1、雷電與防護技術基礎湖南省氣象局 2014年5月11.為什么要研究雷電與防護技術？雷暴活動頻繁+雷電災害嚴重2.雷電：什么是雷電？雷電如何產生？形成+分類+危害3.雷電防護：有哪些技術？如何進行防護？風評+技術評價+預警+檢測內 容2參考書雷電學原理陳渭民雷電與防護技術基礎肖穩安、張小青 GB50057-2010建筑防雷與接地技術張小青雷電與人工引雷汪道洪現代防雷技術基礎虞昊 關象石等3雷暴活動頻繁雷電災害嚴重雷電災害分布雷電災害防御難度很大在一定程度上避免或者減少雷電帶來的損失PS：氣象防雷20年發展歷程回顧1.為什么要研究雷電與防護技術？41.為什么要研究雷電與防護技術？ 雷電是一種大氣自然

2、現象，在科學技術不發達的古代，雷電被蒙上了神秘的色彩，除了災難，它留給人類更多的是迷信和恐懼。直到17世紀中葉，美國科學家富蘭克林通過實驗證實了天電（雷電）與地電的同一性，并發明和使用了“避雷針”，人們才逐步對雷電有了理性和科學的認識。地球上，任何時刻都會有約2000個地點出現雷暴，平均每天要發生800萬次閃電，每次閃電在微秒級瞬間可釋放出55KWh以上能量。5（1）、雷暴活動頻繁我國地處溫帶和亞熱帶地區，雷暴活動十分頻繁，雷電災害發生頻次多、范圍廣、危害嚴重、社會影響大，嚴重威脅著人民生命財產安全。1、為什么要研究雷電與防護技術？6 22個省（區、市） 年最多雷暴日在50天以上，最多的達15

3、0天；710個省（區、市）年平均雷暴日超過40天，最多的超100天。81、為什么要研究雷電與防護技術？（2）、雷電災害嚴重根據近30年的雷電統計資料分析，我國雷暴日天數變化不大，但是雷電災害造成的經濟損失日益嚴重。據不完全統計，1999-2008年的10年間，全國因雷擊造成直接經濟損失在百萬元以上的雷電災害事故就有390多起，每年因雷電災害造成人員傷亡數千人。 2011年湖南省共發生雷電災害72起，其中發生在農村的雷災43起。雷災共造成5人死亡、12人受傷，經濟損失嚴重。雷電災害涉及電力、通信、石化、交通、金融等各行各業以及千家萬戶91.為什么要研究雷電與防護技術？村民在瓜地遭雷擊身亡村民遭雷

4、擊村民遭雷擊身亡麻陽舒家村鄉舒某家雷擊致3人死亡雷災造成人員傷亡101.為什么要研究雷電與防護技術？雷災造成大量的經濟損失大鯨港鎮玉銀紙業公司因雷擊導致火災永興花炮廠因雷擊導致爆炸軍工硝制造有限公司遭雷擊電力設備因雷擊受損11德國法蘭克福ELELTRA WUBA保險公司Statistics of damage 1994Analysis of the Wuba ttembergische Assurance Company05101520253035Surge voltage/indir. strike過電壓/雷擊Drop/摔損Burglary/破門盜竊Negligence/過失，失職Short

5、 circuit/短路Water/水害Fire/火災Theft out of cars偷竊機動車Other/其它 11.1 % 9.3 % 8.7 % 4.3 % 3.6 % 3.4 % 2.2 % 23.6 % 33.8 %121、為什么要研究雷電與防護技術？（3）、雷電災害時空分布特點（3個90%） 90%以上的雷災經濟損失發生在城市的各行業部門，主要分布在華東和華南等經濟發達地區； 90%以上雷擊傷亡事故發生在農村地區； 汛期是雷電災害事故的高發期，49月間發生的雷災起數和雷擊傷亡人數均占全年總數的90%以上（重大人員傷亡和重大直接經濟損失）。 13全國雷電災害事故在各地區的分布圖14圖

6、4： 1997年2006年全國雷擊傷亡事故年變化圖 1997年2006年全國雷擊傷亡事故年變化圖49月閃電多，雷災事故多！ 15雷電災害行業分布圖（電力、通信、計算機系統、廣電等行業受損嚴重！） 16雷擊傷亡事故發生地分布圖（傷亡發生在農田最多） 雷擊傷亡事故人群分布圖（農民傷亡最多 ）17（4）、雷電災害防御難度很大 受災面的改變：從電力、建筑這兩個傳統領域擴展到幾乎所有行業，特點是與高新技術關系最密切的領域，如航天、航空、國防郵電通信、計算機、電子工業、石油化工、金融證券等； 入侵方式的改變：從一、二維空間入侵變為三維空間入侵。由于微電子技術的應用滲透到各種生產和生活領域，微電子器件極端靈

7、敏，LEMP造成微電子設備的失控或者損壞。 造成損失和危害程度的改變：它襲擊的對象本身的直接經濟損失有時可能并不太大，但由此產生的間接經濟損失和影響卻難以估計。 181.為什么要研究雷電與防護技術？因此，電子時代防雷減災工作更重要、更迫切、也更復雜！如何適應雷電防御已從直擊雷防護到系統防護的轉變，要求我們站到歷史時代的新高度來認識和研究現代防雷技術，提高人類對雷災防御的綜合能力。19 防雷減災工作事關經濟社會發展 事關人民安全福祉 事關社會和諧穩定各級氣象部門必須以很強的使命感、責任感，組織做好雷電災害防御1.為什么要研究雷電與防護技術？防護技術：能在一定程度上避免或者減少雷電帶來的損失（思考

