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雷电反击、绕击和侧击的防护措施

发布于:2015-08-01 09:55:01 来自:电气工程/防雷减灾 [复制转发]
1 前言

雷电反击是指遭受直击雷的金属物体,如接闪器、接地引下线等,在雷击瞬间产生强大的雷电流流入大地时,在它的引下线、接地体产生很高的电压,对周围的金属物体、 电气设备、线路、人身之间产生巨大的电位差,这个电位差会引起击穿。损坏设备和危及人身安全,这种现象称之雷电反击。

雷电绕击是指过高的避雷针在其保护范围内的物体直接遭受雷击的现象。

高层建筑物顶安装的避雷针高度超出所对应滚求半径或者建筑物的高度超出了所选滚求半径,都会产生侧击现象。本文重点讨论各种雷电闪击的防护措施。

2 雷电闪击的种类

雷电闪击有多种形式,地网击穿型反击、地网高电压侵入型闪击、雷电流侵入型闪击、雷电绕击型闪击、高层建筑物侧击雷、雷电滑闪型侧击等。

本文重点讨论各种雷电反击、闪击的防护措施。

3 地网击穿型反击

参考文献[1]中4.2.1之8规定:第一类防雷“独立接闪杆、架空接闪线、或架空接闪网应设独立接地装置,每一引下线接地电阻不宜大于10Ω。”按照规定,防雷电感应接地应该与防直击雷接地装置分开。如果防直击雷接地装置与防雷电感应接地装置之间距离太近,当防直击雷接闪器雷击接闪瞬间,接地装置瞬间地电位很高。由于两地网之间产生很高电位差而击穿。参考文献[2]2.10.2指出:“防直击雷引下线与附近的导电物体沿地表面击穿的距离大于地下土壤击穿的距离”。当两地网之间距离小于击穿距离时,地网击穿后,防雷电感应接地装置瞬间出现高电位,沿接地线侵入设备,雷电的电能在设备接地点变成热能,将设备内接地的元器件烧毁。此种雷电反击参考文献[2]称之为击穿型热崩溃。

3.1 地网击穿型反击防护措施

通常采取两种措施:一是作等电位联结,用金属导体将两个金属导体连接起来,使其接闪时电位相等;二是地网之间距离大于击穿距离,按参考文献[5]规定两者之间距离应大于5m。

4 地网高电压侵入型反击

参考文献[1]中4.3.4规定:第二类防雷“外部防雷装置应和防闪电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置”,当防直击雷接闪器雷击接闪瞬间,接地装置瞬间地电位很高。防雷电感应接地同时出现高电位,沿接地线侵入设备,雷电的电能在设备接地点变成热能,将设备内接地的元器件烧毁,称之为侵入型“热崩溃”。

地网高电压型反击的防护措施。外部防雷装置应和防闪电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地装置分开,两地网之间距离,按文献[5]中击穿距离规定应大于5m.

5 雷电流侵入型闪击[3]

雷电波沿电源供电线路、通信线缆、天线馈线等金属管线侵入室内,发生闪击而造成的雷击事故。

文献[4]中记载,2005年4月8日约20时,鄂州市碧石镇卢湾村采石场1名35岁的男性职工在一平房住宿处给手机充电时接打电话遭雷击身亡。此次雷击事故的原因就是雷电波沿电源馈线侵入,雷电流沿手机充电线至身体入地,雷电流流经身体内心脏至人死亡。

雷电波侵入型雷击的防护措施主要防护措施是躲避;其次是按规范采取雷电防护措施。

(1)参考文献[1]中4.2.3之1,室外低压配电线路应全线采用电缆埋地敷设,在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位联结带或防闪电感应的接地装置上。

(2)参考文献[1]中4.2.3之2金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。

(3)电缆与架空线连接处应装置户外型浪涌 保护器

(4)参考文献[1]中4.2.3之6,当通信线路采用钢筋混凝土杆的架空线时,应使用一段护套电缆穿钢管埋地引入,其埋地长度不应小于15m.

6 雷电绕击型闪击

雷电绕击是指过高的避雷针在其保护范围内的物体直接遭受雷击。即雷电不打在接闪器上,而击中其针尖下部(一般称为引下线)。

绕击型雷击事故举例[1]:雷击是高压及超高压输电线路的主要事故之一。尽管输电线路雷击跳闸绝大部分有很高重合成功率,但因在切除和重合的过程中,会对系统产生不同程度的扰动,尤其是对于日益庞大的系统的安全稳定运行会产生很大影响。

雷击绕击的防护:近来实践证明[6]接闪系统保护范围内被保护物材料、形状、数量等均影响影响着保护范围的绕击率。这些诸多因素是不确定的,随机性的。杆塔高度、地面倾角、线路保护角、线路绝缘强度等对输电线路绕击耐雷性能。所以,雷电截闪系统高保护范围大,但是过高雷电绕击率增加,因此,截闪系统不宜过高,一般选用不超过30m.

