建

前言

　　首先向讀者介紹或解釋本書名稱《建（構(gòu)）筑物雷電防護(hù)》的由來(lái)。第一點(diǎn)，雷電防護(hù)是IEC／TC 81定義取名的，如IEC 62305-2006，這是準(zhǔn)確的。自然界空中的雷暴或雷閃時(shí)產(chǎn)生多種效應(yīng)；如常聽到的雷聲，這是雷暴或雷閃時(shí)產(chǎn)生的空氣運(yùn)動(dòng)的壓力沖擊波引起的一種效應(yīng)。這種壓力沖擊波效應(yīng)會(huì)引起雷閃通道和被擊物體周圍的空間電荷運(yùn)動(dòng)和分布的改變，會(huì)嚴(yán)重影響到被擊物體絕緣抗電強(qiáng)度下降。如常見到的雷閃的光、射線和熱效應(yīng)。這種效應(yīng)會(huì)加速雷閃通道和被擊物體周圍的空氣中的電荷游離和分布的改變。會(huì)引起被擊物體熔化、著火燃燒和爆炸，輕則也會(huì)使絕緣體抗電強(qiáng)度下降。如常見到的被擊物體的物理變形或破壞。這是雷電流產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)可能招致一些后果，例如細(xì)長(zhǎng)金屬管變扁。與閃電通道接觸的某些材料可能使其發(fā)生強(qiáng)烈蒸汽或氣化，緊接著機(jī)械損壞，例如木質(zhì)裂開或混凝土中形成裂縫或破碎。如電磁場(chǎng)效應(yīng)，這是通常所說(shuō)的雷電效應(yīng)。這種效應(yīng)可以是直擊雷引起的，也可以是在靠近閃電處的長(zhǎng)金屬電氣和電子系統(tǒng)中感應(yīng)或通過(guò)耦合引起的，呈現(xiàn)在被保護(hù)物上產(chǎn)生過(guò)電壓，使被保護(hù)物絕緣發(fā)生閃絡(luò)或擊穿。上述列了多種效應(yīng)。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)、外沒有哪一本標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范，能包括上述多種效應(yīng)防護(hù)。雷電防護(hù)僅是防護(hù)與“電”字相關(guān)的效應(yīng)。所以作者認(rèn)為IEC／Tc 81取名《雷電防護(hù)》是準(zhǔn)確?；\統(tǒng)地，將《雷電防護(hù)》簡(jiǎn)稱為《防雷》或《防雷保護(hù)》是不準(zhǔn)確的。將《雷電防護(hù)》簡(jiǎn)稱為《防雷電》也是可以的。　　向讀者介紹或解析本書名《建（構(gòu)）筑物雷電防護(hù)》由來(lái)的第二點(diǎn)，有的《雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》或《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，號(hào)稱范圍包括：建（構(gòu)）筑物內(nèi)所有設(shè)施、物體、人員等以及連接到建（構(gòu)）筑物的服務(wù)設(shè)施，事實(shí)上這是不可能的。例如，國(guó)內(nèi)、外都有3～500kV電力設(shè)備進(jìn)入建（構(gòu)）筑物內(nèi)，高壓軌道機(jī)車進(jìn)入建（構(gòu)）筑物內(nèi)等等。由工業(yè)部門中很多行業(yè)的技藝特殊性，有雷電防護(hù)特殊要求。這些行業(yè)都制定了本行業(yè)專用的《雷電防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范等，國(guó)際上也是如此。例如，電力、鐵道、石油和天然氣、化工、煤礦、冶金、電信、航空和航天等等。當(dāng)然地，這些行業(yè)的《雷電防護(hù)》可參考或借鑒《建（構(gòu)）筑物雷電防護(hù)》相關(guān)技術(shù)。還應(yīng)說(shuō)明的，所謂建（構(gòu)）筑物內(nèi)電氣系統(tǒng)是低壓（220～380V）電氣系統(tǒng)。　　前面已解釋了本書取名由來(lái)。再說(shuō)本書涉及的內(nèi)容。雷電放電是自然界中巨大現(xiàn)象之一。對(duì)地球上人類產(chǎn)生多方面的巨大影響。其中之一，就是對(duì)建（構(gòu)）筑物以及內(nèi)部造成破壞和人員生命財(cái)產(chǎn)損失。人們對(duì)這種自然界天災(zāi)，不斷進(jìn)行觀測(cè)和研究，采取預(yù)防措施，積累經(jīng)驗(yàn)，來(lái)減少天災(zāi)——雷害。

內(nèi)容概要