8、：結合工作實際和身邊個例）201.為什么要研究雷電與防護技術？雷暴活動頻繁+雷電災害嚴重2.雷電：什么是雷電？雷電如何產生？形成+分類+危害3.雷電防護：有哪些技術？如何進行防護？風評+技術評價+預警+檢測內 容21第一章 雷電的形成和分類 第一節 雷電的形成1、雷電形成的三個基本條件： 空氣中必須有足夠的水汽； 有使潮濕水氣強烈上升的氣流； 有使潮濕空氣上升凝結成水珠或冰晶的氣象條件。22 2、雷電形成的基本理論 雨滴分裂論當潮濕水氣上升到高空，由于高空氣溫較低，在上升氣流運動過程中逐漸凝結增大，形成小水滴。由于上升氣流的不穩定，水滴在運動過程中相互摩擦、碰撞分裂形成大小不等的水珠，使得大水

9、珠帶正電荷，小水珠帶負電荷。小水珠質量輕被上升氣流帶到上層云層，大水珠質量重則留在下層或降落到地面，這樣便形成了帶電荷云層的分離過程。當帶電荷云層逐步積累到足夠的電荷量時，便產生閃電現象，形成雷電。 （實驗證明：水滴分裂時，確實大水珠帶正電荷，小水珠帶負電荷這一理論；分裂水滴所需氣流的速度為3-8m/s這正是雷云中上升氣流的速度）23 距地面80公里左右的電離層具有一定的導電能力，而且是帶正電荷的，而大地是帶負電荷，故形成比較穩定的大氣電場。在電離層和地這兩個帶電導體中間被不導電的大氣所絕緣，形成一個電容器。使處于其中的云層上端帶負電荷，下端帶正電荷，即發生極化，從而為閃電提供有力條件。電場極

10、化論24 由于宇宙射線和太陽黑子爆炸，近地大氣中形成帶有一定量的游離子，其中正離子較重（約為電子的2000倍）不大活動，而負離子則活動性較大，在大氣電場和上升氣流的作用下，負離子向上運動，正離子向下運動，形成上負下正離子層，有利于閃電的發生。離子積累25 3、雷擊過程 當天空中有雷雨云的時候，因雷雨云帶有大量的電荷，由于靜電感應的作用，雷雨云下方的地面和地面上的物體都帶上了與雷雨云相反的電荷，當雷雨云與地面之間的電壓高到一定的時候，雷雨云與地面上突出的物體之間就會出現放電。26閃電的初始擊穿：下部負電荷中心與其底部的正電荷中心附近局部地區的大氣電場達到104v/cm左右時，則負、正電荷之間的云

11、霧大氣會被擊穿，負電荷向下中和掉正電荷，這時從云層下部到云底部全部為負電荷區。先導注流： 隨大氣電場的進一步加強，進入起始擊穿的后期，電子與空氣的分子發生碰撞，形成天空中帶電的雷雨云的云粒（或水成物）向地面延伸，在雷雨云下形成從云層向下的流光，表現為一條暗淡的光柱，即先導注流。也叫注流先導，如右圖。27閃電通道： 注流先導不斷地向地面發展過程是一電離過程，在電離過程中生成成對的正、負離子，其正離子被云中向下輸送的負電荷不斷中和。從而形成多枝狀的充滿負電荷（對負地閃）的通道，其中有一枝是充滿負電荷（對負地閃）的主通道，稱為電離通道或閃電通道，簡稱為通道。28雷擊分枝狀的放電主通道到達地面，或與大

12、地放電迎面會合以后，就形成云層到地面的全程（雷擊放電通道）放電，這就是雷擊。29空間位置晴天放電雷云閃電云內閃電云際閃電云地閃電形狀線狀閃電帶狀閃電片狀閃電鏈狀/聯珠狀閃電球狀閃電聲音有聲閃電無聲閃電 根據閃電空間位置、形狀、聲音分類第二節 雷電的分類 還有多種分類方式，在此只詳細介紹下這三類，并重點說明云地閃/地閃30云內閃電 在同一塊云中，不同云區帶有正負不同的電荷，在正負荷電區之間的電場達到可擊穿強度時，在同一塊云中同樣可發生放電現象，此現象稱之為云內閃電。第一種分類根據空間位置分類31云際閃電 當帶有正負不同電荷的兩塊云之間的電場達到可擊穿強度時，在兩塊云之間發生的放電現象。32云地放

13、電/地閃 發生在云層和大地之間的放電現象。33地閃 根據先導和回擊方向，可把閃電歸納為以下八種常見的閃電類型：l： 先導 r：回擊 v：發展方向vlrllrrrvvv1bl1a 2a 3a 4a 2b 3b 4b 云地間放電形成的先導若是從云層內的電荷中心伸向地面，又稱之為向下先導。若是從地面伸向云層的，又稱之為向上先導；只沿著先導方向發生中和的閃電，稱之為無回擊閃電。當發生先導放電之后，還出現逆先導方向放電的現象，稱為有回擊閃電。34 第一類地閃：具有向下先導和向上回擊，云中負荷電中心與大地和地物間的放電過程，具有負閃電電流，因此，簡稱為向下負先導負地閃；如果負先導不著地，則就無回擊，此時只

14、有圖1a所示的過程，云空放電。如果負先導著地，則就產生回擊，將云中的部分電荷泄放到大地，若該過程只一次為單閃擊閃電（圖1b），若重復多次為多閃擊閃電。 向下負先導負地閃（l 先導，r -回擊，v 發展方向）35 第二類地閃：具有向上正先導的云中負荷電中心與大地和地物間的放電過程，具有負閃電電流。它又分下面兩種情況： 圖2a ，先導帶正電向上，放電一般始于高聳的接地體（塔尖或山頂），具有向上正先導而無回擊，簡稱為向上正先導連續負放電。 若對于圖2b，先導帶正電向上，和向下回擊，稱之為向上正先導負地閃，如果其后有隨后閃擊，稱之向上正先導多閃擊負地閃。 向上正先導負地閃（l 先導，r -回擊，v 發

