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1、防雷基础知识手册二0年一、雷电的基础知识2、雷电.43、雷云的形成44、雷电防护常识55、企业防雷.76、电子设施防雷.77、什么是防雷器.7二、雷击侵入设备的途径有那些.83、球形雷104、电磁脉冲105、地电位反击116、操作瞬间过电压11三、建筑物危险等级与防雷分类121、建筑物防雷分类122、爆炸物质与危险环境的划分141、人工接地体15、雷电的基础知识1、雷电灾害雷电灾害，也是目前中国十大自然灾害之一。近些年来，伴 随着高新技术的发展，尤其是电子技术的飞速发展，各种先 进的测量、保护中心、电信和计算机等电子产品正日益广泛 的应用于各行各业中，人类对电子产品尤其是计算机设备的 依赖越来
2、越严重。而电子元件的微型化、集成化程度越来越 高，备类电子设备的耐过电压能力下降，造成雷电和过电压 破坏的比例呈上升的趋势。美国研究报告【AD. 722675 指 出：当雷电活动时，磁感应强度达到0. 07GS时，无屏蔽的 计算机会发生误动作，当磁感应强度超过2 4Gs时，计算机 将发生永久性损坏。也就是说，按安培环路定理估算，离无 屏蔽的计算机800m处落一个100kA的雷，计算机就可能发 生误动作，距其83m处落一个100kA的雷，就要损坏。这些 须实时运行而因中断造成设备的瘫痪，必会带来不可估量的 直接或间接经济损失。对于金融、证券、医疗、保险、航空、 航天、国防、广电等国家重要关键部门
3、尤其是这样，根据统 计，雷电对微电子设备的破坏而造成的损失，远远超过雷击 火灾的损失，已成为当今电子时代的一大公害。2、雷电雷电是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的 云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。放电过程 产生强光并伴随巨声。雷电带电云层的存在是密不可分的，带电的云层称为雷 云O3、雷云的形成不管是直击雷还是感应雷都与带电的云层存在分不开， 带电的云层称为雷云。有关雷云形成的假说很多，但至今尚 未有一种被公认为无懈可击的完整学说，这里我们介绍其中 被认为比较完善并经常被推荐的假说。根据大量科学测试可 知，地球本身就是一个电容器，通常大了稳定地带负电荷50 万C左右，而地球上
4、空存在一个带正电的电离层，这两者之 间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300KV左 右，并且场强为上正下负。当地面含水蒸气的空气受到炽热 的地面烘烤受热而上升，或者较温暖的潮湿空气与冷空气相 遇而被垫高都会产生向上的气流 含水蒸气的上升时温度逐 渐下降形成雨滴、冰雹（称为水成物），这些水成物在地球 静电场的作用下被极化负电荷在上，正电荷在下，它们在重 力作用下落下的速度比云滴和冰晶（这二者称为云粒子）要 大，因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞。碰 撞的结果是其中一部分云粒子被水成物所捕获，增大了水成 物的体积，另一部分未被捕获的被反弹回去。而反弹回去的 云粒子带走水成物前端
5、的部分正电荷，使水成物带上负电 荷。由于水成物下降的速度快，而云粒子下降的速度慢，因 此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离（这叫重力分离作用）， 如果遇到上升气流，云粒子不断上升，分离的作用更加明显。 最后形成带正电的云粒子在云的上部，而带负电的水成物在 云的下部，或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地 面。当下面所讲的带电云层一经形成，就形成雷云空间电场， 空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的， 都是上正下负，因而加强了大气的电场强度，使大气中水成 物的极化更厉害，在上升气流存在在情况下更加剧重力分离 作用，使雷云发展得更快。从上面的分析，好像雷云总是上 层带正电荷，下层带负电荷
