室外防雷措施
在雷电发生时,我们应尽量不要到室外活动,大多数雷击死亡的事故都发生在户外。所以在遇到乌云密布,狂风暴雨即将来临时,大家要尽快躲到室内。如果躲避不及,在室外遇到雷雨天气时,提醒大家可以采取以下几种防护措施。
1.云与大地之间发生的雷电具有选择性。一般情况下,高大的物体以及物体的尖端容易遭遇雷击。
所以在室外时,不要靠近铁塔、烟囱、电线杆等高大物体,更不要躲在大树下或者到孤立的棚子和小屋里避雨。这样可以减少或避免受到接触电压和旁侧闪击以及跨步电压的伤害。
2.有些建筑物或构筑物为了防止直击雷的袭击,都安装了避雷针或避雷带等接闪器。当雷电发生时,往往这些防雷装置起到的是引雷的效果,雷电电流由接闪器通过引下线导入地下,它可以保护周围不遭直击雷的袭击。所以如果在室外万一无处躲藏,你可以躲在与避雷装置顶成45°夹角的圆锥范围内,这是一个避雷针安全保护的区域,但不要靠近这些建筑物或构筑物。
3.在郊外旷野里,如果你与周围物体相比,是最高点,也就是你将处于尖端的位置,最容易遭到雷击。所以,当野外发生雷电交加现象时,不要站在高处,也不要在开阔地带骑车和骑马奔跑,更不要撑雨伞,拿着铁锹和锄头,或任何金属杆等物以免遭到直接雷袭击。要找一块地势低的地方,站在干燥的、最好是有绝缘功能的物体上,蹲下且两脚并拢,使两腿之间不会产生电位差。
4.为了防止接触电压的影响,在室外你千万不要接触任何金属的东西,像电线、钢管、铁轨等导电的物体。身上最好也不要带金属物件,因为这也会感应到雷电,灼伤人的皮肤。
另外,在雷雨中也不要几个人挨在一起或牵着手跑,相互之间要保持一定的距离,这也是避免在遭受直接雷击后,传导给他人的重要措施。
5.当你在野外高山活动时,遇到雷雨天气是非常危险的。在大岩石、悬崖下和山洞口躲避,会遭到雷电流产生的电火花的袭击。最好是躲在山洞的里面,并且尽量躲到山洞深处,两脚并拢,身体远离洞壁,并把身上带金属的物件,如手表、戒指、耳环、项链等物品摘下来,放在一边,金属工具也要离开身体。
6.在雷雨天气时,千万不要到江河湖溏等水面附近去活动。因为水体的导电性能好,人在水中和水边被雷电击死、击伤事故发生的概率特别高。所以在雷电发生时,要尽快上岸躲避,并且要远离水面。
7.雷电交加时,如果你正在行驶的汽车内,要将车的门窗关闭,躲在里面,以确保人身安全。因为金属的汽车外壳是一个非常好的屏蔽。若一旦有雷击,金属的外壳就会很容易地把雷电电流导入大地。
8.不宜使用移动电话等户外通讯工具。
室内防雷措施
雷电来临时,躲到室内比较安全,但这也只是相对室外而言。在室内除了会遭受直击雷侵袭外,雷击电磁脉冲也会通过引入室内的电源线、信号线、无线天线通道进入室内。所以,在室内如果不注意采取措施,也可能遭受雷电的袭击。
下面就来介绍几种室内防止雷电灾害的措施。
1.发生雷雨时,一定要及时关闭好门窗,防止直雷击和球形雷的入侵。同时还要尽量远离门窗、阳台和外墙壁,否则一旦雷击房屋,你可能会受接触电压和旁侧闪击的伤害,成为雷电电流的泄放通道。
2.在室内不要靠近,更不要触摸任何金属管线,包括水管、暖气管、煤气管等。特别要提醒在雷雨天气不要洗澡,尤其是不要使用太阳能热水器洗澡。
