2012年安全工程师辅导防雷（二）

会计考友

二、防雷措施
1．防雷装置
避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器都是经常采用的防雷装置。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。上述的针、线、网、带都只是接闪器，而避雷器是一种专门的防雷装置。
（1）接闪器
避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都可作为接闪器，建筑物的金属屋面可作为第一类工业建筑物以外其他各类建筑物的接闪器。这些接闪器都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以此保护被保护物免受雷击。
①接闪器保护范围。接闪器的保护范围可根据模拟实验及运行经验确定。由于雷电放电途径受很多因素的影响，要想保证被保护物绝对不遭受雷击是很困难的，一般只要求保护范围内被击中的概率在0．1%以下即可。接闪器的保护范围现有两种计算方法：对于建筑物闪器的保护范围按滚球法计算；对于电力装置，接闪器的保护范围按折线法计算。
②接闪器材料。接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还应有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。
避雷针一般用镀铸圆钢或钢管制成。避雷网和避雷带用镀铸圆钢或扁钢制成。
避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀铸钢绞线。
用金属屋面作接闪器时，金属板之间的搭接长度不得小于100mm．金属板下方无易燃物品时，其厚度不应小于0．5mm；金属板下方有易燃物品时，为了防止雷击穿孔，所用铁板、铜板、铝板厚度分别不得小于4mm、5mm和7mm．所有金属板不得有绝缘层。接闪器焊接处应涂防腐漆，其截面锈蚀30%以上时应予更换。
接闪器使整个地面电场发生畸变，但其顶端附近电场局部的不均匀，由于范围很小，而对于从带电积云向地面发展的先导放电没有影响。因此，作为接闪器的避雷针端部尖不尖、分叉不分叉，对其保护效能基本上没有影响。接闪器涂漆可以防止生锈，对其保护作用也没有影响。
（2）避雷器
避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在不通的状态。出现雷击过电压时，击穿放电，切断过电压，发挥保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器之分，应用最多的是阀型避雷器。
阀型避雷器主要由瓷套、火花间隙和非线性电阻组成。瓷套是绝缘的，起支撑和密封作用。火花间隙是由多个间隙串联而成的。每个火花间隙由两个黄铜电极和一个云母垫圈组成。云母垫圈的厚度为0．5～1mm．由于电极间距离很小，其间电场比较均匀，间隙伏－秒特性较平，保护性能较好。非线性电阻又称电阻阀片。电阻阀片是直径为55～100mm的饼形元件，由金刚砂（SiC）颗粒烧结而成。非线性电阻的电阻值不是一个常数，而是随电流的变化而变化的：电流大时阻值很小，电流小时阻值很大。
在避雷器火花间隙上串联了非线性电阻之后，能遏止振荡，避免截波，又能限制残压不致过高。还有一点必须注意到，虽然雷电流通过非线性电阻只遇到很小的电阻，而尾随而来的工频续流比雷电流小得多，会遇到很大的电阻，这为火花间隙切断续流创造了良好的条件。这就是说，非线性电阻和间隙的作用类似一个阀门的作用：对于雷电流，阀门打开，使泄入地下；对于工频电流，阀门关闭，迅速切断之。其“阀型”之名就是由此而来的。
火花间隙相当于多个串联的大小相等的电容。由于各电极对地电容和高压部分电容不同，而且还受外界条件的影响，使得电压在各间隙上的分布是不均匀的，使避雷器的性能受到影响。为此，可将火花间隙分成若干组，每组火花间隙上并联适当的均压电阻。如果均压电阻值比间隙电容的容抗值小得多，则间隙上电压的分配决定于均压电阻的大小，可做到大体上是均匀的。电站用FZ10型阀型避雷器就是这种避雷器。
压敏阀型避雷器是一种新型的阀型避雷器，这种避雷器没有火花间隙，只有压敏电阻阀片。压敏电阻阀片是由氧化锌、氧化铋等金属氧化物烧结制成的多晶半导体陶瓷元件，具有极好的非线性伏安特性，其非线性系数α＝0．05，已接近理想的阀体。在工频电压的作用下，电阻阀片呈现极大的电阻，使工频电流极小，以致无须火花间隙即可恢复正常状态。压敏电阻的通流能力很强，因此，压敏避雷器体积很小。压敏避雷器适用于高、低压电气设备的防雷保护。