15、展方向）36 第三類地閃：云中荷正電，具有向下正先導和向上回擊，云中正電荷中心與大地和地物間放電過程具有正閃電電流，簡稱為向下正先導正地閃。 圖3a ，向下正先導不著地，于是產生云空放電過程。 圖3b ，向下正先導著地，引起向上正回擊，泄放云中的正電荷到大地，這一類在山地區少見，在湖邊可見到。 向下正先導正地閃（l 先導，r -回擊，v 發展方向）37 第四類地閃：云中荷正電，具有向上負先導的云中正電荷中心與大地和地物間的放電過程，具有正閃電電流。 圖4a ，向上先導始于高聳的高層建筑的尖頂，這類地閃也有以有無回擊而細分為A型和B型。 A型地閃具有向上先導而無回擊的放電過程，只是在先導后出現持

16、續時間約幾百毫秒，持續電流為幾百安的放電過程，簡稱為向上負先導正地閃。 B型地閃具有向上先導和向下回擊的放電過程，簡稱向上負先導連續正電流閃電。向上正地閃多為單閃擊地閃。 向上負先導正地閃（l 先導，r -回擊，v 發展方向）38小結 地閃根據閃電流方向，分為：（1）正地閃：閃電電流為正（向下）的稱正地閃；（2）負地閃：閃電電流為負（向上）的為負地閃； 地閃根據先導方向，分為：（1）向下先導：由云向下地面發展的先導；（2）向上先導：由地面向云中發展的先導。39線狀閃電 我們常見的通常是線狀閃電，一般是一種蜿蜒曲折枝杈縱橫的巨型電氣火花，長23公里，也有長達10公里的，是閃電中較強烈的一種。 線

17、狀閃電大多是雷云與大地間的放電（約50 70%以上）， 也有雷云之間的放電。這種閃電可以同時擊在不同的地方，一般分為前導放電和主放電等階段。 線狀閃電對電力、電訊系統及人畜和建筑物等威脅最大。帶狀閃電 與線狀閃電相似，只是亮的通道比較寬，看上去好像一條較亮的亮帶。第二種分類根據形狀分類40片狀閃電 是出現在云的表面上的閃光，它有時可能是被云塊遮沒的火花閃電的延光，也可能是在云的上部發出來的叢集的、若隱若現的一種特殊的放電作用的光。 這種閃電，表示云中電場的能量雖然已經足夠產生放電，但是新加入的電量卻太少，以致在閃爍放電尚未轉變到火花（線狀）放電以前，原有的儲電量已經用完了，僅僅伴隨有片狀閃電的

18、雷暴，是一種較弱放電現象，通常會對電力系統引入日較弱的感應過電壓。41鏈形閃電/聯珠狀閃電： 比較罕見，是一條發光的虛線 ，一條鏈子一樣，在云與大地間放 電或云與云間放電時均可能出現。 似乎是介于線狀閃電與球形閃電之 間的一種過渡形式。42球形閃電 是最奇妙、最罕見和最神秘莫測的一種閃電，由拳頭般大小到足球那樣大的球形發光體所組成，活動速度不大，可以看到移動，它走的路徑極不規則，往往與風向一致，它出現時，常有尖哨聲或嗡嗡聲，有時會安然地消失，但有時也會發生恐怖的爆炸。它消失時，往往留下具有刺激性的輕煙霧。 球形閃電存在的時間可由幾秒到幾分鐘，它能在一個地方停留一些時候，一面冒煙，一面發出火花，

19、目前，國際上對于球形閃電也還沒有很完善的解釋，科學家們仍在研究中。43無聲閃電 最常出現的一種無聲放電是被稱為“愛爾馬圣火”。由于暴風雨等原因，大氣中的電場強度大大地增長起來，在地球面的突出物體附近，電場強度很容易達到30kV/cm的強度，導致在突出部分發生靜寂放電。這是一種非雷云與大地間放電和沒有雷聲的閃電現象，實際上就是尖端電暈放電。放電時，突出物周圍會呈現出冒煙狀或光膜狀。當電場強度很強時，就會形成單獨束狀放電，由物體周圍放射出來。這種放電現象對電訊系統有干擾。第三種分類根據聲音分類44有聲閃電 除了是一種明亮的電氣火花以外，同時還伴有強大的響聲，這就是雷聲。PS：因光速聲速，所以一般先

20、看到閃電再聽見聲音。 雷聲的大小與閃電的強弱相關，由于空氣在溫度高達10000左右的閃電通道中突然強烈的受熱和隨之而起的急速冷卻，致使空氣因急速膨脹和壓縮的振動而發生響聲；同時，也是水和空氣在高電壓（火花）的作用下分解所產生的瓦斯爆炸時發出的聲音。由于爆炸波的特性、多次放電和聲音來回反射等關系，雷聲隆隆不絕，云間放電時，雷聲延續的時間比云與大地間放電的時間短。一般一次閃電的雷聲平均延續時間約3040秒，在個別場合下可達到1分鐘。45第二章 雷電流 雷擊產生的雷電流的大小（強度）與地理位置、地質條件、季節和氣象等許多因素有關。一般平原地區比山地雷電流大，正閃擊比負閃擊大，第一閃擊比隨后閃擊大。

21、研究資料表明：各次雷擊閃電電流大小和波形差別很大，尤其是不同種類放電差別更大。這說明雷電流的大小和雷電流的波形是描述雷電流特征的重要參數。46 如圖，先由縱軸上的0.1、0.9、和 1.0 三個刻度作三條橫軸的平行線，前兩條平行線分別與波形曲線的頭部分別相交于A、B兩點，過A、B兩點作一條直線,該直線與第三條平行線和橫軸分別相交于C、D 兩點，由C點引橫軸的垂線, 其垂足E點與 D點之間的時間即定義為 波頭時間,用 t1 表示。為了定義波長時間, 再由縱軸上0.5刻度作橫軸的平行線,該平行線與 波形曲線的波尾部分相交于F點, 從 F點引 橫軸的垂線, 垂足G點與D點之間的時間即定義為波長時間，

