防雷技术与措施初探

雷电是一种灾害性天气现象。虽然放电作用时间短，但放电时产生数万伏至数十万伏冲击电压，放电电流可达几十到几十万安培，电弧温度也可达几千度以上，它产生的强大电流、磁场和磁辐射，不仅对通信、导航、计算机网络、家用电器、各类建筑物、生产场所等具有极大的破坏作用，而且对人的生命也构成极大的威胁，给安全生产造成严重危害。雷电灾害已被列为世界上十大自然灾害之一，也是目前中国最严重的自然灾害之一。

一、雷电的危害

一般分为两类：一是雷直接击在建筑物上发生热效应作用和电动力作用；二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁感应。雷电的破坏作用表现在：强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波和强烈的电磁辐射等物理效应，危害建筑物及电子电器设备。正因为有了强大的电流流过导体及电器设备，容易产生高温，引起导体及附属设备周围的可燃物的燃烧而发生火灾：

1、雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。

2、雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。

3、雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂

4、雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。

5、雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。

6、雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路短路而燃烧导致火灾。

我国防雷权威机构的专家指出：“据不完全统计，我国每年因雷电事故造成人员伤亡达数千人之多，所造成的经济损失高达近百亿元人民币。尤其随着计算机网络系统、建筑、电信、航空航天、电力、石油化工、消防和交通领域对防雷技术设备的需求日益迫切，雷电灾害的防御工作应引起社会各界和政府有关部门的普遍关注”。

福建省是雷电高发区。全省年均雷暴日最高达到107天，雷电一般集中在5～9月份。据福建省防雷中心的信息，仅2003年全省发生雷电灾害事故310起，共导致13人死亡，造成直接经济损失676万元。

缺乏对雷电灾害的防范意识，是造成雷击损失严重的主要因素。一是一些单位防雷意识不强，以为是小概率事件，存有侥幸心理；二是防雷观念陈旧，以为有根避雷针就能避免雷电灾害，许多建筑物具备防直击雷的措施，但没有防雷击电磁脉冲的措施，因此弱电设备遭雷击损失严重；三是建筑物本身“先天不足”，不少居民住宅区的电线杆缠绕着电源线、电话线、有线电视线路等，布局上不符合防雷技术要求，一遭遇雷击就可能导致区域性、大面积的雷电灾害；四是群众缺乏基本的防雷知识，雷雨来时甚至将孤立危险的茅棚、亭子、大树、屋檐等当作避雷的“安全场所”，直接导致人员伤亡。更为严重的是，有关部门在检查中发现，全省应装而未装防雷装置或防雷装置安装不完善的建筑物高达50％以上，已安装防雷装置但检测不合格的竟占30％；全省纳入防雷设计审核，竣工验收的建筑物不足40％，一些单位安装的防雷装置长期无人管理。因此，加强我省防雷减灾工作刻不容缓。

二、防雷装置构成及检查维护

防雷装置由接闪器、引下线和接地体三部分组成，其作用是防止直接雷击或将雷电流引入大地，以保证人身及建（构）筑物安全。

1、接闪器的种类有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等，是直接接受雷击的金属部分。避雷针一般设在高层建筑物的顶端和烟囱上，保护建筑物兔受直接雷击；避雷线常用来架设在高压架空输电线路上，以保护架空线路免受直接雷击，也可用来保护较长的单层建（构）筑物。避雷网和避雷带普遍用来保护建筑物免受直接雷击和感应雷。

2、引下线是避雷保护装置的中段部分。上接接闪器，下接接地装置。一般敷设在建筑物的外墙，并经最短线路接地。每座建筑物的引下线一般不少于两根。

3、接地装置包括埋设在地下的接地线和接地体，在腐蚀性较强的土壤中，应采取镀锌等防腐措施或加大截面。

4、避雷器是防止雷电过电压侵袭配电和其他电气设备的保护装置。避雷器安装在被保护设备的引入端，其上端接在架空输电线路上，下端接地。其中阀型避雷器是保护变、配电装置常用的一种避雷装置；管型避雷器一般是用于线路上；无间隙避雷器是最简单最经济的防雷装置，俗称简单避雷器，一般安装在线路的进户处，用来保护电度表等设备。

