第5章 建筑物防雷设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 建筑物防雷设计,5,1,雷电特性及,建筑物防雷,一、雷电的形成,这是下行雷电放电的图片,直击雷,直击雷：雷直接击于被击物上，被击物可能是建筑物、树木或人等。,雷电流：雷流过低接地电阻（小于,30,欧）被击物时的电流。,我国测得的最大雷电流幅值为,300KA,。,传导雷,传导雷：又称入侵波，是雷击于导线后，雷电流沿导线传播、并入侵被保护设备。,传导雷是造成低压电器设备损坏的主要雷害之一。,感应雷,感应雷：由于电磁感应形成的电压升高。,感应雷幅值一般不超过,500KV,，对,110KV,及以上的线路不能构成威胁。,感应雷也是造成低压电器设备损坏的主要雷害之一。,二高层建筑雷击的特点,三建筑物高度与落雷频率的关系,雷电的危害,（,1,）机械性破坏,由两种力产生，一种是强大的雷电流通过物体时产生的巨大电动力，另一种是强大的雷电流通过物体时产生的巨大热量，使物体内的水份急剧蒸发而造成劈裂的物体内压力。,（,2,）热力性破坏,产生的巨大热量使物体燃烧和金属材料熔化。,（,3,）绝缘击穿性破坏,极高的电压使电气系统中的绝缘材料击穿，造成相间短路，使破坏的范围和程度迅速扩大和增长。这是电气系统中最危险的一种破坏形式5,2,防雷击原理与防雷装置,（一）防直接雷,采用避雷针，避雷带成避雷网。一般优先考虑采用避雷针。当建筑上不允许装设高出屋顶的避雷针，同时屋顶面积不大时，可采用避雷带。若屋顶面积较大时，采用避雷网。,（二）防间接,(,感应,),雷,雷云通过静电感应效应在建筑物上产生的很高的感应电压，可通过将建筑物的金属屋顶、房屋中的大型金属物品，全部加以良好的接地处理来消除。,（三）防高电位侵入,雷电波可能沿着各种金属导体、管路，特别是沿着天线或架空线引入室内，对人身和设备造成严重危害。对这些高电位的侵入，特别是对沿架空线引入雷电波的防护问题比较复杂，通常采用以下几种方法：,（,1,）配电线路全部采用地下电缆；,（,2,）进户线采用,50100m,长的一段电缆；,（,3,）在架空线进户之处，加装避雷器或放电保护间隙。,第（,1,）种方法最安全可靠，但费用高，故只适用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工业建筑。后两种方法不能完全避免雷电波的引入，但可将引入的高电位限制在安全范围之内，在实际中得到广泛采用。,（四）建筑物防雷的主要装置,建筑物防雷主要采用接闪器系统，由,接闪器,、,引下线,和,接地装置,三大部份组成。,（,1,）接闪器,避雷针、避雷带、避雷网,暗装时引下线的截面应加大一级，而且应注意与墙内其它金属构件的距离。若利用钢筋混凝土中的钢筋作引下线时，最少应利用四根柱子，每柱中至少用到两根主筋。,2,）引下线（明装和暗装）,明装时一般采用直径,8mm,的圆钢或截面,124mm,2,的扁钢。在易受腐蚀部位，截面应适当加大。引下线应沿建筑物外墙敷设，距墙面,15mm,，固定支点间距不应大于,2m,。敷设时应保持一定的松紧度，从接闪器到接地装置，引下线的敷设应尽量短而直。若必需弯曲时，弯角应大于,90,。,（,3,）接地装置,自然接地体,利用埋于地下的，有其它功能的金属物体，作为防雷保护的接地装置。,直埋铠装电缆金属外皮,直埋金属水管,钢筋混凝土电杆。,基础接地体,为节约有色金属，降低造价，应尽量利用建筑物中的结构钢筋作为接地装置。,人工接地体,专门用于防雷保护的接地装置。分垂直接地体和水平接地体两类。,垂直接地体,可采用直径,2050mm,的钢管,(,壁厚,3.5mm),，直径,l9mm,的圆钢或厚,3mm,宽,20mm,到厚,5mm,宽,20mm,的角钢做成。长度均为,23m,一段。间隔,5m,埋地，顶端埋深为,0.50.8m,，用接地连接条或水平接地体将其连成一体。