【简介：】防雷原理 防雷，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。编辑本段历史 本杰
防雷原理 防雷，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。编辑本段历史 本杰明・富兰克林1752年7月本杰明?富兰克林[1]（Benjamin Franklin 1706―1790）著名的风筝实验及其后于1753年避雷针的公布揭开了人类对抗雷电的历史。1873年麦克斯韦[2]（James Clerk Maxwell 1831--1879）发表的科学名著《电磁理论》系统、全面、完美的阐述了电磁场理论，之后伴随电磁理论的应用和普及，针对电磁脉冲的防护也正式纳入防雷范畴，直接雷防护和电磁脉冲防护构成雷电电磁脉冲防护整体并沿用至今。 而在我国，防雷行业和技术起步较晚，80年代末期才有第一家防雷企业诞生，2002年5月深圳第一届防雷技术论坛的召开标志着在我国，防雷行业正式步入成熟，本世纪初，我国先后颁布了两大防雷通用标准，GB 50057-1994《建筑物防雷设计规范》（2000年修订）和GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，至此我国防雷技术发展成熟。编辑本段雷电防护系统 雷电防护系统图例 雷电防护系统( lightning protection system（LPS）)是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。 注：在特定的情况下，雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。 目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟，国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案（防雷体系）。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分：编辑本段直击雷防护 (direct lightning protection (lightning)) 直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害，以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术，是防雷体系的第一部分。 防雷直击雷防护技术以避雷针、避雷带、避雷网、避雷线为主要，其中避雷针是最常见的直击雷防护装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针冠以“避雷”二字，仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。 目前，主要的避雷针包括常规避雷针，提前放电避雷针、主动优化避雷针，限流型避雷针和预防典型避雷针，世面上比较常用和比较出名的是河南万佳防雷公司生产的预放电避雷针WJZ系列避雷针，如WJZ2500-1C。接地 （earth ;ground) 接地一 种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。注 ：接地的目的是：(a)使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；(b)引导人地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。 从定义上可以将接地分为：人工接地、自然界地；从工作性质上可分为接地保护(如防雷接地、防静电接地、设备接地、配点接地等)、工作接地（如电力设施的发、送、配电接地等工作接地还有不需要实际物理连接的电子线路逻辑地）两大类。 接地系系统是通过平衡包括阻值、结构、及相互之间配合等因素通过释放由直击雷击、雷电电磁脉冲、积累在设备上的静电、电力系统短路等状况带来的威胁及其他各类异常能量从而达到防护的目的。 目前，通用的接地系统主要包括铜包钢接地系统、长效高导活性离子接地系统等，而在接地单元与帝王链接工艺上通用热熔焊接施工工艺。等电位连接 （equipotential bonding) 等电位连接是指将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。 等电位连接原理是通过将正常情况下彼此独立的接地系统，通过等电位连接器自动导通系统之间的电位差，从而形成更大的联合接地系统，更有效地进行异常能量释放。电磁屏蔽 (electromagnetic shielding) 电磁屏蔽是用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。