煙囪安裝避雷針-防雷措施

雷電是一門古老而有神秘色彩的科學(xué)，自從有人類歷史以來，各個(gè)時(shí)期都記錄著人們和雷電斗爭的歷史。自從富蘭克林（Benjamin Franklin，1706—1790）研究大氣物理建立雷電理論并發(fā)明了避雷針以來，人類同雷電的斗爭進(jìn)入了新的領(lǐng)域。富蘭克林以后，現(xiàn)代工業(yè)化開始發(fā)展，尤其是在俄國工程師多勃羅奧里斯基（1862—1919）發(fā)明了三相感應(yīng)電機(jī)和變壓器實(shí)現(xiàn)電能遠(yuǎn)距離傳輸；美國發(fā)明家貝爾（1847—1922）發(fā)明了電話以后，人類很快進(jìn)入了電氣化時(shí)代。這個(gè)時(shí)候雷電的危害從過去的以直擊雷擊毀地上的人和物為主發(fā)展成為以通過導(dǎo)線傳播的雷電波為主。經(jīng)過長期的研究，人們建立起了感應(yīng)雷和高電壓反擊的理論，弄清了高電壓雷電波在金屬導(dǎo)線上的傳播規(guī)律，并于1890年發(fā)明了帶串聯(lián)間隙和熔斷器的避雷器。1922年美國西屋電氣公司研制成功了炭化硅避雷器，1972年日本日立公司研制成功了配電用無間隙避雷器，防雷科學(xué)得到了大的發(fā)展，高電壓雷電保護(hù)技術(shù)基本成熟。 

    事物總是這樣：一種矛盾得到解決，另一種隱含在原來矛盾內(nèi)部的不被重視的矛盾回躍升成為主要矛盾。20世紀(jì)70年代以后，隨著世界半導(dǎo)體集成技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，新的矛盾產(chǎn)生了。由于半導(dǎo)體集成電路十分脆弱無法耐受過電壓和過電流的沖擊，使得智能化弱電設(shè)備的雷擊災(zāi)害顯著增加。電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線傳輸通信系統(tǒng)、微波傳輸通信系統(tǒng)、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)等等與人類生活關(guān)系密切的行業(yè)受到了嚴(yán)重的雷害威脅。弱電的雷電保護(hù)成為雷電防護(hù)行業(yè)新的研究領(lǐng)域。 

    工業(yè)化和科技的進(jìn)步使得各種高層建筑和特殊用途建筑如雨后春筍般的拔地而起，這也為雷電防護(hù)提出了大量新的問題。“靜電抵抗”、“電磁干擾”、“熱島效應(yīng)”等等的問題都有待進(jìn)一步區(qū)研究和解決。近十多年來圍繞這些問題人們進(jìn)行了不懈的努力，提出了許多新的防雷理論，研制出一大批新的防雷器件、設(shè)備和材料，開發(fā)出許多全新的雷電防護(hù)技術(shù)，但這些理論、技術(shù)和設(shè)備并為得到很好的推廣。因此，增強(qiáng)避雷針防雷意識成為全社會關(guān)注的問題。我國于1994年頒布了新的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057-1994，該規(guī)范參考了大量國際標(biāo)準(zhǔn)，對原有的規(guī)范做了大量的修改，無論從指導(dǎo)思想、技術(shù)要求還是技術(shù)措施上講都處在國際領(lǐng)先地位，這也標(biāo)志著我們國家對雷害的重視。 

二、雷電的基本理論 

    雷電是一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，其電壓可高達(dá)數(shù)百萬伏，瞬間電流更可高達(dá)數(shù)十萬安培。千百年來，雷電所造 成的破壞可謂不計(jì)其數(shù)。落雷后在雷擊中心1.5-2Km范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)過電壓損害線路上的設(shè)備。雷電災(zāi)害如同暴雨、颶風(fēng)一樣都屬于氣象（自然）災(zāi)害，它與水、旱、刑事犯罪、交通事故統(tǒng)稱為影響社會安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的六大災(zāi)害。 

