电气安全知识讲座 防 雷 技 术 雷雨天注意事项

一、防雷 雷电的产生与雷电的放电 防雷措施 适用规范

我国古代最早的雷击记录是《周易》记述的公元前1068年一次球形雷袭击周武王的住房。古代的人们由于缺乏科学知识，不能正确解释雷电现象，就把雷电与鬼神联系起来，创造了雷神电母等神话故事。在封建迷信时期，人们将旧历6月24日定为雷神的生日。第一个破除迷信的人是东汉哲学家王充（公元27-97年），他第一次提出了“雷是火”的论断。 1749年美国科学家富兰克林等经过科学实验，为我们揭开了雷电的神秘面纱，雷电与我们日常所用的电有相同的性质。 人类的起源和雷电是密不可分的，如果地球上没有雷电，人类将会灭绝。 雷电为远古人类提供了最早的火种，推动了文明的进程，但同时又具有巨大的破坏性，是最严重的自然灾害之一。 地球上每一秒钟有 100 次闪电 ， 95% 是云对云的放电(也就是说 95%的雷击只会产生电磁脉冲损害）

雷电的产生与雷电的放电 人们通常把发生闪电的云称为雷雨云, 一般讲的雷雨云就是指积雨云。 云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水汽达到主要方式是空气降温冷却和增加水汽含量。 积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形成的云。近地面的大气的温度由于热传导和热辐射而升高，气体温度升高膨胀，密度减小，压强也随着降低，它就要上升；上方的空气层密度相对较大，就要下沉。热气流在上升过程中膨胀降压，同时与高空低温空气进行热交换，于是上升气团中的水汽凝结而出现雾滴，就形成了云。在强对流过程中，云中的雾滴进一步降温，变成过冷水滴、冰晶或雪花，并随高度逐渐增多。在冻结高度（-10摄氏度），由于过冷水大量冻结而释放潜热，使云顶突然向上发展，达到对流层顶附近后向水平方向铺展，形成云砧，是积雨云的显著特征。 积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，也就是人们平常所说的"闪电"。

雷电形成于大气运动过程中，其成因为大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线。 闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。 在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动，它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。 大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系。通常，建筑行业的防雷，更多的注重雷暴日的多少；航空、航海、气象、通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少。 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<15天）、中雷区（15-40天）、多雷区（41-90天）、强雷区（>90天）。 我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。

雷电危害按雷电形式可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。 1、直击雷破坏： 当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀， 从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。 2、感应雷破坏：感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到导线上就会对设备产生强烈的破坏性。 2.1静电感应雷：带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了，那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。 2.2电磁感应雷：雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。 3、雷电波引入的破坏：当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。如果附近有可燃物，容易酿成火灾。

雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性质破坏、热性质破坏和机械性质破坏 1、电性质破坏：雷电放电产生高达数十万伏的冲击电压，对电气设备、仪表设备、通讯设备等的绝缘造成破坏，导致设备损坏，引发火灾、爆炸事故和人员伤亡，产生的接触电压和跨步电压使人触电。 2、热性质破坏：当上百千安的强大电流通过导体时，在极短时间内转换成大量热量，可熔化导线、管线、构架金属物质，引发火灾。 3、机械性质破坏：由于雷电的热效应，使木材、水泥等材料中间缝隙的水分、空气及其他物质剧烈膨胀，产生强大的机械压力，使被击中物体严重破坏甚至造成爆炸。

当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往有极大的不同，可以概括为： （1）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等； （2）从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落，无孔不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（LEMP）。前面是指雷电的受灾行业面扩大了，这儿指雷电灾害的空间范围扩大了。例如二000年七月，一次闪电二家单位同时受到雷灾，而不是以往的一次闪电只是一个建筑物受损。 （3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。例如某寻呼台遭受雷击，导致该台中断寻呼数小时，其直接损失是有限的，但间接损失将大大超过直接损失。 （4）产生上述特点的根本原因，也就是关键性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。雷电的本身并没有变，而是科学技术的发展，使得人类社会的生产生活状况变了。微电子技术的应用渗透到各种生产和生活领域，微电子器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的LEMP的作用，造成微电子设备的失控或者损坏。

防雷措施 防雷装置： ▲避雷针、避雷网、避雷带、 避雷线、 ▲避雷器等。 包括：接闪器、引下线、接地装置三部分。（反击） 避雷针：保护范围确定 r—地面保护半径m h—避雷针高度m P—高度影响系数；h≤30m取1，30～120m取5.5/√h，>120取h＝120m rx＝避雷针在hx水平面上的保护半径 hx＝被保护物高度m ha＝避雷针的有效高度m θ ha h hx h/2 r=1.5hP rx

接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。 避雷器 分为阀型、管型和氧化锌避雷器 接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。 正常时，避雷器内部间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断冲击波，使引入被保护设备的电压为避雷器“残压”，雷电过后，避雷器恢复绝缘状态。 过电压 被保护 设备 线路 避雷器 接地

