防雷接地讲义1.docx
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防雷接地讲义1.docx
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防雷接地讲义1
建构筑物的防雷
第一节落雷的相关因素
1.地面落雷的因素
(1)地理条件:
湿热地区多于干冷地区。
我国大致是以华南、西南、长江流域、华北、东北、西北的顺序递减。
从地域上说,山区多于平原,陆地多于湖海。
(2)地质条件:
有利于很快聚集与雷云相反的电荷的地面容易落雷。
例如地下埋藏有导电矿物的地区,地下水位高的地方、矿泉、小河沟及地下水的出口处,土壤电阻率突变处、土山山顶或岩石山的粘土山脚处等。
(3)地形条件:
有些地形往往可以引起局部气候的变化,造成有利于雷云形成和相遇的条件。
例如山的南坡多于北坡,靠湖海的山坡多于背湖海的山坡,山中的局部平地多于峡谷,风暴走廊以及与方向一致的地方的山口或顺风河谷容易落雷。
(4)地物条件:
孤立高耸的地物,排出导电尘埃的厂房,排出废气的管道,屋旁的大树,山区的输电线等容易落雷。
2.建筑物落雷的因素
(1)孤立程度:
旷野中的孤立建筑物,建筑群中特别高耸者容易落雷。
(2)结构:
金属屋顶、金属构架、钢筋混凝土建筑物容易落雷。
(3)性质:
长年积水的冰库,非常潮湿的牲畜的饲养棚,建筑群中特别潮湿的建筑物,生产或储存易挥发物的建筑物容易落雷。
(4)位置和外廓尺寸:
位于雷暴日多的地区和外廓尺寸较大的建筑物容易落雷。
3.建筑物易受雷击的部位
(1)屋顶坡度与雷击部位关系图
0。
15。
30。
45。
其中:
易受雷击部位雷击率最高部位
(2)屋面上的突出物容易受雷击。
第二节建构筑物的防雷
1.建构筑物的防雷的分类
按生产性质、雷击的可能性及后果、防雷措施的不同分为三类。
(1)第一类工业建构筑物
a)凡建、构筑物中制造、使用或储存大量爆炸物质,如炸药、火药、起爆药、火工品等,因电火花引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
b)Q-1级或G-1级(正常生产时能产生引起爆炸的物品)的爆炸危险场所。
(2)第二类工业建构筑物
a)凡建、构筑物中制造、使用或存储爆炸性物质,但电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
b)Q-2级或G-2级(非正常生产状态如事故时,会泄露引起爆炸的物品)的爆炸危险场所。
(3)第三类建构筑物
a)根据雷击后对生产的影响,并结合前述落雷因数,确定要防雷的Q-3级爆炸危险场所或H-1、H-2、H-3级火灾危险场所。
b)历史上雷害事故较多地区的重要建构筑物。
c)高度15米及以上(雷暴日少于30日的地区为20米及以上)的烟囱、水塔等孤立高耸的建构筑物。
d)建筑物年计算雷击的次数N为0.01及以上,并结合当地雷击情况确定需要防雷的建筑物。
N=0.015nk(l+5h)(b+5h)10-6
式中n为雷暴日数/年(岳阳45日/年);
L,b,h为建筑物的长,宽,高,(米);
K为校正系数,一般取1,下列情况取1.5~2:
▲旷野中的孤立建筑物,金属屋面的砖木建筑物;
▲河边、湖边、山坡下或山地土壤电阻率较小处,地下水露头处,粘土山的顶部,山谷风口等处的建筑物和特别潮湿的建筑物;
▲建筑物中高于25米(旷野中高于20米)的建筑物
2.建构筑物的防雷措施
(1)第一类建构筑物
(ⅰ)防直击雷
a)安装独立避雷针。
对爆炸危险气体、蒸汽、粉尘等排空管,避雷的保护范围应高出管顶及2米以上。
因建筑物太高不能安装独立避雷针时见附注。
也可以安装架空避雷线作保护。
b)独立避雷针应有独立接地装置,Rch≤10Ω。
c)避雷针及接地装置至被保护建筑物及与其有联系的金属物,如设备、管道、电缆、防感应雷的接地装置等之间的距离,空气中应不小于(0.3Rch+0.1hx)米,其中Rch为冲击接地电阻(岳阳地区非岩石地质时Rch与工频接地电阻R相等),hx为被保护物高度(米)。