室内随意拉一些铁丝等金属线,也是非常危险的。在一些雷击灾害调查中,许多人员伤亡事件都是由于在上述情况下,受到接触电压和旁侧闪击造成的。
三、在房间里不要使用任何家用电器,包括电视、电脑、电话、电冰箱、洗衣机、微波炉等。这些电器除了都有电源线外,电视机还会有天线引入的馈线,电脑和电话还会有信号线。
雷击电磁脉冲产生的过电压,会通过电源线、天线的馈线和信号线将设备烧毁,有的还会酿成火灾,人若接触或靠近设备也会被击伤、烧伤。最好的办法是不要使用这些电器,拔掉所有的电源线和信号线。
4.要保持室内地面的干燥,以及各种电器和金属管线的良好接地。
如果室内的地板或电气线路潮湿,就有可能会发生雷电电流的漏电伤及人员。室内的金属管线接地不好,接地电阻很大,雷电电流不能很通畅地泄放到大地,就会击穿空气的间隙,向人体放电,造成人员伤亡。
航行中的防雷措施
1.飞行前,飞行人员向气象保障部门详细了解飞行区域和航线的天气情况,特别是对有可能产生雷暴天气的区域和航线,要认真了解雷暴的性质、位置、范围、强度、高度、移向移速及变化趋势,同时考虑好绕飞方案及注意事项。
2.只要有可能,飞行人员尽量使飞机避开雷暴活动区,其方法是推迟起飞时间、改变航线及飞行高度、空中等待、绕飞、改降或返航等。
3.飞行时应用机载雷达监视天气变化,当发现积雨云回波时,应不间断注意其强度变化。
4.绕飞雷暴区时,基本原则是以目视不进入雷暴云,力争在云上或云外飞行。绕飞时应根据雷暴强度在雷达回波边缘25千米以外通过。穿越两块积雨云空隙时更要慎重,防止从两块强积雨云回波之间通过。
5.尽量不在雷暴云的下方飞行。
因为云与地之间闪电击(雷击)的次数最为频繁,飞机也最容易遭到闪电击。如一旦在云下飞行,应设法避开孤立的山丘、大树、塔和高大建筑物的尖顶。
6.尽量不在中等强度以上降水中飞行。其原因:一是容易遭遇降水静电闪电击(雷击);二是降水对雷达回波有一定的衰减作用,因此一定要慎重。
7.在云中飞行时,遇到的天气复杂多变,不仅要根据机上雷达判断情况,同时要请求地面雷达进行配合,听从空管指挥员的指挥。
8.当起飞机场有雷暴时,通常不要起飞;如雷暴较弱,任务又紧急,又有绕飞的可能,可向无雷暴的方向起飞;当降落场有雷暴时,一般应飞到备降机场降落;如任务紧急或油量不足时应找有利方向降落;当走廊内有雷暴时,应采取绕飞或爬高飞越,在机场上空上升后出航或下降后降落。在雷暴区边缘机场起飞、降落时,要特别注意低空风切变的影响。
9.在雷雨季节,飞机停放时,一定要搞好防护,接好地线,做好防止飞机在地面遭受雷雨大风、冰雹、雷击的各种工作。
野外活动的防雷措施
雷暴是一种猛烈的、恶劣而急剧变化的天气。通常来说,雷暴通常是由小块积云开始的,随后迅速发展,经过浓积云发展时期并进入成熟的积雨云阶段。
在积云雨不断堆积并开始变黑的时候就预示着将要发生雷暴。通常来说,雷暴持续时间很短,如果在雷暴发生的时候,人正在进行野外活动,此时不要害怕,一定要保持镇静,找到可以躲避的地方。而闪电的危险性在于击穿物体和人体,引起火灾,以及所产生的雷声震破人的耳膜。因此,应该记住:
