雷电的形成说明文（共9篇）
露珠的身体很小，生命也很短暂，但它却是不平凡的。当夜幕笼罩天空的时候，露珠就开始辛勤的工作了。它使五彩缤纷的喇叭花更加娇艳了，它使盛开的向日葵更加华丽了，它使苍老的白杨树向大自然展现出了最后一刻的生机，它使大自然更加生机勃勃。
露珠白天隐身在空气中，夜晚无声地在黑暗中工作。没有人会去注意这小小的露珠，更没有人会去留心它正在做什么。只有植物才知道，露珠对它们来说是多么的珍贵啊!它把短暂的一生奉献给了鲜花嫩草，而对鲜花嫩草却从无要求。
这次会议重点是贯彻国务院38号文件。至于如何贯彻落实, 工信部配合制定了两个文件, 一个是产业政策, 一个是行业准入。特别是产业政策, 在制定时各方讨论究竟管几年有不同意见 (因为之前的产业政策管3年) , 最后讨论决定新的产业政策原则上管到2015年。今天召开这个会, 也是因为政府对以后5-6年水泥工业怎么发展, 要充分听取我们企业意见, 行业意见 (因此还特意邀请到了张会长来指导我们的工作) 。应该说这次会议要讨论的这两个文件是具有战略性的。而这次会议既是务实的会———就是如何贯彻落实国务院38号文;又是务虚的会———就是讨论产业政策和行业准入条件的送审稿。国务院的38号文已经颁布, 后面的两个文正在申报, 工信部也希望再征求行业的意见, 而这次会长会形成的意见就将是代表行业意见上报工信部, 这也是我们行业内就这两个文件作最后一次的讨论会。随后工信部和协会还将联合组织一个专家论证会, 最终形成行业准入。
在这里我先简单的把产业政策稿形成过程情况作背景介绍。
这次产业政策的制定过程中, 工信部委托中国水泥协会组织起草。协会也仅仅是搭建了一个平台, 就是让政府能够充分了解行业内企业的呼声, 并把行业和企业的意见也准确的反映给工信部, 起到一个承上启下的连接作用。
从接到委托之日起, 协会组织召开了几次会议:一次是在沈阳召开的各个省的行业主管部门会议, 听取了各方的意见;也召开过一次各省市水泥协会会议, 听取部分地方会长, 秘书长的意见;还有在金隅集团召开的12家大集团的座谈会, 听取了大企业集团的意见;在这些基础上形成的稿子, 但由于从不同角度, 不同前提和利益出发, 大家的分歧比较大, 回想起来都难以想象, 在这过程中规划院和协会秘书处做了大量具体的工作。对究竟会形成一个什么样的政策, 我们感到难度非常大。
即使工信部内部意见也不统一。上个月在讨论初稿时, 讨论了一个上午也没有结论。而李毅中部长马上要听意见, 但是各司连统一意见都没有, 很难交差, 也着急。于是再次委托水泥协会组织大家协调, 希望能形成统一意见。为此我和他们达成这样三个共识:
首次是对本次产业政策的内容能不能由三个文件来表达:第一个文件是产业政策的正文;第二个就是对产业政策制定过程作一个说明, 说明各个条款是怎么来的, 怎么修改并确定的;第三个文件就是对上个产业政策作一个评估。并商量决定政策正文由工信部产业政策司为主, 协会负责编制说明, 评估由规划院来负责。
第二个就是这次的产业政策是定位把原来的产业政策推倒从来还是在原来的基础上进行修改, 分歧也较大。最后我个人建议了三条:
㈠为了保持政策的连续性, 建议把新的产业政策定性为是在上一次产业政策基础上的修订而不是推倒重来 (上次制定产业政策时, 还没有工信部, 那是发改委搞的, 而那时现在的工信部和发改委是一起的) 从内容和形式上保持一定的连续性。
㈡新的产业政策也要有重大的创新, 进行内容的修改。为什么要有重大的创新了?水泥工业发展到今天, 虽然从很多统计数据上还看不出多大的变化, 但是从实质上已经发生了非常大的变化。从2003年103号文件以来, 也就是国家把水泥作为重点调控对象以来, 国家出台了一系列的政策, 特别是上一轮的产业政策, 对水泥工业的发展起到了重要的推动作用, 主要体现在4个方面:
⑴新型干法窑得到了高速发展, 而且不仅仅是量, 还有质的问题。在调研过程中发现, 海螺的万吨线, 中建材的万吨线, 华润, 亚泥的5000吨线等很多线的指标都达到了国际先进水平, 可以说, 现在要看国际上最先进的水泥工厂, 就到中国来看。
⑵这段时间我们大企业的发展, 可以说在世界同行业予以公认。假如说水泥工业在上个世纪, 讲拉法基兼并蓝圈集团, 那是一个奇迹 (拉法基当时世界第三, 吃掉世界老大, 蓝圈是个经过百年发展的6000多万吨规模的水泥厂, 使拉法基一个早晨就超过一亿吨, 通过这种形式实现的。) 那么我们的大企业, 像海螺是通过一条线一条线建起来的, 超过了一亿吨;中国建材的南方水泥通过上百个企业联合起来, 不到一年的时间产能就接近一亿吨, 这些在世界水泥发展史上都是非常罕见的, 令世界同行刮目相看的。
⑶我们的技术进步, 现在我们的余热发电, 高压变频, 低压变频的应用, 技术指标都达到国际领先的地位, 这些都是我们水泥行业在这几年中取得的进步。
⑷我们的国际竞争能力增强, 主要体现在三个方面:一是我们的产品在国际上具有相当的竞争力, 中国的水泥出口, 占世界行业贸易量的1/4, 或略多一点;二是我们的技术装备特别是以中材国际为代表, 在国际上有很强的竞争力;三是我们的企业在国际上也变现了很强的竞争力, 这主要表现在国内, 国际巨头拉法基在中国市场竞争中感到了危机。和在中国的海螺, 冀东, 山水, 中国建材, 中材料, 华润等这些企业的竞争中, 拉法基明显的感到有优势, 也有劣势, 发展速度明显不如我们本土企业, 所以我们在国际上的竞争能力明显增强。上面这些说明我国水泥行业发生了深刻变化。
而从企业数量的统计报表看, 我们的企业还有4000多家, 接近5000家, 但是这些跟三年前有了深刻变化——那个时候我们有窑的企业就有4000多家, 现在我们有窑的企业也就1000多家;那个时候3、4千家企业中80%-90%都是一级法人, 而现在这里面有将近800家变为了二级法人, 所以说从组织结构上也发生了深刻变化。
还有从水泥的产量从统计报表看, 我们新型干法水泥只占到63%, 但从这次调研中我们发现远远不止这个数。因为统计渠道的原因, 许多小立窑生产的水泥, 好像还在立窑的名下, 实际上熟料都是新型干法。特别是调研中的江苏省, 统计册上240多家立窑, 但是真正生产的只有38条, 其他的窑都关了, 只是磨机开着。这些情况都说明了水泥工业这些年发生了深刻变化。
