防雷（課堂PPT）

1、1防雷知識簡介防雷知識簡介 雷電的形成（略） 雷電的危害 日常室外防雷注意事項 防雷的原理 雷電綜合防雷措施 防雷裝置介紹 本公司防雷檢測項目介紹2雷電的形成（略）3雷電的危害45日常室外防雷注意事項 在戶外遇到雷雨，都應該迅速到附近干燥的住房中去避雨，如果在山區(qū)找不到房子，可以躲到山洞中去。室外防雷要注意以下5點： 1、不要停留在山頂、山脊或建（構(gòu)）筑物頂部。 2、不要停留在鐵門、鐵柵欄、金屬曬衣繩、架空金屬體以及鐵路軌道附近。 3、應迅速躲入有防雷保護的建（構(gòu)）筑物內(nèi)，或有金屬殼體的各種車輛及船舶內(nèi)。不具備上述條件時，應立即雙腳并攏下蹲，頭部向前彎曲，降低自己的高度，以減少跨步電壓帶來的危

2、害。因為雷電流經(jīng)落雷點會沿著地面逐漸向四周釋放能量。此時，行走之中人的前腳和后腳之間就可能因電位差不同，而在兩步間產(chǎn)生一定的電壓。 4、不要在大樹（在野外有時也可以憑借較高大的樹木防雷，但千萬記住要離開樹干、樹葉至少兩米的距離。）、電線桿、廣告牌、各類鐵塔底下避雨。因為此時，大樹潮濕的枝干相當于一個引雷裝置，如果用手接觸大樹、電線桿、各類鐵塔就仿佛手握防雷裝置引下線一樣，就很可能會被雷擊。 5、不要在水邊（江、河、湖、海、塘、渠等）、游泳池、洼地停留，要迅速到附近干燥的住房中去避雷雨。6防雷的原理 防雷，是指通過組成攔截、疏導最后泄放入地的一體化系統(tǒng)方式以防止由直擊雷或雷電的電磁脈沖對建筑物本

3、身或其內(nèi)部設備造成損害的防護技術(shù)。 簡單來說，就是把雷電引過來，讓它泄放到大簡單來說，就是把雷電引過來，讓它泄放到大地中！地中！ 特別說明：我們說的防雷，并不是字面上理解的防止雷擊，而是引雷。把雷電流引到大地當中去。因為雷電你是沒辦法阻止它發(fā)生的。就好像大禹的經(jīng)驗治水是靠疏不是堵。所以做防雷就是：要么不做，要做就要做好。 防雷的關鍵在于接地。如果接地不好，你裝了避雷針，那就等著引雷上身吧！7雷電綜合防雷措施8 接閃器避雷針（接閃桿） 避雷針嚴格意義上不會避雷，只會引雷，所以最新規(guī)范GB50057-2010上把避雷針改為接閃桿9 接閃器避雷帶（接閃帶）多個避雷（接閃）帶組成網(wǎng)格就是避雷（接閃）網(wǎng)

4、10接閃器避雷線（接閃線）11 引下線現(xiàn)在新建的房子多利用建筑物柱內(nèi)主筋作為引下線利用柱內(nèi)主筋作為引下線12 屏蔽 屏蔽有遮蔽、阻擋、隔離的意思。 防雷屏蔽就是利用金屬形成的網(wǎng)格，用來阻擋或減弱外界雷擊電磁脈沖對內(nèi)部設備的影響，屏蔽措施應當分層設置。 如在計算機系統(tǒng)中所有的金屬導線,包括電力電纜、通信電纜和信號線均要采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽（且強電線路與弱電線路不能同槽或同溝敷設，分別做好屏蔽后并保持相應的安全距離），在機房建設中，利用建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料，使機房形成一個屏蔽籠（即法拉弟籠）。用以防止外來電磁波（含雷電的電磁波和靜電感應）干擾機房內(nèi)設備。網(wǎng)絡機柜和設備外殼（都是金屬）均是

