澳门大学防雷方案.docx

澳门大学防雷工程设计方案目录一、 雷电防护概述 2二、 雷电的选择性 6三、 风险评估 7四、 现场勘查 7五、 实施方法 11六、 文明生产、文明施工措施 20七、 售后服务 21八、 设计依据 ・22避雷针保护原理一、雷电防护概述雷电是一种极具破坏力的自然现象，其电压可高达数百万伏，瞬间电流 更可高达数十万安培千百年来，雷电所造成的破坏可谓不计其数落雷后 在雷击中心1.5-2Km半径的范围内都可能产生危险过电压损害线路上的设 备雷电灾害如同暴雨、飓风一样都属于气象（自然）灾害，它与水、旱、 刑事犯罪、交通事故统称为影响社会安全和经济发展的六大灾害雷电产生于雷暴，而雷暴往往伴随强对流天气而形成，是由大气环流和 当地气象因素决定的雷暴是积雨云中云与云之间或云与地之间产生的放电 现象，并伴有火花放电，强大电流通过时，又使空气迅速膨胀产生巨大的响 声，即雷电闪电有枝状、片状、带状、球状，其中枝状最为常见雷暴的能量是由太阳辐射能转化的大气不稳定能所供给的每年进入春 季，太阳辐射增强，大气中的不稳定能增加，因雷暴始发于春季，盛夏，太 阳辐射强烈，大气不稳定能储存多，雷暴频繁秋冬以后，太阳辐射减弱， 因而雷暴逐渐减少。

但由于全球气候变化和大气污染等原因，现在冬季也经 常出现雷击现象据悉，每个闪电的强度可以高达100万伏，一个中等强度 雷暴的功率约有10万千伏安，相当于一座小型核电站的输出功率一般而言，雷电灾害具有突发性、多样性、复杂性、破坏性和选择性等 特点随着现代化高新技术产业基础一一电子技术的迅速发展和广泛运用， 雷电灾害跟踪而至，还呈现出新的特点：受灾面大大扩展，特别容易侵入与 高新技术最密切的领域，损失和危害程度大大增加近年来，随着大量的数 据设备和精密仪器应用的范围日益广泛，雷电损害造成的事故有逐年上升的 趋势由于通讯计算机网络精密设备内部结构的高度集中化，使设备耐受过 电压、过电流的能力下降，更易遭受雷电破坏轻者可造成计算机终端和通 信设备的接口损坏，使通信中断，大量信息丢失或无法传输；严重者使网络 主机损坏，导致网络瘫痪，工作无法进行计算机网络系统易遭受雷击损坏 的设备有：MODEM （调制解调器）、ROUTER （路由器）SWITCH （交换 机）、HUB、网卡、通信卡、UPS、计算机电源及主板在雷电灾害防御方面，纵观人类防雷历史，已有两个多世纪，从建筑物 防雷发展到供电防雷、电气和电子设备防雷，现在已进入第四个阶段即现代 微电子设备防雷。

防雷技术和产品，也随着现代高新技术发展得到显著发展， 除传统的避雷针引雷拦截技术外，已拥有消散削减、屏蔽隔离、抑制分流、 疏导均衡等电位、优化接地泄放和雷电控测定位预警等技术，并相应研制出 多种高科技的隔离装置、电涌保护器、高效防腐降阻剂等设备、器件和产品， 出现了火箭与激光等人工影响雷电的装置和雷电探测预警系统设备，这都为 有效防御治理雷电灾害奠定了技术和物质基础工业化和科技的进步使得各种高层建筑和特殊用途建筑如雨后春笋般 的拔地而起，这也为雷电防护提出了大量新的问题静电抵抗”、“电磁干 扰”、“热岛效应”等等的问题都有待进一步区研究和解决近十多年来围绕 这些问题人们进行了不懈的努力，提出了许多新的防雷理论，研制出一大批 新的防雷器件、设备和材料，开发出许多全新的雷电防护技术我国于1994 年颁布了新的《建筑物防雷设计规范》GB 50057-1994，该规范参考了大量 国际标准，对原有的规范做了大量的修改，无论从指导思想、技术要求还是 技术措施上讲都处在国际领先地位，这也标志着我们国家对雷害的重视直最城邻近舂击:2、雷击防护的基本原理惦切所谓雷击防护：就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引 入到大地，是疏导，而不是堵雷或消雷。