雷电电磁脉冲以雷击点为中心向周围传播，其影响范围可达2公里外甚至更远，而不仅仅局限于被雷击中的建筑物本身或其内部设 防雷工程流程图备。 电磁屏蔽技术主要包括空点电磁屏蔽技术和线路电磁屏蔽技术两部分 空间电磁屏蔽技术是通过分布在各个方位具有可靠的、连续电气连接的金属材料层来阻挡电磁波的侵入，通过将电磁能在屏蔽体上进行能量转换使此能转化为电能，再通过接地装置泄放入地。 线路电磁屏蔽技术是通过穿金属管（槽）敷设，并将连续的金属管（槽）两端可靠接地而形成屏蔽体以防止电磁脉冲对金属线路的电磁感应而生成过电压。线路电磁屏蔽技术除具有空间屏蔽功能外，还具有在线路引入过电压时产生反向电动势以抵消线路过电压的功能。过电压保护 （over voltage protection） 过电压保护是指电源装置和所连接的设备为防止电源故障以至于产生过高的输出电压（包括开路电压）而施加的一种保护。 过电压保护实际上涉及多种系统的过电压保护，其中最主要的是电源系统过电压保护和通信系统过电压保护。 过电压保护技术主要是通过使用相关设备将电能分配到系统的各个用电设备当中，已最大限度的削减能量最大值，再通过对各用电设备的安全保护设备多级保护，达到能量释放、低残压保护的功能。而在实际应用当中，考虑到各种系统的特殊性，需要针对不同系统设计专门的过电压保护方案，已达到防护目的。编辑本段方法自身安全防护 1、在两次雷击之间一分钟左右的间隙，应尽可能躲到能够防护的地方去。不具备上述 防雷工程流程图条件时，应立即双膝下蹲，向前弯曲，双手抱膝。 2、在野外也可以凭借较高大的树木防雷，但千万记住要离开树干、树叶至少两米的距离。依此类推，孤立的烟囱下、高大的金属物体旁、电线杆下都不宜逗留。此外，站在屋檐下也是不安全的，最好马上进入建筑物内。 3、雷雨中若手中持有金属雨伞、高尔夫球棍、斧头等物，一定要扔掉或让这些物体低于人体。还有一些所谓的绝缘体，像锄头等物，在雷雨天气中其实并不绝缘。 4、雷雨时，室内开灯应避免站立在灯头线下。 5、不宜使用淋浴器。因为水管与防雷接地相连，雷电流可通过水流传导而致人伤亡。家用电器保护 1、有条件的情况下，应在电源入户处安装电源避雷器，并在有线电视天线、电话机、传真机、电脑MODEN调制解调器入口处、卫星电视电缆接口处安装信号避雷器。但是安装时要有好的接地线，同时做好接地网。 2、每天收听气象预报，得知当天有雷暴时应在上班前将家用电器的电源插头、信号插头拔掉，并且出门时不要忘记关门窗，以防止滚球雷的侵入。建筑物的保护 1、宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m（网格密度按建筑物类别确定）的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。 2、引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m（引下线间距按建筑物类别确定）。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。 3、每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合下列表达式的要求，但不应小于2m： 在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。 详见以下规范。编辑本段规范 GB 15599-1995 石油与石油设施雷电安全规范[3]GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范（附条文说明） (2000版）[4]GB 50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范（附条文说明）GB/T 21431-2008 建筑物防雷装置检测技术规范GBJ 79-1985 工业企业通信接地设计规范GA 267-2000 计算机信息系统 雷电电磁脉冲安全防护规范JR/T 0026-2006 银行业计算机信息系统雷电防护技术规范QX 2-2000 新一代天气雷达站防雷技术规范QX 30-2004 自动气象站场室防雷技术规范QX 3-2000 气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范QX 4-2000 气象台（站）防雷技术规范YD 2011-1993 微波站防雷与接地设计规范（附条文说明）YD 5068-1998 移动数据通信基站防雷与接地设计规范YD/T 5098-2001 通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范GA173-2002 计算机信息系统防雷保安器QX 10[1].1-2002_ 电涌保护器第1部分：性能要求和试验方法编辑本段相关标准 IEC 62305-1-2006 雷电防护IEC/TR 6 风力涡轮机发电机系统。