內(nèi)容摘要在準(zhǔn)備中級(jí)注安考試時(shí)，掌握雷電防護(hù)技術(shù)是確保建筑和設(shè)施安全的重要環(huán)節(jié)。中科建安將提供一系列全面的講解，幫助考生理解雷電形成的原理、雷電防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)施方法，從而在未來的工程實(shí)踐中能夠有效地應(yīng)用這些知識(shí)，減少雷電帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
考點(diǎn) 1：雷電防護(hù)技術(shù)(考頻 6 次)
(一)雷電的危害
類型 | 危害形式 |
火災(zāi)和爆炸 | 直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物造成火災(zāi); 高電壓造成的二次放電可能引起爆炸性混合物爆炸; 巨大的雷電流通過導(dǎo)體，在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換出大量的熱能，可能燒毀導(dǎo)體、熔化導(dǎo)體，導(dǎo)致易燃品的燃燒，從而引起火災(zāi)乃至爆炸; 球雷侵入可引起火災(zāi); 數(shù)百萬伏乃至更高的沖擊電壓擊穿電氣設(shè)備的絕緣導(dǎo)致的短路亦可能引起火災(zāi)。 |
觸電
| 雷電直接對(duì)人放電會(huì)使人遭到致命電擊; 二次放電也能造成電擊; 球雷打擊也能使人致命; 數(shù)十至數(shù)百千安的雷電流流入地下，會(huì)在雷擊點(diǎn)及其連接的金屬部分產(chǎn)生極高的對(duì)地電壓，可能直接導(dǎo)致接觸電壓和跨步電壓電擊; 電氣設(shè)備絕緣損壞后，可能導(dǎo)致高壓竄入低壓，在大范圍內(nèi)帶來觸電危險(xiǎn)。 |
設(shè)備和設(shè)施毀壞 | 數(shù)百萬伏乃至更高的沖擊電壓可能毀壞發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、絕緣子等電氣設(shè)備的絕緣、燒斷電線或劈裂電桿; 巨大的雷電流瞬間產(chǎn)生的大量熱量使雷電流通道中的液體急劇蒸發(fā)，體積急劇膨脹，造成被擊物破壞甚至爆碎; 靜電力和電磁力也有很強(qiáng)的破壞作用。 |
大規(guī)模停電 | 電力設(shè)備或電力線路破壞后即可能導(dǎo)致大規(guī)模停電。 |
(二)防雷分類
建筑物按其火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)性、人身傷亡的危險(xiǎn)性、政治經(jīng)濟(jì)價(jià)值分為三類。
防雷分類 | 典型例子 |
第一類防雷建筑物 | 1)制造、使用或儲(chǔ)存火炸藥及其制品，遇電火花會(huì)引起爆炸、爆轟，從而造成巨大破壞的。 2)具有 0 區(qū)、20 區(qū)的。 3)具有 1 區(qū)、21 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所，且因電火花引起爆炸會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡的。 火藥制造車間、乙炔站、電石庫、汽油提煉車間等。 |
第二類防雷建筑物 | 1)國家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的。 2)國家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機(jī)場、國賓館，國家級(jí)檔案館、大型城市的重要?jiǎng)恿υO(shè)施。 3)國家級(jí)計(jì)算中心、國際通訊樞紐等對(duì)國民經(jīng)濟(jì)有重要意義的。 4)國家特級(jí)和甲級(jí)大型體育館。 5)有爆炸危險(xiǎn)的露天氣罐和油罐。 6)具有 2 區(qū)、22 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的。 7)制造、使用或儲(chǔ)存火炸藥及其制品，但電火花不易引起爆炸，或不致造成巨大破壞和人身傷亡的。 8)具有 1 區(qū)、21 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所，但電火花引起爆炸或不會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡的。 |
第三類防雷建筑物 | 省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物及省級(jí)檔案館。 |
(三)防雷裝置
防雷裝置包括外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成;內(nèi)部防雷裝置主要指防雷等電位連接及防雷間距。
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶都是經(jīng)常采用的防雷裝置。嚴(yán)格地說，針、線、網(wǎng)、帶都只是直擊雷防護(hù)裝置的接閃器。
1.接閃器
避雷針(接閃桿)、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器，建筑物的金屬屋面可作為第一類防雷建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被保護(hù)物的凸出地位，把雷電引向自身，然后，通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，以此保護(hù)
被保護(hù)物免受雷擊。
接閃器的保護(hù)范圍有兩種計(jì)算方法。對(duì)于建筑物，接閃器的保護(hù)范圍按滾球法計(jì)算;對(duì)于電力裝置，接閃器的保護(hù)范圍可按折線法計(jì)算。
滾球法是設(shè)想一定直徑的球體沿地面由遠(yuǎn)及近向被保護(hù)設(shè)施滾動(dòng)，當(dāng)該球體觸及接閃器或其引下線時(shí)，球面線即保護(hù)范圍的輪廓線。滾球的半徑按防雷級(jí)別確定。
折線法是將避雷針或避雷線保護(hù)范圍的輪廓看作是折線，折點(diǎn)在避雷針或避雷線高度的1/2 處，如圖所示。圖中避雷針的高度為 hx，在 hx 上該避雷針的保護(hù)半徑為 rx 。
式中 p—高度修正系數(shù)，是考慮到避雷針很高時(shí)，保護(hù)半徑不與高度 h 成正比增大，因此引入一個(gè)修正系數(shù)。
對(duì)于高度 30m 以上的避雷針，上部折線與垂線的夾角θ不超過 45°,下部折線與地面的交點(diǎn)至垂足的距離不超過避雷針高度的 1.5 倍。
接閃器裝設(shè)在煙囪上方時(shí)，由于煙氣有腐蝕作用，應(yīng)適當(dāng)加大尺寸。
避雷線一般采用截面不小于 50mm2的熱鍍鋅鋼或銅絞線。
接閃器焊接處應(yīng)涂防腐漆。接閃器截面銹蝕 30%以上時(shí)應(yīng)予更換。