22、用t2表示.由于波長時間也是波形曲線衰減到半幅值所需要的時間, 它習慣上也被稱 為半幅值時間。在定義了波頭和波長時間后, 單極性雷電流脈沖波形可計為t1/t2, 這里t1和t2一般采用s作單位。圖2-1 雷電波形的畫法雷電流的波形47首次及雷擊的雷電流參量 第一、第二、第三類防雷建筑物首次雷電流幅值分別為 200 kA、 150 kA、 100 kA，其雷電流陡度di/dt分別為 20 kA/s、 15 kA/s、 10 kA/s。48后續雷擊的雷電流參量49長時間雷擊的雷電流參量50 第三章 雷電的危害51主要是雷擊時，雷電流通過載流導體產生電動力的破壞作用。由電磁學可知，在載流導體周圍的空

23、間存在著磁場，而磁場中的載流導體又會受到電磁力的作用。由安培定則(也叫右手螺旋定則)可知兩根載有相同方向電流的長直導體，相互吸引，而載有相反方向電流的長直導體，將相互排斥。這是由于在這兩根平行載流導體之間存在著電磁力的相互作用，這種作用力稱為電動力。因此，由于雷電流強度很大(數十至上百千安)，在雷電流的作用下，載流導體就有可能會變形，甚至會被折斷。 第一節 直擊雷的危害電效應及其危害52 在雷云對地放電時，強大的雷電流從雷擊點注入被擊物體，由于雷電流幅值高達數十至數百千安，其熱效應可以在雷擊點局部范圍內產生高達600010000C，甚至更高的溫度，能夠使金屬熔化，樹木、草堆引燃；當雷電波侵入建

24、筑物內低壓供配電線路時，可以將線路熔斷。這些由雷電流的巨大能量使被擊物體燃燒或金屬材料熔化的現象都屬于典型的雷電流的熱效應破壞作用，如果防護不當，就會造成災害。熱效應及其危害53機械效應所產生的破壞作用主要表現為兩種形式：一是雷電流注入樹木或建筑構件時在它們內部產生的內壓力;二是雷電流的沖擊波效應。（1） 雷擊產生的內壓力及其危害由于雷電流幅值很高，且作用時間又很短，在雷擊與樹木或建筑構建時，在它們的內部將瞬時地產生大量熱量。在短時間內熱量來不及散發出去，以致使這些內部的水分被大量蒸發成水蒸氣，并迅速膨脹，產生巨大的內壓力。這種內壓力是一種爆炸力，能夠使被擊樹木劈裂和使建筑構件崩塌。機械效應及

25、其危害54（2）雷擊產生的沖擊波效應及其危害云對地放電過程中的回擊階段，放電通道中既有強烈的空氣游離，又有強烈的異性電荷中和，通道中瞬時溫度非常高，這使得通道周圍的空氣急劇膨脹，以超聲波速度向四周擴散，從而形成沖擊波。同時，通道外圍附近的冷空氣被嚴重壓縮，在沖擊波波前到達的地方，空氣的密度、氣壓和溫度都會突然增大，產生的沖擊波是類似的，可以使其附近的建筑物、人、畜受到破壞或傷害。沖擊波向外傳播的速度遠大于聲波，但很快就會衰減，轉化為聲波，于是人們就能夠聽到雷鳴聲。機械效應及其危害55 雷電的靜電感應與電磁感應作用屬于雷電的間接破壞作用。由雷電的靜電感應與電磁感應所產生的暫態過電壓比以上所述的直

26、接破壞作用具有更大的危害范圍，它能夠損壞建筑物內的信息系統和電氣設備，甚至造成人員傷亡，因此，在防雷設計中，一直受到關注。雷電的靜電感應 第二節 雷擊電磁脈沖的危害56在建筑物頂部金屬體上的靜電感應在架空線路上的靜電感應雷云和先導通道中電荷的感應作用，在建筑物頂部的金屬體上部和架空線路上將出現反極性的感應電荷57電磁感應585960直擊雷和雷電電磁脈沖侵害的原因被保護系統的屏蔽差；沒有采取等電位連接措施；綜合布線不合理；接地不規范；沒有安裝浪涌保護器SPD；安裝的浪涌保護器SPD不符合規范的要求等；611.為什么要研究雷電與防護技術？雷暴活動頻繁+雷電災害嚴重2.雷電：什么是雷電？雷電如何產生

27、？形成+分類+危害3.雷電防護：有哪些技術？如何進行防護？風評+技術評價+預警+檢測內 容62氣象防雷20年發展歷程回顧 起步：上世紀八十年代未，氣象部門涉及防雷裝置檢測服務，其中安徽、廣東、上海、湖南是開展防雷裝置檢測較早的省、市，此階段未成立專門的防雷技術服務機構。 開拓：上世紀九十年代中、后期，大多數氣象臺站均開展了防雷服務，并積極拓展新的防雷技術服務項目和服務領域平穩發展：本世紀初，社會各界逐步關注和重視防雷減災工作，氣象部門開始探索面向全社會的防雷減災管理模式快速發展：2004年2007年，此階段的防雷工作得到全面快速的發展，并逐步實現了防雷社會管理與技術服務的分離。防雷減災的服務內

28、容從防雷裝置檢測、防雷工程設計與施工拓展到新建防雷裝置設計技術評價和施工質量檢測，并逐步開展了雷電監測、預警預報、風險評估和雷電災害調查與鑒定。氣象主管機構開展了防雷資質認定、防雷裝置設計審核和竣工驗收行政許可工作。氣象防雷管理與服務體系已基本形成。 依法發展：近年，防雷法規、標準體系不斷健全，現代雷電業務體系逐步完善，全社會依法防雷、科學防雷的意識不斷增強，防雷減災工作正在步入依法、科學發展的階段63 從防護技術的視角看發展：直擊雷的防護：1754年前后，富蘭克林、羅蒙諾索夫等一批歐美學者用試驗證實了“雷就是電”，并發明了用接閃器、引下線和接地裝置組成的外部防雷裝置攔截閃電 。 250多年的