雷電產(chǎn)生于雷暴，而雷暴往往伴隨強(qiáng)對流天氣而形成，是由大氣環(huán)流和當(dāng)?shù)貧庀笠蛩貨Q定的。雷暴是積雨云中云與云之間或云與地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，并伴有火花放電，強(qiáng)大電流通過時(shí)，又使空氣迅速膨脹產(chǎn)生巨大的響聲，即雷電。閃電有枝狀、片狀、帶狀、球狀，其中枝狀最為常見。 

   雷暴的能量是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化的大氣不穩(wěn)定能所供給的。每年進(jìn)入春季，太陽輻射增強(qiáng)，大氣中的不穩(wěn)定能增加，因雷暴始發(fā)于春季，盛夏，太陽輻射強(qiáng)烈，大氣不穩(wěn)定能儲存多，雷暴頻繁。秋冬以后，太陽輻射減弱，因而雷暴逐漸減少。但由于全球氣候變化和大氣污染等原因，現(xiàn)在冬季也經(jīng)常出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象。據(jù)悉，每個(gè)閃電的強(qiáng)度可以高達(dá)10億伏，一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率約有10萬千伏，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。 

    一般而言，雷電災(zāi)害具有突發(fā)性、多樣性、復(fù)雜性、破壞性和選擇性等特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代化高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)——電子技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，雷電災(zāi)害跟蹤而至，還呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)：受災(zāi)面大大擴(kuò)展，特別容易侵入與高新技術(shù)最密切的領(lǐng)域，損失和危害程度大大增加。為此國家于1999年頒布了《中華人民共和國氣象法》；2000年6月30日又頒布了《防雷減災(zāi)管理辦法》；這對于減輕包括雷電災(zāi)害在內(nèi)的氣象災(zāi)害，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展，將起重要的推動作用。 

    近年來，隨著大量的數(shù)據(jù)設(shè)備和精密儀器應(yīng)用的范圍日益廣泛，雷電損害造成的事故有逐年上升的趨勢。由于通訊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精密設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集中化，使設(shè)備耐受過電壓、過電流的能力下降，更易遭受雷電破壞。輕者可造成計(jì)算機(jī)終端和通信設(shè)備的接口損壞，使通信中斷，大量信息丟失或無法傳輸；重者使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)損壞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無法進(jìn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)易遭受雷擊損壞的設(shè)備有：MODEM（調(diào)制解調(diào)器）、ROUTER（路由器）SWITCH（交換機(jī)）、HUB、網(wǎng)卡、通信卡、UPS、計(jì)算機(jī)電源及主板。 

    在雷電災(zāi)害防御方面，縱觀人類防雷歷史，已有兩個(gè)多世紀(jì)，從建筑物防雷發(fā)展到供電防雷、電氣和電子設(shè)備防雷，現(xiàn)在已進(jìn)入第四個(gè)階段即現(xiàn)代微電子設(shè)備防雷。防雷技術(shù)和產(chǎn)品，也隨著現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展得到顯著發(fā)展，除傳統(tǒng)的避雷針引雷攔截技術(shù)外，已擁有消散削 減、屏蔽隔離、抑制分流、疏導(dǎo)均衡等電位、優(yōu)化接地泄放和雷電控測定位預(yù)警等技術(shù)，并相應(yīng)研制出多種高科技的隔離裝置、電子避雷器、高效防腐降阻劑等設(shè)備、器件和產(chǎn)品，出現(xiàn)了火箭與激光等人工影響雷電的裝置和雷電探測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備，這都為有效防御治理雷電災(zāi)害奠定了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。 