防雷装置的检查

1、对于重要场所或消防重点保卫单位，应在每年雷雨季节以前作定期检查，对于一般性场所或单位，应每2～3年在雷雨季节以前作定期检查，如有特殊情况，还要进行临时性的检查。特别是对避雷针、避雷器要进行定期校验。

2、当防雷装置各部分导体出现因腐蚀或其他原因引起的折断、锈蚀达30％以上时，必须进行更换。

3、检查是否由于维修建筑物或建筑物本身形状有变动，使防雷装置的保护范围出现缺口。

4、检查接闪器有无回雷击后而发生熔化和折断，避雷器瓷套有无裂纹、碰伤等情况，井应定期进行预防性试验。

5、检查明装引下线有无在验收后又装设了交叉或平行电气线路；检查断接卡有无接触不良情况和木结构的接闪器支杆有无腐朽现象；并检查接地装置周围的土壤有无沉陷现象等。

6、测量全部接地装置的接地电阻，应符合安全要求。若发现接地电阻值有很大变化时，应对接地系统进行全面检查。必要时可补打电极。

7、检查有无因挖土、敷设其他管道或种植树木而挖断接地装置等。

8、独立的避雷针及其接地装置不得设在行人经常通过或堆放易燃物的地方。对装有避雷针或避雷带的构架，不准装设低压线或通讯线等。避雷针、避雷带与引下线应采用焊接方法。

三、防雷击措施

现代防雷技术包括外部防护和内部防护两种：外部防护是指将绝大部分雷电流直接引入地下泄放，外部保护主要指直击雷的防护，它是防雷技术的主要部分，其技术措施可分接闪器、引下线、接地体和法拉第笼；内部保护是指对雷电波等侵入的防护，其技术措施可分为屏蔽（含法拉第笼）、均压等电位、供电系统的防雷与接地，机房交流电力变压器高、低压侧的三根相线，应分别就近对地加装氧化锌避雷器，供电设备正常的不带电金属部分及避雷器的接地端均应做好保护接地。

防雷击的具体措施大体可分为三种：建筑物预防雷击措施；家用电器防雷措施；人体预防雷击措施。合称为综合防雷击措施。

建（构）筑物预防雷击措施

1、农村、城区的防雷方式不一样：⑴农村居民住宅区房前、房后电视杆(木、铁两种)分别在导体最高点引出接地线直接接地。⑵城区一般居民住宅小区建筑物(楼房)装避雷线或避雷针，一方面将地面感生电荷经尖端放入空中；另一方面将接收的电流迅速流散大地可避免雷击。

2、 超高建（构）筑物和山区建（构）筑物，采用避雷带和避雷网较好；现代化的高层建筑物，可直接利用钢筋混凝土预埋件的钢筋作为接地装置来防雷。

3、工业建（构）筑物入户处与防雷感应接地装置相连，邻近100m内，每25m左右接地一次，各冲击接地电阻均不大于20Ω；民用建筑物入户处绝缘子铁脚接地，冲击接地电阻不应大于30Ω；除了平均年雷暴日不超过30日，或低压线路不高于周围的建筑物，或线路接地点距入户处不超过50m，且采用钢筋混泥土杆及铁杆几种情况外，低于架空线路的接户线绝缘子铁脚均宜接地，冲击接地电阻不宜超过30Ω。

4、加油站、液化气站、天然气站、输油管道、储油罐（池）、油井、弹药库等易燃易爆场所应加强防雷的系统保护。⑴直击雷的防护措施： 按国家有关标准和规范的要求，安装防直击雷的装置。⑵雷击电磁脉冲的防护措施：①油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组必须进行防雷接地，接地不应少于两处。②加油加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻不应大于4Ω。③埋地油罐、液体石油气罐应与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地。④380/220V供电系统宜采用TN-S系统，供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地，在供电系统的电源进线处（配电柜）应安装与设备耐压水平相适应的过电压（电涌）保护器。⑤加油加气站信息系统机房的电源配电箱（屏），应加装过压型电涌保护器。⑥加油加气站的信息系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线。铠装电缆金属外皮或钢管两端均应接地。⑦加油加气站有保安监控设备的，应按有关规定加强防雷。