但是也出现了新的问题。比如有些地区过度投资或投资过热, 重复建设等造成了目前有些地区已经出现产能过剩;现在还有418条线在建, 这些投产后可能出现全国性的产能过剩;还有那核准的147条线, 假如这些线都建成将出现全国性的严重产能过剩。因此我们对产能过剩的判断分为三个阶段:即部分地区的产能过剩———全国性的产能过剩———全国性的严重产能过剩。第二个目前大量存在的小粉磨站、小配置站, 在激烈市场竞争中, 扰乱市场秩序。第三个从总体上看我们装备技术硬件都上去了, 但我们的管理还有待进一步的提高, 要从原来的粗放性经营转向集约化经营。
我们的产业发生了这么大的变化, 因此我们的产业政策就不是简单的修订, 而是要根据新情况解决新问题, 假如说上一轮的产业政策是促进新型干法窑的发展, 加快落后产能的淘汰, 那么从刚才的数字说明这个任务基本完成。那新一轮的产业政策要解决什么问题了?就是要解决中国水泥工业从量的增长向质的提升, 具体的讲就是要去防止出现全国性的产能严重过剩, 要去推动推广集约化经营, 提高我们的经营效益。还有一个问题就是当时讨论非常激烈, 没有被列入的 (就是哥本哈根协议中的低碳经济) 以免给自己套一个帽子。水泥行业是二氧化碳排放的一个重要行业, 我们不仅是烧煤, 而每吨熟料排放的二氧化碳就在0.7-0.8吨。这次要创新, 可能就是在这些方面要创新。这是讲的第二个建议。
第三个建议就是上一轮的产业政策是发改委发布的, 对产业政策的条款由谁来监督执行加强管理不是特别明确。这次工信部成立了, 对怎么来提高新产业政策的可操作性, 工信部希望有所体现。因此这次产业政策的可操作性, 主管部门的责任, 权利, 义务, 可能比上一轮明确多的多。
以上这三个建议得到了工信部同志的认同。
但在和工信部达成三点协议后, 水泥行业内部也有分歧。于是协会把规划院, 建材协会的行业部, 生产许可证办公室, 信息部, 水泥协会的同志召到一块, 认为只有严格约法三章, 制定规矩, 才能把产业政策制定出来。我们内部的原则主要是两个大的方面:
一个是指标, 这些指标怎么确定。有的是在现有基础上算的, 但更多的要求定的切实合理, 通过努力是可以实现的。如能耗指标以2008年海螺实现的指标为目标, 也就是我们全行业用6年的时间实现海螺2008年实现的指标, 虽然有难度, 但是作为全行业的奋斗目标是可行的。淘汰落后的粉磨站指标, 也就是要淘汰的磨机主体是什么标准, 我们根据江苏浙江的调研, 把主体磨机是直径3米系列的磨机 (有3×9米也有3×11米, 3×12米) 这些被这次列为被淘汰对象, 他们的产能是在40万吨左右, 这就是单线磨机产能40万吨的由来。
二是用什么数据 (大家知道现在网站, 媒体的杂志、报纸公布的数据, 同一个指标数据很多, 谁对谁错, 都说不清楚, 渠道不一样, 口径不一样) , 这次确定的办法就是“各人孩子各人抱”———公测数据即统计局的数据请建材协会的信息处负责, 是权威, 由他来订。行业内的数据 (主要是生产线数据) , 由水泥协会来确定, 这是因为协会一直跟踪。这些年我们花了大力气, 特别是38号文公布后, 有些同志质疑发改委的数据有水分。为了这个, 刘作毅同志不分白天黑夜, 一个省一个省一条线一条线的核实, 按要求把公布的在“黑”名单上的在建线一条条核实, 核准的线也要拿出名单来, 经过两个多月的实地跑, 经过8个省, 确定发改委的数基本准确。因此418, 174经过水泥协会的核定基本上没问题, 略偏小, 但误差不过10%。而深加工数据, 这个是由规划院提出来的, 就由规划院负责。还有就是落后产能数据, 最后以生产许可证办公室提供的数据为准。这就是文件中数据的来源。
除了指标和数据, 内部还有很多意见分歧。最后确定一条“求大同, 存小异”, 由于大家从各个角度提出的意见, 举个最简单的例子———配置站。在广东要求坚决取缔, 配置站在当地是制假, 售假的窝点, 是祸害。但在上海却很先进, 特别是一些大的配置站, 他们就认为取缔配置站不可行的。所以最后折中了一下, 订为48万吨以下的小配置站取缔, 淘汰, 大的还是要支持, 并加入定语, 配置站最好有自己的熟料产能, 作为产业延伸来发展。
一天放学,我抬头看看天,只见天上乌云密布,我自言自语地说:唉呀,不好!要下雨了,就一溜烟似的向家里跑去.我刚跨进家门,窗前先是电闪雷鸣，雷电交加，接着，就是倾盆大雨霹头盖脸般的砸下来，楼房上的积水顺着管子像瀑布一样顺流而下，水落到人们准备的容器里，紧接着，雷公电母又发威了，只见天空出现了两道闪电，然后又传来了隆隆的雷声，不久又雨过天睛了。
那么，雷电是怎么形成的呢?原来是两片云所带的静电性质不同发出的火花，而火花又在高空发出低沉的声音，雷电就产生了。
这不，电视上也演起雷电了。
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，称为雷暴云的起电过程。雷暴云中存在着强烈的上升气流和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，在气流和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和云-空气放电一起被称作云闪。
(2)地闪。另一类闪电则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”,其中的快变化部分叫“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、其他物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。
b、感应雷击
闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。
c、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。
d、雷击电磁脉冲
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和建筑物附近所引起的效应。绝大多数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
(1)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和具有不同电阻率土壤的交界地段易遭雷击。
(2)在湖沼、底洼地区和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，也是影响雷击选择性的重要因素。
