雷电电气相关知识.docx

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。具有极大的破坏力,其破坏作用是综合的,包括电性质、热性质和机械性质的破坏。可以在瞬间击伤击毙人畜;毁坏发电机、电力变压器等电气设备绝缘,引起短路导致火灾或爆炸事故。可以在极短的时间内转换成大量的热能,造成易燃物品的燃烧或造成金属熔化飞溅而引起火灾。地球上任何时候都有雷电在活动。
一、雷电
１、雷暴云的起电
雷暴云中正负不同极性电荷区的形成过程称为雷暴云，雷暴云中存在着强烈的上升气流与各种尺度及不同相态的水成物粒子通过扩散、离子捕获、粒子间的碰撞分离等过程使不同尺度的粒子携带上不同极性的电荷在气流与重力作用下不同极性电荷发生分离形成正负不同极性的电荷区。当雷暴云中局地电场超过约400ｋＶ/m时，就可以产生闪电。
２、雷电的分类
(1)云闪
通常情况下，一半以上的闪电放电过程发生在雷暴云内的主正、负电荷区之间，称作云内放电过程云内闪电与发生几率相对较低的云间闪电与云空气放电一起被称作云闪。
(2)地闪。另一类闪电则就是发生于云体与地面之间的对地放电称为地闪、一次完整的地闪过程定义为一次“闪电”其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等、一次闪电包括一次或几次大电流脉冲过程称为“闪击”，其中最强变化部分叫“回击”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒。闪电放电可以辐射频带很宽的电磁波从几Hz到上百个GHz。    
３、雷击的几种形式
ａ、直接雷击
闪电直接击在建筑物、其她物体、大地或防雷装置上产生电效应、热效应与机械力者。
b、感应雷击
闪电放电时在附近导体上产生的静电感应与电磁感应它可能使金属部件之间产生火花、雷电波侵入，由于雷电对架空线路或金属管道的作用雷电波可能沿着这些管线侵入屋内危及人身安全或损坏设备。
c、雷击电磁脉冲
就是一种作为干扰源的雷电流及雷电电磁场产生的电磁场效应。指闪电直接击在建筑物防雷装置与建筑物附近所引起的效应。绝大多数就是通过连接导体的干扰，如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射的耦合传导。
4、雷击的一般选择性
雷击经常发生在有金属矿床的地区、江河湖海岸、地下水出口处山坡与稻田接壤的地上与具有不同电阻率土壤的交界地段易遭雷击、在湖沼、底洼地区与地下水位高的地方也容易遭受雷击。此外地面上的设施状况,也就是影响雷击选择性的重要因素。    
高耸建筑物、构筑物容易发生雷击，金属结构的建筑物内部有大量金属体的厂房或者内部经常潮湿的房间，因导电性好易发生雷击。
在旷野即使建筑物不高，但就是由于它比较孤立、突出因而也比较容易遭雷击，如田间的休息凉亭、草棚、水车棚、工具棚等。
烟囱冒出的热气与烟囱排出的大量含有导电微粒与游离分子气团，它比空气易于导电等于加高了烟囱易引发雷击。
二、雷电的破坏作用
（1）雷电流冲击波的破坏作用
雷电通道的温度高达几千到几万度空气受热急剧膨胀并以超声波的速度向四周扩散产生强大的冲击波使其附近的建筑物、人、畜受到破坏与伤害。
（2）雷电流电动力效应的破坏作用
雷电流通过导体时其周围空间将产生强大的电磁场在磁场里的载流导体受到电场的作用而产生强大的电动力这种电动力会造成各类导线或管道折断。接导体的干扰如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射的耦合传导。    
（3）雷电的电效应破坏作用
雷击放电电流可高达几十KA到几百ＫＡ，电压可高达几十万伏到几百万伏，雷击脉冲电流可产生强大磁场，因此,对一切电气设备具有及强的破坏力。
（4）雷电流热电效应的破坏作用
强大的雷电流通过被雷击的物体时会发热由于雷电流很大通过时间极短，如果雷电击在树木或建筑物构筑物上被雷击的物体瞬间将产生大量的热来不及散发，以致物体内部的水分大量变成蒸汽并迅速膨胀产生巨大的爆炸，造成破坏、雷电通道的温度高达6000℃--10000℃，甚至更高，极易造成火灾与爆炸。
三、雷电的危害方式
1、直击雷危害:
雷电直接击在地面某一物体上造成的危害。它能产生电效应、热效应、电动力效应其能量大，
具有巨大的破坏性。
2、感应雷危害：
雷击放电时，在附近物体上会产生静电感应与电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。
雷电的静电感应，当有雷雨云出现时,雷雨云下的地面及建筑物等,受雷雨云的电场作用而带上与雷雨云下端等量的异性电荷、当雷云放电时,雷雨云上的电荷与地面上的异性电荷迅速中与,雷云电场消失,而地面局部地区一些物体,如架空线路、金属管道、建筑物、构筑物等由于与大地间的电阻较大,静电感应产生的异性电荷来不及泄放,对地面就可产生很高的静电感应高压并可能产生放电。    
