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摘 要:雷电灾害是最严重的自然灾害之一,每年因雷击而造成的财产损失,人员伤亡不计其数,因此如何防雷便成为了高层建筑的首要问题,本文从现在安装避雷设备存在的误区入手,简单谈一下如何正确的安装和使用避雷针,从而降低雷击所造成的伤害。
关键词:避雷针 误区 高空放电 保护范围
一、避雷针概况
1.避雷针的原理
当出现雷雨天气的时候,在高楼的上空总会出现带电的云层,高楼的顶部以及避雷针都会被感应上大量的电荷,同时因为避雷针的针头是一个很尖的地方,在产生静电感应的时候,在导体的尖端聚集着最多的电荷。这样,避雷针就将大部分的电荷集中到它上面,避雷针有和这些带电的云层形成了一个电容器,它的顶尖比较尖,也就是说电容器的两个极板的正对面积是很小的,即电容比较小,避雷针所能容纳的电荷是比较少的,但是他又有聚集了大部分的电荷,在这种情况下,当空气中带电云层的电荷是比较多的时候,避雷针和云层之间的空气就是很容易的被击穿,从而成为导体。就这样带电的云层和避雷针之间形成了通路,同时避雷针是接地的,避雷针就可以把帶电云层上面的电荷导入到了大地里面,可以使得高层建筑避免被雷击的危险,就保证了高层建筑的安全。
2.避雷针的作用
在有强烈的放电现象的时候,由于避雷针高过周围的物体,尖端又集中了和云层中的电的异号的电荷,在雷电是在高空云层和地面物之间发生的时候,放电的电流就通过了避雷针流入大地,因此,雷击就不会打在房屋或者人身上,而是避雷针上面,从而使得房屋和人得到了安全。
3.避雷针的安装现状
在现在中国的较大城市里边,高层的建筑物基本上都安装的有避雷针,但是安装的过程当中却存在着不合理不安全的地方,有一些地方的避雷针甚至因为错误的安装而根本达不到避雷的效果,而在中国的中小城市里面,由于经济不甚发达,所以安装避雷针甚至成为了一件较为奢侈的事情,这给房屋和人带来了巨大的威胁。
二、防雷保护中忽视的问题
1.规范管理问题
很多人,尤其是一些用户的管理人员都认为,建筑物安装了避雷针就万无一失了,这是一种很错误的理解,防雷装置也并不是100%的能够防雷,是需要我们进行检测的。因此用户管理人员应当加强对于建筑物的防雷装置的维护和管理,在每年的的雷雨季节前要加以检查,并且在雨季即将到来的时候,在土壤仍然处于干燥的状态的时候要对接地的电阻进行一次测量,及时的发现并且修复避雷针中已经损坏的地方,否则的话,要比不安装避雷针还要危险,这是因为,安装了避雷针的装置受雷击的几率要比不安装避雷装置的建筑物要高。
2.安全使用问题
(1)防雷装置设置问题。新建工程已经开始尽可能的利用建筑物的金属导体作为防雷设置,这样防雷装置便更加的安全、可靠和没管。同时能够更好的平衡室内的电压,从而可以更加有效的保护建筑物里面的设备和人身安全。但是需要注意的就是,当利用建筑物的钢筋柱子作为下线时,应当按照规定:当钢筋的直径在16mm及以上时,应该利用两个钢筋作为一组下线;当钢筋直径为10mm及以上时,应该利用四根钢筋作为下线。
(2)防止雷电波入侵问题。根据资料显示,雷电波沿着低压的架空线路侵入高电位而造成的事故,占总雷击事故的70%以上,并且他所引起的设备损坏和人身伤亡也是最大的,因此防止雷电波的入侵是防雷措施的重要的一环,但是在实际的设计当中,设计人员对于防止直击雷比较重视,但是对于防雷电波侵入的措施却是重视不够。
为了防止雷电波的入侵,设计人员应该在电缆进出线的进出端将电缆的金属外皮和电气设备接地连接;应该在进出端安装避雷器并且和绝缘子的铁脚连在一起接在电气设备的接地装备上面。
3.保护范围问题
(1)重视高度平面上的保护半径。在防雷的计算当中,计算人员往往只重视避雷针在,地面上的保护半径,认为只要地面上的保护半径,满足了需要保护的建筑物在保护的范围之内,就可以保证建筑物的安全,而忽略了避雷针的高度平面上的保护半径,当避雷针在高度平面上的保护半径不能满足保护建筑物的要求时,就会导致建筑物被雷击的几率增加。