建（构）筑物防雷等级划分 建筑物防雷设计规范(GB 50057-94) 第2.0.2条 遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物： 一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。 二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。 三、具有1区爆炸危险环境的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。 第2.0.3条 遇下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物： 一、国家级重点文物保护的建筑物。 二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子没备的建筑物。 四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 五、具有1区爆炸危险环境的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。 七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。 九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 注,预计雷击次数应按本规范附录一计算; 第2.0.4条 遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物 一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。 三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。 五、根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果,并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素,确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。 六、在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。

适用规范 石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95 建筑物防雷设计规范 GB50057-94 石油库设计规范 石油化工企业设计防火规范 GB50160-92 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 620-1997

石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95 1　主题内容与适用范围 　  本规范规定了石油和石油产品在生产、运输、贮存、销售、使用过程中避免或减少石油设备雷电危害的基本原则和措施。     本规范适用于石油设备的雷电安全保护。 2　引用标准（略） 3　预防雷电危害的基本原则 3.1　石油和石油产品应贮存在密闭性的容器内，并避免易燃或可燃性油气混合在容器周围积聚。 3.2　易燃或可燃性油气可能泄漏或积聚的区域，应避免金属导体间产生火花放电。 3.3　固定顶金属容器附件(如呼吸阀、安全阀)必须装设阻火器。 3.4　石油容器及其附属装置(如阻火器、呼吸阀、量油孔等)均应保持良好的工作状态。 3.5　石油设备应采用防雷接地。防雷接地、防静电接地和电气设备接地宜共用同一接地装置。

4　预防雷电危害的技术措施 4.1　金属油罐 4.1.1　当贮存易燃、可燃油品的油罐，其顶板厚度小于4mm时，应装设防直击雷设备，如避雷针或半导体消雷器等。其中单支避雷针保护范围的确定参见附录A，其它情况下保护范围的确定详见GB50057附录四。半导体消雷器保护范围的确定参见附录B。 4.1.2　当贮存易燃、可燃油品的油罐，其顶板厚度大于、等于4mm时，按GBJ74第11.2.2条规定，可不装设防直击雷设备。但在多雷区(注)，当油罐顶板厚度大于、等于4mm时，仍可装设防直击雷设备。 　　注：多雷区通常指年雷暴日大于40天的地区，参见附录C。 4.13　金属油罐必须作环型防雷接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不应大于30m。接地体距罐壁的距离应大于3m，当罐顶装有避雷针或利用罐体作接闪器时，每一接地点的冲击接地电阻不应大于10Ω。 4.1.4　浮顶金属油罐可不装设防直击雷设备，但必须用两根截面不小于25mm2的软铜绞线将浮船与罐体作电气连接。其连接点不应小于两处，连接点沿油罐周长的间距不应大于30m。浮顶油罐的密封结构，宜采用耐油导静电材料制品。 4.1.5　金属油罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔等金属附件必须保持等电位连接。

4.2　非金属油罐（略） 4.3　人工洞石油库 （略） 4.4　汽车槽车和铁路槽车 4.4.1　汽车槽车和铁路槽车在装运易燃、可燃油器时宜装阻火器。 4.4.2　铁路装卸油品设备(包括钢轨、管路、鹤管、栈桥等)应作电气连接并接地，冲击接地电阻应不大于10Ω。 4.5　金属油船和油驳 4.5.1　金属油船和油驳的金属桅杆或其它凸出物可作接闪器。如船体的结构是木质的或其它绝缘材料的，则必须把桅杆或其它凸出的金属物与水线以下的铜板连接。 4.5.2　无线电天线应装避雷器。 4.5.3　雷暴时应中止装卸油品，并关闭贮器开口。 4.6　管路 4.6.1　输油管路可用其自身作接闪器，其法兰、阀门的连接处，应设金属跨接线。当法兰用5根以上螺栓连接时，法兰可不用金属线跨接，但必须构成电气通路。 4.6.2　管路系统的所有金属件，包括护套的金属包覆层必须接地。管路两端和每隔200-300m处，以及分支处、拐弯处均应有一处接地，接地点宜设在管墩处，其冲击接地电阻不得大于10Ω。 4.6.3　可燃性气体放空管路必须装设避雷针，避雷针的保护范围应高管口不小于2m，避雷针距管口的水平距离不得小于3m。

5 预防雷电危害的管理措施 5. 1 制度 各单位技术部门应制定防雷电危害的具体措施。建立设备防雷活动档案。 5 5　预防雷电危害的管理措施 5.1　制度 各单位技术部门应制定防雷电危害的具体措施。建立设备防雷活动档案。 5.2　教育 负责管理工作的人员必须掌握雷电知识。 5.3　应急 当发现雷电可能酿成雷电事故时，应及时采取有效措施，并上报主管领导。 5.4　预检 每年雷雨季节之前，必须检查、维修防雷电设备和拉地。检查的主要项目如： a) 防雷设备的外观形貌、连接程度，如发现断裂、损坏、松动应及时修复； b) 用仪器检测防雷设备冲击接地电阻值，如发现不符合要求，应及时修复； c) 清洗堵塞的阻火芯，更换变形或腐蚀的阻火芯，并应保证密封处不漏气。 　

