防雷装置安全检测技术规范理解要点培训.doc

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防雷装置安全检测培训

雷电是一种严重的自然灾害，它时刻威胁着人类的生命和财产的安全．而完善良好的防雷装置是防御雷电灾害的重要措施。

新建防雷装置的分阶段检测和竣工总验收可以保证防雷装置符合技术要求；对已有防雷设施进行周期检定的目的是为了确保防雷装置处于有效的工作状态。

由中国气象局提出的防雷装置检测技术规范（修订稿）采用了中国国标、部分行业标难，以及IEC、ITU等国际组织、机构相关的防雷标准。

本章我们按防雷装置检测技术规范（修订稿）的要点进行分析理解。

第一节防雷装置检测技术规范适用范围

防雷装置的检测应包括对外部防雷装置、内部防雷装置（包括雷电电磁脉冲防护装置）的检查与测量。

包括对以上装置采取的等电位联结、屏蔽、综合布线、共用接地措施等的检查与测量。

实际上这些装置不仅仅只用于防雷目的。

当今人们最为关心的电磁环境中电磁干扰因素包括很多，如按频谱划分，可粗略分为以下几类：

（1）工频干扰（50Hz）：

包括输配电以及电力牵引系统．波长为6000km；

（2）甚低频干扰（30kHz以下）：

波长大于10km;

（3）载频干扰：

包括高压直流输电谐波干扰、交流输电谐波干扰及交流电气铁道的谐波干扰等，频谱在10~300kHz之间，波长大于lkm；

（4）射频、视频干扰（300kHz一300MHz）：

工科医疗设备、输电线电晕放电、高压设备和电力牵引系统的火花放电以及内燃机、电动机、家用电器、照明电器等都在此范围，波长在1—1000m之间；

（5）微波干扰（300MHz一300GHz）：

包括特高频、超高频、极高频干扰，波长为1mm~1m；

（6）雷电及核电磁脉冲干扰：

由吉赫直至接近直流，范围很宽。

由此可见，对雷电电磁脉冲干扰的防护措施是实现电磁兼容环境的措施之一。

针对微电子设备和机房的雷电电磁脉冲防护，其屏蔽环境、静电电压、电源污染、各类电涌保护装置的技术指标的检查与测量也能有效防止其它种类的电磁干扰。

这些电磁干扰有的是由传导方式通过阻性、容性和感性耦合到线路和设备中，有的则是通过电磁辐射方式干扰、损坏设备。

在各类防雷装置的设计安装中，它们尤其与低压供配电线路及设备，特别是低压控制、保护设备联系最为紧密，密不可分。

包括安装位置、能量配合、绝缘配合等问题在检测中都要考虑到，这些在用的低压控制、保护设备的有效性．包括电源质量也必须得到检验。

该标准之所以不包括对高压电力系统避雷装置的检测和对大、中型火电厂．水力发电厂，大、中型变电站等大地网以及对离岸飞行器、离岸船舶等的防雷装置的检测，主要是因为到目前为止这些大地网系统的接地电阻测试方法相当复杂，测试设备笨重，耗时较长。

这些大系统的接地电阻有的需要根据当地土壤电气特性和接地体的尺寸、形状等来推算，有的是通过大电流测试法．需要引数百米长的测试线，并且需要开挖。

因此，检测工作不易与这些系统的正常工作相协调。

另外，由于高压电力系统的检测及高压安全，必须取得相应的资质。

这些系统有专门的试验技术人员按照国家有关标准规范进行检测。

第二节规范性引用文件

标准是为促进最佳的共同利益，在科学、技术、经验成果的基础上．由各有关方面合作起草井协商一致或基本同意而制定的适于公用并经标准化机构批准的技术规范和其他文件。

世界上有ISO（国际标准化组织）与IEC（国际电工委员会）以及ITU（国际电信联盟）等标准化组织在致力于国际标准化工作。

IEC在其所颁布的标准前言部分宣称：

为促进国际上的统一，各IEC国家委员会应尽最大可能地将IEC标准作为他们的标准．对国家标准与IEC相应标准中的任何分歧，应在该国家标难中明确指出。

采用和推广国际标准是世界上一项重要的廉价技术转让。

《中华人民共和国标液化法》规定：

“国家鼓励采用国际标准和国外先进标准”。

目前世界上含我国在内的大多数国家，均采用等效使用的原则，大量使用国际标准，促进本国技术进步。

各国电工委员会（IEC国家委员会）参加IEC关于电气和电子领域标推化的国际合作，并履行义务，将IEC标准等效（eqv）或等同（idt）采用为该国国家标准。

防雷技术标准的编制工作主要由IEC和ITU进行。

根据协议，IEC与ISO紧密协作。

国际电工委员会下设有第8l技术委员会（IEC-TC81），该技术委员会的工作任务是负责编制有关防雷的技术报告、指南或规范。

如GB50057—94健筑物防雷设计规范》就是按IEC防雷标准并结合我国国情制订的，其它行业的防雷标准或规范通常引用国家标准和国际标准，一些要求可能会高于国家标准。