(2)要考虑内边界的要求。当独立的避雷针遭受雷击的时候,由于巨大的雷电流在避雷针上面以及避雷针的接地装置上面产生了很高的点位,因此必须要保证避雷针和被保护的设备之间的空气间隙以及避雷针接地装置和被保护的设备接地之间的地中距离,满足一定的要求,才可以避免被雷击。因此在考虑避雷针的保护范围的时候,不仅仅要考虑从外面的保护边界,还要考虑内边界,只有这样,避雷针才能够真正的发挥它的避雷作用。
三、使用避雷针的要求
1.避雷针区分使用
在雷电直击避雷针的时候,很高的引流线电抗和接地的电阻可能会产生很高的电压,从而引起避雷针对保护物的反击。避雷针在受雷击向地面释放电流的时候产生的高电压对于金属、砖块和混凝土的结构,一般不会产生破坏,因此像烟囱、冷水塔,等装置结构,避雷针和引流线都可以固定在上面。但是这种高电压对于电子设备和低压电气设备,就有可能出现火花而造成爆炸或者绝缘击穿,因此降低接地电阻来消除这种危险。
2.监测方案
在避雷针或者输电线路上面对雷电流的参数进行全方面的监测,就需要安装一套能够在线监测的长期连续工作。当雷击发生的时候,杆塔的雷击信号的采用和无线传输设备就可以用于对杆塔避雷线或者绝缘子上面的雷击电流,进行数据的采集,处理以及无线的传输。从而给远程的的终端计算机提供雷击的参数,以便可以达到对于雷击杆塔所引起的闪电现象的即时远端的无线监测。
参考文献:
[1]苏省新、何金亮、咸日常.线路用避雷器应用中的几个关键问题[J].厦门大学学报,2010(03)
[2]张远方、王建华、刘颖.磁带式雷电流记录仪的研制[J].高压电器,2010(03)
[3]周凯颜.浅谈仪器仪表雷电防护的必要性[J].甘肃科技,2011(08)
[4]周文俊、于建辉、陈荣、李涵.雷电流全参数及避雷器状态在线监测研究[J].高压电技术,2011(14)
[5]王巨峰、齐冲、范丽丽.避雷针使用中的相关问题的探讨[J].广电大学电气工程学院,2012(14)
关键词:避雷针 误区 高空放电 保护范围
一、避雷针概况
1.避雷针的原理
当出现雷雨天气的时候,在高楼的上空总会出现带电的云层,高楼的顶部以及避雷针都会被感应上大量的电荷,同时因为避雷针的针头是一个很尖的地方,在产生静电感应的时候,在导体的尖端聚集着最多的电荷。这样,避雷针就将大部分的电荷集中到它上面,避雷针有和这些带电的云层形成了一个电容器,它的顶尖比较尖,也就是说电容器的两个极板的正对面积是很小的,即电容比较小,避雷针所能容纳的电荷是比较少的,但是他又有聚集了大部分的电荷,在这种情况下,当空气中带电云层的电荷是比较多的时候,避雷针和云层之间的空气就是很容易的被击穿,从而成为导体。就这样带电的云层和避雷针之间形成了通路,同时避雷针是接地的,避雷针就可以把帶电云层上面的电荷导入到了大地里面,可以使得高层建筑避免被雷击的危险,就保证了高层建筑的安全。
2.避雷针的作用
在有强烈的放电现象的时候,由于避雷针高过周围的物体,尖端又集中了和云层中的电的异号的电荷,在雷电是在高空云层和地面物之间发生的时候,放电的电流就通过了避雷针流入大地,因此,雷击就不会打在房屋或者人身上,而是避雷针上面,从而使得房屋和人得到了安全。
3.避雷针的安装现状
在现在中国的较大城市里边,高层的建筑物基本上都安装的有避雷针,但是安装的过程当中却存在着不合理不安全的地方,有一些地方的避雷针甚至因为错误的安装而根本达不到避雷的效果,而在中国的中小城市里面,由于经济不甚发达,所以安装避雷针甚至成为了一件较为奢侈的事情,这给房屋和人带来了巨大的威胁。
二、防雷保护中忽视的问题
1.规范管理问题