(3)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。
(4)在旷野，即使建筑物不高，但是由于它比较孤立、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。
(5)烟囱冒出的热气和烟囱排出的大量含有导电微粒和游离分子气团，它比空气易于导电，等于加高了烟囱，易引发雷击。
5、海南雷电活动的基本情况
海南是全国最严重的雷击高发区重灾区，年平均雷暴日数以113天，达149天。儋州平均雷暴日数以118.3天,达139天。
海南年平均落雷密度为11.53次/Km2，高居全国之冠。落雷密度海南岛东部、北部、西部、中部高，西南部、南部、东南部略低。
每年的一月到十二月都有雷击发生。集中时段为4-10月。
每年因雷击事故，造成50-60人的伤亡和近亿元的经济损失。
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、畜受到破坏和伤害。
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。
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，舜间释放功率可达109-1012W以上。雷击脉冲电流可产生高达1-103高斯(GS)强大磁场。因此，对人类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,产生巨大的爆炸力,造成破坏.雷电通道的温度高达6000℃--10000℃，甚至更高，极易造成火灾和爆炸。
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。其发生约占整个雷击事故的10-15%。
2、感应雷危害：雷击放电时，在附近物体上会产生静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。
(1)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和，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。
(2)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(当B>0.03GS时可造成微电子设备误动作，B>0.75GS时可造成假性损坏，B>2.4GS时可造成永久性损坏)。
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、雷电高电压反击的危害：在遭受直击雷击的物体(金属体、树木、建筑物等)，或防雷装置(接闪器、引下线、接地体、电涌保护器)等，在接闪雷电瞬间与大地间存在很高的电位差(电压)，这电压对与大地相连接的金属物体发生闪击的现象为反击(微电子设备遭雷击损坏,60%是来至地电位反击),必须防止SPG地对DOG地电位的反击。
5、球形雷：雷击放电火球或静电高压火球。
6、雷击引发电气火灾和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和过电压。
②、雷电感应使供电和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、各类电气和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、导致电气设备和线路的绝缘损坏，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。
四、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
(一)在近雷暴天气条件下，当你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。
(二)近雷暴天气时，在室(野)外，要注意六点：
1、不宜进入无防雷设施的棚屋、草棚、木屋、岗亭等避雨。
2、不宜在大树底下躲雨、携带金属物品工具。
3、不宜在旷野高打雨伞、木(竹)杆物体。
4、不宜在水面或水陆交界处作业、活动。
5、不宜开摩托车、骑自行车。
6、不宜进行户外球类运动(足球、篮球、高尔夫球等)。
(三)近雷暴天气时，还不宜在下列场所停留
1、山顶、坡脊;
2、开矿田野、各种停车场、运动场;
3、游泳池、湖泊、江河、海滨;
4、铁栏杆、金属晒衣线、架空线、铁路轨道;
5、雷击时，如你孤立处于暴露区，并感到头发竖起时，应立即双膝向前弯曲下蹲，双手抱膝。
(四)雷击时，应寻找下列地方掩蔽
1、有防雷措施保护的健(构)筑物。
2、大型金属框架的建筑物。
3、大型无防雷保护措施的建筑物。
4、有金属顶的各种车辆及有金属壳体的船舶。
(三)施工现场防雷安全注意事项
1、施工现场应有躲避雷电的安全场所;各电气设备金属外壳应做好接地，电力线路应设有SPD保护;
2、在户外安装金属管道或敷设电力、信号线缆时，一端应先做好接地，临近雷暴天气时应停止作业;
3、临近雷暴天气时，停止使用各类电气设备，如电焊机，切割机，并远离这些设备和线缆，不要携带金属材料工具;
4、遇雷雨天气时，师生应在市内活动，关好门窗，切勿在露天水域游泳或从事其他水上活动，严禁在操场等空旷地带逗留。
5、不要在空旷场地打伞，不要把带金属的用具或物品等扛在肩上，不要或尽量避免使用手机和电话等通信设施，不要停留在铁栅栏，金属晒衣绳，架空金属体等附近，不要站在屋顶、高墙上、电杆或天线附近。
6、不宜开摩托车，骑自行车，禁止沿铁轨行走。
7、要迅速到就近的建筑物内躲避。在野外无处躲避时，要找低洼处伏倒躲避，千万不要在大树下躲避，也不要在离电源线、通信线缆较近的地方和进入无防雷设施的临时棚屋、岗亭等处躲避。
8、不得触摸室内外的接地线及进出室内外的电源线和通信线缆等各种金属导体。
风轻轻地走过窗前，把惯性涂抹在窗帘上，搅动室内日光灯宁静的白。大概是它的脚掌不小心踩住了鸣虫的腰。那一成不变的警告和呼朋引伴的信号，便在老旧的空气里击痛了夜的神经。风用洞察一切的思想，破译了世界的密码，静静地躲藏在角落里，等待援兵的到来。