家用电器预防雷击措施

1、在相线与中性线之间装一只FYS-0.22kV金属氧化物无间隙避雷器，这不仅可以有效防雷，还可防止由于三相四线进户中性线断线引起中性点位移而产生的过电压危及人身和家用电器安全。目前市场上还有加装避雷器的家用电器，如防雷电话机，电器插头等，就是将体积甚小的金属氧化物避雷器埋在家用电器中，使每件家用电器都通过低压避雷器可靠接地。

2、在低压线路进入室内前安装一组金属氧化物无间隙避雷器，室内再装防雷插座，构成三道保护。

3、在低压线进入室内第一根线杆上将支持绝缘子铁脚可靠接地，起放电间隙作用，降低侵入室内雷电过电压的幅值。

4、室外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时，馈线应穿金属管线或采用屏蔽线，并将金属管或屏蔽线接地。如馈线未穿金属管，又不是屏蔽线则应在馈线上装避雷器或放电间隙。

5、雷雨前，尽可能将家用电器的插头拔下，不看电视、不听收录机，不使用电话，有室外天线的，应拔下天线插头。

人体预防雷击措施

雷雨时，应尽量减少在户外或野外逗留，在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有条件时，可进入有宽大金属构架或防雷设施的建筑物内；如依靠建筑物屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道躲避，要注意离开墙壁和树干8m以上，还需注意不能多人聚集躲雷雨。因为在雷雨天气，多人挤在一起，热气多，温度高，空气加速上升，形成圆锥状向上凸起的特殊气层结构，并向云层放电，引发耀眼的闪电。闪电时空气温度猛增，狭窄的闪电带内，空气急剧膨胀，雨水气化、温度又急剧降低，空气冷却收缩，这一膨一缩，会产生强烈震动，发出最大雷鸣响声，使众人遭雷击，轻者受伤，重者死亡。

在野外突然遇到雷雨，必须牢记两条：一是人置要尽量降低，避免突出；二是两脚要尽量靠拢，最好选择干燥处下蹲，以减少暴露面积和触地电位差，因为人体与地面接触面积愈大，危险愈大。因此，要求做到以下“十不要”：

1、不要站在山顶、山脊等高处或躺在地上；

2、不要站在大树下，树林边或草垛旁躲雨；

3、不要靠近孤立的高楼、烟囱、电杆端行走；

4、不要穿湿衣服赶路；

5、不要在开阔的水面游泳、划船和在稻田中行走；

6、不要靠近金属物体；

7、不要把锄头、铁铲等工具扛得高高的；

8、不要骑牛、马或在空野里骑自行车；

9、不要使用手提电话；

10、不要站在避雷针附近。

在户外行走时，应离开照明线、电话线、广播线、电视天线以及与其相连的各种导体，以防止这些线路和导体对人体的二次放电。

四、防雷需要各方配合

防雷减灾工作涉及到各行各业及社会各个方面，事关经济发展和社会稳定，事关人民生命财产安全，是一项利国利民、造福人民的社会性工作，也是安全生产中一个必不可少的重要环节。做好防雷减灾工作既是各级政府及其部门的重要职责，也是全社会的共同责任。因此有关部门要互相配合共同做好以下工作：

1、防雷减灾作为一门综合管理学科，已逐步步入社会各界，影响力日趋扩大。原有的防雷工作定位已不适应当前工作的需要，必须要有一套完善的规章制度，使防雷减灾工作迈入法制化、规范化、制度化的管理轨道，促进防雷减灾工作的进一步发展。

2、要大力宣传防雷减灾，普及雷电灾害预防知识，进一步增强全社会的安全防范意识。

3、要加强防雷减灾的队伍建设，尽快培养和建立高素质的防雷专业人才队伍。

4、加强防雷设施建设，所有高层建筑、重要设施设备、重要场所，必须安装防雷保护装置，并自觉接受安全性能检查；加强新建建筑的防雷设计审核、竣工验收和常规检测工作。

5、把防雷减灾纳入安全生产范畴，加强安全监督，使防雷设施与主体工种同时设计、同时施工、同时投入使用。