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1、某危险品工房的防雷设计研究摘要雷电是一种常见的大气放电现象，它与人类的生活息息相关，是自然界不可或缺的物理过程。雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般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,其危害可想而知。本论文结合危险品工房的现状以及现有的防雷设计规范，了解了危险品工房防雷等级划分的标准.针对爆炸危险性的工房进行了防雷设计,主要从包括对直击雷，感应雷以及雷电波入侵等设计了相应的防雷措施，同时结合某危险品工房详细设计了防雷装置,如对避雷针、避雷线、避雷杆以及引下线和接地装置等进行了严格的计算和设计。最后对防雷装置的安全管
2、理进行了分析.关键词:雷电，防雷,危险品工房，防雷设计bstractightning wa a comon phenoenon f atopheridischarge， It was loey eted t huma lif，twa a itgrl phsa procespatf naur. as ccopid lhting oft thunr anihtning ndhunde a spectaul andws a bit duntn dischaepenmenon. Ligtninguually generad by onvctin developent exubeant cumulnim
3、busclods, sooften accoanied by strn wind an hevy rain,smts acmpanied y hail and tornad。necan imgietar.Tisaercombied with th presenttuaion fthe daeros goods workshosnd xsting co fr te esig of lignin rotctio， uderstad the workshop igtning oection rade diviion nrd of angerous gods or explion isk orksos
4、 orthelignn poction design， ainly from inludng a lihtng trike, ductionthundr and thuneelectic waenvasin and din theoesponing lightning roeion eases, tthe satime cminewh a dneous gods wrshp dsied the lghnig prtectio ecein detail， Such a the lhtingrod, wie, lihting rd，an dowld and groungdevi and on as
5、 carrd hetrict lclation an desig. Finally,the maaemt ofh ighning pctionevicewasintoducd.Ke word：Tunder ad lghtning，Lghtnngprtectn,Dageous good orkshops,Lghtingrotcon dsigI / 2目录1.绪论11.1雷电的危害11。2国内外关于雷电防护的研究11.3防雷技术的发展31.4本课题研究的目的和意义32危险品工房的防雷等级划分51工房概况52。2工房危险因素分析52工房防雷等级的划分6。4第一类防雷建筑物防雷技术要求2.4.第一类建
6、筑物防直击雷技术要求62.42第一类建筑物防感应雷技术要求4。3第一类建筑物防雷电波入侵的技术要求83危险品工房直击雷的防护93。1工房平面图。2工房落雷频率计算93。3危险品工房直击雷的防护设计3。3.1接闪器的设计3.3.引下线的设计53接地装置的设计34现代的防雷器的发展64危险品工房防雷电电磁感应设计174。1雷电电磁脉冲简介14。2浪涌保护器。防感应雷设计184.4防雷电波入侵设计8.等电位连接设计19防雷装置管理1防雷装置的日常检查与维护205.防雷档案管理205.防雷装置的检测结论22参考文献23致谢25。绪论.1雷电的危害雷电不仅仅是一种雄伟壮观的自然景象，它更会给人类带来巨大
7、的灾害1。雷电是一种典型的天然强电磁脉冲，据统计,全球范围内每秒约发生10次闪电过程。雷电放电通道的峰值电压高达数百万副伏,电流达几十万安,电流上升率达几万安/微妙。因此，在放电通道周围会产生强大的电磁感应效应、热效应、电动力效应、高电压波入侵和电磁辐射效应，对附近的建筑物、人员和电子设备构成严重威胁2。雷电的主要危害分为两类：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。雷电的具体危害表现如下: （)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