5、良好的屏蔽層。屏蔽層應要良好接地！13 在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，為保證其穩(wěn)定可靠的工作、保證雷擊電流能安全迅速通過防雷器對大地泄放，保護計算機網(wǎng)絡設備和人身安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，需要一個良好的接地系統(tǒng)。 接地裝置接地裝置是由埋入土中的金屬接地體金屬接地體（角鋼、扁鋼、鋼管等）和連接用的接地線接地線構(gòu)成。 按接地的目的，電氣設備的接地可分為：工作接地、防雷接地、保護接地等。 工作接地工作接地：是為了保證電力系統(tǒng)正常運行所需要的接地。例如中性點直接接地系統(tǒng)中的變壓器中性點接地，其作用是穩(wěn)定電網(wǎng)對地電位，從而可使對地絕緣降低。 防雷接地防雷接地：是針對防雷保護的需要而設置的接地。例如避雷針（

6、線）、避雷器的接地，目的是使雷電流順利導入大地，以利于降低雷過電壓，故又稱過電壓保護接地。 保護接地保護接地：也稱安全接地，是為了人身安全而設置的接地，即電氣設備外殼(包括電纜皮)必須接地，以防外殼帶電危及人身安全。接地電阻主要取決于接地裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、埋入地下的深度及當?shù)氐耐寥离娮杪省Ｒ蚪饘俳拥伢w的電阻率遠小于土壤電阻率，故接地體本身的電阻在接地電阻中可以忽略不計。接地裝置14 共用接地系統(tǒng) 共用接地系統(tǒng)是將各部分防雷裝置、建筑物金屬構(gòu)件、低壓配電保護線（pe）等電位連接帶、設備保護地、屏蔽體接地、防靜電接地及接地裝置等連接在一起的接地系統(tǒng)。 接地電阻要求一般如下，具體按新規(guī)范實行。1、直

7、擊雷接地電阻要求 第一類防雷建筑物的防雷措施要求，防雷電感應的接地裝置應和電氣設備接地裝置共用，其工頻接地電阻不應大于10。 第二類防雷建筑物的防雷措施要求，防直擊雷接地裝置宜和防雷電感應、電氣設備、信息系統(tǒng)等共用接地裝置，避雷器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應連在一起接地，其沖擊接地電阻不應大于10。2、感應雷接地電阻的要求機房接地與防雷接地系統(tǒng)共用時，接地電阻要求小于1。 監(jiān)控機房和通訊機房接地均應與建筑物防雷地等共用同一接地裝置，接地電阻要求小于4。3、交流工作接地，接地電阻不應大于4； 4、安全工作接地，接地電阻不應大于4； 5、直流工作接地，接地電阻應按計算機系統(tǒng)具體要求確

8、定； 交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值確定；15等電位連接 雷電與避雷工程一書對等電位定義“等電位連接是把建筑物內(nèi)、附近的所有金屬物，如混凝土內(nèi)的鋼筋、自來水管、煤氣管及其它金屬管道、機器基礎金屬物及其它大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)的零線、建筑物的接地線統(tǒng)一用電氣連接的方法連接起來（焊接或者可靠的導電連接）使整座建筑物成為一個良好的等電位體?！?建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010對等電位連接定義 “將分開的裝置、諸導電物體用等電位連接導體或電涌保護器連接起來以減小雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差。”161

9、7合理布線 整個布線須采取屏蔽處理，或埋地布線，并將屏蔽層兩端接地。 進出建筑物的線路須采取埋地并采取屏蔽措施，禁止架空進出。 布線必須遠離電話或其它電源等線路，以防其它未作防雷的線路上的感應效應對信號線路產(chǎn)生二次感應，標準要求參考國標GB50198-94. 帶金屬加強芯的光纖作信號傳輸時，應對金屬加強芯兩端接地。 其它措施如安全距離等18 安裝浪涌保護器 浪涌保護器（又稱防雷器、電涌保護器）（簡稱SPD）其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊。按其工作原理分類，SPD可以分為電壓開關型、限壓型

10、及組合型。電壓開關型SPD。在沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)高阻抗，一旦響應雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?，允許雷電流通過，也被稱為“短路開關型SPD”。限壓型SPD。當沒有瞬時過電壓時，為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性，有時被稱為“鉗壓型SPD”。組合型SPD。由電壓開關型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關型或限壓型或兩者兼有的特性，這決定于所加電壓的特性。浪涌保護器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于浪涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。19放電間隙（又

11、稱保護間隙）：它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線（PE）相連接，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡單，其缺點是滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。氣體放電管：它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體（Ar）的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放

