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》的由來。第一點，雷電防護是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產(chǎn)生多種效應(yīng)；如常聽到的雷聲，這是雷暴或雷閃時產(chǎn)生的空氣運動的壓力沖擊波引起的一種效應(yīng)。這種壓力沖擊波效應(yīng)會引起雷閃通道和被擊物體周圍的空間電荷運動和分布的改變，會嚴(yán)重影響到被擊物體絕緣抗電強度下降。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。會引起被擊物體熔化、著火燃燒和爆炸，輕則也會使絕緣體抗電強度下降。如常見到的被擊物體的物理變形或破壞。這是雷電流產(chǎn)生的電動力效應(yīng)。這個效應(yīng)可能招致一些后果，例如細長金屬管變扁。與閃電通道接觸的某些材料可能使其發(fā)生強烈蒸汽或氣化，緊接著機械損壞，例如木質(zhì)裂開或混凝土中形成裂縫或破碎。如電磁場效應(yīng)，這是通常所說的雷電效應(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金屬電氣和電子系統(tǒng)中感應(yīng)或通過耦合引起的，呈現(xiàn)在被保護物上產(chǎn)生過電壓，使被保護物絕緣發(fā)生閃絡(luò)或擊穿。上述列了多種效應(yīng)。事實上，國內(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。雷電防護僅是防護與“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》是準(zhǔn)確?；\統(tǒng)地，將《雷電防護》簡稱為《防雷》或《防雷保護》是不準(zhǔn)確的。將《雷電防護》簡稱為《防雷電》也是可以的?！　∠蜃x者介紹或解析本書名《建（構(gòu)）筑物雷電防護》由來的第二點，有的《雷電防護標(biāo)準(zhǔn)》或《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，號稱范圍包括：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，事實上這是不可能的。例如，國內(nèi)、外都有3～500kV電力設(shè)備進入建（構(gòu)）筑物內(nèi)，高壓軌道機車進入建（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，有雷電防護特殊要求。這些行業(yè)都制定了本行業(yè)專用的《雷電防護》標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范等，國際上也是如此。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》可參考或借鑒《建（構(gòu)）筑物雷電防護》相關(guān)技術(shù)。還應(yīng)說明的，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。再說本書涉及的內(nèi)容。雷電放電是自然界中巨大現(xiàn)象之一。對地球上人類產(chǎn)生多方面的巨大影響。其中之一，就是對建（構(gòu)）筑物以及內(nèi)部造成破壞和人員生命財產(chǎn)損失。人們對這種自然界天災(zāi)，不斷進行觀測和研究，采取預(yù)防措施，積累經(jīng)驗，來減少天災(zāi)——雷害。

內(nèi)容概要

全書共包括六章和四個附錄。內(nèi)容豐富，概念清晰，觀點明確，并針對當(dāng)前存在的重大實際問題作了精辟分析。例如，論述了當(dāng)前爭議激烈的雷電流波形問題、雷擊選擇性問題；指出了世界各國采用的雷電截閃系統(tǒng)(俗稱避雷針、線、網(wǎng))的保護范圍計算方法均是經(jīng)驗公式，不同《規(guī)范》規(guī)定的虛擬空間的保護范圍的不同是因其允許的虛擬空間遭受雷擊的概率(簡稱繞擊率)不同所致；闡明了一個接地網(wǎng)不論其上連接有多少(或10個以上)設(shè)備和設(shè)施，它只有一個“真值”的接地電阻(阻抗)傎，而測量出多個(或10個以上)的相差10%以上的測量值，這是測量方法不正確造成的；分析了SPD七個重要參數(shù)；強調(diào)了雷電防護技術(shù)是一門實踐性很強的實證科學(xué)，建(構(gòu))筑物雷電風(fēng)險評估、或防護等級分類以及防護措施必須密切結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)、本國的實踐經(jīng)驗，否則即浪費錢財，又會引發(fā)災(zāi)害。    本書為培訓(xùn)從事建(構(gòu))筑物雷電防護工程技術(shù)人員編寫。也是科研、設(shè)計、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)的簡述  1.1 關(guān)于雷電放電的簡述  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))筑物防雷保護配置規(guī)程》中雷電流參數(shù)簡述    1.2.8 俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)P且153—34.3—35.125—99《6～1150kV電網(wǎng)雷電和內(nèi)過電壓防護導(dǎo)則》推薦架空線路和變電所防雷保護計算中使用的雷電參數(shù)    1.2.9 重復(fù)放電次數(shù)及對地輸送的電荷量  1.3 雷電活動與氣象條件的關(guān)系  1.4 雷擊的選擇性和易擊點  1.5 