第24部分：避雷装置 IEC61400-24IEC 60364-5-54-2002 建筑物的电气设施。第5-54部分：电气设备的选择和安装。接地措施、保护导体和保护跨接线 IEC60364-5-54IEC 60099 避雷器GB 15599-1995 石油与石油设施雷电安全规范GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范（附条文说明） (2000版）GB 50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范（附条文说明）GB/T 19271-2003 雷电电磁脉冲的防护GB/T 19663-2005 雷电电磁脉冲的防护GB/T 19663-2005 信息系统雷电防护术语GB/T 19856-2005 雷电防护GB/T 21431-2008 建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21714-2008 雷电防护GB/T 2900.12-2008 电工术语 避雷器、低压电涌保护器及元件GB/T 7450-1987 电子设备雷击保护导则GJB 5080-2004 军用通信设施雷电防护设计与使用要求GJB 1210-1991 接地 搭接和屏蔽设计的实施GJB 2269-1996 后方弹药仓库防雷技术要求防雷产品认证与产品检测机构： 1、北京雷电防护装置测试中心 2、上海雷电防护装置测试中心 3、中国铁道科学研究院通信信号研究所编辑本段装置 防雷设备从类型上看大体可以分为：电源防雷器、电源保护 防雷器插座、天馈线保护器、信号防雷器、防雷测试工具、测量和控制系统防雷器、地极保护器。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。上述的针、线、网、带都只是接闪器，而避雷器是一种专门的防雷装置。接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体的总和。接闪器 避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都是接闪器，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以此保护被保护物免受雷击。接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还应有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。避雷器 避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护 避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时装置与地绝缘，当出现雷击过电压时，装置与地由绝缘变成导通，并击穿放电，将雷电流或过电压引入大地，起到保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷器。引下线 防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。电源防雷器 电源防雷器是防止雷电和其他内部过电压侵入设 三相电源防雷器备造成损坏，从室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案，介绍了外部避雷和内部避雷、保护区、防雷等电位连接等概念。分析了电源防雷工作原理。采用电源防雷能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。电源防雷器分为B、C、D三级。依据IEC（国际电工委员会）标准的分区防雷、多级保护的理论，B级防雷属于第一级防雷器，可应用于建筑物内的主配电柜上；C级属第二级防雷器，应用于建筑物的分路配电柜中；D级属第三级防雷器，应用于重要设备的前端，对设备进行精细保护。 正确安装电源防雷器，设备因雷击导致电源损坏的机会，可以减少到接近零，即可免除更换设备之费用，保障系统不间断连续运行。并可减少建筑物因雷击所引起的电源火警机会，确保人身及其他财产的安全。信号防雷器 信号防雷器在产品的设计上，依据IEC 61644的要求 千兆网络防雷器，分为B、C、F三级。B级（Base protection）基本保护级（粗保护级），C级（Combination protection）综合保护级，F级（Medium&fine protection）中等&精细保护级。