全書共包括六章和四個(gè)附錄。內(nèi)容豐富，概念清晰，觀點(diǎn)明確，并針對(duì)當(dāng)前存在的重大實(shí)際問題作了精辟分析。例如，論述了當(dāng)前爭(zhēng)議激烈的雷電流波形問題、雷擊選擇性問題；指出了世界各國(guó)采用的雷電截閃系統(tǒng)(俗稱避雷針、線、網(wǎng))的保護(hù)范圍計(jì)算方法均是經(jīng)驗(yàn)公式，不同《規(guī)范》規(guī)定的虛擬空間的保護(hù)范圍的不同是因其允許的虛擬空間遭受雷擊的概率(簡(jiǎn)稱繞擊率)不同所致；闡明了一個(gè)接地網(wǎng)不論其上連接有多少(或10個(gè)以上)設(shè)備和設(shè)施，它只有一個(gè)“真值”的接地電阻(阻抗)傎，而測(cè)量出多個(gè)(或10個(gè)以上)的相差10%以上的測(cè)量值，這是測(cè)量方法不正確造成的；分析了SPD七個(gè)重要參數(shù)；強(qiáng)調(diào)了雷電防護(hù)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)證科學(xué)，建(構(gòu))筑物雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、或防護(hù)等級(jí)分類以及防護(hù)措施必須密切結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)、本國(guó)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，否則即浪費(fèi)錢財(cái)，又會(huì)引發(fā)災(zāi)害。    本書為培訓(xùn)從事建(構(gòu))筑物雷電防護(hù)工程技術(shù)人員編寫。也是科研、設(shè)計(jì)、高校、制造等方面科技人員的參考資料。

書籍目錄

前言第1章  雷電放電基本特性和參數(shù)的簡(jiǎn)述  1.1 關(guān)于雷電放電的簡(jiǎn)述  1.2 雷電放電參數(shù)    1.2.1 主放電通道波阻    1.2.2 雷電流波形    1.2.3 雷電流幅值概率分布    1.2.4 雷電流陡度概率分布    1.2.5 雷電流極性    1.2.6 GB 50057和IEC 62305規(guī)定的雷電流參數(shù)    1.2.7 俄羅斯pд34.21.122—87《建(構(gòu))筑物防雷保護(hù)配置規(guī)程》中雷電流參數(shù)簡(jiǎn)述    1.2.8 俄羅斯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)P且153—34.3—35.125—99《6～1150kV電網(wǎng)雷電和內(nèi)過(guò)電壓防護(hù)導(dǎo)則》推薦架空線路和變電所防雷保護(hù)計(jì)算中使用的雷電參數(shù)    1.2.9 重復(fù)放電次數(shù)及對(duì)地輸送的電荷量  1.3 雷電活動(dòng)與氣象條件的關(guān)系  1.4 雷擊的選擇性和易擊點(diǎn)  1.5 地面上的建(構(gòu))筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)估算方法  1.6 雷電危險(xiǎn)效應(yīng)第2章  雷電截閃系統(tǒng)防護(hù)直擊雷的作用  2.1 雷電截閃系統(tǒng)防護(hù)直擊雷的原理    2.1.1 雷電截閃系統(tǒng)的引雷性能    2.1.2 棒型截閃系統(tǒng)的雷電防護(hù)理論    2.1.3 建筑物易受雷擊部位和網(wǎng)型雷電截閃系統(tǒng)    2.1.4 對(duì)棒型截閃系統(tǒng)雷電防護(hù)滾球法理論的質(zhì)疑    2.1.5 用“幾何原理”來(lái)解釋雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍是不對(duì)的  2.2 高電壓實(shí)驗(yàn)室的模擬試驗(yàn)研究  2.3 世界各國(guó)的雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍計(jì)算方法均為經(jīng)驗(yàn)公式  2.4 實(shí)際工程中雷電截閃系統(tǒng)選用的注意事項(xiàng)    2.4.1 實(shí)際工程中不宜設(shè)置高架的獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)    2.4.2 獨(dú)立棒型截閃器比較適用于平原地區(qū)低矮建(構(gòu))筑物的雷電防護(hù)    2.4.3 山區(qū)建(構(gòu))筑物和高層建筑物不宜用棒型截閃器進(jìn)行雷電防護(hù)  2.5 建(構(gòu))筑物內(nèi)部雷電防護(hù)方式與雷電截閃系統(tǒng)的關(guān)系    2.5.1 內(nèi)部雷電防護(hù)的隔離防護(hù)方式    2.5.2 內(nèi)部雷電防護(hù)的連接防護(hù)方式及電阻耦合過(guò)電壓    2.5.3 靜電感應(yīng)過(guò)電壓的形成及其危害    2.5.4 電磁感應(yīng)過(guò)電壓的形成及其危害  2.6 非金屬結(jié)構(gòu)屋頂防直擊雷用雷電截閃網(wǎng)  2.7 