一个完整的防雷系统包括两个方面： 直接雷击的防护和感应雷击的防护缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的 和有潜在危险的一般我们将其分为外部避雷和内部避雷两部分由避雷针 （或避雷带、避雷网）、引下线和接地系统构成外部防雷系统，主要是为了 保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故；而内部防雷系统则是防 止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部防雷系统无法保 证的，为了实现内部避雷，需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安 装过电压保护器进行保护并良好接地3、雷电传播途径雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：①直击雷；②传导 雷；③感应雷；④开关过电压直击雷：雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等 外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分 流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的能量通建筑物的其他金属管道、线缆分流这里的能量分配比例会随着建筑物内的布 线状况和管线结构而变化我们用10/350us波形来模拟直击雷的波形传导雷：（雷电波侵入）：在更大的范围内（几公里甚至几十公里）， 雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。

其中地电位反 击也是传导雷中的一种：雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致 地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压雷电可能通过接地系统或建筑物之间的线路和管道入侵到建筑物的内 部设备形成地电位反击感应雷：（雷电波感应）：在周围2km左右范围内（有资料为500公尺 或1500公尺，距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）发生雷击时，LEMP （雷击电磁脉冲，Lightning electromagnetic impulse）在上述有效范围内，在 所有的导体上产生足够强度的感应浪涌因此分布于建筑物内外的各种电 力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害随着现代高科技的发展，精密仪器，通讯设备，数据网络的应用越来越 广泛，因而感应雷造成的雷击事故也越来越多，除直接造成了巨大的经济损 失外，因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人卓越品岸5 -安全典范雷电威胁:110 kV二、雷电的选择性A、易遭雷击的地点：1、 土壤电阻率较小的地方，如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口 处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方；2、 山坡与稻田接壤处；3、 具有不同电阻率土壤的交界地段B、易遭受雷击的建（构）筑物:1、高耸突出的建筑物，如水塔、电视塔、高楼等;2、 排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等;3、 内部有大量金属设备的厂房；4、 地下水位高或有金属矿床等地区的建（构）筑物；5、 孤立、突出在旷野的建（构）筑物。

三、雷击概率评估：1、 地理、气象信息城市名称：珠海市当地平均雷暴日：70建筑物等效面积Ae： 5.00002、 建筑物及入户设施年预计雷击次数N:根据建筑物年预计雷击次数（N1）计算公式：M = = K-（0.024f ）虫（次 / 年）根据入户设施年预计雷击次数（N2）计算公式：乩二乩展二（0.024 - （A： + 4）（次 /年）推出公式：N 二现 + N「二 K*N *且 +N *（4+且） 1 2 g f g X si f 2/= V*（K』4+ &】+&,） = （0.024 皇二"）"长 *&十 Ael 十 4J 得出该建筑物及入户设施年预计雷击次数N： 40.2780 ' ' 「3、 可接受的最大年平均雷击次数Nc根据可接受的最大年平均雷击次数Nc计算公式：= 5 S * 1如"及各类因子C=5.4得出可接受的最大年平均雷击次数Nc=0.03403、结论建筑物及入户设施年预计雷击次数N=40.2780;可接受的最大年平均雷击次数 Nc=0.0340;防雷装置拦截效率E=1-Nc/N E=0.9992;由于E>0.98防雷等级为A级，需要做特殊的保护四、现场勘查1、 现场勘查:2、 澳门大学位于珠海市横琴岛内紧邻海边，处在十字门水域网， 材料堆场四周空旷，特别是管道穿越现场位于河道内，更加空旷，属于极 易遭受雷击的区域，而且在施工现场很多比较高的机械设备，并没有做好 接地措施，如果遭受雷击不仅能够将机械打坏，更有甚者可能造成人员的 伤害，将会给贵单位造成巨大的经济损失，我方工作人员从贵方工作人员 处询问得知在前一段时间，在附近区域曾经有人遭雷击身亡案例（后面将 详细介绍造成这次伤害的几种可能性），由此可见防雷工作的重要性。