(1)通常,汽车是极好的避雷设施,在闪电发生的时候可以躲在车里;(2)洞穴、沟渠、峡谷或高大树丛下面的林间空地是最好的保护场所;(3)如果在露天,应蹲在离开孤立大树高度的两倍距离之处;(4)如果感觉头发竖起来或者是皮肤有异样感觉的时候,很可能是因为受到电击而造成的,所以此时一定要倒在地上,进行自我保护;(5)如果在孤立的凸出物附近躲避,一定要确保该凸出物的顶部至少应高出自己的头部15~20米;(6)禁止在垂直的墙壁或悬崖、裸露的山峰和山脊以及平坦开阔的地形躲避;(7)避开地裂缝、成片地以及悬空岩石;(8)如果实在没有其他的措施,可以坐在散乱的石块中间;(9)在地势险要的地方要用绳子拴住自己;(10)如果进洞避雷,为了避免岩壁导电伤人,应离开所有垂直岩壁3米以外。
家用电器怎样避雷
在雷电多发季节,之所以存在家用电器安全隐患是因为感应雷的侵入而引起的。感应雷是指雷电发生时,在进入建筑物的各类金属管、线上产生的雷电电磁脉冲。
对于家庭来说,感应雷侵入主要有电线、电话线、有线电视或无线电视的馈线、住房的外墙或柱子四种途径。其中前3个途径都是与家用电器有直接的外部线路连接,当这些线路架空入室时则危害更为严重。
在现有条件下,最容易被人忽略的是感应雷入侵的第四个途径,也就是家用电器的安装未与建筑物的外墙及柱子保持一定距离。由于在住户所在的建筑物发生直击雷或侧击雷的时候,强大的雷电流将沿着建筑物的外墙及柱子流入地下。
在这个过程中,由于建筑物的外墙或柱子有强大的雷电流流过,便在周围的空间产生电场和磁场,如果家用电器与外墙或柱子靠得太近,则可能受到损坏。
究竟如何才能做到安全使用家用电器呢?
防雷技术规范和经验告诉我们:
1.建筑物应按防雷设计规范装设直击雷防护设施,这些防护设施能把雷电流的大部分引入地下泄放。2.引入住宅的电源线、电话线、电视信号线均应屏蔽接地引入,这样部分雷电流又会泄入地下。
为了能够确保用户的安全,应在相应的线路上安装家用电器过压保护器。通常来说,家庭中需要3个避雷器,即单相电源避雷器、电视机馈线避雷和电话机避雷器。避雷器的作用是对从线路上入侵的雷电电磁脉冲进行分流限压,从而实现家用电器的安全。
在安装家用电器的时候尽量远离外墙或者是柱子。另外,还要注意经常定期检查家用电器所共同使用的接地线,这样可以保证人身安全。当安装避雷器时,所有避雷器的接地都是与这条接地线相连的,如果这条接地线松脱或断开,家用电器的外壳就可能带电,避雷器无法正常工作。
在过去很长一段时间内,当在雷雨天的时候,很多人都说不使用家用电器,如拔下电视机的电源插头、天线插头,同时也不打电话。
当然,这种做法的安全性无可厚非,但是也会让人感觉很不方便,如果没有人在家,无法拔掉电源怎么办?
鉴于这些突发情况,人们最好还是采用以上措施来避雷。如果条件不成熟,那就拔掉插头。
防止电脑被雷“看中”
夏天一般雷电交加的下雨天比较多,对于ADSL上网用户而言,上网时候一定别忘记电脑安全。雷电就是最主要的威胁,一般电脑被雷劈都是从电脑宽带网线进去的,而且很有可能连着电脑电源、主板还有网卡一起击废,严重的还会连CPU一起烧毁,更有甚者会整机报废。所以大家在下雨天上网的时候一定要注意防雷,防止被雷“看中”!