在220kV线路杆塔上采取装设负角保护针的措施[7],有效地防止了输电线路遭受雷电绕击,大大地降低了线路跳闸率,提高了输电线路安全运行水平。

7 高层建筑物侧击雷的防护[1]

由于建筑物高度大于所选滚求半径而产生的一种雷击现象。

一般来说,如果避雷针的高度超出所对应滚求半径或者建筑物的高度超出了所选滚求半径,都会产生侧击现象。如果避雷针的高度超出了对应的滚求半径,依然能起到接闪的作用,也并不是一种浪费,这反而增加了雷击的概率,从而主动的引雷。而过高的避雷针在充当接闪器的同时,也做了引下线的作用,从而改善保护。现代建筑中防侧击雷的一种重要措施就是在超出滚求半径高度的建筑物周围做防侧击雷的避雷带(暗敷)。

高层建筑物雷电侧击的防护措施包括以下几项内容。

(1)用于高层建筑防侧面闪络的接闪器

非分离型LPS(Lightnng Protection Squstem)引下线及环形导体的配置。参考文献[6]5.3.3中规定,一个非分离型LPS,引下线的数量不应少于2根,且应分布在受保护建筑物的周围,引下线最好围绕建筑物周边等间隔设置。各类LPS的引下线之间及环形导体之间的典型距离见下表,值得注意的是环形导体之间的典型距离要求是新增措施的标准。

(2)高层建筑物防侧面闪络的防护措施

参考文献[6]中对高层建筑物防侧面闪络的防护有了明确的规定。指出高于60m的建筑物,侧面可能会发生闪络。特别是表面的角、点及边缘。高层建筑物的防护措施:一是引下线的配置,二是环形导体的配置,三是附录A.2采用滚球法定位接闪器(见图1)。

如图1的高层建筑侧面示意图所示,采用滚球法 (滚球半径为rh)接闪器系统的设计的直击雷防护接闪系统。

这里应用了一个等电位环应引起注意,引下线之间的隔离距离符合上表中的要求。

参考文献[6]图2中,高度达60m平顶、安装的屋顶装置的木质或砖质建筑物的外部LPS系统,屋顶固定装置位于受保护空间内,高层建筑与所有引下相连的环形导体可安装在建筑物的正面环形导体间的距离见上表,滚球半径平面以下的环形导体可作为等电位联结。

8 雷电滑闪型侧击

在某种情况下,雷电沿地表面上“滑闪”会出现闪络,造成物质损坏危及人身安全。

产生原因:雷闪时,雷电流在防雷保护装置的引流体和接地装置上产生很高电位,若引流体瞬间暂态电感很大,接地装置冲击接地阻抗很高的情况下,可能引流体与被保护物之间出现很高电位差,沿地表面将空气击穿,损坏设备和危急人身安全,文献[6]称之为“滑闪”型闪击,损坏设备及危急人身安全。

(1)引流体应采用截面积大40×4的扁钢,以减小引流体瞬间暂态电感,以减小瞬间阻抗,降低接地的高电位。

(2)接地装置的冲击接地阻抗满足设计方案要求,应小于4或更小,以引流体与被保护物之间出现很高电位差。

(3)使引流体与被保护物之间的距离尽量大,应满足规范关于击穿距离的要求,应大于2m.

9 结束语

本文所讨论的地网击穿型反击、地网高电压侵入型反击、电流侵入型闪击、雷电绕击型闪击、雷电滑闪型侧击的防护措施,在设计方案、施工现场都可以实施。

但是,高层建筑物侧击雷的防护措施,参考文献[6]5.3.3中规定,一个非分离型LPS,引下线的数量不应少于2根,且应分布在受保护建筑物的周围,引下线最好围绕建筑物周边等间隔设置。各类LPS的引下线之间及环形导体之间的典型距离要求,施工现场无法实现。只有新建项目由建筑设计院按防雷规范设计、施工中,有高层建筑物防侧击雷措施,使引下线之间及环形导体之间的满足距离要求;或者防雷专业设计、施工单位与新建项目施工单位施工中同步进行,完成高层建筑物防侧击雷的措施施工。

全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • 莫下雨
    莫下雨 沙发
    mark下,:)
    2017-11-08 10:11:08

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    赞同0
  • 希望在前方
    路过,看看
    2016-06-25 00:15:25

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这个家伙什么也没有留下。。。

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