6、。实际上气流并不单是只有上下 移动，而比这种运动更为复杂。因此雷云电荷的分布也比上 面讲的要复杂得多。4.雷电防护常识（1）在闪电时，留在室内。（2）不要靠近打开的门窗、金属管道，拔掉电器用插 头。切忌使用电吹风、电动剃须刀等。（3）如果在户外看到高压线遭雷击断裂，此时应提高 警惕，因为高压线断点附近存在跨步电压，身处附近的人此 时千万不要跑动，而应双脚并拢，跳离现场。（4）不要收晒衣绳或铁丝上的衣服。（5）不要从事栅栏、电话或输电线、管道或建筑钢材 等安装工作。（6）在建筑物里寻找一个掩蔽所。如果没有建筑物， 那么最理想的防雷所就是洞穴、沟渠、峡谷等低洼地方。（7）不宜在大树下躲避雷雨，如万
7、不得已，则须与树 干保持3米距离，下蹲并双腿靠拢。（8）当感觉到身体有电荷时，即如果头发竖起，或者 皮肤有显著颤动感时，要明白自己可能就要受到电击，应立 刻倒在地上，等雷电过后，呼叫别人救护。（9）在野外遇到雷电来不及躲避时，切不要奔跑，双 脚并拢蹲在低洼的地方相对安全一些。或者坐下，双脚和臀 部与地面接触，手或臂不能接触地面。即使要跑，也只能小 步跑，切不要大步奔跑。（10）如果在雷电交加时，头、颈、手处有蚂蚁爬走感， 头发竖起，说明将发生雷击，应赶紧趴在地上，这样可以减 少遭雷击的危险，并拿去身上佩戴的金属饰品和发夹、项链 等按照EMC电磁兼容的概念规划和构建5、企业防雷1. 设置防雷保护
8、分区（防雷保护的分区概念）。2. 设置等电位连接。3. 屏蔽装置与等电位连接排的连接。4. 在不同分区的交界处浪涌保护器（防雷器）的安装 用滚球法计算接闪器的防雷半径6、电子设施防雷为确保通信设施、计算机信息系统等微电子设备的运行 安全，最大限度地降低雷电灾害给人们造成的直接和间接损 失，国家、地方的相关部门相继出台了中华人民共和国计 算机信息系统安全保护条例、电子设备雷击保护导则和 公安部信息系统雷击电磁脉冲防护办法等多项规定，要 求各级部门切实做好对微电子设备的防雷措施，以免造成重 大损失。7、什么是防雷器防雷器也称避雷器，浪涌保护器，电涌保护器（Surge Protection Devi
9、ces,简称SPD）,过电压保护器。防雷器是 通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。避雷器 中的雷电能量吸收，主要是氧化锌压敏电阻和气体放电管。防雷器主要是包括：电源防雷器和信号防雷器.防雷器的定义及组成防雷器包括：电源防雷器和信号防雷器，防雷器也命名为：避雷器，浪涌保护器，电涌保护器， 在信息时代的今天，电脑网络和通讯设备越来越精密，其工 作环境的要求也越来越高，而雷电以及大型电气设备的瞬间 过电压会越来越频繁的通过电源、天线、无线电信号收发设 备等线路侵入室内电气设备和网络设备，造成设备或元器件 损坏，人员伤亡，传输或储存的数据受到干扰或丢失，甚至 使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、
10、系统停顿，数据传输中 断，局域网乃至广域网遭到破坏。其危害触目惊心，间接损 失一般远远大于直接经济损失。防雷器就是通过现代电学以 及其它技术来防止被雷击中的设备。二、雷击侵入设备的途径有那些1.直击雷所谓直击雷，是指雷电直接击在建筑物、构架、树木、 动植物上，因电效应、热效应和机械力效应等造成建筑物等 损坏以及人员伤亡。一般防直击雷是通过外部避雷装置即： 接闪器（避雷针、避雷带、避雷网、避雷线）、引下线、接 地装置构成完整的电气通路，将雷电流泄入大地。然而接闪 器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击 雷的损毁，但雷电仍然会透过多种形式及途径破坏电子设 备。2.感应雷所谓感应雷，是
11、指雷云放电时，在附近导体上产生的静 电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击。雷电在雷云之间 或雷云对地的放电时，会在附近的电源线路、信号线路、埋 地管道、设备间连接线和铁路钢轨等等导体上产生静电和电 磁感应过电压，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损 害。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率比直击雷 高得多。直击雷只在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害， 而感应雷则不论雷云对地闪击或者雷云对雷云之间闪击，都 可能发生并造成灾害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围 的目标，而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同 时产生感应雷过电压，并且这种感应高压可以通过电力线、 电话线等传输到很远，致使