已经不关风的事。喝醉了酒的闪电，踉踉跄跄地奔跑着，好几次还妄图把窗帘披挂在肩上，却都给赶上来的雷声给制止了。那抖落在一地的昆虫，莫不是它擦落的皮屑?那刹那间的惨白，莫不是它厚重的粉底?他显得并不高明。在深广的时空中如此处心积虑地潜伏，却因一时的莽撞暴露了自己的形迹。
雷与闪电上演着蹩脚的双簧。闪电的每一个口形都不能得到它同步的回应。闪电在前跑，它老象掉队的兵。而当闪电还没有准备好，它却急急地发声。尽管如此，它们总能互壮声威，震颤这如尸般躺卧的岁月。于是，雷更加狂暴地走了过来。耳朵大概摆放在漆黑的屋顶上吧?雷重重地敲击一声。整幢屋子便发出惊惧的共鸣。
雨该是由树叶和防护栏发起的。轻柔的琴键在那里扣响，送出的音色却杀气腾腾。在它们的煽动下，屋顶和地面便盲目地响应。鸟雀被击落了吧?昆虫的`情话怕是给吓在了肚里?在雨的清剿下，万物冰封雅静。四处尽是雨脚的踏响声。
夜，密不透风地将我囚禁，用巨大的黑延续着不可告人的战争，以凶残的手段摧折一个个不屈的灵魂。梦便在这里降落。片刻，梦又再度被弹飞。这一起一落，不晓得又有多少花瓣飘零?托着颗忐忑不安的心启开房门。原来是风雨雷电联合的战争。闪电扣击着天地的琴键，惊雷敲碎一地的香吻。冷不防，风从侧翼闪击，便让这亲吻变得愈加乱性——雨竟然狂燥地啃噬起房屋的大腿来……
一个红色的身影将黑暗拖拽到亮处，消灭。无论风雨多大，无论雷电多强，一旦识破它们的机关，一切的威胁便荡然无存。只见她泰然自若，轻启朱唇，玉指扭动天地的闸门。一个愿望，一种心境，便流注于眼前钢铁的管乐器，奏响石油的轰鸣……
近年来我台的中波广播发射机逐步更新为全固态机, 而固态机的抗雷击性能比原来的电子管发射机要差, 极易因雷击产生过压、过流、过荷损坏设备。另外, 发射机房的信号接收设备和计算机集中控制设备都有大量的集成电路和微电子器件, 由于这些系统和设备的抗干扰性能较差, 耐压偏低, 雷电产生的高电压, 大电流电磁脉冲如果窜入的话, 对这些系统和设备将造成严重损坏, 甚至威胁到工作人员的人身安全, 直接影响发射台的安全播出, 因此解决发射机房的雷电防护问题非常重要。
雷电的分类及其特征:
自然界的雷击通常分为直击雷和感应雷。
直击雷是雷云对大地和建筑物的直接放电现象, 他以强大的冲击电流, 炽热的高温, 猛烈的冲击波强烈的电磁辐射损坏放电通道上的物体, 造成房毁、人伤、火灾等严重后果, 危害极大。
感应雷是由于雷云之间和雷云与大地之间放电时, 在放电通道周围产生的电磁感应, 雷电电磁脉冲辐射以及雷云电场静电感应。使建筑物上的金属部件如管道、钢筋、电源线、信号传输线、天馈线等感应出雷电高电压, 通过这些线路进入室内的线缆, 走线桥架等引入室内造成放电, 损坏设备, 甚至整个系统瘫痪。感应雷虽然没有直击雷猛烈但对发射机房来说遭受感应雷的雷击概率要远大于直击雷的概率。
发射机房容易遭到雷击的环节及其防护措施:
直击雷的防护
对于来发射机房说直击雷的防护主要是针对发射铁塔 (包括天调网络) 和发射机房自身建筑。
怎样有效的防止直击雷?世界各地的专家学者努力探寻、研究, 一直没有好的方法出现, 目前公认的防直击雷的方法仍然是富兰克林发明的避雷针。
避雷针就是一个接闪器, 通俗点说就是引雷器, 是直击雷防护措施中的一个重要环节。器作用就是在打雷时吸引雷电电流过来并通过其后端连接的引下线泄放入地, 从而保护在其防护范围内的建筑物及人员免受直击雷侵害, 其类型包括避雷针、避雷带、避雷网等。
延安中波发射台的发射铁塔高度是64米是附近最高的建筑, 又是导体, 本身就是良好的接闪器。
1. 发射铁塔和天调网络的防雷措施主要有:
(1) 塔身对地接放电球。要经常维护保持球面光洁, 球身与铁塔、地网接触良好。放电球的间隙一般为40—80mm, 根据发射功率的大小和当地雷电的强度而定。需要强调的是为了使雷电通畅的入地接地一定要讲究, 尽量减小接地电阻
降低雷击电压, 为了降低地电位差最好只有一个接地点。
(2) 在天调网络上采取三项措施:第一, 在天线下端加装石墨放电球, 它有良好的放电性能, 放电球的间隙通常是1 mm/kv。一端应良好的接地, 并串套40～50个小磁环。这样在铁塔遭受雷击时, 能提高发射机的短路射频阻抗, 保护机器。第二, 在天线下端并联一只微亨级电感将雷电中的低频和直流部分泄放到地, 同时为天调网络提供一个对地静电放电通路。线圈的直径尽可能粗一些有利于放电通畅。
要注意的是:这个线圈会影响天线的阻抗, 应作为天线匹配网络的一部分考虑。第三, 在铁塔与调配网络之间加隔离电容, 将雷电能量集中的低频和直流部分隔离掉。由于是防雷器件这个电容的伏安量、耐压值越大越好。
2. 发射机房自身建筑的防雷:
由于发射机房距铁塔很近只有二十多米, 为两层小楼, 建筑面积总共600平方米, 高7米。楼顶上的设备体型也都不大, 完全在发射铁塔的保护之下, 所以没必要再单独设避雷针。其他措施有:楼顶环绕女儿墙全部设有避雷带为φ20mm的圆钢由三条引下线从不同方位引下与接地体相接, 引下线为40×4mm的扁钢。避雷带、引下线都与楼体内部结构钢筋多部位焊接, 实现了从避雷带、引下线、楼体内部结构钢筋到接地体的等电位连接。
感应雷的防护
发射机房易受感应雷击的环节及其防护措施有:
(1) 设置在楼顶上的卫星信号接收天线, 调频信号接收天线, GPS时钟信号接收头等设备, 必须可靠接地, 并经常检查, 不能有虚接现象, 连接点一定不能生锈而且要紧固。与之相连的接收机也要良好接地, 线缆接头要拧紧。
(2) 进出机房的各种信号传输线包括同轴线, 光纤, 视频监控线缆, 互联网网线等, 根据信号线的种类, 传输方式, 接口类型将通信避雷器恰当的接在信号线路中, 有效现在过压, 保护相连接的设备。线路中如果接有放大器、功分器等有源器件的应该将其装入金属盒中并将金属盒接地。
(3) 机房内部设备包括发射机, 信号接收切换设备, 计算机集中控制系统, 视频监控系统等都应可靠接地。他们互相之间的传输线本身有屏蔽层的, 将该线两端头附近的屏蔽层接地。没有屏蔽层的, 最好穿在金属管槽内, 并将金属管槽两端可靠接地。
(4) 供配电系统的防雷应该按以下要求进行:电力电缆应有金属屏蔽层, 埋地进出机房, 屏蔽层在机房内外分别接地。在配电系统接入合适的浪涌保护器。
然而，猛地电光一闪，照得屋角里雪亮。幔外边的巨人一下子把那灰色的幔扯碎了!轰隆隆，轰隆隆!他胜利地叫着。被挡在幔外边整整两天的风开足了超高速度扑来了!蝉儿噤声，苍蝇逃走，蚊子躲起来，人们也纷纷躲进了屋。霍!霍!霍!巨人的刀光在长空飞舞。轰隆隆，轰隆隆，再急些!再响些吧!让大雷雨冲洗出个干净清凉的`世界!