29、實踐證明，LPS是迄今唯一有效和廣泛使用的直擊雷防護裝置。雷電波侵入的防護：1876年貝爾發明電話后，架空電話線屢遭雷擊促使防雷保安器的研制成功；1882年紐約首次實現供配電后，供電線路和電氣設備的大量遭雷擊又促使了電力系統防雷的研究。雷電電磁脈沖的防護：20世紀中葉以后，微電子技術和超大規模集成電路的廣泛應用和普及，LEMP可能損壞大范圍的電子系統，并造成更大的損失。64現代防雷技術：防直擊雷（外部防雷裝置）防感應雷（內部防雷裝置）包括屏蔽、等電位連接、過電壓保護、綜合布線等措施、手段）系統（綜合）防護防御體系65 從政策法規的視角看發展：66672010年1月20日國務院第98次常務會議通

30、過氣象災害防御條例對加強和做好雷電災害防御工作做出了具體的規定。 期間，各地紛紛出臺地方性防雷法規或政府規章對防雷減災工作提出了更具操作性、更適應地方需要的管理規定和要求。 2006年，國辦下發28號明電關于進一步做好防雷減災工作的通知 明確要求“大力加強雷電監測網建設”、“依法管理和規范雷電災害防護”。 2006年1月，國務院下發3號文件國務院關于加快氣象事業發展的若干意見 提出六點要求：重視防雷工作、做好雷電天氣預測預報、落實防雷安全措施、加強防雷管理、做好雷災應急處置、組織防雷知識宣傳。 68風險評估定義雷電災害風險評估是根據項目所在地雷電活動時空分布特征及其災害特征，結合現場情況進行分

31、析，對雷電可能導致的人員傷亡、財產損失程度與危害范圍等方面的綜合風險計算，從而為項目選址、功能分區布局、防雷類別（等級）與防雷措施確定、雷災事故應急方案等提出建設性意見的一種評價方法。通過雷電災害風險評估可為評估對象提供雷電防護的科學設計、災害風險控制、經濟投資、應急管理等方面服務，保證防雷工程安全可靠、技術先進、經濟合理。雷電災害風險評估是開展綜合防雷的必經程序，也是實現科學防雷的必要條件，體現了預防為主，防治結合的理念。69分類預評估、現狀評估1、預評估是根據建設項目初步規劃的建筑物參數、選址、總體布局、功能分區分布，結合當地的雷電資料、現場的勘察情況，對雷電災害的風險量進行計算分析，給出

32、選址、功能布局、重要設備的布設、防雷類別及措施、風險管理、應急方案等建議，為項目的可行性論證、立項、核準、總平規劃等提供防雷科學依據。2、現狀評估是對一個評估區域、評估單體現有的雷電防護措施進行雷電災害風險量的計算分析，給出現有雷電防護措施是否能將雷電災害的風險量控制在國家要求的范圍內，給出科學、經濟和安全的整改措施，提供風險管理、雷災事故應急方案。風險評估70風險評估工作現狀 雷擊風險評估工作是我國目前開展的一項新興業務，現階段各省主要依據的是GB21714/IEC62305風險管理中的部分方法，但GB21714/IEC62305僅針對單體建筑物，不能滿足各類大中型建設項目需求，尤其不能適用

33、于危爆危化、鐵路、交通及大型構筑物等項目的區域雷擊風險評估。并且，評估結論沒有針對性，不能有效體現行業及項目的特殊性，也無法滿足不同地理地質環境，不同雷電氣象環境及社會因素下開展雷評業務需求，嚴重制約了雷評業務的長遠發展。71風險評估我省情況 2008年，通過對全國雷擊風險評估業務工作的考察、調研，結合當前雷擊風險評估工作的實際需求，湖南省防雷中心明確提出了“區域雷擊風險評估方法研究”。通過與成都信息工程學院的共同研究，目前已完成了區域雷擊風評估方法的研究，并對多個建設項目進行了實際應用效果檢驗。 實踐證明，有效針對ICE62305的不足之處，結合雷電環境、地域和承災體特性分析，利用先進的數學

34、方法構建的區域雷擊風險評估方法，有力提高了雷擊風險評估的科技內涵和創新能力。72湖南省通過近幾年的業務運行，雷擊風險評估業務取得了一定的成績，風險評估涉及易燃易爆、公路橋梁、軌道交通、地鐵、超高層建筑物等多個領域，尤為喜人的是，更有多家建設單位主動與湖南省防雷中心聯系，積極請求對項目進行雷擊風險評估。風險評估我省情況7374長沙地鐵二號線雷擊風險評估長沙新奧天然氣儲備站雷擊風險評估吉首矮寨特大橋雷擊風險評估順天高層建筑雷擊風險評估75技術評價定義防雷裝置設計技術評價是根據國家法律、法規、技術標準與規范，對設計單位所作的防雷設計施工圖或方案，就安全性、有效性、穩定性和強制性標準、規范執行情況等進

35、行的技術評價。 重點查看內容防雷裝置與防雷有關的電氣接地危化場所的防靜電接地76技術評價所需資料77目前公認的能大幅降低雷擊傷亡與災害最有效的措施之一，能及時、準確地預報當地雷電活動情況，大力保障人民生命及財產。雷電預警雷電預警信號分三級，分別以黃色、橙色、紅色表示。 黃色預警6小時內可能發生雷電活動，可能會造成雷電災害事故。 橙色預警2小時內發生雷電活動的可能性很大，或者已經受雷電活動影響，且可能持續，出現雷電災害事故的可能性比較大。 紅色預警2小時內發生雷電活動的可能性非常大，或者已經有強烈的雷電活動發生，且可能持續，出現雷電災害事故的可能性非常大。 78 為全面貫徹湖南省委提出的全面建設