《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》DL／T 620  1997有關(guān)雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍的規(guī)定    2.7.1 單棒雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.2 兩棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.3 多棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.4 單架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.5 兩等高平行架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.6 不等高雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.7 斜坡地面設(shè)置的雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.7.8 相互靠近的棒和架空地線雷電截閃系統(tǒng)的聯(lián)合保護(hù)范圍  2.8 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057用滾球法確定雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍的計(jì)算方法    2.8.1 單棒雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.8.2 兩棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.8.3 兩棒不等高雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.8.4 矩形布置的四棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.8.5 單根架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.8.6 兩根架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護(hù)范圍    2.8.7 確定建(構(gòu))筑物上任兩雷電截閃系統(tǒng)在所需斷面上的保護(hù)范圍  2.9 俄羅斯國(guó)標(biāo)推薦的直擊雷防護(hù)的雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍的計(jì)算方法    2.9.1 單棒雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍    2.9.2 兩棒雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍    2.9.3 多棒雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍    2.9.4 單根架空地線雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍    2.9.5 兩根架空地線雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍    2.9.6 俄羅斯國(guó)家工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院[ГИПРОМ]開發(fā)的B級(jí)保護(hù)范圍的計(jì)算諾謨圖    2.9.7 不同的被保護(hù)物體應(yīng)用雷電截閃系統(tǒng)實(shí)例    2.9.8 俄羅斯計(jì)算雷電截閃系統(tǒng)保護(hù)范圍方法的結(jié)尾語(yǔ)  2.10 雷電截閃系統(tǒng)的配置    2.10.1 獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)要求    2.10.2 被考慮的設(shè)備和結(jié)構(gòu)按雷電防護(hù)必要性可劃分為五類  2.11 結(jié)尾語(yǔ)第3章  防雷接地  3.1 防雷接地是現(xiàn)代建(構(gòu))筑物防雷系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分  3.2 接地裝置通過(guò)雷電流時(shí)的過(guò)渡過(guò)程復(fù)雜  3.3 接地電阻(阻抗)物理概念  3.4 土壤電阻率  3.5 (工頻)接地電阻值計(jì)算  3.6 沖擊接地電阻(阻抗)  3.7 