地中距离应不小于0.3Rch,但不得小于3米。
(ⅱ)防感应雷
a)建筑物内或突出屋面的金属物如设备、管道、构架、电缆外铠、钢屋架、钢窗、排空管、排风管等,应接地。
金属屋面或钢筋混凝土屋面应每隔18~24米用引下线接地一次,屋面内钢筋应绑扎或焊接成电气闭合回路。
b)为防止电磁感应产生火花,平行敷设的金属物如管道、构架、电缆外铠等,凡间距小于100mm者,每隔20米~30米跨接金属线,交叉处间距小于100mm及管道接头处(弯头、阀门、法兰)应跨接金属线,但丝扣紧密连接的ф25及以上的管接头及法兰盘,在非腐蚀环境中可不跨接。
c)防感应雷的接地装置其接地电阻应不大于10Ω,并与电气接地装置共用,屋内接地干线与接地装置连接不少于2处。
(ⅲ)防雷电波侵入
a)电气线路宜全线采用电缆埋地敷设,入户端外铠应接地。
非用架空线不可的,距入户端50米外电缆引入,且电缆与架空线连接处应装避雷器,上述电缆外皮、器具的金属底座、支架等金属物必须接地。
Rch≤10Ω。
b)所有金属管道(含埋地的)在建筑物入口应接地,100米处开始每25米左右接地一次。
(2)第二类建筑物
(ⅰ)防直击雷
a)装避雷针或避雷网,网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角敷设,网格≤10×10M,针与网互相连接;
b)爆炸危险气体、蒸汽、粉尘的排空管、排风管、呼吸阀等,凡突出屋面者,应在其附近装避雷针,针头应高出管口3m以上,管口上方1m应在保护范围内。
但煤气放空管,上述管阀装有阻火器的,非爆炸危险物排放管和烟囱,以及Q-2级和G-2级场所的自然通风管,如本身为金属物体一般不装针,但与屋面防雷网相连接,若是屋面接闪器保护范围以外的非金属物体,则应装针并与屋面防雷装置相连。
c)防雷引下线不应少于2根,间距不大于24米。
引下线至金属物的空气中距离应≥0.05Lx米(Lx为引下线至地面长度),否则金属物应与引下线相连接,若两者间已有接地金属物隔开者,可不做距离要求。
d)防直击雷和防感应雷应共用接地装置,冲击接地电阻Rch≤10Ω,并应和电气接地装置及地下金属管道相连接。
e)钢筋混凝土内钢筋,柱内可做引下线,基础内的可做接地装置用,具体施工见讲义第70页。
f)金属屋面可用作接闪器。
(ⅱ)防感应雷
a)建筑物内的主要金属物如设备、管道、构架等应接地。
b)平行敷设的长金属物,其接地处要求与第一类建筑物相同。
但用丝扣或法兰盘连接的金属管道可不跨接金属线。
c)屋内接地干线与接地装置的连接应不少于两处。
(ⅲ)防雷电波入侵
a)与第一类建筑物措施a)要求相同。
b)爆炸危险较小或雷暴日数在30以下地区,低压配电可用架空线引入,但入户处应有避雷器,防雷接地装置总Rch≤5Ω,靠近建筑物的电杆的冲击接地电阻Rch≤10Ω,杆上金属部件都应接地。
c)金属管道(架空或埋地)在入户处应接地,架空管道距建筑物25米还应接地一次,Rch≤10Ω。
(3)第三类工业建、构筑物
(ⅰ)防直击雷
a)在容易受雷击部位装避雷针(网)。
当用避雷网时,屋面上任一点距避雷网带的距离应不大于10米,平行带间应每30~40米进行跨接。
有多支避雷针时可不按常规计算保护范围,但要求两针距离不宜大于30米,并不大于避雷针有效高度(ha)的15倍,多支避雷针的保护范围可按60度保护角确定。
b)突出屋面的物体,如无爆炸危险介质的排空管、烟囱及Q-2级和G-2级场所的自然通风管道等,属金属物者可不装接闪器,但应与屋面防雷装置相连接;至于屋面装设的接闪器保护范围以外的非金属物,则应装接闪器并与屋面防雷装置相连接。
c)接地装置应与电气接地装置及地下金属管道相连接。
Rch≤30Ω。
d)引下线不应少于2根,间距不大于30米,但建筑物周长和高度均在40米以下时,可只设一根引下线。
e)钢筋混凝土内的钢筋用作避雷装置用途的要求,与上述讲义70页中2.12条要求相同。
f)金属屋面可用作接闪器,壁厚大于4mm的金属容器可用作接闪器、引下线和接地装置。
(ⅱ)防雷电波