12、電管有二極型的，也有三極型的，氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc；沖擊放電電壓Up（一般情況下Up（23）Udc；工頻耐受電流In；沖擊耐受電流Ip；絕緣電阻R（109）；極間電容（1-5PF）氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）在交流條件下使用：U dc1.44Un（Un為線路正常工作的交流電壓有效值）20壓敏電阻：它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當作用在其兩端的電壓達到一定數(shù)值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特

13、點是非線性特性好（I=CU中的非線性系數(shù)），通流容量大（2KA/cm2），常態(tài)泄漏電流?。?0-710-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時過電壓響應時間快（10-8s），無續(xù)流。壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開關電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K（K=Ures/UN）；最大通流容量Imax；泄漏電流；響應時間。壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN（21.2）/0.7U0（U0為工頻電源額定電壓）最小參考電壓：Ulma（1.82）Uac （直流條件下使用）Ulma（2.22.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）壓敏電阻的最大參考

14、電壓應由被保護電子設備的耐受電壓來確定，應使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設備的而損電壓水平，即（Ulma）maxUb/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護設備的而損電壓。抑制二極管：抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)，由于它具有箝位電壓低和動作響應快的優(yōu)點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CU，上式中為非線性系數(shù)，對于齊納二極管=79，在雪崩二極管=57.5 21間隙形避雷器改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較原來的好，它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。本處為間隙型+氧化鋅組合型。性能更好

15、更安全。22 氣體放電管避雷器上圖是氣體放電管和壓敏電阻組合構(gòu)成的浪涌抑制電路。由于壓敏電阻有一致命缺點：具有不穩(wěn)定的漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因漏電流變大可能會發(fā)熱自爆漏電流變大可能會發(fā)熱自爆。為解決這一問題在壓敏電阻之間串入氣體放電管。在這種串聯(lián)組合支路中，氣體放電管起一個開關作用，當沒有暫態(tài)過電壓作用時，它能將壓敏電阻與系統(tǒng)隔離開，使壓敏電阻中幾乎無泄漏電流，從而有效地減緩壓敏電阻性能衰退。23 壓敏電阻（常見的為氧化鋅壓敏電阻）防雷模塊圖樣（氧化鋅避雷器）防雷模塊拆開可見壓敏電阻（中間黃色的被包裹的部分）24電源防雷箱子（防雷模塊+鐵

16、盒子+雷電計數(shù)器等其它東西）25防雷插座（用在終端，有的PDU就帶有防雷功能）26信號防雷器（接口形式不同，串聯(lián)安裝。二和一，三和一）27信號防雷器下圖多見于電力室外防雷模塊28防雷模塊安裝實例（機柜內(nèi)安裝）29防雷模塊安裝實例（配電柜內(nèi)安裝）防雷模塊安裝實例（電力部門安裝）30防雷模塊安裝方式（并聯(lián)安裝，本處以TT系統(tǒng)為例。信號防雷安裝方式為串聯(lián)，但內(nèi)部防雷元件和線路依然是并聯(lián)方式）31抑制二極管西岱爾信號防雷模塊:一個三端陶瓷空氣放電管， 兩個電阻， 三個TVS二極管，6個元件封裝在模塊里，廠家就賣600多元，哈哈暴利。鐵道部車輛部門攤派給下邊的西岱爾信號防雷箱就用此模塊。32本公司防雷項

17、目介紹 變電站、供電營業(yè)所二次（通訊）系統(tǒng)電變電站、供電營業(yè)所二次（通訊）系統(tǒng)電涌保護器動作特性試驗及維保涌保護器動作特性試驗及維保 二次系統(tǒng)雷電過電壓防護工程二次系統(tǒng)雷電過電壓防護工程 變電所接地網(wǎng)安全性評估服務（特性參數(shù)變電所接地網(wǎng)安全性評估服務（特性參數(shù)測試試驗）測試試驗）331.變電站、供電營業(yè)所二次（通訊）系統(tǒng)電變電站、供電營業(yè)所二次（通訊）系統(tǒng)電涌保護器動作特性試驗及維保涌保護器動作特性試驗及維保 一次設備的防雷技術(shù)措施主要有：接地網(wǎng)、安裝避雷器、安裝避雷針（線）等，在日常運行維護過程中，基本按相關規(guī)范的要求進行定期測試試驗，以檢驗裝置的可靠性。而對于安裝在二次（通訊）設備上的電涌