36、小康湖南的精神，切實做好防雷減災工作，造福三湘人民。 中心領導根據全省防雷減災情況全面部署，以提升雷電服務能力為目標，利用近年來布設的大氣電場儀、閃電定位儀及我中心自主研發的雷電監測預警綜合業務平臺，對油庫、黃花機場、地鐵等用戶開展雷電專項預警服務。 2012年，我單位共為用戶單位提供154期雷電專項臨近預警產品，其中機場預警產品55期，油庫預警產品55期，地鐵預警產品44期，用戶單位未發生一起雷擊事故，有效保障了生產安全和人員安全，深受用戶單位的好評。雷電預警我省情況79雷電專項服務油庫 24小時雷電預警，及時掌握雷電發生情況，保障油品運輸安全。而油庫區需要雷雨天氣時的跟蹤服務，保障油品分發

37、安全。 重點關注油庫區域未來2小時及30分鐘的雷電預警。80雷電專項服務機場 盡早提醒，及時跟蹤，保障航班調度和起降安全。 機場20km范圍左右提前2小時的雷電趨勢及預警。81雷電專項服務地鐵 針對地鐵2號線和1號線未來12小時雷電專項預警，為各施工地點雷雨天氣時的工作安排提供決策依據，保障地鐵地面施工人員和設備安全。82雷電專項服務效果對每次雷電過程進行分析，總結經驗；細化專項用戶需求，不斷提升專項用戶服務能力；通過對比分析，預報準確率已提為88.9%83檢測GB50057-2010意義建筑物防雷裝置是由接閃器、引下線接地裝置、過電壓保護器以及其它連接導體等五部分組成。它們在防雷過程中缺一不

38、可，任何一部分失效，都將導致防雷裝置起不到防雷效果，并可能產生負面作用。因此，需要定期對防雷裝置進行安全檢測，對防雷裝置作出公正、科學、準確的評價，確保其質量、安全性能達到規范、標準的要求，發現問題并及時整改，從而避免因質量問題造成不必要的損失。84建筑物防雷裝置設計關于GB50057-2010 建筑物防雷設計規范與GB 50057-94（2000年版)的主要變化 1、結構上，增加了術語一章，合并了一章； 2、規定了13條強制性條文，必須嚴格執行； 3、變更防接觸電壓和防跨步電壓的措施； 4、補充外部防雷裝置采用不同金屬物的要求； 5、修改防側擊的規定； 6、詳細規定電氣系統和電子系統選用電涌

39、保護器的要求； 7、簡化了雷擊大地的年平均密度計算公式, 并相應調整了預計雷擊次數判定建筑物的防雷分類的數值。 8、部分條款作了更具體的要求85（一）、總則1.0.1 為使建（構）筑物防雷設計因地制宜地采取防雷措施，防止或減少雷擊建（構）筑物所發生的人身傷亡和文物、財產損失，以及雷擊電磁脈沖引發的電氣和電子系統損壞或錯誤運行，做到安全可靠、技術先進、經濟合理，制定本規范。 1.0.2 本規范適用于新建、擴建、改建建（構）筑物的防雷設計。 86（二）、術語2.0.5 防雷裝置 用于減少閃擊擊于建（構）筑物上或建（構）筑物附近造成的物質性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內部防雷裝置組成 2.0.1

40、8 閃電電涌侵入 （名稱的變化）2.0.26 電氣系統 由低壓供電組合部件構成的系統。也稱低壓配電系統或低壓配電線路。 2.0.27 電子系統 由敏感電子組合部件構成的系統。 87（三）、建筑物的防雷分類（3.0.2為強制性條款）1、第一類防雷建筑物凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物， 因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者。具有0 區或20 區爆炸危險場所的建筑物。 （GB50057-94:為0區或10區)具有1 區或21 區爆炸危險場所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。 （GB50057-94:僅為1區)（注： 爆轟-爆炸物中一小部分受到引發

41、或激勵后，爆炸物整體 瞬間爆炸的現象或過程。 火災爆炸危險環境區的變化是由于爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范GB 50058 -92 也在修訂中，本標準采用了GB50058的修編內容，用“20”、“21”、“22”代表了粉塵的分區，原來用“10”、11”區表示）882、第二類防雷建筑物（1） 國家級重點文物保護的建筑物。（2） 國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機場、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。（3） 國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義的建筑物。（4） 國家特級和甲級大型體育館。（新增條）（5） 制造、使用或貯

42、存火炸藥及其制品的危險建筑物， 且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。89第二類防雷建筑物（續）（6） 具有1 區或21 區（新增）爆炸危險場所的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。（7） 具有2 區或22 區（由原11區調整）爆炸危險場所的建筑物。（8） 有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。（9） 預計雷擊次數大于0.05次/ a （0.06調整）的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所。（10） 預計雷擊次數大于0.25 次/ a （0.3調整）的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業建筑物。903、第三類防雷建筑物(1) 省

43、級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。(2) 預計雷擊次數大于或等于0.01(由0.12調整） 次/ a 且小于或等于0.05(由0.06調整）次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所。(3) 預計雷擊次數大于或等于0.05(0.06調整）次/a且小于或等于0.25 （0.3調整）次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業建筑物。(4) 在平均雷暴日大于15 d / a 的地區，高度在1 5 m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物； 在平均雷暴日小于或等于15 d / a 的地區， 高度在2 0 m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。914、人員密