很多人,尤其是一些用户的管理人员都认为,建筑物安装了避雷针就万无一失了,这是一种很错误的理解,防雷装置也并不是100%的能够防雷,是需要我们进行检测的。因此用户管理人员应当加强对于建筑物的防雷装置的维护和管理,在每年的的雷雨季节前要加以检查,并且在雨季即将到来的时候,在土壤仍然处于干燥的状态的时候要对接地的电阻进行一次测量,及时的发现并且修复避雷针中已经损坏的地方,否则的话,要比不安装避雷针还要危险,这是因为,安装了避雷针的装置受雷击的几率要比不安装避雷装置的建筑物要高。
2.安全使用问题
(1)防雷装置设置问题。新建工程已经开始尽可能的利用建筑物的金属导体作为防雷设置,这样防雷装置便更加的安全、可靠和没管。同时能够更好的平衡室内的电压,从而可以更加有效的保护建筑物里面的设备和人身安全。但是需要注意的就是,当利用建筑物的钢筋柱子作为下线时,应当按照规定:当钢筋的直径在16mm及以上时,应该利用两个钢筋作为一组下线;当钢筋直径为10mm及以上时,应该利用四根钢筋作为下线。
(2)防止雷电波入侵问题。根据资料显示,雷电波沿着低压的架空线路侵入高电位而造成的事故,占总雷击事故的70%以上,并且他所引起的设备损坏和人身伤亡也是最大的,因此防止雷电波的入侵是防雷措施的重要的一环,但是在实际的设计当中,设计人员对于防止直击雷比较重视,但是对于防雷电波侵入的措施却是重视不够。
为了防止雷电波的入侵,设计人员应该在电缆进出线的进出端将电缆的金属外皮和电气设备接地连接;应该在进出端安装避雷器并且和绝缘子的铁脚连在一起接在电气设备的接地装备上面。
3.保护范围问题
(1)重视高度平面上的保护半径。在防雷的计算当中,计算人员往往只重视避雷针在,地面上的保护半径,认为只要地面上的保护半径,满足了需要保护的建筑物在保护的范围之内,就可以保证建筑物的安全,而忽略了避雷针的高度平面上的保护半径,当避雷针在高度平面上的保护半径不能满足保护建筑物的要求时,就会导致建筑物被雷击的几率增加。
(2)要考虑内边界的要求。当独立的避雷针遭受雷击的时候,由于巨大的雷电流在避雷针上面以及避雷针的接地装置上面产生了很高的点位,因此必须要保证避雷针和被保护的设备之间的空气间隙以及避雷针接地装置和被保护的设备接地之间的地中距离,满足一定的要求,才可以避免被雷击。因此在考虑避雷针的保护范围的时候,不仅仅要考虑从外面的保护边界,还要考虑内边界,只有这样,避雷针才能够真正的发挥它的避雷作用。
三、使用避雷针的要求
1.避雷针区分使用
在雷电直击避雷针的时候,很高的引流线电抗和接地的电阻可能会产生很高的电压,从而引起避雷针对保护物的反击。避雷针在受雷击向地面释放电流的时候产生的高电压对于金属、砖块和混凝土的结构,一般不会产生破坏,因此像烟囱、冷水塔,等装置结构,避雷针和引流线都可以固定在上面。但是这种高电压对于电子设备和低压电气设备,就有可能出现火花而造成爆炸或者绝缘击穿,因此降低接地电阻来消除这种危险。
2.监测方案
在避雷针或者输电线路上面对雷电流的参数进行全方面的监测,就需要安装一套能够在线监测的长期连续工作。当雷击发生的时候,杆塔的雷击信号的采用和无线传输设备就可以用于对杆塔避雷线或者绝缘子上面的雷击电流,进行数据的采集,处理以及无线的传输。从而给远程的的终端计算机提供雷击的参数,以便可以达到对于雷击杆塔所引起的闪电现象的即时远端的无线监测。
参考文献:
[1]苏省新、何金亮、咸日常.线路用避雷器应用中的几个关键问题[J].厦门大学学报,2010(03)
[2]张远方、王建华、刘颖.磁带式雷电流记录仪的研制[J].高压电器,2010(03)
[3]周凯颜.浅谈仪器仪表雷电防护的必要性[J].甘肃科技,2011(08)
[4]周文俊、于建辉、陈荣、李涵.雷电流全参数及避雷器状态在线监测研究[J].高压电技术,2011(14)
[5]王巨峰、齐冲、范丽丽.避雷针使用中的相关问题的探讨[J].广电大学电气工程学院,2012(14)