用金屬屋面作接閃器時(shí)，金屬板之間的搭接長度不得小于 100mm。
歷年真題
1、【2021 年真題】建筑物防雷分類按其火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)性、人身傷亡的危險(xiǎn)性、政治經(jīng)濟(jì)價(jià)值分為三類。關(guān)于建筑物防雷分類的說法錯(cuò)誤的是()。
A.國家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物是第一類防雷建筑物
B.具有 0 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物是第一類防雷建筑物
C.國家特級(jí)和甲級(jí)大型體育館是第二類防雷建筑物
D.省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物是第三類防雷建筑物
【參考答案】A
【解析】A 選項(xiàng)錯(cuò)誤。國家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物屬于第二類防雷建筑物;
B 選項(xiàng)正確。具有 0 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物屬于第一類防雷建筑物;
C 選項(xiàng)正確。國家特級(jí)和甲級(jí)大型體育館屬于第二類防雷建筑物;
D 選項(xiàng)正確。省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和省級(jí)檔案館屬于第三類防雷建筑物。
2、【2022 年真題】下列關(guān)于雷電說法正確的是()。
A.直擊雷是指雷云接近地面,在地面架空導(dǎo)線感應(yīng)出大量異性電荷所致
B.感應(yīng)雷是指雷云接近地面,在地面凸出物頂部感應(yīng)出大量異性電荷所致
C.雷電電流最多可以高達(dá)數(shù)十千安至數(shù)百千安
D.一次雷擊的全部放電時(shí)間一般不超過 800ms
【答案】C
【解析】A 項(xiàng)錯(cuò)誤，直擊雷是帶電積云與地面建筑物等目標(biāo)之間的強(qiáng)烈放電稱為直擊雷。
B 項(xiàng)錯(cuò)誤，感應(yīng)雷也稱作閃電感應(yīng)，分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。電磁感應(yīng)是由于雷電放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場引起的。
C 項(xiàng)正確,雷電流幅值指主放電時(shí)沖擊電流的最大值。雷電流幅值可達(dá)數(shù)十千安至數(shù)百千安
D 項(xiàng)錯(cuò)誤，一次雷擊的全部放電時(shí)間一般不超過 500ms
3、【2023 年真題】雷電可引起燃爆、電擊、設(shè)備和設(shè)施毀壞、大規(guī)模停電等危害。下列關(guān)于雷電危害的說法中，正確的是()。
A.雷電產(chǎn)生的沖擊電壓可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)毀壞
B.雷電的二次放電不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生電擊
C.球雷可能使人致命，但不會(huì)侵入室內(nèi)引起火災(zāi)
D.雷電流較短時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體不會(huì)形成引燃源
【答案】A
【解析】選項(xiàng) A 正確，數(shù)百萬伏乃至更高的沖擊電壓可能毀壞發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、絕緣子等電氣設(shè)備的絕緣、燒斷電線或劈裂電桿。
選項(xiàng) B 錯(cuò)誤，雷電直接對(duì)人放電會(huì)使人遭到致命電擊;二次放電也能造成電擊。
選項(xiàng) C 錯(cuò)誤，球雷打擊能使人致命。在雷雨季節(jié)，球雷可能從門、窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)。
選項(xiàng) D 錯(cuò)誤，巨大的雷電流通過導(dǎo)體，在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換出大量的熱能，可能燒毀導(dǎo)體、熔化導(dǎo)體，導(dǎo)致易燃品的燃燒，從而引起火災(zāi)乃至爆炸。故選 A。
4、【2023 年真題】防雷裝置包括外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成，內(nèi)部防雷裝置主要指防雷等電位聯(lián)結(jié)及防雷間距。下列關(guān)于防雷裝置安全技術(shù)的說法中，正確的有()。
A.金屬屋面可作為第二類防雷建筑物接閃器
B.獨(dú)立避擊針沖擊接地電阻不應(yīng)小于 10Ω
C.接閃器截面銹蝕 30%以上時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換
D.引下線截面銹蝕 30%以上時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換
E.閥型避雷器的接地電阻一般不應(yīng)大于 5Ω
【答案】ACDE
【解析】選項(xiàng) A 正確，避雷針(接閃桿)、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器，建筑物的金屬屋面可作為第一類防雷建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。
選項(xiàng) B 錯(cuò)誤，獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻一般不應(yīng)大于 10Ω。
選項(xiàng) C 正確，接閃器截面銹蝕 30%以上時(shí)應(yīng)予更換。
選項(xiàng) D 正確，引下線截面銹蝕 30%0 以上者應(yīng)予以更換。
選項(xiàng) E 正確，閥型避雷器的接地電阻一般不應(yīng)大于 5Ω。故選 ACDE。
完成了中科建安關(guān)于雷電防護(hù)技術(shù)的深入學(xué)習(xí)之后，希望各位考生能將學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中，順利通過中級(jí)注安的考試，并在日后的職業(yè)生涯中為保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全做出貢獻(xiàn)。祝各位考生備考順利，未來前景光明！
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