地面上的建(構(gòu))筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)估算方法  1.6 雷電危險效應(yīng)第2章  雷電截閃系統(tǒng)防護直擊雷的作用  2.1 雷電截閃系統(tǒng)防護直擊雷的原理    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 對棒型截閃系統(tǒng)雷電防護滾球法理論的質(zhì)疑    2.1.5 用“幾何原理”來解釋雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍是不對的  2.2 高電壓實驗室的模擬試驗研究  2.3 世界各國的雷電截閃系統(tǒng)保護范圍計算方法均為經(jīng)驗公式  2.4 實際工程中雷電截閃系統(tǒng)選用的注意事項    2.4.1 實際工程中不宜設(shè)置高架的獨立雷電截閃系統(tǒng)    2.4.2 獨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    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行雷電防護  2.5 建(構(gòu))筑物內(nèi)部雷電防護方式與雷電截閃系統(tǒng)的關(guān)系    2.5.1 內(nèi)部雷電防護的隔離防護方式    2.5.2 內(nèi)部雷電防護的連接防護方式及電阻耦合過電壓    2.5.3 靜電感應(yīng)過電壓的形成及其危害    2.5.4 電磁感應(yīng)過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 《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》DL／T 620  1997有關(guān)雷電截閃系統(tǒng)保護范圍的規(guī)定    2.7.1 單棒雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.2 兩棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.3 多棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.4 單架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.5 兩等高平行架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.6 不等高雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.7 斜坡地面設(shè)置的雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.7.8 相互靠近的棒和架空地線雷電截閃系統(tǒng)的聯(lián)合保護范圍  2.8 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB 50057用滾球法確定雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍的計算方法    2.8.1 單棒雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.8.2 兩棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.8.3 兩棒不等高雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.8.4 矩形布置的四棒等高雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.8.5 單根架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    2.8.6 兩根架空地線雷電截閃系統(tǒng)的保護范圍    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范圍  2.9 俄羅斯國標(biāo)推薦的直擊雷防護的雷電截閃系統(tǒng)保護范圍的計算方法    2.9.1 單棒雷電截閃系統(tǒng)保護范圍    2.9.2 兩棒雷電截閃系統(tǒng)保護范圍    2.9.3 多棒雷電截閃系統(tǒng)保護范圍    2.9.4 單根架空地線雷電截閃系統(tǒng)保護范圍    2.9.5 兩根架空地線雷電截閃系統(tǒng)保護范圍    2.9.6 俄羅斯國家工業(yè)建筑設(shè)計院[ГИПРОМ]開發(fā)的B級保護范圍的計算諾謨圖    2.9.7 不同的被保護物體應(yīng)用雷電截閃系統(tǒng)實例    2.9.8 俄羅斯計算雷電截閃系統(tǒng)保護范圍方法的結(jié)尾語  2.10 雷電截閃系統(tǒng)的配置    2.10.1 獨立雷電截閃系統(tǒng)要求    2.10.2 被考慮的設(shè)備和結(jié)構(gòu)按雷電防護必要性可劃分為五類  2.11 結(jié)尾語第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)中不可缺少的一個重要組成部分  3.2 接地裝置通過雷電流時的過渡過程復(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)接地電阻值計算  3.6 沖擊接地電阻(阻抗)  3.7 俄羅斯國標(biāo)P且34.21.122—87推薦的獨立雷電截閃系統(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)測量    