8、害。 (）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、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡。 (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断路而燃烧导致火灾。1。2国内外关于雷电防护的研究国内对
9、防雷技术发展的研究及现状：自从19年，国际电工委员会颁布了建筑物防雷标准E024-1,正式定义了雷电流标准波形和参数，作为防雷研究的依据，规定了用峰值电流I、电流上升率 、波头（或者波前)时间、半峰值时间T描述电流3。我国第一部建筑物防雷设计规范GJ83于1983年11月公布,紧接着于1994年4月颁布了第二部建筑物防雷设计规范G 0594,此规范吸收了许多的外国的先进的防雷技术，并将接闪器保护范围的计算方法改为IEC推荐的“滚球法”并结合我国的防雷设计的实际经验增加了许多新的条款。198年20年期间，受国家电力公司的委托，由广东电力试验研究所牵头与原中国科学院兰州高原大气物理研究所及武汉水利
10、电力大学合作在广东从化(19-1999）及韶关地区（1999000)进行了火箭引雷试验，对闪电通道底部电流进行测量，并研究半导体消雷器的防雷效果.试验采用火箭拖带的细钢丝直接接地和通过100左右的绝缘尼龙线再经过电流测试装置和大地连接两种方式。前者是传统的引雷方式，可以模拟高层建筑物激发的上行雷;后者称为空中引雷方式，可以模拟下行雷与地面目标的连接，试验共取得5次成功，其中有3次空中引雷被高速摄像机记录到,1999年实验地点与199年相同，重点是研究半导体消雷器的防雷效果,共有效发射20发火箭,都是采用钢丝经6m的尼龙线和消雷器相连接的方式以保证人工引雷能击中消雷器，试验记录到有意义的数据和图
11、像一共1次,其中次成功地将雷电网地电位升高,快慢电场变化高速摄像等一批综合观测资料。国外对防雷技术的研究以及现状：2世纪90年代以前，国际和国内的标准、规范都缺少关于雷电电磁脉冲防护的规定，199年，国际电工委员会防雷专委会（IECTC/8）开始讨论这个问题,195年月，该机构发布了国际标准雷电电磁脉冲的防护EC11-1、2、3,分别对雷电电磁脉冲的定义、分区防护和过电保护器件测试做出了规定. 2世纪90年代以后，防雷工程主要致力于改进避雷装置以减小雷电流峰值和上升率，减弱电磁辐射5。比如：美国、意大利和我过先进的公司都应该有生产此设备;采用优化避雷针抑制雷电流上升速率；使用有源避雷针，屏蔽地
12、面上行先导等,但经过实践证明上诉改进并不理想,都存在流通能力低、抗风能力差、成本高和引雷的致命弱点。美国国家航天局在20世纪8年代中期就将雷电预警系统用于航天器材发射。另外，主动预防雷电技术也已经有所发展，99年1月日本科学家用O激光引发雷电,病获得了初步的成功，以飞秒激光等为代表的高功率激光技术的发展，给激光消雷技术带来了光明的应用前景;美国海军曾经试验用水下爆炸的方法激起水柱引发雷雨云放电,以避免对军舰的威胁。3防雷技术的发展近代雷电发展是从17年富兰克林发明了尖头避雷针到科学家们发现大气电场的存在,以及对大气电场从定型到定量的转变，加之科学家们的不断努力，最终奠定了现代雷击及其电磁脉冲防
13、护的理论基础.第二次世界大战期间，由于雷暴威胁飞机和气球飞行,干扰无线电通信,没的双方都投入了大量的人员进行研究,加上雷达和航空技术的进步，为雷电科学提供了新的测量手段，Shonnd(1956年）和erer（1966年)先后提出闪击由先导放电和主放电两个发展阶段组成6。原始的防雷技术是在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置,间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低,在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态，雷电过电压下间隙击穿接地,放电降压而起到保护线路或设备绝缘的作用。保护间隙，其两极由角形棒组成，一极固定在绝缘件上连接带电导线，而另一极接地，间隙击穿后电弧在角形棒间上升拉长，电弧电
14、流较小时可以自行熄弧，电弧电流大到几十安培以上时就不可能自行熄弧；雷电过电压时，单相、两相或三相间隙都可能击穿接地，造成接地故障、两相或三相间短路故障,以致线路电源断路器保护动作分闸.管型避雷器，是一种具有喷气熄弧功能的间隙装置,它有内外两个间隙，外间隙类似保护间隙,两极均固定在绝缘件上，内间隙置于避雷器管内,当雷电过电压内外间隙击穿时,雷电流和工频短路电流经管内壁接地，管壁物质受热气化，有较大压力气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。管型避雷器的选用受安装地点最大、最小短路电流制约，最大短路电流大于避雷器的断流上限时避雷器会爆炸;短路电流小于避雷器的断流下限时就不能熄弧,避雷器可能烧坏.另外管型避雷器多次动作后，管内径会逐渐增大，熄弧能力会下降甚致消失。保护间隙和管型避雷器都是靠间隙击穿接地放电降压起到保护作用，这种作用同时会造成接地故障或相间短路故障,保护作用不完善是显见的，在现行防雷保护中仅将它们限用于线路防雷，并尽量与自动重合闸装置配合，以减少线路停电事故。而对于电气设备防雷多采用阀型避雷器，