各级防雷工程质量检验机构在对某行业进行防雷检测时，更适合以行业标难为依据，若有原则冲突．应以国家标准为准。

在防雷技术标淮的颁布上，除TC81外，相关的还有TC64、TC37、TC77等颁布的建筑物电气装置、过电压保护装置、电磁兼容（EMC）等有关标准。

ITU和CIGRE（国际大电网会议）也分别从电信行业，供电系统行业特点，颁布涉及到本行业的防雷技术标准，其原则是在与IEC标准不矛盾的情况下制定更具体可行的技术标准。

国内的GB50054—95《低压配电设计》、GB/T1762x—xxxx《电磁兼容xx》系列等与防雷装置不可分开的电气装置的相应防护标准也应是防雷产品质检机构熟练掌握的内容。

在IEC标准中有如下说明：

本标准出版时的版本是有效的，鼓励采用标准文件的最新版本。

我国国家标难也常用下达“修订单”的形式进行标准修改，或在新标准颁布的通知中说明原标准的作废。

由于防雷技术发展的历史并不长，防雷技术并不完善，需要应对的电磁环境越来越复杂，所以，防雷技术不断在改进．防雷技术标准不断在修订，因而应掌握和使用被引用标准的最新版本，以保证引用标难和使用本标准的先进性。

从事防雷工作的技术人员应注意经常上网查询、检索。

第三节防雷技术术语或定

这些防雷技术术语或定义属于最基本的防雷理论，作为从事防雷最基本工作的防雷工程检测、审核与验收的技术人员，应能深刻理解并牢记这些术语和定义。

1．IEC61024、61312、61643等规定的防雷装置的构成框图见图l-l。

应注意防雷装置除了明显的、专用的、为大家所熟知的接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器（SPD）外，还有许多可以兼作防雷用的其他金属装置。

例如剪力墙中的钢筋，接了地的金属门窗及其他所有连接导体，它们的作用往往不被人们所认识，但实际上它们同样重要，不可或缺。

再如在建筑物玻璃幕墙的设计中，应将玻璃幕墙的金属竖向龙骨、横向龙骨和建筑物的框架柱、梁内钢筋等防雷网接通，连成一个格栅更密的整体防雷法拉第笼，把可能施加于玻璃幕墙的巨大雷电能量，通过建筑物的接地系统，迅速地泄放到大地，保护玻璃幕墙和建筑物免遭雷电破坏。