雷雨天注意事项 一、室内防雷注意事项 二、户外避雷注意事项 三、雷击前的征兆 四、雷击后的抢救 五、雷雨天尽量不要打手机

一、室内防雷注意事项 1、注意关闭门窗，预防雷电直击室内或者防止侧击雷和球雷的侵入 2、人不要站立在电灯下。 3、尽量不要拨打、接听手机和座机，或使用电话线等上网。 4、办公大楼各电脑遇雷雨天必须切断电源和网线 ，同时在雷雨季节中各办公室的电脑必须在下班离开前做到切断电源和网线连接。如有违反此规定修复费用由电脑使用人承担。 5、不宜用淋浴器、太阳能热水器，因水管与防雷接地相连，雷电流可通过水流传导而致人伤亡。 6、远离建筑外露的水管、煤气管等金属物体。 7、雷雨来临前时，要把线路断开，并拔下电源插头，别让电视机、电脑等引雷入室，损坏电器乃到引发火灾事故的发生。 8、晒衣服被褥等用的铁丝不要拉到窗户、门口，以防铁丝引雷致人死亡。 9、遇到暴雨天气出门，最好穿胶鞋，这样可以起到绝缘的作用。 10、乘车途中遭遇打雷时千万不要将头、手伸出窗外。

二、户外避雷注意事项 雷电通常会击中户外最高的物体尖顶，所以孤立的高大树木或建筑物往往最易遭雷击，人们在雷电大作时，在户外应遵守以下规则，以确保安全。 1、雷雨天气时不要停留在高楼平台、山顶、山脊或建（构）筑物顶部，不宜停留在小型无防雷设施的建筑物、车库、车棚、岗亭及附近。 2、远离建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设备。 3、不宜在大树下躲避雷雨，如万不得已，则须与树干保持至少5米距离，下蹲并双腿靠拢。 4、如果在雷电交加时，头、颈、手处有蚂蚁爬走感，头发竖起，说明将发生雷击，应赶紧趴在地上，这样可以减少遭雷击的危险，并拿去身上佩戴的金属饰品和发卡、项链等。 5、如果在户外遭遇雷雨，来不及离开高大物体时，应马上找些干燥的绝缘物放在地上，并将双脚合拢坐在上面，切勿将脚放在绝缘物以外的地面上，因为水能导电。 6、在户外躲避雷雨时，应注意不要用手撑地，同时双手抱膝，胸口紧贴膝盖，尽量低下头，因为头部较之身体其他部位最易遭到雷击。 7、当在户外看见闪电几秒钟内就听见雷声时，说明正处于近雷暴的危险环境，此时应停止行走，两脚并拢并立即下蹲，不要与人拉在一起，最好使用塑料雨具、雨衣等。 8、在雷雨天气中，不宜在旷野中打伞，或高举羽毛球拍、高尔夫球棍、锄头等，避免增加人的有效高度成为“尖端”而遭雷击。不宜进行户外球类运动，雷暴天气进行足球、篮球等运动是非常危险的；不宜在水面和水边停留；不宜在河边洗衣服、钓鱼、游泳、玩耍。 9、在雷雨天气中，不宜快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔，因为身体的跨步越大，电压就越大，也越容易伤人。 10、如果在户外看到高压线遭雷击断裂，此时应提高警惕，因为高压线断点附近存在跨步电压，身处附近的人此时千万不要跑动，而应双脚并拢，跳离现场。

三、雷击前的征兆 当你站在一个空矿的地方，如果感觉到身上的毛发突然站起来，皮肤感到轻微的刺痛，甚或听到轻微的爆裂声，发出“叽叽”声响，这就是雷电快要击中你的征兆。遇到这种情况，你应马上蹲下来，身体倾向前，把手放在膝盖上，曲成一个球状，千万不要平躺在地上。

四、雷击后的抢救 被闪电击中后，强大的电压使人的心脏停止跳动，因此死因是心脏停止跳动，而不是被烧伤。所以如果能在4分钟内以心肺复苏法进行抢救，可能还来得救活，让心脏恢复跳动。不过人们有一个错误的观念，以为被闪电击中的人体内还有电，而不敢去触摸他，往往导致抢救时间被拖延。如果遇到一群人被闪电击中，那些会发出呻吟的不要紧，先抢救那些已无法发出声息的人。

五、雷雨天尽量不要打手机 由于雷电的干扰，手机的无线频率跳跃性增强，这容易诱发雷击和烧机等事故。但一般来说，公共聚居地都装有避雷装置，人们处在这种环境中相对安全，雷电仅仅会干扰手机信号，顶多也仅是损坏芯片，对人体不会造成致命伤害。而一旦处于空旷地带时，人和手机就成为地面明显的凸起物，手机极有可能成为雷雨云选择的放电对象。所以尽量避免在打雷时拨打或接听手机，雷雨中穿行无障碍物地区时，最好关掉手机电源。