半径rx。（2）已知建筑物高度，求针的高度h。4、 单根避雷针在建筑物顶部安装时，原则上应安装在建筑物的正中央或宽边中点，如安装在建筑旁，且接地为独立接地，距离应大于2，至少3m。否则会发生高电位反击（其中为土壤接地电阻率）。例1：有一个硝酸火药库，建筑物长9米，宽6米，高4.5米，求安装在建筑物宽边中央3米远的避雷针高度。解：确定防雷类别：hr30m（一类）根据建筑物的长（9米），宽（6米）、高（4.5米），求rx。rx3212212.37米根据rxh (2hrh) -hx(2hrhx)12.3760hh2 -4.5(604.5)h260h793.50由x(b±b24ac)/2a得h(60±6024×793.5)/2 h1=19.6020mh2hr(舍去) 避雷针的高度为20m，设独立地极。例2：已知一综合大楼，楼内有计算机房，楼高6层（层高3.5米），长12米，宽8米，楼顶正中央有1座10米高避雷针，求大楼是否在避雷针的保护范围？如不在保护范围，应安装多度的避雷针？解：确定防雷类别：hr45m（二类）求rx0，如果rx0rx，那么在保护范围内已知楼的长（12米），宽（8米）、高（20米）。r062427.2米h201030米，hr45米，hx20米rxh (2hrh) hx(2hrhx)30(9030) 20(9020)1800 1400 42.43-37.425m因rxr0，大楼不在避雷针的保护范围内。由r0h (2hh) hx(2hrhx)求得，hx39米避雷针的安装高度为（3920）19米。二、双根等高避雷针的保护范围（hhr）1、当双针距离D2r02h(2hrh) 时，应各按单根避雷针的方法确定；2、当D2r0时，可计算双针的保护范围，如图图2.3双支等高避雷针的保护范围 图2.4双支等高避雷针保护范围立体图图2.5双支等高避雷针在高度为hx平面上保护范围立体图（1）AEBC外侧的保护范围，按单根确定；（2）C、E点位于两针间的垂直平分线上，在地面每侧的最小保护宽度b。按下式计算：b0C0E0r02(D/2)2 =h(2hrh) (D/2)2（3）保护高度，在AOB轴线上，以O以圆心，R为半径作弧线。R(hrh)2(D/2)2 此引下线即为针的最高保护高度（4）在AOB轴线上，距中心线任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx。hxhr(hrh)2(D/2)2x2三、侧击雷当建筑物高度超过滚球半径时，应设均压环。应利用圈梁外层主筋焊接或用40×4的扁钢沿外墙敷设作为均压环，并与所有引下线焊接。外墙的金属门窗、栏杆、玻璃幕墙金属框架、广告架等金属物均应与均压环连接。竖向的金属管道、电梯导轨、接地干线应上下两端与防雷装置连接，尚应每20m与均压环连接一次。第五节 DK限流避雷针和常规避雷针的区别一、 常规避雷针在应用中存在的问题随着科学技术的进步，避雷针作为现代化的防雷手段，有其不完善的方面，对在实际应具中存在的问题归纳如下：1、 保护范围不十分肯定国内外不少防雷专家，对避雷针对被保护物有多大的保护距离，做了系统的研究得出的结论是：“对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域”。英国的BS6551法规曾指出：“经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区内的完整保护”。而德国防雷法规，则有意识地不引入避雷针保护范围的概念。从避雷针因侧击雷，绕击雷，造成事故的实例来分析，其保护范围是不十分肯定的。2、 感应过电压由于避雷针的引雷作用，所以雷击次数就会提高，当雷电被吸引到针上，在强大的雷电流沿引下线而流入大地过程中，雷电流周围形成的磁场会产生感应过电压，它与雷电流的大小成正比。而被保护物自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用，不能达到有效屏蔽，使被保护区的弱电设备因感应过电压而损坏。3、 反击问题当雷电被吸引到接闪器上，将有数十千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置，此时与引下线相连的金属物电位很高，若接闪器和引下线对被保护物之间的距离小于规定距离时，会由接闪器及引下线向被保护物发生反击，损坏被保护物。4、 接触电压和跨步电压受雷击的接闪器及引下线，在雷电流作用下，将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时，以雷电流入地点为圆心向外形成不同的电位，若跨入该区域会产生跨步电压。