44、集的公共建筑建筑設計防火規范GB50016-2006第5.3.15條文解釋 本條規定的人員密集的公共建筑主要指：設置有同一時間內聚集人數超過50人的公共活動場所的建筑。如賓館、飯店，商場、市場，體育場館、會堂、公共展覽館的展覽廳，證券交易廳，公共娛樂場所，醫院的門診樓、病房樓，養老院、托兒所、幼兒園，學校的教學樓、圖書館和集體宿舍，公共圖書館的閱覽室，客運車站、碼頭、民用機場的候車、候船、候機廳(樓)等。925、建筑物年預計雷擊次數N = k Ng A e 其中：k： 2：位于山頂和曠野孤立 1.7：沒有接地的金屬屋面的磚木結構建筑 1.5：河（湖）邊、山坡下、山地中小處、地 下水露頭處、土山

45、頂、山谷風 口及特別潮 濕的建筑物 1.0：一般情況 Ng=0.1Td （Ng=0.024Td 1.3） Ae=LW+2(L+W)( H（200-H）)1/2+H（200-H）10-6L、W、H為長、寬、高。（適用于H100m） 93（四）、防雷措施的一般規定（4.1.1、4.1.2強條）4.1.2 各類防雷建筑物應設內部防雷裝置，并應符合下列規定： 1 在建筑物的地下室或地面層處，以下物體應與防雷裝置做防雷等電位連接：建筑物金屬體。金屬裝置。建筑物內系統。進出建筑物的金屬管線。 2 除本條 1款的措施外，外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統之間，尚應滿足間隔距離的要求。 94（

46、五）、接閃器的設置1、接閃器的構成獨立避雷針、架空避雷線以及直接裝設在建筑物上的避雷網、避雷帶、避雷針或由其混合組成。2、避雷帶避雷帶應沿易受雷擊的 部位（見附錄B) 敷設， 女兒墻、屋角、屋脊、屋 檐和檐角等; 當建筑物比較高時，首 先應沿屋頂周邊敷設避雷帶， 避雷帶應設在外墻外表面或屋 檐邊垂直線上或其外。9596 關于暗敷避雷帶問題 利用屋頂鋼筋作接閃器及暗敷避雷帶， 其前提是允許屋頂遭雷擊時混凝土會有一些碎片脫離以及一小塊防水、保溫層遭破壞。這對建筑物的結構一般無損害，但建筑物下方不應有行人通過、車輛放置、及建筑物的出入口，以保證安全。 GB/T21431-2008建筑物防雷裝置檢測技

47、術規范規定”高層建筑物不應利用建筑物女兒墻內鋼筋作為暗敷避雷帶。”97 避雷網格98 第一類防雷建筑物 5m5m或6m4m 第二類防雷建筑物 10mm或12m8m 第三類防雷建筑物 20m20m或24m16m3、避雷針（1）滾球法99建筑物防雷類別滾球半徑（m）攔截的最小雷電流（kA)第一類防雷建筑物305.4第二類防雷建筑物4510.1第三類防雷建筑物6015.81003、避雷針(2)、 地面上的避雷針 接閃桿在hx高度的xx上的保護半徑rx = (h（2hr h）)1/2 (h (2hr hx) 接閃桿在地面上的保護半徑ro = (h（2hr h）)）1/2 h：接閃桿高度；hr：滾球半徑

48、；hx：被保護物的高度1013、避雷針（3）、問題1-屋面上避雷針的保護范圍如何計算？建筑物避雷針避雷帶保護范圍建筑物避雷針避雷帶保護范圍（錯誤圖 r0大于屋頂寬度） （正確圖 ）避雷帶、避雷針頂端同時支撐球體 問題2-避雷針設置的越高對設備保護越有利？設置避雷針的目的就是利用避雷針的尖端效應吸引閃電，保護附近的突出的室外設備如天線等。避雷針并不是越高越好，過高的避雷針將導致其接閃能力越強，雷電對避雷針附近的設備的沖擊次數會增加。避雷針不能用于保護室內的弱電設備。1024、 接閃器的材料、規格安裝位置圓鋼直徑 扁鋼一般情況8mm截面積50mm2（厚度2.5mm）獨立煙囪頂 12mm100 mm

49、2（厚度4mm）103 避雷帶 架空接閃線宜采用截面不小于50mm2 熱鍍鋅鋼絞線或銅絞線。（參數調整） 避雷線 金屬屋面 （第一類防雷建筑物除外）104 板間的連接應是持久的電氣貫通，例如，銅鋅合金 焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接等； 金屬板下面無易燃物品時，其最小厚度要求為 不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板0.5mm， 鋁板0.65mm,鋅板0.7mm，鉛板：2mm； 金屬板下面有易燃物品時，其最小厚度要求為 不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板4mm；銅板5mm；鋁板7mm； 金屬板無絕緣被覆層。 注：薄的油漆保護層或1mm厚瀝青層或0.5mm厚聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層。關于彩鋼保溫板5.2.

50、7的條文說明：上層鋼板厚度不應小于0.5mm，中間保溫層為非易燃物，下層鋼板一般不會被擊穿，且能阻擋上層板被擊穿時的熔化物。1051、4.3.3 （強條）（第二類防雷建筑物） 專設引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻對稱布置，其間距沿周長計算不宜大于 18 m。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于 18 m。 4.4.3 -（類似，同上） 106（六）、引下線（六）、引下線2、在建筑物引下線附近防接觸電壓時，應符合下列規定之一： （新增內容）利用建筑物金屬構架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通且不

51、少于10 根柱子組成的自然引下線，這些柱子包括位于建筑物四周和建筑物內。引下線3m范圍內土壤地表層的電阻率不小于50km。 注： 例如， 采用5 c m 厚瀝青層或1 5 c m 厚礫石層的這類絕緣材料層通常符合本要求。外露引下線，其距地面2.7m以下的導體用耐1.2/50s 沖擊電壓100kV的絕緣層隔離。例如用至少3mm厚的交聯聚乙烯層。用護欄、警告牌使接觸引下線的可能性降至最低限度。107關于2.7m108 2.7m的高度是參照IEC 62305-3的規定考慮的：即以人站立向上伸手的平均高度2.5m加上0.2m長的空氣間隙的距離之和。引下線3、在建筑物外引下線附近防跨步電壓時，應符合下列