雷电电磁感应，由于雷电流为脉冲电流,在其冲击下，周围空间产生瞬变的强大电磁场,使附近导体上感应出很高电压,雷电的电磁感应对弱电设备危害极大。
３、雷电波侵入危害由于雷电对架空线路或金属管道发生的作用,使雷电波沿着这些管线侵入到室内,危及人身安全或损坏设备。
4、球形雷，雷击放电火球或静电高压火球。
四、雷击引发电气火灾与设备损坏主要原因有：
1、雷击各高压供电线路的而引入信息系统电源的雷电流与过电压。
2、雷电感应使供电与信息系统线路产生的感应过电压损坏系统。
3、雷击建筑物或临近地区雷击放电,沿各种金属管线引入的过电压或过电流;同时雷击放电所产生的雷电电磁脉冲导致建筑物内信息系统由于空间电磁感应产生瞬态过电压或强磁场辐射而损坏。    
4、各类电气与信息设备接地系统技术处理不当,引起各设备接地系统出现电位差而产生高压反击。
5、导致电气设备与线路的绝缘损坏,造成短路故障或漏电跳闸、雷击对信息系统造成破坏,轻则系统死机或误动作,
重则系统硬件永久性损坏或造成人身伤亡。
五、雷击与人身安全
（一）、雷电袭击人体的几种形式
1、直接雷击；2、接触雷击；3、旁侧闪络；4、跨步电压。
（二）人身安全防护的基本措施
在近雷暴天气条件下,处于具有良好的直击雷防护设施的建筑物内时应注意以下四点
1、不能停留在建筑物的楼顶(面)上。2、要注意关闭门窗。3、不宜使用花洒冲凉。4、不宜靠近建筑物裸露的金属物，如水管、暖气煤气管等以及勿使用电器设备。

雷电电气相关知识（二）
1．雷电过电压有两种基本形式：
　　一是：直接雷电——又称直击雷
　　二是：雷电感应——又称感应雷
　　2．接闪器的作用：
　　接闪器是用来接受直击雷电的金属体，它必须经过接地引下线与接地装置相连。
　　3．避雷针的功用：
　　避雷针的作用实际上是起引雷的作用，它是用来防护直击雷的。
　　4．避雷器的使用类型及功用：
　　一般常用的避雷器有阀式、排气式（管型）、氧化锌等。
　　避雷器是用来防护雷电过电压沿线路侵入变配电室或其它建筑物内以免危及被保护物的绝缘。现在在配电室外经常使用的是氧化锌避雷器，室内经常使用的一般是阀式避雷器。
　　5．工厂变配电室常用的防雷措施：
　　防护直击雷采用避雷针（或避雷线、避雷带、避雷网）防护雷电波侵入的方法是避雷器。
　　6．安全电流的概念：
　　安全电流指的是人体触电后最大的摆脱电流。我国规定的安全电流为30毫安（50HZ）。安全电流与触电时间、电流性质、电流路径及体重和健康状况等因素有关。    
　　7．安全电压概念：
　　安全电压是指不致使人直接致死或致残的电压。我国规定的安全特低电压是36伏。
　　8．地的概念：
　　电气上的地（或大地）是指电位为零的地方；这个地一般指离接地故障点大约20米以外的地方。
　　9．接触电压、跨步电压：
　　接触电压是指人接触发生接地故障的设备外露可导电部分所呈现的对地电压；跨步电压指的是人在接地故障点附近行走时，两脚之间所呈现的电位差。
　　10．工作接地、保护接地的概念：
　　为保证电力系统和设备达到正常工作的要求而进行的接地叫工作接地。
　　为保障人身安全防止间接触电而进行的接地叫保护接地。
　　例如：变压器中性点接地、接闪器和避雷器的接地是工作接地。互感器二次侧端子接地、设备外壳接地为保护接地。
　　11．目前我国采用的几种保护接地的方式：
　　有TN系统，TT系统，IT系统。
　　其中在TN系统中又分为：TN-C、TN-S、TN-C-S等三种保护接地方式。    
　　12．等电位联接：等电位联接可分为总等电位联接、辅助等电位联接。
　　此种做法的目的就是将人可能接触到的可导电的金属物体与PE线直接相连。国际上和我国都规定，电源线进户处应实施总等电位联接，即将电源线进户处附近所有的金属构件、管道均与PE线联接。在特别潮湿、触电危险的场所（如浴室）还必须进行辅助等电位联接，即将该场所内所有的金属构件、管道再与PE线相互连接。
13.在发现有人触电时首先做的第一项工作是想办法让触电人迅速脱离电源，再进行其它方式的急救。
14. 甲 B、乙类可燃液体地上固定顶罐，当顶板厚度小于 4mm 时应设避雷针、线，其保护范围应包括整个储罐；丙类液体储罐，可不设避雷针、线，但必须设防感应雷接地；浮顶罐(含内浮顶罐)可不设避雷针、线，但应将浮顶与罐体用两根截面不小于 25mm2 的软铜线作电气连接；压力储罐不设避雷针、线，但应作接地。
15.长距离管道应在始端、末端、分支处以及每隔 100m接地一次；2.平行管道净距小于 100mm 时，应每隔 20m 加跨接线。当管道交叉且净距小于 100mm 时，应加跨接。
16.在爆炸危险区域内设计有静电接地要求的管道，当每 对法兰或其他接头间电阻值超过 0.03Ω 时，应设导线跨接。    
17.储罐罐顶平台上取样口（量油口）两侧 1.5 米之外， 应各设一组消除人体静电设施，设施应与罐体做电气连接并接地，取样绳索、检尺等工具应与设施连接。
18.重点防火、防爆作业区的入口处，应设计人体导除静电装置。