雷电袭击电脑,目前来看主要有以下几个原因:
1.电信运营商在敷设宽带布线时,将交换盒未装完整或有效的接地处理而直接悬挂在楼体的外壁或凸起部位上,也未做任何防雷措施,造成了雷击隐患;2.有线电视的运营商在制做有线传输信号处理时也同样存在以上问题;3.用户普遍没有雷击的安全防范意识,以至于外面雷电交加,屋内还游戏娱乐。
大家应做以下安全防范提醒:
(1)家中使用网通、铁通的ADSL拨号上网的用户,尽量不要在雷雨天气中使用电脑,有些用户采用了桥接自动拨号方式,更要加以注意。ADSL,尽量在雷雨天气关闭。
(2)家中使用城域网(有线)上网的用户,雷雨天气防范会比较麻烦,因为没有调制解试器,一般只是使用网线引连在电脑上,所以就算不使用电脑仍然会有问题,所以雷雨天气拔出连接的网线是个最好的选择。
2.我们可以看以下几个案例
小张家安装的是中国网通的宽带。暴雨来袭时,他依旧在网上冲浪,闪电过后,其电脑失效,结果是内存、主板、显示卡全部烧掉。
小李家安装了有线的城域网,由于城域网的安装调试交换盒就裸露在楼体的外墙上,雷电过后,经过检查,包括有线交换盒,连接室外网线、网卡、主板在内的全部上述产品均被雷电击坏,损失巨大。
通上以上的实例我们不难看出,雷雨天气对电脑的冲击还是相当大的,尤其是雷电。因此,大家要做好以下几点:
1.确保计算机有个良好的接地引线,这点很重要。因为假如正好发生雷击设备的话,雷电产生的电流就会沿着接地引线导入地面,能有效防止雷电造成破坏,把损坏降到最小。
2.养成安全使用电脑的好习惯。
现在个人电脑上网多采用拨号上网和宽带上网两种。由于电脑与其连接的网络、电源紧密相关,因此计算机防雷远比彩电、冰箱等一般家用电器复杂,应在雷电有可能入侵的各个关口层层设防。现在多数家用电脑没有在调制解调器上安装避雷器,所以更要注意防雷,除雷雨天不使用电脑外,还要切断电源,最好是拔掉电源插座,让其彻底断电,以免雷电时产生的电波激活电路;宽带上网的除切断电源外,还要将网卡接口处的网线拔下;拨号上网的要拔掉上网的电话线,以免雷电摧毁上网计算机的调制解调器。
总之,要在雷电有可能入侵的各个关口进行防范。
3.除了以上所说的防止雷劈方法外,电脑电源也是不容忽视的,如果你的电源具备保护功能,损失会减小,所以尽量买好点的原装电源。
最好不要雷雨天打电话
在有些专家看来,在雷雨天的时候,大气环境中气流流动加快,这就导致云层产生大量的正电荷,而地面产生大量的负电荷。在这个时候,如果存在一种触发条件,就会导致正负电荷相接,瞬间放电,此时,天空和地面之间就形成了一种放电现象,也就是雷击。其中,最为常见的一种触发条件就是用手机打电话。在另一种情况下,当雷雨云所带的电荷使空中的电场达到一定强度时,开始引起空气中分子的电离,最后发展至击穿空气的绝缘层,正负电荷发生放电而中和,这种云层与云层之间的放电现象即人们日常所说的雷电。由于手机电磁波是雷电很好的导体,电磁波在潮湿大气中会形成一个导电性磁场,极易吸引刚形成的闪电,导致雷击。
有一些公共场所是装有避雷设置的,所以即使打手机,其引发雷击的可能性也特别小。在这种环境中,雷电只会干扰手机信号,即使情况比较严重也不会损坏手机芯片,更不会危及生命安全。但是,在雷击时处于高山、旷野、河滩等空旷地带,打手机就变得非常危险。此时,人体成了地面明显的凸起物,手机无疑就充当了避雷针的作用,极有可能成为雷雨云选择的放电对象。
除此之外,手机不只是使用时能传导雷电。只要手机与通讯网络接通,与基站保持联络,就有电磁波发射或接收,也就是说,即使不通话,也可能发生雷击现象。当然,有些专家并不认同这种说法,其中一位就是长期从事高电压及防雷保护试验和科研工作的专家梅忠恕。
他认为,“手机引雷”之说是没有科学依据的,只要能在安全的地方,即使是雷雨天也可以照样打手机。