5、 打火花现象强大的雷电流在接地引线断线卡处易产生火花，还会在附近的金属开口环处产生火花，从而引起事故。二、 DK限流避雷针的工作原理和特点1、 雷电的波2、 工作原理 （1）等效原理图中z1、z2均为阻抗变换器。（2）正常时，z1 0、z2；（3）设雷电流I100kA（10/350s），击在针尖。由于z2，雷电流瞬间流经z1入地；（4） 当雷电流流经z1的时间约0.2s时，0.2s0.2sz1 ，z2 0 此时z1断开，z2导通，周而复始。（5） 对照雷电波形。发现：经过0.2s的时间，雷电流从强度0升到2kA左右，波形便衰减。下一个波形也一样，雷电流强度均在2kA左右，实验值为2.06kA。（6） DK限流避雷针能把100kA雷电流限制到约2kA入地，起到限流作用。3、 特点（1） 限流：100kA2.06kA；（2） 无绕击、侧击现象；（3） 入地电流小，减少了大电流入地形成的电位差而出现的反击现象；（4） 减弱了因引下线出现的大电流而形成的感应过电压现象；（5） 无跨步电压；（6） 保护范围大，保护角72°。第六节 建筑物的防雷设计一、 建筑物防雷设计的依据根据GB50057建筑物防雷设计规范并认真调查建筑物的下列情况：1、建筑物所处的地理位置：如高山、城市、河边、湖边等。2、地质：如酸性土壤或碱性土壤、风化石等。3、土壤环境：（测值）4、气象：如处于哪类雷区，多雷区、少雷区、雷暴日数等。5、雷电活动的规律。6、建筑物的外形特征：如圆形或方形。二、综合办公大楼建筑物防直击雷设计（一） 传统的防护办法1、根据建筑物防雷类别，采用热镀锌圆钢在大楼顶的女儿墙上做避雷带或避雷网，并利用大楼主钢筋作为引下线，与大楼基础地网相连，形成笼式避雷网。2、在大楼顶立传统避雷针，并按滚球法计算保护范围。在做建筑物防雷设计时，传统的防护方法虽有不完善的之处，由于造价低廉，在做住宅楼防雷时，可采纳此方法。但是，如果建筑物里有耐压低，高、精、尖的电子通信设备时，传统的避雷措施是不能对电子设备起到任何保护作用，雷击时可能造成设备损坏，火灾甚至引起人身伤亡事故。（二） 采用高科技防护办法建筑物防雷措施在满足GB5005794的前提下，在楼顶安装DK限流避雷针，主要用于保护楼顶卫星天线等通信设施免遭直击雷击，并减弱入地雷电流强度。第七节 油气站防雷一、 罐区防雷1、 大型罐区按一类防雷，中小型罐区按二类防雷。2、 金属油罐壁厚4mm时，应有防直击雷装置。壁厚4mm时，可不装设防直击雷装置，在多雷区（年平均雷暴日40天的地区），仍宜装设防直击雷装置。3、 金属油罐必须有环型防雷接地，接地点不少于两处，其弧形间距不大于30m，接地体距罐壁的距离3m。4、 浮顶金属罐可不装设防直击雷装置，但必须有两根截面积25mm2的软铜绞线将浮顶与罐体作电气连接，连接点不少于两处。5、 金属油罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔等金属附件必须等电位连接。6、 人工洞石油库罐的金属呼吸管和通风管的露出洞外部分，应有独立避雷针，其保护范围应高出管口2m。7、 金属油罐应有防静电接地。地上或管沟敷设的石油管线的始端、末端，应有防感应雷和防静电接地。卸油场地应有防静电接地，加油机应有防静电接地。8、 输油管路的法兰、阀门的连接处，应有金属跨接线。当法兰用5根以上螺栓连接时，法兰可不用金属线跨接，但必须构成电气通路。9、 进入人工洞石油库的金属管路，当洞外埋地长度50m时，可不设计接地装置；当洞外不埋地或埋地长度50m时，在洞外应有两处接地，接地点间距100m。10、 电源线路应有防感应雷措施。进入人工洞石油库的电力和通信线路应用铠装电缆埋地50m引入洞内，并安装防爆型电源避雷器。将金属铠装层、电源避雷器、瓷瓶脚作电气连接并接地。二、 建筑物防雷1、 加（卸）油棚按二类防雷，引下线间距按加（卸）油棚周长计算。办公用房按三类防雷。2、 接地电阻的测量，油罐和防雷地接地电阻10，防感应雷和防静电接地电阻30，卸油防静电接地电阻100，电气接地电阻20。3、 防雷接地、电气设备接地、防静电接地、防感应雷接地宜共用同一接地装置。防雷地为单独地时，与其它接地装置的距离不小于3m。第三章 防雷电感应措施雷电感应过电压通过电源线或信号线进入计算机网络系统或其他电气设备，使系统瘫痪和设备损坏。因此，应在电源线或信号线上采取有效防雷措施。第一节 计算机网络一、 计算机网络的分类1、 什么是计算机网络定义：凡是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线连接起来，并配置网络软件以实现计算机资源共享的系统。