在这里，玻璃幕墙的金属龙骨自然也就具备了接闪器的功能，可以有效防止侧击雷的危害，同时还提高了电磁屏蔽效能。

2．外部防雷装置由于可能直接截受直击雷击．需要承受强大雷电流带来的电效应、热效应和机械效应等，所以，强调使用的导体的规格尺寸。

与上一条一样，要注意用作接闪、引下的金属屋面和金属构件等同样是外部防雷装置的一部分。

例如：

金属的广告架、旗杆、栏杆、水箱、放散管、爬梯等。

3．内部防雷装置利用的主要防雷技术措施是屏蔽、分流、等电位、接地、合理布线等，用来减小和防止雷电流在需防护空间所产生的电磁效应。

所以,甚至连重要设备的安放位置都属于内部防雷技术中的一部分。

4．接闪器的型式主要有避雷针、避雷带、避雷线、避雷网及可用来接闪的其他装置。

它们可使被保护物免遭直击雷击，但并不能改善电磁环境。

人们生活中经常能看见的避雷针的作用是利用尖端放电原理吸引闪电电流，并把它迅速导人大地，从而保护建筑物和构筑物免遭雷击。

虽然这些装置是最原始的防雷装置，但200多年来全球的实践证明，符合要求的避雷装置，对防护直接雷击．保护建筑物是行之有效的。

它依然足防雷系统中不可缺少的最基本措施之一.不过，仍然要防止出现避雷针使用的误区，不要认为有了避雷针就一切都安全了。

实际上，避雷针不能防护由雷击电磁脉冲产生的经金属导体传导入室和由辐射方式进入电子设备内部的电磁脉冲干扰。

另外，我们还常常看见有人将易燃易爆的物品紧挨着避雷针存放，这些都是极不科学的。

5．引下线有外引、内敷等方式，现代建筑物大多利用建筑物的框架结构中的柱筋等作为引下线。

6．接地是最重要的防雷技术措施之一．它是雷电防护技术中最基础的技术环节。

同时，良好的接地也是电工技术中电气设备和人员安全的基本保障措施之一。

接地装置的好坏不能简单的用接地电阻值来衡量。

例如，同样的接地电阻但不同的接地体规格尺寸，或者同样的接地体规格尺寸但不同的接地线．都会影响到雷电流散流人地的效果。

接地按电流频率可分为直流接地、交流接地（工频）和冲击接地（雷电、投切操作、核电磁脉冲等）。

它们的功能有所差异，在设计施工时就有所不同。

例如：

交流接地（工频）的工频接地电阻主要决定于土壤电阻率和接地网的面积。

因此，变电所和发电厂的大地网常常主要由水平接地带组成面积很大的网格状接地。

在发生工频故障短路电流时，网格式地网接地电阻与地网面积的平方根呈正比，这是因为电位分布均匀，全部地网的导体都起散流作用，整个接地网都起到泄流的作用。

对于冲击接地装置，由于雷电流的冲击特性，接地电阻与工频接地电阻不同，其主要原因是冲击电流的幅值可能很大，会引起土壤击穿放电，而且冲击电流的等效频率又比工频高得多。

当冲击电流进入接地体时，会引起一系列复杂的过渡过程，每一瞬间接地体呈现的等效电阻值都有可能有所不同，而且接地体上最大电压出现的时刻不一定就是电流最大的时刻。

网格式地网在冲击电流作用下，由于电感作用，电位分布很不均匀，远处电位很低，只有在接闪处电流注入附近小范围内的导体起散流作用。

也就是说，冲击接地装置中的接地体不宜过长，GB50057—94规定冲击接地装置中的接地体长度不应大于有效长度，即le＝2。

接地措施还是提高电子电气设备电磁兼容有效性的重要手段之一。

正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响，又能防止电子电气设备向外部发射电磁波；而错误的接地常常会引入非常严重的干扰，甚至会使电子电气设备无法正常工作。

尤其是成套控制设备和自动化控制系统，因为有多种控制装置分散布置在许多地方，所以它们各自的接地往往会形成十分复杂的接地网络，不仅需要在系统设计时周密考虑，而且在安装调试时也要仔细检查和做适当的调整。

7．接地体的关键指标是接地体的规格尺寸大小、接地电阻大小以及耐腐蚀程度，它们关系到泄流效果、稳定性和使用寿命。

8．接地导体也称接地线，对于一个联合接地的大地网来说，可能需要多个接地线从接地网不同的部位引出，以满足不同的功能需要。

其关键指标是接地线的截面积和各联结处的连接电阻。

9．自然接地体利用与大地接触的金属物体，如金属管道、构架、建筑物基础内的钢筋等，兼作接地体，具有尺寸大和接地电阻小以及耐腐蚀等特点，其泄流效果、稳定性和使用寿命俱佳，当然应该优先采用。

在我国南方绝大多数地方的大部分场合仅利用自然接地体就足够满足要求了，特别是埋入混凝土基础中作散流用的导体也是很好的接地体，因为混凝土在含有一定水分的情况下具有较好的电阻率，同时，混凝土还能对金属接地体起到防腐保护作用。

钢筋混凝土的导电性能，在其干燥时，是不良导体，电阻率较大，但当具有一定湿度时，就成了较好的导电物质，可达100~200Ω˙m。

潮湿的混凝土导电性能较好，是因为混凝土中的硅酸盐与水形成导电性的盐基性溶液。

混凝土在施工过程中加入了较多的水分，成形后结构中密布着很多大大小小的毛细孔洞，因此就有了一些水分储存。

当埋人地下后，地下的潮气，又可通过毛细管作用吸入混凝土中，保持一定湿度。

在利用基础内钢筋作接地体时，周围土壤的含水量—般不应低于4％。

10．在一些地方仅仅利用自然接地体