下午，天一阵暗，一阵亮，云像一片飞沙在空中浮动。一阵风过去，天暗起来。天边呈现出像长龙似的亮晶晶的闪电。随后便是“隆”的一声。闪电越闪越亮，雷声越打越响。不一会儿，黑云滚滚，遮住了半边天。
随着我国交通事业和人民生活水平的不断提高, 城乡加油站、加气站、天然气、液化气等易燃易爆场所的建设越来越快, 尤其是随着科学技术的发展易燃易爆场所的油气储存、采集、运输等设备, 在工艺上大量采用了高性能的先进控制设备, 如: 生产自动化控制系统、数据采集系统、火灾自动报警系统等。而这些现代化的控制设备对雷电更加敏感, 因油气产品的特殊性对火灾和雷电的防护要求极为严格, 稍有不慎可能出现重大事故,雷电灾害问题近年来就日益突显出来。加强对防雷装置的监管、检测力度。提高人们对雷电灾害防护意识, 克服侥幸心理和麻痹思想, 使雷电造成的损失降低到最低程度。本文通过对靖边长庆油田第一采气厂和加油(气)站的雷电防护进行分析, 以及本人几年来对于易燃易爆场所雷电防护方面积累的经验, 提出目前易燃易爆场所雷电防护存在的问题及应该采取的防护措施。1 概况
易燃易爆场所通常设在城区开阔地带或郊区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带。如长庆油田第一采气厂各集气站主要分布在陕西省靖边县、安塞县和志丹县, 位于毛乌素沙漠的边沿和陕北黄土高原丘陵区。由于集气站和净化厂所处位置都在高土壤电阻率的山区和丘陵区,年雷暴日多。这些厂、站的地下和地面都有大量的金属管道和金属设备, 尤其是两个净化厂, 占
5.2近3 a地闪活动日分布呈现双峰形式, 最高峰值出现在17: 00— 19: 00之间, LIS观测的总闪电峰值出现在上午。
5.3 从青岛地区闪电活动的空间分布来看,闪电多发生在靠近青岛市的四个边缘地带, 而青岛市中部闪电发生较少。青岛地区的平均总闪电密度为5.95次· km-2a-1 ,平均地闪密度为1.077次· km-2 a-1 , 闪电密度的高值中心位于青岛北面的大泽山的山地和丘陵地区,最大值为24.2次·km-2a-1。
5.4 通过计算得到青岛地区的平均云地闪比例为4.52, 正地闪占总地闪的百分比为5.9%。正闪的平均强度为51.63 kA, 最大值为561 k A;负闪的平均强度为34.53 k A, 最大值为481 kA。地面积大、金属设备多、四周比较开阔, 还有高达百米的酸气焚烧炉和放空火炬;根据雷击选择性的特点, 这些厂、站每年有多站发生雷电灾害。经检测发现均不同程度的存在雷电防护设施不完善, 从雷电防护的角度看, 均处于“高风险” 的环境下,因此需要及时采取有效的雷电防护措施。雷电防护现状和存在问题
一般易燃易爆场所雷电防护范围包括: 储罐区、设备区、装卸区、工艺管道、供配电系统、通信(控制)系统等六大部分。陕西易燃易爆场所许多防雷工程建设不规范, 防雷设施不完善, 尤其是弱电设备未能严格按照国家技术规范要求进行防护, 导致严重的雷击事故频繁的发生。部分单位即使安装了防雷装置, 也没有定期检测或者防雷装置经检测发现隐患也未及时整改。防雷工程和产品市场不规范,防雷产品达不到质量要求,滥用假冒伪劣或无证生产的防雷器材等情况依然存在。以集气站、加油(气)站为例, 无论在城区还是乡村, 加油(气)站和各集气站建筑往往都不完全具备符合要求的防雷设施(包括外部防雷、内部防雷和地网)。
(1)一个集气站包括管道系统、通信系统、监控系统、控制和测量系统, 对长途输气管道的加压站, 还有微波系统。目前, 集气站仅仅做到对直击雷的防护,对雷击电磁脉冲的防护还是空白。油气储存、采集、运输等设备, 在工艺上大量采用高性能的先进控制设备, 如: 生产自动化控制系统、数据采集系统、火灾自动报警系统等。控制设备对雷电更加敏感, 因油气产品的特殊性对火灾和雷电的防护要求极为严格, 如操作不当就有可能出现重大事故。(2)集气站周围的避雷塔, 都是按照第一类防雷建筑物设计和施工的直击雷防护。避雷塔可
以防止直接雷击, 但也可将雷电电磁脉冲引向周围的物体。在避雷塔引雷入地的瞬间, 雷电流沿避雷塔泄入地下, 强大高频率的雷电流在避雷塔周围的空间产生交变的空间电磁场, 该电磁场会在周围金属导体内产生感应电流造成危害。
(3)某些油田测量控制系统的流量计为进口设备, 采用电磁感应式采集数据。该仪表紧靠一大的电动机, 仪表外部导线的金属屏蔽管与仪表连接处断开, 接地通过导线与50 m外的接地端子连接后再与接地网络连接。仪表附近有大的干扰源、仪表线路的屏蔽有漏洞、接地不合格均会导致流量计输入到计算机的信息失真和不稳定现象。
(4)无论在城区还是乡村, 加油(气)站建筑的防雷实施(包括外部防雷、内部防雷和地网等等)往往不完善不符合规范要求。(5)加油(气)站的380 V交流供电线路常常是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑。部 分加油站由10 kV电力线架空接入, 经变压器后再地埋引入建筑。在乡村和山区有时根本没有地埋措施, 易感应雷电电磁脉冲。
(6)引入加油站的ISDN 等通信线路通常也是由户外架空明线引入, 并且通常未安装专用电涌保护器(SPD)做雷电防护措施。(7)加油(气)站电源、信号系统宜将其分为三个防雷区分别加以考虑。液位仪控制线、加油
机总控制线、PSTN(电话网络)拨号网络通讯线等也应采用相应的电涌保护器进行保护。3 易燃易爆场所雷电防护的应对措施
通过几年来对易燃易爆场所防雷电装置检测
工作实践研究,认为除了做好直接雷击防护外,还应该根据国家规范做好对雷电电磁脉冲的防护。必须建立系统防雷, 采取接闪、分流、屏蔽、等电位连接、共用接地、合理布线等综合防雷措施。具体防护措施[1-2 ]: 完善直接雷击防护;电源及信号线缆均屏蔽并两端接地;大的金属构件做等电位连接;如果没有采取共用接地系统, 则在不同接地系统之间安装地电位均衡装置;所有信号线路的进出,均按相应接口及电压做浪涌保护;信息设备共用的U PS前面加装电源浪涌保护。4 易燃易爆场所雷电防护要求