2、雷击事故分析：经我司技术人员讨论分析，雷击事故存在有几种可能性，具体情况如下：a） 直接雷击伤害当雷电先导头部发展到接近人们的附近或头顶上方时，在强烈的 雷电电场作用下，在人们头上会感应出很强的与雷电电荷极性相反的电 荷并且在雷电电场作用下，人们的头发和眉毛就会有竖立起来的感觉 如果人们没有来得及躲避到安全的地区，或者躲避的地方本来就不安 全，那就有可能遭受直接雷击了在下行先导头部的极大的电场的作用下，从受害者的头部产生一个 向上的迎击先导，去迎接下行的雷电放电先导，当迎击先导与下行先导 相遇时，雷电主放电发生了其结果就是可怕的极大的雷电主放电电流 从受害者的头部进入身体，而从脚底流出，进入大地，雷电流在经过人 体时，就会给人体造成巨大的伤害，也就是说受害人是直接被雷击中b） 感应电流的伤害感应电流伤害更多的是发生在人们避雨的低矮简易建筑物中，如田 间地头的避雨窝棚，或者旅游帐篷内这类简易建筑物通常都没有避雷装置，它在平坦的田野里又显得比周围的植物高得多如果雷直击此类 简易建筑物，在其中避雨的人很容易受雷直击伤亡；如果雷没有直击建 筑物，而是击到近旁某地某处，那在屋内的人也会受到雷电感应电流的 伤害。

c） 接触电压的伤害当雷击于一个立于地面上的物体，诸如树木，房屋的墙壁，甚至可 以是烟囱、铁塔、钢架和避雷针塔架时，雷电流流过它们就有电压降 此电压降的大小取决于雷电流的大小和此物体的电阻和电感参数即使 是金属避雷针或引下线，虽然其电阻和电感很小，但由于雷电流的幅值 和陡度都很大，当雷电流流过时，也会在上面产生很大的电压降d） 旁侧闪击的伤害旁侧闪击的发生主要有两种情况其一就是如上所说，当一个高大 的物体或树木遭受雷击，沿此物体或树木就有电压降对于金属塔、避 雷针或引下线，在1.8米高的地方，就有对地电压180kV，这个电压足 以击穿0.4米的空气间隙而对于树木、墙壁等非金属物体，在同样高 度的地方，对地电压更高如果人在此物体近旁避雨，即使没有伸手触 及此物体，但由于站立的位置很靠近此物体，就有可能遭受此电压从侧 面的闪击，称作旁侧闪击e） 跨步电压的伤害当雷电流通过一个物体入地时，或者雷击发生在空旷的地面上时， 在雷电流入地点附近的相当大的区域将形成电压降的分布在这个电压 分布的影响下，地面上任何两点之间都将出现电压如果一个人的两支 脚分别踩在两个分开的点上，他的两支脚之间将出现的电压称为跨步电压。

两脚步之间的跨步电压也可按下式计算：U=i*p/(2*n)xs/d/(d+s)式中，i为雷电流幅值，单位kA； 口为土壤电阻率，单位mm； s 为人的跨步长度；d为雷击点与最靠近的一只脚的距离，s与d的单位 都是米从上式可知，雷电流越大，跨步越大，受击者离雷击点越近，跨步 电压越大对人来说，在这个电压的作用下，电流将通过两脚之间和躯干的下 部，极少有电流通过心脏和大脑的，因此遭受跨步电压的人致死的可能 性不大，但两脚及下胯将受到严重的烧。