俄羅斯國(guó)標(biāo)P且34.21.122—87推薦的獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)典型接地裝置  3.8 接地裝置敷設(shè)  3.9 工企內(nèi)部電網(wǎng)的大型地網(wǎng)接地裝置工頻參數(shù)測(cè)量    3.9.1 問題提出    3.9.2 一般原理及正確測(cè)量條件  3.10 《測(cè)量導(dǎo)則》DL／T 475—2006    3.10.1 接地裝置特性參數(shù)測(cè)試的基本要求    3.10.2 接地裝置的電氣完整性測(cè)試    3.10.3 接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)試    3.10.4 輸電線路桿塔接地裝置的接地阻抗測(cè)試    3.10.5 土壤電阻率的測(cè)試第4章  SPD(限壓器)  4.1 當(dāng)前存在的問題  4.2 SPD的類型    4.2.1 電壓開關(guān)型SPD    4.2.2 電壓限制型SPD    4.2.3 復(fù)合型SPD  4.3 7個(gè)重要參數(shù)的闡述    4.3.1 SPD的額定電壓U1    4.3.2 SPD的最大持續(xù)工作電壓Up    4.3.3 電壓保護(hù)水平Up    4.3.4 標(biāo)稱放電電流In    4.3.5 標(biāo)稱放電電流In沖擊電流Iimp、最大放電電流Imax、2ms方波沖擊電流Ilp四者間的關(guān)系    4.3.6 小結(jié)  4.4 SPD試驗(yàn)問題第5章  建(構(gòu))筑物雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和雷電防護(hù)等級(jí)  5.1 建(構(gòu))筑物雷電防護(hù)等級(jí)是依據(jù)“實(shí)證科學(xué)”    5.1.1 前蘇聯(lián)《雷電防護(hù)技術(shù)規(guī)范》的制定和修訂    5.1.2 我國(guó)《雷電防護(hù)技術(shù)規(guī)范》的制定和修訂  5.2 1EC／TC 81的《雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法》    5.2.1 雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的總思路    5.2.2 作者對(duì)《雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法》的看法  5.3 我國(guó)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057的防雷分類  5.4 前蘇聯(lián)(俄羅斯)Pд34.21.122—87《建(構(gòu))筑物防雷保護(hù)規(guī)程》的防雷電分類    5.4.1 第一類型級(jí)別防雷電建(構(gòu))筑物    5.4.2 第二類型級(jí)別防雷電建(構(gòu))筑物    5.4.3 第三類型級(jí)別防雷電建(構(gòu))筑物    5.4.4 pд34.21.122 87建(構(gòu))筑物防雷電分為三類時(shí)作如下13條規(guī)定  5.5 結(jié)語(yǔ)第6章  建(構(gòu))筑物雷電防護(hù)要求和措施  6.1 概述    6.1.1 外部防雷電系統(tǒng)(EL=PS)    6.1.2 內(nèi)部防雷電系統(tǒng)(ILPS)  6.2 第一類防雷建(構(gòu))筑物防雷電要求和措施    6.2.1 第一類防雷建(構(gòu))筑物外部防雷電系統(tǒng)要求和措施    6.2.2 第一類防雷建(構(gòu))筑物防雷電感應(yīng)的防護(hù)要求和措施    6.2.3 第一類防雷建(構(gòu))筑物防護(hù)雷電波侵入危害的防護(hù)要求和措施    6.2.4 雷電截閃系統(tǒng)安裝在第一類防雷電建(構(gòu))筑物屋面時(shí)的要求和措施  6.3 第二類防雷建(構(gòu))筑物防雷電要求和防雷措施    6.3.1 第二類防雷建(構(gòu))筑物外部防雷電系統(tǒng)要求和措施    6.3.2 第二類防雷建(構(gòu))筑物可利用下列物體的鋼筋作為防雷電裝置以及注意事項(xiàng)    6.3.3 第二類防雷電建(構(gòu))筑物的接地裝置及有關(guān)規(guī)定    6.3.4 第二類防雷建(構(gòu))筑物防護(hù)雷電感應(yīng)    6.3.5 第二類防雷建(構(gòu))筑物防護(hù)雷電波侵入危害    6.3.6 第二類防雷建(構(gòu))筑物防護(hù)側(cè)擊雷及其他  6.4 第三類防雷建(構(gòu))筑物防雷電要求和措施  6.5 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057規(guī)定的《其他防雷措施》附錄  