a)可使用低压架空线入户,但其金属支架、底座应接地。
b)入户金属管道宜在入户端接地。
3.特殊建筑物的防雷措施
(1)露天可燃气体储气柜的防雷
a)壁厚大于4mm时不装接闪器,但应接地且不少于2处,间距不大于30米,Rch应不大于30Ω;
b)放空管和呼吸阀在管口附近装避雷针,针尖高出管顶3米以上,管口上方1米应在保护范围内;
c)活动金属柜顶与金属柜体用25mm2软铜线或钢绞线相连接,闸门室宜距接地装置5米以上。
(2)露天油罐的防雷
a)易燃、可燃液体的敞开式储罐和建筑物,正常有挥发性气体产生,属第一类防雷构筑物,应设独立避雷针。
保护范围按敞开面外延20米水平距离,高3米设计,露天注送站的保护范围按注送口外20米空间设计,针距敞开面不少于23米,Rch≤10Ω。
b)有呼吸阀的易燃液体储罐,罐顶钢板厚度δ≥4mm,属第二类防雷构筑物,可在罐顶装针,但与呼吸阀水平距应不少于3m,保护范围高出呼吸阀2米以上,接地点不少于2处,间距不大于24米,Rch≤10Ω。
c)可燃液体储罐,全部壁厚δ≥4mm,属于第三类防雷对象,不装针只接地,Rch≤30Ω。
d)浮顶油罐,液化气球罐δ≥4mm时只接地,但浮顶应用25mm2软铜线或铜绞线将罐顶与罐底相连接。
e)埋地油罐:
覆土在0.5米以上者不考虑防雷设施,但如有呼吸阀引出地面者需在其处作局部处理。
(3)户外架空管道的防雷
a)户外输送可燃气体、易燃可燃液体的管道,可在其始端、终端、分支处和转角处以及直线段每隔100米处接地,接地电阻≤30Ω,接地装置可与电气接地装置共用。
b)上述管道与爆炸危险厂房平行敷设而间距小于10m时,应每隔30~40米以及接近厂房的一段的两端应接地,接地电阻≤20Ω。
c)上述管道连接点(弯头、阀门等)不能确保良好电接触者,应设金属跨接线。
d)管道接地引下线可利用不会移走的固定金属构架,无金属支架等物利用则必须另作引下线。
(4)水塔的防雷
按第三类建构筑物设计防雷
利用塔顶周围的金属栏杆或者装设环形金属带做接闪器,在塔顶中心装一支高1.5米的避雷针,Rch≤30Ω。
引下线应不少于2根,间距不大于30米(当水塔周长和高度都不超过40米时可装一根)。
铁爬梯可以作为引下线用。
(5)烟囱的防雷
烟囱属第三类防雷建构筑物。
一般砖烟囱采用避雷针或环形避雷带保护,Rch≤20~30Ω。
避雷针、带及引下线的要求:
(a)烟囱直径d≤1.2米,高度h≤35米:
一支2.2米避雷针。
d≤1.72米,高度h≤50米:
2支2.2米避雷针。
d<1.7米,或h≥60米:
环形避雷带,烟囱抱箍同时与避雷带相连接再与引下线连接。
(b)h≥100米时,在30米处及其以上每隔12米处,加装均压带(环)与引下线相连接。
(c)高度40米及以下时一根引下线,40米以上应设2根引下线,铁梯可作引下线,钢筋混凝土结构的烟囱内的主筋(2根及以上)可作引下线,钢筋的上、下两端应与铁梯或引下线(接地线)相连接。
第三节避雷针保护范围的计算(讲义第65页)
附注:
由于建筑物太高等原因难以装独立避雷针时,可以将避雷针或网格≤6×6M的避雷网直接装在建筑物上,但必须符合下列要求:
(1)建筑物上的避雷针应用避雷带互相连接;
(2)防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成闭合回路,冲击接地电阻Rch≤10Ω,并应和电气接地装置及所有进入建筑物的金属管道相连,此接地装置兼作防雷电感应之用;
(3)引下线不少于2根,其间距应不大于18米,沿建筑物外墙均匀布置;
(4)建筑物应装设均压环,环间垂直距离应不大于12米,引下线、建筑物内金属设备和金属结构件均应连在环上;
(5)排放有爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的突出屋面的管阀等,应采用避雷针保护,管口上方2米应在保护范围内,避雷针尖应设在爆炸危险区外,但高出管阀及其水平间距均不得小于3米。
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