52、規定之一：（新增內容）利用建筑物金屬構架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通且不少于10根柱子組成的自然引下線，這些柱子包括位于建筑物四周和建筑物內。引下線3m范圍內土壤地表層的電阻率不小于50km。 注： 例如， 采用5cm厚瀝青層或15cm厚礫石層的這類絕緣材料層通常符合本要求。用網狀接地裝置對地面作均衡電位處理。用護欄、警告牌使進入距引下線3m范圍內地面的可能性減小到最低限度。109（七）、接地裝置1、接地裝置的類型 按 GB 21714.3的規定，接地裝置的類型分為A、B二類即A型接地體-單獨設置的水平和/或垂直接地體 不少于2個接地極 在土壤電阻率很低，接地電阻很容易低于10 時，無

53、 其他要求 土壤電阻率較高，接地電阻不易達到10以下 時，對各類防雷建筑物的接地體有一定長度要求B型接地體-利用建筑物基礎鋼筋或圍繞建筑物的環型人工接地體110接地裝置2、第一類防雷建筑物(1)、獨立的外部防雷裝置設置獨立接地體沖擊接地電阻值，不大于10。(2) 、不獨立的外部防雷裝置接地裝置應圍繞建筑物敷設成環形接地體每根引下線的沖擊接地電阻不應大于 10其接地裝置應和電氣和電子系統等接地裝置及所有進入建筑物的金屬管道相連，此接地裝置可兼作防雷電感應接地之用。 （3）、沖擊接地電阻值與工頻接地電阻值的換算方法。111(2)、第二類、第三類防雷建筑物共用接地裝置：外部防雷裝置的接地應和防雷電感

54、應、內部防雷裝置、電氣和電子系統等接地共用接地裝置，并應與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設接地裝置宜圍繞建筑物敷設成環形接地體。共用接地裝置的接地電阻應按50Hz電氣裝置的接地電阻確定，以不大于其按人身安全所確定的接地電阻值為準。當有電子系統時以設備最小接地電阻值要求為準。112 （八）、防側擊 1、高度超過45m的建筑物，水平突出外墻的物體，如陽臺、平臺等，當滾球半徑45m球體從屋頂周邊避雷帶外向地面垂直下降接觸到上述物體時應采取相應的防雷措施。 2、高于60m的建筑物，其上部占總高度20%并超過60m的部位應防側擊。-新變化 3、外墻內外豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端

55、應與防雷裝置等電位連接。113（九）、其他防雷措施1、固定在建筑物上的節日彩燈、航空障礙信號燈及其他用電設備和線路， 應根據建筑物的防雷類別采取相應的防止雷電波侵入的措施。無金屬外殼或保護網罩的用電設備應處在接閃器的保護范圍內從配電箱引出的配電線路應穿鋼管。鋼管的一端應與配電箱和PE 線相連；另一端應與用電設備外殼、保護罩相連，并應就近與屋頂防雷裝置相連。當鋼管因連接設備而中間斷開時應設跨接線。在配電箱內應在開關的電源側裝設 級試驗的電涌保護器，其電壓保護水平應不大于2.5kV ， 標稱放電電流值應根據具體情況確定。114其他防雷措施2、 露天堆場糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場，當其年預計雷

56、擊次數大于或等于 0.05時，應采用獨立接閃桿或架空接閃線防直擊雷。獨立接閃桿和架空接閃線保護范圍的滾球半徑可取100m。在計算雷擊次數時，其高度可按可能堆放的高度計算，其長度和寬度可按可能堆放面積的長度和寬度計算。 3、 屋頂非導電性物體 屋頂不處在接閃器保護范圍內的非導電性物體，當它沒有突出由接閃器形成的平面 0.5 m以上時，可不附加增設接閃器的保護措施。 115（十）、防雷區116LPZ 1區LPZ 2區LPZ 0A區LPZ 0B區外部防雷裝置代表屏蔽1的建筑物代表屏蔽2的房間計算機機房LPZ1與LPZ2區界面上的等電位連接帶2LPZ 0A、LPZ 0B與LPZ1區界面上的等電位連接帶

57、1電纜，線路等電位連接線接地裝置1、防雷區（LPZ）的概念防雷區（LPZ）2、防雷區的劃分LPZOA區：本區內的各物體都可能遭到直接雷擊和導走全 部雷電流；本區內的電磁場強度沒有衰減（直擊雷非防護區）LPZOB區：本區內的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑 對應的雷電流直接雷擊；本區內的電磁場強度沒有衰減（直擊雷防護區）LPZ1區：本區內的各物體不可能遭到直接雷擊，流經各導體的電流比LPZOB區更小；本區內的電磁場可能衰減，這取決于屏蔽措施（第一屏蔽防護區）LPZn+1：后續屏蔽防護區，進一步減小流入電流和電磁場強度的防護區。117LPZ3、 防雷分區的作用 確定等電位連接的位置（防雷區界面處） 確定等電位連接導體的最小截面（16mm2、6mm2） 確定SPD的安裝位置（防雷區界面處） 確定SPD的選型（T1/T2/T3) 計算H1或H2，決定是否增加屏蔽措施、或確定設備的 擺放位置。1181、等電位連接的意義 將分開的各金屬物體直接用連接導體（稱為等電位連接導體）或經電涌保護器連接到防雷裝置（或接地裝置）上，以減小雷電流引發的電位差。 2、實施等電位連接的位置 穿過防雷區界面的所有導電物、電氣和電子系統的線路均應在界面處做等電位連接 。3、等電位連接實施 建筑物的等電位連接包括總等電位連接、建筑物頂設備（施）的等電位連接、機房或設備的局部等電位連接。