3.9.1 問題提出    3.9.2 一般原理及正確測量條件  3.10 《測量導(dǎo)則》DL／T 475—2006    3.10.1 接地裝置特性參數(shù)測試的基本要求    3.10.2 接地裝置的電氣完整性測試    3.10.3 接地裝置工頻特性參數(shù)的測試    3.10.4 輸電線路桿塔接地裝置的接地阻抗測試    3.10.5 土壤電阻率的測試第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試驗問題第5章  建(構(gòu))筑物雷電風(fēng)險評估和雷電防護等級  5.1 建(構(gòu))筑物雷電防護等級是依據(jù)“實證科學(xué)”    5.1.1 前蘇聯(lián)《雷電防護技術(shù)規(guī)范》的制定和修訂    5.1.2 我國《雷電防護技術(shù)規(guī)范》的制定和修訂  5.2 1EC／TC 81的《雷電風(fēng)險評估法》    5.2.1 雷電風(fēng)險評估方法的總思路    5.2.2 作者對《雷電風(fēng)險評估法》的看法  5.3 我國《建筑物防雷設(shè)計規(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))筑物防雷保護規(guī)程》的防雷電分類    5.4.1 第一類型級別防雷電建(構(gòu))筑物    5.4.2 第二類型級別防雷電建(構(gòu))筑物    5.4.3 第三類型級別防雷電建(構(gòu))筑物    5.4.4 pд34.21.122 87建(構(gòu))筑物防雷電分為三類時作如下13條規(guī)定  5.5 結(jié)語第6章  建(構(gòu))筑物雷電防護要求和措施  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)的防護要求和措施    6.2.3 第一類防雷建(構(gòu))筑物防護雷電波侵入危害的防護要求和措施    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    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))筑物防護雷電感應(yīng)    6.3.5 第二類防雷建(構(gòu))筑物防護雷電波侵入危害    6.3.6 第二類防雷建(構(gòu))筑物防護側(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)計規(guī)范》GB 50057規(guī)定的《其他防雷措施》附錄  附錄說明  附錄一  GB／T 21714.1—2008／IEC 62305—1：2006  雷電防護    第1部分：總則  附錄二  GB／T 21714.2—2008／IEC 62305—2：2006  雷電防護    第2部分：風(fēng)險管理  附錄三  GB／T 21714.3—2008／IEC 62305—3：2006  雷電防護    第3部分：建筑物的物理損壞和生命危險  附錄四  GB／T 21714.4—2008／IEC 62305—4：2006  雷電防護    第4部分：建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　雷電截閃系統(tǒng)包括高于被保護物或在被保護物頂部的截閃器、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)被保護對象的不同而配置不同。有的雷電截閃器安裝在被保護物本身上，利用被保護物及其基礎(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。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度的如聚乙烯或聚氯乙烯絕緣管。日標(biāo)JISA4201-2003推薦此法。　　在被保護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，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，就應(yīng)做人工集中接地裝置?！　∮械氖前惭b靠近被保護物的獨立雷電截閃系統(tǒng)。　　2.10.1 獨立雷電截閃系統(tǒng)要求　?。?）雷電截閃系統(tǒng)支持桿塔可以由任何型號鋼材、鋼筋混凝土或木質(zhì)來制造，但應(yīng)進行支持結(jié)構(gòu)的機械強度計算。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)的高度不宜過高，一般的，選用不超過30m。當(dāng)然地，截閃系統(tǒng)愈高保護范圍愈大，但要知道，它是引雷的，招來的LEMP（雷電電磁脈沖）愈多，這對建（構(gòu)）筑物內(nèi)的電子系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)危害增多。　?。?）獨立雷電截閃系統(tǒng)不應(yīng)布置在建（構(gòu)）筑物的大接地網(wǎng)之中?！　—毩⒗纂娊亻W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，試驗研究表明_1引，地下間隔距離在10m時，“自然”潛入或滲透到電子系統(tǒng)電纜約可達10％～20％的雷電流。還應(yīng)注意到《建筑物防雷設(shè)計規(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大于地下土壤擊穿距離。

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