雷電防護技術

打雷是一種大氣中激烈的放電現象。打雷時，出現耀眼的閃光，發出震耳的轟嗚。打雷的時間短（一次雷擊時間約60 毫秒），電流大（可高達幾萬~幾十萬安），電壓高（可高達數十萬~數百萬伏）。化工企業如果沒有可靠的防雷裝置，建筑物、設備裝置或人體遭到雷擊，那將造成火災、爆炸、觸電死亡等嚴重的、甚至毀滅性的災害事故，造成巨大的損失。

一、雷電的種類：

1、按按放電對象分：空中雷（云層與云層、雷云與雷云之間）和落地雷（10%是造成火災及其危害的主要原因）。

2、按雷電的形狀分：

（1）枝狀雷：常見線狀，雷云下部一般是帶負電荷，地面感應出正電荷，由于地表分布的不均勻，凸出部分集聚較多正電荷，電位梯度大，負電荷在向下伸展過程中，會受到下面正電荷的爭奪，負電荷就會分多道向正電荷空氣塊沖擊，出現分支閃電。

（2）帶狀雷：閃電通道寬而集中，電場強度特別大，空氣濕度比較高，給雷電流造成了快速一次釋放的機會，形成帶狀。

3、按破壞形式分：

（1）直擊雷：雷云與地面凸出物之間的放電。

（2）感應雷：由于雷電的靜電感應或電磁感應而使附近其他物體產生高壓，并由此造成放電。

（3）雷電波侵入：可由感應、直擊雷造成，在架空線路、金屬管道上產生“沖擊電壓”，沿線路或管道兩邊傳播的雷電波，傳播速度150~300m/ms

二、危害機理：

1、機械效應：

當雷擊中樹木等物體時，樹干就相當于引下線，因具有較高的電阻率，雷電流泄入大地比較緩慢，在此物體內部熱量會急劇增大，濕度迅速上升，水分被汽化，內部壓力劇增，待到一定極限，就以機械能的形式釋放出來，把物體劈開或粉碎，這就是雷電的機械效應所為。如：樹木劈裂，煙窗、墻壁劈倒等現象

2、熱效應：

雷電流通過導體時，在極短的時間產生大量熱能，可燒斷導線，燒壞設備，引起金屬熔化，飛濺而引起火災及停電事故。當巨大的沖擊電壓擊中被擊物體時，就會產生數KA 至數百KA 的雷擊電流，而在雷電流的通道上瞬時轉變成大量的熱量。

因放電時間很短，若引下線處于良好狀態，不會產生明顯的溫升，但雷電電流過低壓導線等截面面積小的線路，熱效應會使導線迅速熔化燃燒，嚴重時會發生金屬導線噴濺

3、電氣效應：

雷擊時所產生的高達數萬至數百萬伏的沖擊電壓，可使電氣設備和電氣線路的絕緣擊穿引起短路、停電事故，甚至發生爆炸、火災事故。

（1）大氣過電壓：電氣設備、線路絕緣破壞 → 閃絡放電 → 開關跳閘→ 線路停電 →甚至高壓串低壓造成人身傷亡

（2）壓沖擊波：與附近帶電導體或建筑物間發生反擊放電，產生火花

（3）雷電流流入地下、雷電波侵入室內：在相鄰的金屬構架或地面上產生很高的對地電壓，造成接觸電壓和跨步電壓升高，導致電擊危險。

4、直擊雷危害：電壓效應、熱效應、機械效應

5、感應雷危害：

（1）靜電感應：當導體金屬物、輸電線路等處于雷云和大地之間所形成的電磁中，感應出與雷云相反的電荷，雷云與大地放電后，導體上的電荷來不及泄漏，就會產生很高的對地電壓。當雷云放電的先驅階段，與雷云相異的電荷從導線兩端轉移到靠近先驅通道一段導線上，成為束縛電荷，主放電后，就變成自由電荷，以極高的速度向導線兩端流動，形成300~400KV 的感應沖擊電壓

（2）電磁感應：雷云對地放電（或接近地面）時，由于雷電流迅速變化（或雷云的快速移動）→在它周圍一定的空間里會產生強大的變化電磁場（如：建筑物中的鋼筋、架空的管道等），若上述導體未構成回路或連接不嚴 → 出現放電火花和局部發熱 → 火花、溫度引燃存放在周圍內的物品。

6、雷電波侵入：高電壓侵入到建筑物內部或裝置上面 → 電線短路、可燃物質燃燒，人員觸電傷亡。

注：每年雷害事故中，50%以上由雷電波侵入引起。