,水平接地体和接地连接条,可采用截面为,254404mm,2,的扁钢、截面,1010rnm,2,的方钢或直径,814mm,的圆钢做成。埋深一律为,050.8m,。,埋接地体时，应将周围填土夯实，不得回填砖石、灰渣之类杂土。,通常接地体均应采用镀锌钢材，土壤有腐蚀性时，应适当加大接地体和连接条截面，并加厚镀锌层，各焊点必须刷樟丹油或沥青油，以加强防腐。,接地电阻的数值应符合规范要求。,第三节 雷电反击和安全距离,二、防雷设备及其保护范围,1,),避雷针的结构,避雷针由接闪器、支持构架、引下线和接地体,4,部分组成。,(1),接闪器。接闪器是指避雷针顶端的镀锌圆钢或镀锌钢管，是专门用来接受雷云闪络放电的装置。避雷针采用长,1m,2m,的直径大于,20 mm,的圆钢或直径大于,25 mm,的钢管。,(2),支持构架。支持构架是将接闪器装设于一定高度上的支持物。在变电所或易爆的厂房，应采用独立支持构架；对一般厂房、烟囱等，避雷针可直接装设于保护物上。,h,避雷针的高度,h,x,被保护物高度,h,a,避雷针本身的有效高度,r,x,避雷针在,h,x,高度水平面上的保护半径,图,5.13,单支避雷针的保护范围,a,两避雷针间的距离,h,0,两针间保护范围上限的最低点的高度或称假想避雷针高度,2b,x,在,h,x,水平面上,(xx,连线平面,),的保护范围最小宽度,r,x,单支避雷针在,h,x,水平面上的保护半径,R,通过两支避雷针顶点,(,A,、,A,),及保护范围上部边缘最低点,O,点的圆弧的半径，,O,点位于 的水平,面上,图,5.15,两支等高避雷针的联合保护范围,(2),管式避雷器。由产气管、内部间隙和外部间隙,3,部分组成，如图,5.86,所示。,图,避雷器的连接,(a),装在铁横担上,(b),装在木横担上,1,羊角电极,2,支持绝缘子,图,5.85,角型间隙,(3),阀式避雷器。由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内，如图,5.87,所示。,火花间隙由铜片冲制而成，每对间隙用云母垫圈隔开。正常情况下，火花间隙阻止线路工频电流通过，但在过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片是用陶瓷材料黏固起来的电工用金刚砂,(,碳化硅,),颗粒组成的，它具有非线性特性。当电压正常时，阀片电阻很大；当过电压作用时，阀片则呈现很小的电阻。因此在线路上出现过电压时，阀式避雷器的火花间隙击穿，阀片使雷电畅通地泄入大地。当过电压消失后，线路又恢复工频电压时，阀片呈现很大的电阻，使火花间隙绝缘迅速恢复，并切断工频续流，从而线路恢复正常工作，保护了电气设备的绝缘。,1,上接线端,2,磁套管,3,火花间隙,4,阀电阻片,5,下接线端,图,5.87,阀式避雷器,对于一般线路来说，无须装设管式避雷器,F2,。当线路的耐冲击绝缘水平特别高，致使变电所中阀式避雷器通过的雷电流可能超过,5kA,时，才装设管式避雷器,F2,，并使,F2,处的接地电阻尽量降低到,10,以下。,(2),对于,35kV,进线且容量较小用户变电所，还可根据其重要性和雷暴日数采取简化的进线保护。,对容量,3150kV,A,5600kV,A,的变电所，可以考虑采用避雷线长仅为,500m,600m,的进线段保护。容量在,3150kV,A,以下者，可不装设进线段保护。,图,5.89 35kV,全线无避雷线线路变电所进线段防雷保护方式接线图,(5),装设避雷器和保护间隙。对架空线路上个别绝缘薄弱的地点，如跨越杆、转角杆等处，可装设管式避雷器或保护间隙。,(6),采用电缆供电。而对于,6kV,0kV,架空线路，一般比,35kV,线路高度低，不需装设避雷线，防雷方式可利用钢筋混凝土杆的自然接地，必要时可采用双电源供电和自动重合闸。,1,保护间隙,2,接地线,图,5.90,顶线绝缘子附有保护间隙,