雷电一股产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高
雷电对人体的伤害,有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。此外,雷电还可能给建筑物、电力系统等带来破坏。
根据雷电带来危害的原理的不同,雷击有以下几种类型:直击雷、雷电波侵入、感应过电压、系统内部操作过电压、地电位反击等。
带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,称为直击雷。它的破坏力十分巨大,若不能迅速将其泻放入大地,将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害——火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁,甚至危及人畜的生命安全。
雷电不直接放电在建筑和设备本身,而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散,侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此,往往在听到雷声之前,我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。
雷击在设备设施或线路的附近发生,或闪电不直接对地放电,只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷,并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。雷击放电于具有避雷设施的建筑物时,雷电波沿着建筑物顶部接闪器(避雷带、避雷线、避雷网或避雷针)、引下线泄放到大地的过程中,会在引下线周围形成强大的瞬变磁场,轻则造成电子设备受到干扰,数据丢失,产生误动作或暂时瘫痪;严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁,使整个系统陷于瘫痪。
因断路器的操作、电力重负荷以及感性负荷的投入和切除、系统短路故障等系统内部状态的变化而使系统参数发生改变,引起的电力系统内部电磁能量转化,从而产生内部过电压,即操作过电压。操作过电压的幅值虽小,但发生的概率却远远大于雷电感应过电压。实验证明,无论是感应过电压还是内部操作过电压,均为暂态过电压(或称瞬时过电压),最终以电气浪涌的方式危及电子设备,包括破坏印刷电路印制线、元件和绝缘过早老化寿命缩短、破坏数据库或使软件误操作,使一些控制元件失控。
如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施,接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分,流向供电系统或各种网络信号系统,或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统,从而反击破坏或损害电子设备。同时,在未实行等电位连接的导线回路中,可能诱发高电位而产生火花放电的危险。
建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。
1、凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
3、具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
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的环境。
2、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆,国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。(注:飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道)
5、制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,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。
6、具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物,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。
9、预计雷击次数大于 0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他 重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。
10、预计雷击次数大于 0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
2、预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物,以及火灾危险场所。
3、预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于 0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
4、在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15 d/a的地区,高度在20 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。
1、外部防雷:针对直击雷的防护,不包括防止外部防雷装置受到直接雷击时向其他物体的反击。
3、防雷击电磁脉冲:对建筑物内电气系统和电子系统防雷电流引发的电磁效应,包含防经导体传导的闪电电涌和防辐射脉冲电磁场效应。
防护对象:第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物、高压架空电力线路、变电站等均应设置防直击雷措施。主要措施:装设接闪杆、架空接闪线或网。接闪杆分独立接闪杆和附设接闪杆,独立接闪杆是离开建筑物单独装设的,接地装置应当单设。第一类防雷建筑物的直击雷防护:装设独立接闪杆、架空接闪线或网。第二类和第三类防雷建筑物的直击雷防护:宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,或由其它组合成的接闪器。
第一类防雷建筑物和具有爆炸危险的第二类防雷建筑物均应采取防闪电感应的防护措施。
架、钢窗、电缆金属外皮等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物,均应与防闪电感应的接地装置相连。对第二类防雷建筑物可就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上,可不单接接地装置。
为了防止电磁感应,平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物,其净距小于100mm时,应采用金属线跨接,跨接点之间的距离不应超过30m;交叉净距小于100mm时,其交叉处也应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时,连接处也应用金属线跨接。在非腐蚀环境下,对于不少于5根螺栓连接的法兰盘可不跨接。防电磁感应的接地装置也可与其他接地装置共用。
第一类、第二类和第三类防雷建筑物均应采取防闪电电涌侵入的防护措施。室外低压配电线路宜全线采用电缆直接埋地敷设,在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上,在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应根据具体情况按雷击电磁脉冲防护的有关规定确定。当难于全线采用电缆时,不得将架空线路直接引入室内,允许从架空线上换接一段有金属铠装(埋地部分金属铠装要直接与周围土壤接触)的电缆和护套电缆穿钢管直接埋地引入。此时,电缆首端必须装设户外型电涌保护器并与绝缘子铁脚、金具、电缆金属外皮等共同接地,入户端的金属外皮、钢管必须接到防闪电感应接地装置上。
(1)为了防止直击雷伤人,应减少在户外活动时间,尽量避免在野外逗留。应尽量离开山丘、海滨、河边、池旁,不要暴露于室外空旷区域;不要骑在牲畜上或骑自行车行走;不要用金属杆的雨伞,不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头等扛在肩上;避开铁丝网、金属嗮衣绳;如有条件应进入有宽大金属构架、有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车和船只。
(2)为了防止二次放电和跨步电压伤人,要远离建筑物的接闪杆及其接地引下线;远离各种天线、电线杆、高塔、烟囱、旗杆、孤独的树木和没有防雷装置的孤立小建筑或超过一定高度的设备等。
①人体最好离开可能传来雷电侵入波的照明线、动力线、电话线、广播线、收音机和电视机电源线m以上,尽量暂时不用电器,最好拔掉电源插头。
②不要靠近室内的金属管线,如暖气片、自来水管、下水管等,以防止这些导体对人体的二次放电。