专业用于网络、通讯、光缆、广播、电视、监控、视频等设备的雷电保护设备。视频防雷器 也称同轴电缆电涌保护器，阻抗有两种，一种是75欧姆，一种 视频防雷器组合图是50欧姆。其中50欧姆的用于有线电视的室外电缆传输保护，75欧姆的用于视频传输，比如闭路电视监控系统传输，俗称：视频防雷器。视频防雷器安装于视频传输线的两端（前后端），可以有效保护摄像机、球机、矩阵、数字录像机、监视器不受雷电的破坏。视频防雷器完整的内部结构一般可分为三部分：放电部分、稳流部分、稳压部分；性能好的视频防雷器里面还添加了可提高信号防雷器传输频率的电路，以减少因接口等处的损耗。防雷接地装置 接地装置是防雷装置的重要组成部分。接地装置向大地泄放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高。除独立避雷针外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。为所雷电流迅速导入大地以防雷止雷害为目的的接地叫做防雷接地。 防接地装置包括以下部分： 1、雷电接受装置：直接或间接接受雷电的金属杆（接闪器），如避雷针、避雷带（网）、架空地线及避雷器等。 2、接地线（引下线）：雷电接受装置与接地装置连接用的金属导体。 3、接地装置：接地线和接地体的总和。测量和控制装置 测量和控制装置有着广泛的应用，例如生产厂、建筑物管理、供暖系统、报警装置等。由于雷电或其他原因造成的过电压不仅会对控制系统造成危害，而且对昂贵的转换器、传感器也会造成危害。控制系统的故障通常会导致产品损失和对生产的影响。测量和控制单元通常比电源系统对浪涌过电压的反应更加敏感。编辑本段发展 由中国科学院研究员、国际宇航科学院院士在国际上首次提出了通过消除雷击危险性，使保护目标不再遭受雷击的新一代避雷技术，称为“智能避雷技术” 。以原中国科学院空间中心电学组专家团队，经过十多年的潜心研究开发，从理论分析、模拟计算、实验测试、模型实验、工程实用化研究、外场实验等各个角度和方法的研究，都证明了这一技术的合理性和可行性。期间经多次大小各类专家会议的评审鉴定，得到充分肯定，被誉为“21世纪防雷事业的曙光” 。 2002年联合国发明协会评选全世界的发明创造。智能避雷技术获得金奖的同时，荣获我国唯一的一项特别金奖，被联合国国际专家组誉为“人类生存和保障的最佳发明” 。 通过了国家气象局测试中心的检测。通过了国军标要求的温度、震动、冲击、和电磁兼容的测试。列入了国家火炬计划。获得了环保认证。企业标准获得了质监局的登记备案。获得了中国专利证书。获得了美国专利证书。申报了国际专利，并申报了美、日、德、英、意、西班牙、俄等国专利。 智能避雷技术是目前为止国际上唯一可以把雷害拒之于门外，为现代化和信息化保驾护航的环保类新型避雷技术。它不仅能够弥补传统避雷方式不能保护信息装备的不足，而且由于其不靠接地，所以特别适用于高山雷达站等接地困难的场所，以及车辆、舰船、飞机、导弹等不能接地的移动目标。该项目的实施不仅对提高我国军队战斗力具有重要意义，而且有望列入国际标准，成为继福兰克林之后的第二个通行防雷方法，实现人类避雷技术史上的革新。编辑本段提示 1、应该留在室内，并关好门窗；在室外工作的人应躲入建筑物内。 2、不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器，不宜使用水龙头。 3、切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离电线等带电设备或其它类似金属装置。 4.、减少使用电话和手提电话。 5、切勿游泳或从事其它水上运动，不宜进行室外球类运动，离开水面以及其它空旷场地，寻找地方躲避。 6、切勿站立于山顶、楼顶上或其他接近导电性高的物体。 7、切勿处理开口容器盛载的易燃物品。 8、在旷野无法躲入有防雷建设的建筑物内时，应远离树木和桅杆。 9、在空旷场地不宜打伞，不宜把羽毛球、高尔夫球棍等扛在肩上。 10、不宜开摩托车、骑自行车。 11、在两次雷击之间一分钟左右的间隙，应尽可能躲到能够防护的地方去。不具备上述条件时，应立即双膝下蹲，向前弯曲，双手抱膝。 12、在野外也可以凭借较高大的树木防雷，但千万记住要离开树干、树叶至少两米的距离。依此类推，孤立的烟囱下、高大的金属物体旁、电线杆下都不宜逗留。此外，站在屋檐下也是不安全的，最好马上进入建筑物内。 13、雷雨中若手中持有金属雨伞、高尔夫球棍、斧头等物，一定要扔掉或让这些物体低于人体。还有一些所谓的绝缘体，像锄头等物，在雷雨天气中其实并不绝缘。 14、雷雨时，室内开灯应避免站立在灯头线下。 15、不宜使用淋浴器。因为水管与防雷接地相连，雷电流可通过水流传导而致人伤亡。 夏季预防雷击 当前，夏季多雷雨天气已经临近，预防雷击是我们人类的首要问题。几年来，被雷击或者被间接雷击而死亡的人数在不断的增长，如何防止雷击问题是人们经常谈论的事情。