3.3 防雷保护

3.3.1 雷电的种类及危害

1.直接雷击

直接雷击又称直击雷。直接雷击的强大雷电流通过物体入地，可能会因一刹那间产生大量的热能使物体燃烧而引起火灾，如图3-18a所示。

当雷电流经地面（或接地体）流散入周围土壤时，在它的周围将形成电压降落。如果有人站在该处附近，则将因为跨步电压而伤害人体。

2.雷电感应

雷电感应又称感应雷，分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是当建筑物金属屋顶或其他导体的上空有雷云时，这些导体上就会感应出与雷云所带电荷极性相反的异性电荷。当雷云放电后，放电通道中的电荷迅速中和，但聚集在导体中的电荷却来不及立刻流散，其残留的电荷可形成很高的对地电位。这种“静电感应电压”可能引起火花放电，造成火灾或爆炸，如图3-18b所示。

图3-18 雷电的三种形式

a）直接雷击 b）雷电感应 c）雷电波侵入

电磁感应是发生雷击后，雷电流在周围空间迅速形成强大而变化的磁场，处在这一电磁场中的导体会感应出较大的电动势和感应电流。若导体回路有开口处，就可能引起火花放电。若回路中有些导体接触不良，也可能产生局部发热。这对于存放易燃或易爆物品的建筑物是十分危险的。

3.雷电波侵入

雷电波侵入又称高电位引入。由于架空线路或金属管道遭受直接雷击，或者由于雷云在附近放电使导体上产生感应雷电波，故其冲击电压引入建筑物内时，将可能发生人身触电、损坏设备或引起火灾等事故，如图3-18c所示。

3.3.2 防雷措施

1.装设避雷针以防止直击雷

为了使建筑物免遭直击雷，可用避雷针来保护。所谓避雷针，实际上是“引雷针”。由于避雷针的高度总是高于被保护的建筑物，因此容易将雷电流引向其尖端而泄入大地，从而避免雷云向被保护的建筑物放电。

避雷针最上部分是耸立于天空的尖端（受雷端），是接受雷电用的，一般用镀锌铁管或铁棒制成，长约2m、高度在20m以内的独立避雷针通常用木杆或水泥杆支撑，更高的避雷针则采用钢铁构架，其尖端高于建筑物一定高度。中间部分（导雷线）将雷电流引入地下，是用截面积不小于36mm²的镀锌钢索或扁钢（铁）制成，并需将靠近地面为2m左右的这一段加以机械保护。下面部分是接地体，它与导雷线相连接，将雷电流发散到大地。可利用废钢管或扁铁等焊接成接地网埋入地下，埋入深度按满足需要的接地电阻值为标准。避雷针各个部分要可靠焊接，不可断开，否则会招致雷击。在装有避雷针的建筑物上，严禁架设低压线、电信线及广播线，避雷针的接地极应与保护装置的接地体相距10m以上，以免发生危险。

2.采用良好的接地网以防止感应雷

对有金属结构的屋顶，应自房屋两端起每隔18～24m设一根引下线与接地装置相连，对于这一类建筑物，在必要时，可在非导电材料屋顶上敷设一个网格不大于8～10m的金属网，将金属网用引下线与接地装置相连。防止感应雷的接地装置，要沿房屋四周敷设成闭合回路。若屋内有电气接地保护装置，则可与接地保护装置相连，其总接地电阻要小于10Ω。

3.安装避雷器以防止高电位引入

避雷器的一端接输配电线，另一端可靠接地。在正常情况下，由于避雷器的间隙元件将导线与大地隔开，当线路受到雷击而产生过电压时，其间隙被击穿，强大的雷电流通过避雷器的电阻元件泄入大地，使被保护的电气设备免遭危害。常用的阀型避雷器和管型避雷器，大多用于变电所的防雷保护。

一般建筑物的进户线可用简单的羊角间隙保护。羊角间隙可采用直径为0.71mm的铜线弯成，用瓷夹固定好后，再用铁箱罩住，如图3-19a所示，其间隙为2～3mm，当有过电压侵入时，羊角间隙放电，将雷电流引入大地，使过电压不致引入建筑物内，如图3-19b所示。这种避雷器简单经济，安装方便，效果良好。

图3-19 羊角间隙

a）外形图 b）羊角间隙接入进户线

阀型避雷器如图3-20所示。它的主要元器件是火花间隙和阀片电阻（特种碳化硅）。当雷电发生时，火花间隙被击穿放电，阀片电阻下降，将雷引入地。它可用于保护中小容量的配电装置及发电机、电动机等。

图3-20 阀型避雷器

a）外形 b）接线图