1、雷擊侵入設(shè)備的途徑 

雷擊的途徑主要有兩種形式： 

A. 直接雷擊： 

雷云之間或雷云對地面某一點(diǎn)的迅猛放電現(xiàn)象稱之為直接雷擊。直接雷擊的主要破壞對象是：建筑物、野外工作臺、森林、架空配電線路、人畜等。 

B. 感應(yīng)雷擊： 

雷云放電時(shí)，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)等現(xiàn)象稱之為感應(yīng)雷擊。裝有避雷針的建筑物，可以避免雷擊損壞建筑物，但是雷擊通過避雷針的地線從建筑物頂端瀉放入大地或者附近發(fā)生雷擊的時(shí)候，會產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，建筑物內(nèi)的所有金屬物品均會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這些感應(yīng)電壓的高低隨著金屬形狀、距地線的距離和雷擊大小而變（根據(jù)IEC1312標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)雷擊擊中建筑物時(shí)，即使裝有避雷針，大約50%的雷擊能量仍會分配到電源系統(tǒng)）一旦您的電源輸入線、電話線、網(wǎng)絡(luò)線或其它電子設(shè)備的金屬引出、引入線感應(yīng)到瞬間高壓，避雷針就無能為力了。感應(yīng)雷擊破壞的主要對象是電子電氣設(shè)備。 

C．地電位反擊： 

建筑物的外部防雷系統(tǒng)（如避雷針、避雷網(wǎng)等）遭受直接雷擊，在接地電阻的兩端就會產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，由設(shè)備的接地線引入設(shè)備，造成設(shè)備的損壞。 

D．外部避雷和內(nèi)部避雷： 

避雷針（或避雷針、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，主要是為了保護(hù)建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故；而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設(shè)備中造成損壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的，為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)部避雷，需要進(jìn)出各保護(hù)區(qū)的電纜、金屬管道等都要連接避雷及過電壓保護(hù)器。 

2、雷擊防護(hù)的基本原理 

   所謂雷擊防護(hù)就是通過合理、有效的手段將雷電流的能量盡可能的引入到大地，是疏導(dǎo)，而不是堵雷或消雷。 

   一個(gè)完整的防雷系統(tǒng)包括兩個(gè)方面：直接雷擊的防護(hù)和感應(yīng)雷擊的防護(hù)。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險(xiǎn)的。 

直接雷擊的防護(hù)原理：用導(dǎo)體將雷云中的電荷導(dǎo)入大地。簡單地說是人為地給雷云創(chuàng)造一條放電通路，不讓雷云中的電荷流過需要保護(hù)的物體。直接雷擊的防護(hù)系統(tǒng)包括接閃器、引下線、地網(wǎng)三大部分。其中接閃器主要使用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等。在我國，直接雷擊防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工所必須 遵從的規(guī)范是《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057－94)。此國標(biāo)和IEC、BS等國際國外標(biāo)準(zhǔn)大體上是一致的。 

三、建筑物防雷 

1、 第1類建筑物的防雷措施 

第1類防雷建筑物是指： 

A、防直擊雷的措施： 

1、應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)），使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽等突出屋面的物體 

均處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)。 

2、排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸汽或粉塵的放散管、呼吸管等的管口外的以下空間應(yīng)處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。 

3、排放爆炸性危險(xiǎn)氣體、蒸汽或粉塵的放散管、呼吸閥等，當(dāng)其排放物達(dá)不到爆炸濃度，長期點(diǎn)火燃燒，一排放就點(diǎn)火燃燒時(shí)，及發(fā)生事故時(shí)排放物才達(dá)到爆炸濃度的通風(fēng)管、安全閥，接閃器的保護(hù)范圍可僅保護(hù)到管帽，無管帽時(shí)可僅保護(hù)到管口。 

4、獨(dú)立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網(wǎng)的各支柱處應(yīng)至少設(shè)一根引下線。 

5、獨(dú)立避雷針和架空避雷線（網(wǎng)）的支柱及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道等金屬物之間的距離不得小于3M。 

6、架空避雷線至屋面和各種突出屋面的風(fēng)帽、放散管等物體之間的距離不應(yīng)小于3M。 

7、獨(dú)立避雷針，架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω。 

B、防感應(yīng)雷的措施： 

1、建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮等較大的金屬物和突出屋面的金屬物，均應(yīng)接到防雷電感的接地裝置上。 金屬屋面周邊每隔18—24M采用引下線接地一次。 