18、保護器而對于安裝在二次（通訊）設備上的電涌保護器（SPD），則基本上沒有安排必要的測試試驗。），則基本上沒有安排必要的測試試驗。最為突出的是機柜接地導通性、靜電地板等電位連接等幾乎沒有任何測試記錄，甚至沒有安裝完畢時的驗收測試記錄。 電涌保護器安裝在線路中，由于長時間在線路電壓或過電壓的作用下，電涌保護器安裝在線路中，由于長時間在線路電壓或過電壓的作用下，SPD中的元器件出現(xiàn)老化現(xiàn)象，如氧化鋅壓敏電子電阻的漏電流變大、參考中的元器件出現(xiàn)老化現(xiàn)象，如氧化鋅壓敏電子電阻的漏電流變大、參考電壓發(fā)生變化等嚴重的情況，電壓發(fā)生變化等嚴重的情況，SPD中元器件出現(xiàn)短路或開路等現(xiàn)象，而這些中元器件出現(xiàn)短路或

19、開路等現(xiàn)象，而這些問題當從外觀上卻無法進行識別。一旦問題當從外觀上卻無法進行識別。一旦SPD處于劣化、失效邊緣，就可能失處于劣化、失效邊緣，就可能失去釋放雷電波的能量、抑制雷電過電壓的功能，最終將甚至影響輸電系統(tǒng)的去釋放雷電波的能量、抑制雷電過電壓的功能，最終將甚至影響輸電系統(tǒng)的正常的運行或信號傳輸系統(tǒng)的信號正常傳輸。嚴重者，將導致事故擴大。正常的運行或信號傳輸系統(tǒng)的信號正常傳輸。嚴重者，將導致事故擴大。因此，定期對運行中的SPD進行動作特性試驗同樣是非常重要的。 主要內(nèi)容：防雷設施進行全面，規(guī)范的檢查、對運行中的SPD動作特性進動作特性進行測試試驗行測試試驗以各機柜的接地導通性，與主接地網(wǎng)的

20、接觸電阻測試等，檢驗各項參數(shù)在安全運行范圍內(nèi)，提交測試試驗報告。34試驗項目試驗項目檢測試驗內(nèi)容檢測試驗內(nèi)容備注備注電涌保護器（SPD）檢查SPD的選擇SPD的選擇（包括級間配合）符合GB/T18802.12-2006要求。所有站點SPD外觀、標識檢查SPD表面平整，光潔，無劃傷，無裂痕和燒灼痕或變形。標志符合相關規(guī)定，并標示清晰。狀態(tài)指示與生產(chǎn)廠商的說明一致。外置脫離器正常狀態(tài)SPD的安裝工藝安裝位置、接線的色標、接線截面、長度等符合規(guī)范要求電涌保護器(SPD)測試電源SPD啟動電壓、漏電流測試第一級所有站點第二級第三級殘壓值MOV型導通性測試設備、SPD、機柜的等電位測試連接導體（接地線）

21、的材料、規(guī)格、截面、連接方式、過渡電阻所有站點均壓帶、環(huán)母、引下線的等電位測試連接導體的材料、規(guī)格、截面、連接方式、過渡電阻靜電接地的等電位測試靜電地板接地線的截面、過渡電阻均壓技術(shù)措施檢查均壓技術(shù)措施的規(guī)范性，導體間的連接工藝、可靠性、防腐措施接地電阻試驗依據(jù)電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程附錄B的要求進行測試變電站以外站點主要試驗內(nèi)容有：352.二次系統(tǒng)雷電過電壓防護工程二次系統(tǒng)雷電過電壓防護工程項目內(nèi)容項目內(nèi)容通信系統(tǒng)防雷：信號浪涌保護器及電源浪涌保護器自動化系統(tǒng)防雷：電源浪涌保護器信息、監(jiān)控系統(tǒng)防雷：信號浪涌保護器及電源浪涌保護器變電所全所、局大樓弱電系統(tǒng)防雷：信號浪涌保護器及電源浪涌保護器電廠廠區(qū)弱電系統(tǒng)、生活區(qū)弱電系統(tǒng)防雷：電源浪涌保護