易燃易爆场所的雷电防护按等级综合防护[3 ]。要求场内所有建筑, 均应在直击雷防护区(LPZOB区)内, 特别是放散管、通风孔、储存罐呼吸阀均应在独立避雷针保护范围内。(1)加油(气)站的站房和罩棚应采用避雷带(网)保护。接闪器的高度、规格尺寸、防护 范围、接地电阻值、引下线的材料及规格(直径、截面积、厚度)焊接处焊接良好;引下线的数量(不少于2根)、布局(对称分布)、规格尺寸(8～ 12 mm)、扁铁截面积≥ 48 mm2、引下线间距(一类12 m、二类18 m、三类25 m)以及弯曲处必须符合要求。
(2)当储存易燃、可燃油品的装有阻火器的露天钢储罐顶板厚度< 4 mm 时, 应装避雷针(线), 可保护整个储罐。当顶板厚度≥ 4 mm, 装有阻火器的埋地金属储罐或地上卧式储罐罐壁厚度≥ 4 mm时, 可不装防直击雷设施, 储罐自身可作接闪器, 只要做好防雷接地即可, 但储罐必须环行防雷接地, 其接地点不应少于2处, 其间弧
形距离不应> 30 m, 接地体距罐壁的距离应> 3m。输油管道中阀门、法兰盘等电位连接处的金属线跨接(> 6 mm2铜编织线), 当法兰盘用5根以上螺栓连接时, 在非腐蚀环境下, 可不跨接, 但必须构成电气通路。(3)检测易燃易爆场所装、卸场地旁, 供槽车装、卸车时用的防静电接地装置, 该装置与防雷接地等宜共用接地装置, 电阻值≤ 4Ψ。若接地不共用, 其防静电接地电阻< 100Ψ。接地原则上采用共用接地方式, 即场内防雷接地、防静电接地、电气设备工作接地及信息系统接地采用联合接地的方式, 接地电阻值≤ 4Ψ, 如果不能直接相连,可通过地电位均衡仪(SPD)达到等电位目的。条件许可的情况下(独立避雷针接地与其它地相隔20 m远)可以允许独立避雷针接地与其它接地分开设置。独立避雷针接地电阻≤ 10Ψ, 其它联合接地电阻≤ 4Ψ。
(4)电子信息系统供电线路应安装过电压保护器(SPD)。供电架空线在进入工作区的建筑物
处应做等电位接地处理, 在配电柜和重要设备前要加装电源浪涌保护器(SPD)保护。一般供电线路第一级应安装10 /350μs通流量60～ 100 k A(SPD), 要求SPD相线应采用截
面积≥ 16 mm2 的铜芯线, 地线截面积≥ 25 mm2的铜芯线。第二级应安装8 /20 μs通流量40 kA(SPD), 要求SPD相线应采用截面积≥ 10 mm2的铜芯线, 地线截面积≥ 16 mm2的铜芯线。第三级应安装8 /20μs通流量20 k A(SPD),要求SPD相线应采用截面积≥ 6 mm2 的铜芯线, 地线截面积≥ 10 mm2的铜芯线。无论电源线路还是信号线路的SPD, 其接至等电位连接板的导线要短而直, 长度不应大于0.5 m。若因条件限制, 且长度不能满足要求, 应增大接地导线的截面积。供电线路是采用铠装电缆埋地引入, 第一级应安装8 / 20μs通流量40 k A(SPD)。5)电脑加油机、加气机控制板、刷卡机及计价器和天然气输送场站的采集生产现场集中监视系统、生产自动控制系统、数据采集系统、火灾自动报警系统、安防监控系统等等, 必须安装相应的SPD。易燃易爆场所的雷电防护必须按照《建筑物防雷设计规范》、《电子信息系统防雷设计规范》及《输气管道工程设计规范》等有关国家标准的防雷要求, 采取接闪、分流、接地、等电位连接、电磁屏蔽等防护措施, 才能减少或消除相应雷电灾害事故。
宜春市宜丰县某炸药厂仓库防雷设计方案
雷电是大气中的放电现象，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。根据雷电的产生和和危害特点的不同，雷电可分为直击雷、球形雷、雷电感应，其对人员、建筑物及构筑物以及仪器设备和线路的损害主要有直击雷、雷电波侵入、雷电感应和地电位反击四个途径。危险品仓库以及生产企业遭受雷电灾害的事例从中央到地方，光媒体报道的就历历在目，损失触目惊心。从近几年广东、江西、浙江等省的统计数据看，危险品仓库通讯设备事故的95%由雷电引发，非正常供电故障78% 由雷电引发，重大灾害发生56%由雷电引发。1998 年8 月，湖北南漳县化建公司炸药库发生特大爆炸事故，造成人员伤亡197 人，直接经济损失近千万元。事故发生后，经公安部爆破专家现场分析，认定爆炸是该炸药库防雷装置不符合国家规范所致。几年来，通过对多起爆炸事故分析，对爆炸和火灾危险环境下的防雷设计有了更深入的理解，在工程实践中取得了良好的效果。炸药库通常具有以下特点: 1)地理位置: 炸药库通常建立在较无人烟的郊外、山区等地;2)实施条件: 无论在郊外还是山区往往不具备符合要求的防雷措施;3)土壤电阻: 由于地处山区土壤电阻率较大;4)内部环境: 内部储存的大量炸药让它显得更加危险。从以上几个特点不难发现，从雷电防护角度来看，炸药库一般都运行于“高风险”环境下，即对于雷害风险的“暴露程度”很高，炸药的妥善存储是安全生产的头等大事，雷电防护是炸药库设计中必须考虑的重要环节。而防雷设计在这一领域的重视程度也达到了一个新的高度。此次通过对宜丰县某炸药厂仓库现场实际情况的勘测，结合相应防雷设计规范，而制定一套安全、经济、合理的雷电防护措施。1 设计思想及指导原则在符合有关现行国标规范、技术标准的前提下，从该建筑物的重要性、特殊性、所处地区的多雷性出发，力求满足安全可靠、技术先进、经济合理、重点保护的原则设计出最佳方案，防止或减轻因雷击所造成的财产损失、人身伤亡等损失。2 设计依据