一个计算机网络必须具备下列三要素：（1） 至少有两台具有独立操作系统的计算机，且相互间共享资源的需求；（2） 两台（或多台）计算机之间要有通信手段将其互连；（3） 两台（或多台）计算机之间要有通信的规则。2、 计算机网络的分类（1） 局域网（LAN，local area network）：是计算机通信的一种形式，也称局部网，由一组相互连接的具有通信能力的个人计算机组成。它一般用于有限距离内计算机之间数据和信息的传递。有限距离通常指10公里范围内的大楼或紧邻的大楼之间的距离。（如校园网等）（2） 城域网（MAN, melroploliten area network）：比局域网大一些，它的大小通常覆盖一个地区或一个城市，其地理范围从几十公里到上百公里，故又称城市网、都市网。（如城市内各银行网点）（3） 广域网（WAN，wide area network）：是一个非常大的网络，它可以把众多的区域网、局域网连接起来，也可以把全球的区域网、局域网连接起来。在广域网功能和作用的影响下，派生出企业网和全球网。二、 常见几种局域网拓外结构与类型1、星型结构（校园网、企业网等为最常用网型）工作站工作站工作站中央节点工作站文件服务器注：中央节点，如交换机；工作站，如HUB或终端设备或PC机2、环型结构工作站工作站工作站文件服务器3、总线结构工作站文件服务器工作站工作站工作站终结器终结器4、树形结构（大型工厂最常见）节 点节 点节 点节 点节 点节 点节 点节 点节 点三、 网络设备及连接线1、 常用传输介质和接口形式（1） 双绞线：分为五类线、超5类线，屏蔽和非屏蔽（UTP）。常用的为非屏蔽超5类双绞线，一根UTP电缆中共有8根芯线，分为四对，每对两两对绞，颜色分别为蓝、橙、绿、棕。传输速率有10Mb/s100Mb/s，计算机网络接口为 RJ-45，电话插座对外接口为RJ-11。（2） 同轴电缆分以太网同轴电缆，有线电视同轴电缆和微波同轴电缆。以太网的同轴电缆分细缆和粗缆，细缆的传输速率10Mb/s，长度185330m，用于楼内交换机之间通信。型号为RG58，特性阻抗50。接口为BNC。以太网粗缆的传输速率为10Mb/s，长度5001000m，用于楼间信号传输。型号为RG8或RG11。特性阻抗50。接口为V35。有线电视电缆：特性阻抗75，缆线的种类有5线、7线、9线、12线，接口型号多为F头。微波（卫星）电缆。（类似于有线电视电缆）（3） 光纤光纤只能单向传输，要双向传输，必须成对出现，一个输入，一个输出。（4） RS232接口：DB25（25芯）和DB9（9芯）。（5） 光端机网卡接口：DB15。2、 常用网络设备（以下设备为雷电防护主要对象）（1） 网络适配器：网卡。PC机和服务器的连接设备。（2） 集线器（HUB）：类似配线架。作为网络传输介质间的中央节点，它克服了单一道路的缺陷。还具有中继器、网络管理、可叠堆等功能。（3） 交换机（SWITCH）：一个局域网的核心设备，实现各个工作站之间交换连接。（机房防雷的重点）（4） 调制解调器（MODEM）：俗称猫，实现A/D或D/A转换的设备。主要是将数字信号调制到载波上传输及将接收到的信号解调。（机房防雷的重点）（5） 中继器：把信号放大以传输更远的距离。类似放大器（在户外易受雷击）。（6） 路由路：用于连接多个逻辑上分开的网络的设备，逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时可通过路由器来完成。路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互连环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。（大型机房内的通信设备，防雷重点）四、 通信线路1、 传输方式（1） 有线通信：电缆、光纤。（2） 无线通信：微波、卫星、短波、甚高频、无线扩频等。2、 几种常见的通信方式（做防雷设计时应在以下通信线上安装信号SPD）（1） 电话线：通过调制解调器将数字信号转换成模拟信号在电话网上实现计算机之间数据通信。工作电压48V（无拨号功能，有拨号为200V）。（2） X.25线：是将数据存储在交换机内的存储器里，进行分组后在网内传送的通信方式，工作电压5V。（3） DDN线：是同步数据传输网，采用数字时分复用技术，不具备交换功能，但利用交叉连接技术具有信道交换功能网络通信方式，具有传输速率高、误码率低的特点。同步传输数字信号