12、雷害范围扩大。装有避雷针的建 筑物，可以避免雷击损坏建筑物，但是在雷电从建筑物顶端 泻放入大地或者附近发生雷击的时候，雷电电磁脉冲可以通 过避雷针的引下线和接地系统地线产生很强的电场，建筑物 内的所有金属物品均会产生感应电压，这些感应电压的高低 随着金属形状、距地线的距离和雷击大小而变（根据IEC 61312标准，当雷击击中建筑物时，即使装有避雷针，直击 雷电流50%的通过引下线和接地系统入地，仍然会有大约50% 的雷击能量仍会分配到各线路系统）一旦您的电源输入线、 电话线、网络线或其它电子设备的金属引出、引入线感应到 瞬间高压，避雷针就无能为力了。感应雷击破坏的主要对象 是电子电气设备。3、
13、球形雷球形雷是一种特殊的雷电现象，简称球雷。一般是以橙 或红色，或似红色火焰地发光球体，（也有带黄色、绿色、 蓝色或紫色的），直径一般约为10-20厘米，最大的直径可 达一米，存在的时间大约为百分之几秒至几分钟，一般是3 至5秒，其下降时有的无声，有的发出嘶嘶声，一旦遇到物 体或电气设备时会产生燃烧或爆炸，其主要是沿建筑物的孔 洞或开着的门窗进入室内，有的由烟囱或通气管道滚进楼 房，多数沿带电体消失。4、电磁脉冲由于雷电电流有极大峰值和陡度，因此在它的通道周围 会出现很强的瞬变电磁场，处在这个瞬变电磁场中的导体就 会感应出较大的电动势，而此瞬变电磁场，都会在空间一定 的范围内产生电磁作用，也可
14、以是脉冲电磁波辐射，而这种 空间雷电电磁脉冲波（LEMP）是在三维空间范围里对一切电 子设备发生作用。因瞬变时间极短或感应的电压很高，以致 产生电火花，其电磁脉冲往往超过2.4高斯。现代银行、邮 电、证券机房或营业柜台通常应用计算机进行货币存取、信 息传递与交换等业务，依据GB/T 2887-2000电子计算机场 地通用规范标准这些场合对磁脉冲承受限度应小于 800A/m，故在新机房建设或旧机房改造时应对防雷与磁屏蔽 措施必须充分注意。5、地电位反击建筑物的外部防雷系统（如避雷针、避雷网等）遭受直 接雷击，在接地电阻的两端就会产生危险的过电压，由设备 的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防
15、雷系统或其 他自然接闪物（各种管道、电缆屏蔽管等）引入设备，造成 设备的损坏。6. 操作瞬间过电压众所周知，当电流在导体上流动时，会产生磁场，储存 能量，电流越大，导线越长，储能越大，所以当大型负载（特 别是电感性负载）电气设备开关时，便会产生瞬时操作过电 压。三、建筑物危险等级与防雷分类1、建筑物防雷分类按照国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布 的GB 50057 94建筑物防雷设计规范的相关条款，建筑 物应根据其重要性、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、第一类防雷建筑物（爆炸类）a、凡在建筑物中制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、 火工品等大量爆炸物质；b、因电火花而引起爆炸，会造成 巨大破坏和人身伤亡者；c、具有0区或10区爆炸危险环境 的建筑物；d、具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花 而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。注：在民用 建筑电气规范JGJ/T16-92中不包含此类。2、第二类防雷建筑物A、国家级建筑类（重要部分）a、国家级的重点文物保护的 建筑物；b、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览建筑和 博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城 市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物；c、国家计算中 心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子 设备的建筑物；注：相当于民用建筑电气规范JGJ/T16-9