1)《建筑物防雷设计规范》GB50057 － 94(2000 年版);2)《民用爆破器材工厂设计安全规范》GB50089 －98;3)《防止静电事故通用导则》GB12158 － 90;4)《防雷与接地安装》国家建筑标准设计D501 － 1 ～ 4;5)《建筑物防雷设施安装》99D501 － 1;6)《接地装置安装》03D501 － 4。3 现场勘测 3.1 地理位置
宜丰，位于赣西北九岭山脉中段之南麓，状呈菱形，介于东经114.30 度至115.08 度、北纬28.17 度至28.40 度之间，属中亚热带温暖湿润气候区，地质情况复杂、分布小矿带多 以及多水系特点，地表土壤电阻率变化差异大、落雷机率大。因此，属雷电灾害多发区，且该炸药库地处位于较无人烟的山区，地势高，四周空旷，易遭受雷电的入侵。3.2 气候环境
宜丰县属中亚热带温暖湿润气候区。气候温和，雨量充足，四季分明，无霜期长达260 多天，年平均气温17.1℃、相对湿度84%、日照时数1634.8 小时，气候资源优越，温暖多雨、光热充足等气候特征，由于水热同期，极利于作物的生长，但也是气象灾害频繁之地，尤以雷电灾害为主给安全生产带来极为不利的影响。年平均雷暴日(20 年年平均)有65.3 天，4－ 8 月是宜丰县雷电灾害事故高发时期。3.3 地质条件
丘陵，地表覆盖黄土，有少量岩石。土壤电阻率测得为800Ω·m。3.4 周边环境
该炸药库地处山区，人员较少，围墙外有一门卫房，周边较远处有树木，无其他建筑物。3.5 内部结构该炸药库主要有两个建筑物，分别为炸药库和雷管库(见图1)，均为砖混结构。炸药库长10.5m，宽8m，高3.5m;雷管库长6m，宽4m，高3.5m。炸药库内存放TNT 炸药，雷管库内存放雷管和电雷管。存放物均为易燃易爆品。炸药库及雷管库内不设电气设施和电气照明，亦没有架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道进出。门卫房内
有普通照明设施，线路采用埋地引入。炸药库和雷管库均为金属门窗(见图
2、图
3、图4)。窗户加铁栅，铁丝网，各自两道门均向外开启，由里望往外第一道门为包铁皮的 木板门，第二道门为防火门。
3.6 勘测分析及结论该地区年平均雷暴日为65.3 天，属于强雷暴区和雷电灾害多发区。据《建筑物防雷设计规范》规定: 凡制造、使用或储存炸药、火药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者，防雷类别应划为第一类防雷建筑物。且根据其重要性、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，一类滚球保护半径为30m，应装设独立避雷针或架空避雷网进行保护，金属门窗等金属物均应做好防雷电感应措施［1］，该建筑物内不设电气设施和电气照明，亦没有架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道进出，故不考虑防雷电波侵入。由于易燃易爆品易因电火花引起爆炸，故应做好防静电措施，勘测现场，绘制图纸如下: 4.1 直击雷防护
接闪器: 由于炸药库与雷管库距离较远无法采用单根针一起保护，故分别采取保护措施。具体操作: 炸药库的屋长的两侧，屋宽的中线上，距离建筑物4m 处分别装设一根独立避雷针，则两针距离18.5m，避雷针高10m，D ＜ 2槡h(2hr － h)，故采用双支等高避雷针进行计算保护范围。避雷针可保护最低点高度:hx = hr －(hr － h)2 +(D2)槡2 =30 －(30 － 10)2 +(18.62)槡2 ≈7.96m ＞ 3.5m在地面可保护的最窄宽度:b0 = h(2hr － h)－(D2)槡2 =10 ×(2 × 30 － 10)－(18.62)槡2 ≈20.33m ＞ 5.5m在该建筑物屋面所在平面上最小保护宽度:bx = h’(2hr － h’)－(D2)槡2 ≈6.30m ＞ 5.5m 由于雷管库较小，采用单根独立避雷针就足以保护。在雷管库屋长的中线上，距离建筑物后墙4m 设一根高为12 米的独立避雷针，在该建筑物3.5m 高度的保护半径rx: rx=槡h(2hr － h)－ hx槡(2hr － hx)≈9.94m＞ 9.1m 引下线: 独立避雷针采用自身的杆塔作为引下线。接地装置: 每座独立避雷针均应有其独立的接地装置，沿避雷针基座做闭合接地装置，避雷针与接地装置应不少于两处连接，接地电阻不应大于10Ω;采用长为2.5m，规格为50mm × 50mm × 5mm 的热镀锌角钢作为垂直地体，水平接地体采用40mm × 4mm 的镀锌扁钢，两垂直接地体之间的距离为角钢长度的两倍;三基独立避雷针的接地装置分别采用5 根角钢打入地中，距地面0.8m 深，并利用扁钢连接。扁钢与角钢的连接处应做好可靠焊接，并做好防腐措施［2］。具体的设计详图(见图5): 图5 炸药库防雷设计图1 ︰ 100 4.2 防雷电感应措施
炸药库和雷管库分别做一套防雷电感应接地装置: 在炸药库后面及两边距离建筑物1m 处，挖深为0.8m 的沟，在沟内每隔5m 打入一根角钢，共打入5 根，并利用扁钢将它们连在一起，可靠焊接。在雷管库后面及两边距离建筑物0.5m 处，挖深为0.8m 的沟，在沟内每隔5m 打入一根角钢，共打入4 根，并利用扁钢将它们连在一起，可靠焊接。以上防雷电感应接地装置与独立避雷针接地装置距离均大于3m。接地装置工频接地电阻不应大于10Ω。仓库内各金属部件，金属构架，金属门窗等均应采用截面不小于35 mm2 的铜导线就近接到等电位排上，再与防雷电感应接地装置相连。分别在炸药库、雷管库进门处安装防静电门帘以消除人员进出带来的静电，在炸药库库房卸车点设置一个静电泄放装置，供汽车装载和卸货时清除静电使用。防静电门帘及静电泄放装置都必须采用截面不小于25 mm2的多股铜芯导线与防雷电感应接地装置可靠连接［3］。建筑物与接地装置应不少于两处连接。(下转第127 页)(上接第113 页)4.3 其他