在夏季，雷电分为两种危害，一种是直接雷击，另一种则是间接雷击。直击雷的危害程度远大于间接雷击，而直击雷是我们大家都知道的。间接雷击主要是由于雷雨云层电荷在放电时产生的强电磁场通过金属导线而感应出的数万伏超高电压放电。下面我们较详细的来阐述关于雷电的防护问题。 1，直击雷 关于直击雷的防护问题，在很多的专业教科书中已有所描述。唯一的方法就是构建防雷措施，在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线，可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。或者在人类居住的小区四周装有大型的避雷塔，以防止人类的生命财产不受到任何的伤害和损失。在雷雨天气，要尽量的远离那些高大的树木林区和没有避雷措施的建筑物，还有就是架空的高低压输电网络和通讯网络。在雷雨来临之际，最好的防雷击方法就是尽快的躲进屋里，并关好门窗以防球形雷进入。假如你是在野外遇到雷雨天时，首先你要观看一下你所处的地理位置，千万不要往高处去，尽快的进入到低洼地带，找一处能够避雨的地方躲藏起来以防雷击。 2，感应雷 对于感应雷来说，一般人了解的还不算太清楚，只有专业人士才知道感应雷电的潜在危害。什么是感应雷电呢？就是带电的雷雨云层在放电时产生瞬间强大的高脉冲电磁场，这种强磁场会在我们周围的金属导线中产生感应电荷。由于感应电荷的聚集，会在金属导线上形成较高的对地电位差，也就是我们平时所说的高压电。大家可能知道高压输电网络的电位是多少吗？其大概的范围是在10千伏至数百千伏电位之间。请大家千万不要小看了感应雷击，这里的学问还是挺多的呢。现在我给大家说一段现实生活中的小故事； 在一次偶然的强雷电放电过程中，让我们了解到了由强雷电引起的瞬间强磁电转换过程。那是在1985年的夏季，有一住户的室外电视天线架设高度为6米左右，天线的高度不超过四周的近距离建筑物和树木的高度。根据目测，树木的高度为十米，建筑物的高度为8米，而积雨云层距地面电视天线的垂直高度为100米以上，距强雷电发生的有效距离为1000米。在雷雨天气，一般的平房住户，会将入室的电视天线和电视电源插头共同拔掉的。而被拔掉的天线接头距离电视机的接线端子为20公分左右，电视天线的馈线长度不超过20米，天线接收器为一般简易的民用振子天线。忽然，在一道闪光过后，巨大的雷声从相距300米左右的高空炸起，就听电视机的后面“啪”的一声！一道弧光闪过，近前一看，电视天线接头与电视机的各接线端子表面都有被高压电弧击伤过的痕迹。当时屋里所有的人都被这一突然的放电声吓了一跳，也都在庆幸着距离电视机较远，不然的话，后果不敢设想。按着20公分的距离来计算，一万伏高压电能击穿1公分距离的干燥空气介质，而20公分距离的空气介质其击穿电压应该在20万伏左右。由于当时是雷雨天气，屋里的空气湿度较大，击穿1公分空气介质的电压应该在7000伏左右，那么击穿20公分空气介质的电压也要在10万伏以上。上述的数据只是粗略的计算，但在双股20米长的金属导体上究竟能产生多高的磁感应电荷，我们还要进行下一步的研究性工作。 故事虽然讲完了，但我们预防雷电的具体措施还不够完备。通过上述的一段小故事，我们知道了感应雷间接性的危害。那么在雷雨季节，我们就要尽量的远离那些象高低压输电网络和架空带有金属导体的各种通讯网络以及各种通信发射塔的固定地埋牵引线。也包括无线电的接受天线等金属导线网络，千万要远离和不要用手去触摸它们下垂延伸线路的金属端头部分。在我们城区、农村的所有架空金属导电网络中，其延绵环绕于我们周围长达数十里或者数百里。在其上面所产生的雷电感应电荷数量是非常之高的。于瞬间并能够感应出电压高达数万伏，它会将与其连接的电器和电子设备瞬间摧毁。下面，我们用列表的方式来说明当雷雨来临之时应当注意到的几点问题。 1，远离高大的建筑物和树木，尽量的进入到低洼地带。 2，远离高低压输电网络。 3，远离输电网络的金属延伸固定装置（金属拉力线）。 4，远离所有的金属导线通讯网络。 5，远离各种通讯发射塔金属设施。 6，远离各种架空的金属建筑设施和存放于室内外的金属材料。 7，千万不要触摸室外延伸与室内的各种导体金属端头，并尽量的远离。 9，在行车过程中，尽量的不要走出车外。 10，遇到雷雨时，尽量放掉手中的金属物体，就连晾衣服的金属线绳也要注意，尽量的在雷雨到来之时将所晾晒的衣物收回屋内。 11，在雷雨来临前，断掉所有与室外连接的设备引线，最好的断接控制装置设于室外，千万不要触摸这些断点的金属部分。 有关雷雨季节的人身防护问题，我们已经基本上潦草的说了说。不论怎样，在雷雨季节保护好自己的生命安全是最重要的。大人一定要反复的告诫儿童，向他们讲解关于雷雨季节的防雷电知识。
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