現(xiàn)場澆制的或由預(yù)制構(gòu)件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋宜綁扎或焊接成閉合回路，并應(yīng)每隔18—24M采用引下線接地一次。 

2、平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時(shí)應(yīng)采用金屬跨接，跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于30M，交叉凈距小于100M時(shí)，其交叉處變應(yīng)跨接。 

當(dāng)長金屬的彎頭、閥門、法蘭盤等連接處的過渡電阻大于0.03Ω時(shí)，連接處應(yīng)用金屬線跨接。對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕環(huán)境下，可不跨接。 

3、防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用，其工頻接地電阻不宜大于10&Omega 

屋內(nèi)接地干線與防雷電感應(yīng)接地裝置的連接，不應(yīng)少于兩處。 

C、防雷電波侵入的措施： 

1、低壓線路宜全線采用金屬鎧裝電纜或一般塑料外皮電纜穿金屬管直接埋地敷設(shè)，在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。當(dāng)全線采用電纜有困難時(shí)，可采用鋼筋混凝土桿和鐵橫擔(dān)的架空線，并應(yīng)使用一段金屬鎧裝腔作勢電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長度不應(yīng)小于15M。 

在電纜與架空線連接處，尚應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電纜金屬外皮，鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。 

2、架空金屬管道，在進(jìn)出建筑物外，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物100M 

內(nèi)的管道，應(yīng)每隔25M左右接地一次，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于20Ω，并宜利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋作為引下線，其鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜作為接地裝置。 

埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進(jìn)出建筑物處亦應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。 

D、特殊情況下的處理： 

當(dāng)建筑物太高或其他原因難以裝設(shè)獨(dú)立避雷針、架空避雷線、避雷網(wǎng)時(shí)，可將避雷針或網(wǎng)格不大于5m×5m或6m×4m的避雷網(wǎng)或由其混合組成的接閃器直接裝在建筑物上，避雷網(wǎng)應(yīng)沿屋角、屋檐等易受雷擊的部位敷設(shè)。要求： 

1、所有避雷針應(yīng)采用避雷帶互相連接。 

2、引下線不應(yīng)小于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于12米。 

3、筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)間垂直距離不應(yīng)大于12M，所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上。均壓環(huán)或利用電氣設(shè)備的接地干線環(huán)路。 

4、防直擊雷的接地裝置應(yīng)圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω，并應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置及所有進(jìn)入建筑物的金屬管道相連，此接地裝置或兼作防雷電感應(yīng)之用。 

5、建筑物高于30M時(shí)，尚應(yīng)采取以下防側(cè)擊的措施： 

（1）從30M起每隔不大于6M沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連，以防側(cè)擊雷。

（2）30M及以上外墻的欄桿、門窗等較大的金屬物與避雷裝置連接，以防側(cè)擊雷襲擊。 

6、在電源引入的總配電箱處宜裝設(shè)避雷器。 

2、第二類建筑物的防雷措施： 

1、國家級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物。 

2、國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽建筑物，大型給水水泵房等特別重要的建筑物。 

3、國家級計(jì)算中心、國際通信樞紐等對國民經(jīng)濟(jì)有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物。

4、制造、使用或貯存 爆炸物質(zhì)的建筑物，而電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。 

5、具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物，而電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。 

6、具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物。 

7、工業(yè)企業(yè)內(nèi)有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。 

8、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物；

9、預(yù)計(jì)雷擊次大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。 

所謂11區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境是指有時(shí)會將積留下的粉塵揚(yáng)起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境。 

1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物是指：正常情況下不能形成，但在不正常情況下能形成爆炸性混合物的場所。 

2區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所是指：正常情況下不能出現(xiàn)爆炸性混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)存在的爆炸性混合物的環(huán)境。