门卫房处于避雷针保护范围内，故不再另设直击雷防护。门卫房内有普通照明设备，通过一根线引入，在电线进线处应安装一套电源避雷器，为单相电源避雷器，通流量为20KA，并应做好接地。线路应埋地引入，埋地长度应满足L≥2槡ρ，且不小于15m。应预留几处检测点。5 防雷效果分析及运行维护
1雷电产生
雷电的产生:大气中的强对流会伴随着电荷分布的变化, 大气电场也会随之发生变化, 从而形成雷雨云, 雷雨云团之间或雷雨云团与大地之间就可能发生剧烈的放电现象, 这种强烈的放电就是闪电, 又称雷电或雷击。
2雷电的危害和种类。
直击雷:直击雷是雷雨云对大地或建筑物的放电现象。它产生强大的脉冲电流、炽热的高温、猛烈的电动力损坏放电通道上的建筑物、输电线、室外电气电子设备, 击死击伤人员, 同时产生的强烈的电磁感应和电磁辐射, 对周围的电子电气设备造成损坏或干扰。
雷击电磁脉冲 (LEMP) :雷击电磁脉冲是由于雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时, 产生的电磁感应、电磁辐射以及雷雨云与输电线静电感应电荷在雷击放电瞬间释放, 产生的过电压、过电流通过连接建筑物内外的各种金属管道、信号线、电视天线等进入室内设备, 使用电设备损害。
一、校园雷电的防护
1. 对机电系统及机电设备的雷电防护
学校的机电实习车间、电子实训车间、计算机模拟中心等, 本身对雷电的防护能力差, 系统环节多, 接口多, 其中相当一部分设备是微电子设备。这些设备的特点是工作信号电压很低 (一般10伏左右) , 抗干扰能力差, 所以防雷电具有重要的意义。
对于一般建筑而言, 在采取了防雷措施后, 可以将直击雷与雷击电磁脉冲的雷害的概率降低很多。对于一般电气设备, 允许的雷电脉冲较高, 因此采取避雷针、避雷网防直击雷等措施是极其有效的。而微电子设备非常灵敏, 耐压水平很低, 一般只有10V左右, 对雷击电磁脉冲极为敏感, 易受到电磁干扰和损坏。如果仅按照一般建筑进行防雷设计, 电子设备受雷击的损坏率就很高, 所以防雷接地设计应采取相应的措施。
(1) 拦截信息防雷的第一道防线是拦截直击雷。最经济、最有效的方法仍然是避雷针 (避雷带、避雷网) 法。
(2) 屏蔽屏蔽是防止任何形式电磁干扰的基本手段之一。屏蔽的目的, 一是限制某一区域内部的电磁能量向外传播, 二是防止或降低外界电磁辐射能量向被保护的空间传播。
(3) 均压均压也称电位均衡连接 (简称等电位连接) 。就是把所有导体相互作良好的导电性连接, 并与接地系统连通。其中非带电导体直接用导线连接, 带电导体通过避雷器连接。其本质是由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线、等电位连接器 (即避雷器、地线隔离器) 和所有导体组成一个电位补偿系统。
(4) 分流将雷电流能量向大地泄放过程中应符合层次性原则。层次性就是按照所划分的防雷保护区对雷电能量分级泻放。尽可能多将多余能量在引入信息系统之前泄放入地。
(5) 接地接地是分流和泻放直击雷和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一, 也是电位均衡补偿系统基础。目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地泄放, 从而保护建筑物、人员和设备的安全。
2. 通信设施的防雷措施
通常来说, 避免建筑物及设备遭受雷击的方式大致有四种:一、疏导, 即将雷云中的电荷通过引线疏导至大地, 避免直接雷击或感应雷击电流流经建筑物或通信设备, 从而使建筑物或通信设备免受雷击。二、隔离, 即将雷电所产生的过电压和被保护物隔离开来从而避免雷击。三、等位, 即将铁塔地、天线地、建筑物的公共地等置于等电位上。四、中和, 即释放出异性电荷和雷云中的电荷进行中和, 从而阻止雷电的形成。根据以上的四种避雷方法, 具体到学校的计算机网络和校园电台雷电防护主要有:
(1) 外部防护
外部防护主要采用避雷针 (或避雷网等) 和接地装置来加以防护。其保护原理是:当雷云放电接近地面时, 它使地面的电场发生畸变, 在避雷针顶部形成局部电场强度畸变, 以影响雷电先导入电的发展方向, 引导雷电向避雷针放电, 再通过接地引下线、接地装置将雷电流引入大地, 从而使被保护物免受雷击, 这是人们长期实践证明的防直击雷的有效方法。
(2) 内部防护
首先是电源部分的防护, 因为线路是雷电侵入的主要通道之一。对于高压部分, 供电部门有专用的高压避雷装置, 而线对线的过压则无法控制。因此在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端对地加装避雷器作为保护。用分流 (限流) 技术将雷电过电压 (脉冲) 能量分流疏导至大地, 从而达到保护的目的。第二是信号部分的防护, 这需要根据通信设备的对雷电的敏感度来确定。电缆中的空线应接地, 并做好屏蔽接地。最后是接地处理, 接地系统把雷电流引入大地, 从而达到保护设备和人身安全的目的。
3. 人体防雷电
雷电造成的灾害除经济损失外, 还伤及到人的生命。当雷电发生时, 应尽量避免使用家电设备, 以防感应雷和雷电波的侵害。如果人在户外, 雷雨时应及时进入有避雷设施的场所, 不要在孤立的电杆、房檐、大树下躲避, 避免直击雷的袭击。万一遇到被雷电击昏者, 应立即进行人工呼吸和外部心脏挤压法, 并及时送往医院抢救。
二、结束语
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