附錄說(shuō)明  附錄一  GB／T 21714.1—2008／IEC 62305—1：2006  雷電防護(hù)    第1部分：總則  附錄二  GB／T 21714.2—2008／IEC 62305—2：2006  雷電防護(hù)    第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理  附錄三  GB／T 21714.3—2008／IEC 62305—3：2006  雷電防護(hù)    第3部分：建筑物的物理?yè)p壞和生命危險(xiǎn)  附錄四  GB／T 21714.4—2008／IEC 62305—4：2006  雷電防護(hù)    第4部分：建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　雷電截閃系統(tǒng)包括高于被保護(hù)物或在被保護(hù)物頂部的截閃器、接地引流體（曾稱接地引下線）、接地裝置（在第3章闡述）。他們是根據(jù)被保護(hù)對(duì)象的不同而配置不同。有的雷電截閃器安裝在被保護(hù)物本身上，利用被保護(hù)物及其基礎(chǔ)作為雷電截閃器的支持體和引流體（須與截閃器和接地裝置可靠連接，通常是焊接）及接地裝置。建（構(gòu)）筑物布線是有講究的。所有導(dǎo)線含接地引流線、電氣系統(tǒng)導(dǎo)線和電子系統(tǒng)導(dǎo)線均應(yīng)分別穿入鐵管中，鐵管兩端必須與共地連接，這是有效降低電磁感應(yīng)，減小電位差的方法，有助防雷，有益提高人身安全，減少火災(zāi)。不應(yīng)將各種導(dǎo)線穿在塑料管中。導(dǎo)線穿在塑料管，就沒有如前述的穿在鐵管中的優(yōu)點(diǎn)。若是因安全要求的空氣絕緣間隔不夠，再在鐵管外套高絕緣強(qiáng)度的如聚乙烯或聚氯乙烯絕緣管。日標(biāo)JISA4201-2003推薦此法?！　≡诒槐Ｗo(hù)物上安裝雷電截閃系統(tǒng)，在不可能利用建筑物金屬結(jié)構(gòu)做接地引流時(shí)，接地引流體應(yīng)沿著建筑物外墻敷設(shè)通到接地裝置上。若沒有鋼筋混凝土基礎(chǔ)做接地裝置時(shí)，就應(yīng)做人工集中接地裝置?！　∮械氖前惭b靠近被保護(hù)物的獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)。　　2.10.1 獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)要求　?。?）雷電截閃系統(tǒng)支持桿塔可以由任何型號(hào)鋼材、鋼筋混凝土或木質(zhì)來(lái)制造，但應(yīng)進(jìn)行支持結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算。而架空地線雷電截閃系統(tǒng)還應(yīng)考慮線的張力和其上承載的風(fēng)負(fù)荷和冰負(fù)荷的作用。雷電截閃系統(tǒng)的高度不宜過(guò)高，一般的，選用不超過(guò)30m。當(dāng)然地，截閃系統(tǒng)愈高保護(hù)范圍愈大，但要知道，它是引雷的，招來(lái)的LEMP（雷電電磁脈沖）愈多，這對(duì)建（構(gòu)）筑物內(nèi)的電子系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)危害增多?！　。?）獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)不應(yīng)布置在建（構(gòu)）筑物的大接地網(wǎng)之中?！　—?dú)立雷電截閃系統(tǒng)的接地裝置布置在企業(yè)大接地網(wǎng)中，雖然滿足《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007-1994（2000年版）第3章（2006年修訂征求意見稿第4章）中規(guī)定的獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)接地裝置在地下土壤中至鄰近的企業(yè)大接地網(wǎng)或地下電子系統(tǒng)電纜之間間隔距離要求。但不能防止雷擊獨(dú)立雷電截閃系統(tǒng)的雷電流“自然”潛入到地下大地網(wǎng)中和電子系統(tǒng)電纜中，試驗(yàn)研究表明_1引，地下間隔距離在10m時(shí)，“自然”潛入或滲透到電子系統(tǒng)電纜約可達(dá)10％～20％的雷電流。還應(yīng)注意到《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057中規(guī)定的地下間隔距離，僅是考慮了防止地下土壤擊穿造成的反擊要求。在某些情況下，沿地表面上“滑閃”會(huì)造成反擊。在某些情況下，防止沿地表面上“滑閃”造成反擊的絕緣距離會(huì)大于地下土壤擊穿距離。

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