电磁波是变化的电场和磁场传播行进的波,与传统物质不同,也不可能发生导电。如果手机的无线电电磁波能够导电,那么各种无线电、电视广播天线以及依靠无线电通信和导航的飞机也不可避免地要遭受雷击了,而我们充满电磁波的生活空间也就成了“很好的导体”。
当然,在雷雨天气打电话时,通话肯定会受到干扰,其后果是通话者听见“咔咔”声,并不会出现“手机的无线频率跳跃性增强”的情况。
因为手机的无线电信号频率是固定的,所以即使有雷电干扰,其频率也是不可能发生改变的。关于“手机电磁波是否能使空气电离,电离后的空气是否可能导电”这个问题,梅忠恕指出,空气的游离分4种,即碰撞游离、光游离、热游离和表面游离,其中,与电磁波有关的是光游离。光游离是指气体分子在电磁射线作用下的游离。
气体分子的游离能决定使气体分子游离电磁波的波长。气体分子的游离能越大,要求电磁波的波长越短。
在所有物质中,游离能最小的是金属铯蒸汽,它所产生的波长电磁波属于紫外线。可见光的波长比紫外线长,因此,光实际上是不起游离作用的。空气中各种气体分子,如氧、氮、水蒸气、二氧化碳以及稀有的氢、氦等,他们的游离能都比铯大几倍,光就更不可能使它们游离。手机的电磁波属于无线电电磁波的范畴,而无线电电磁波的波长比可见光的波长大得多,因此更不可能使空气分子游离。
杨维林是中国气象协会雷电防护委员会秘书长、高级工程师,他也认为,“手机引雷”之说缺乏科学依据,特别是频率功率方面。然而,如果处于较为空旷、海拔较高的地区最好关闭手机电源。
常规防雷装置
常规防雷可分为防雷电直击、防雷电感应和综合性防雷。防雷电直击的防雷装置一般由三部分组成,即接闪器、引下线和接地体;接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。防雷电感应的防雷装置主要是低压SPD(电涌保护器)。
对同一保护对象同时采用多种防雷装置,称为综合性防雷。防雷装置要定期进行检测,防止因导线的导电性差或接地不良起不到保护作用。
1.避雷针的结构包括接闪器、支持构架、引下线和接地装置。
接闪器是直接截受雷击的避雷针、避雷带(线)、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。
如避雷针顶端的那段焊接钢管、镀锌钢或镀锌扁铁等机械强度高、耐腐蚀和热稳定性好的材料,圆钢直径应大于12毫米,钢管直径应大于20毫米,作用是影响雷电下行先导的发展方向,使闪电击中接闪器,完成引雷。
支持构架是用来支撑接闪器的部件。高度在15m以下的独立避雷针可采用水泥杆;较高时应采用钢结构支柱。
引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。材料选用经过防腐处理的圆钢或扁钢等耐腐蚀和热稳定性好的材料,圆钢直径不得小于8毫米,扁钢截面不得小于12毫米×4毫米。引下线在铺设的时候应沿支持构架及建筑物外墙以最短路径入地,使雷电流以最短时间导入大地,减小雷电流在引下线上产生的电压降。
接地装置是接地体和接地线的总和。有很多是埋于地下的各种型钢,工程中一般采用垂直打入地下的钢管、角钢或水平埋设扁钢、角钢。
接地装置是避雷针将雷电流导入大地的最后装置,对接地电流系统,当IR≤2000伏时对人身和设备是安全的,所以接地电阻要求要足够小才能保证安全。
避雷针的原理。一般认为地面上强大的湿热气流上升,进入稀薄大气层,冷凝成水滴或冰晶形成云,在气流上升的过程中,水滴因碰撞分裂,分裂部分有的带上正电荷,有的带上负电荷。带有不同极性电荷的水滴形成雷云,雷云在地面感应出电荷,雷云和雷云或大地之间形成强大的电场,电位差可达到几兆伏特甚至几十兆伏特。当雷云与大地之间场强大于大气电离临界强度时,就产生局部放电通道,由雷云边缘向大地发展,即为先导放电。
当雷云先导电流接近地面时,地面上高耸物体顶部周围的电场达到能使空气电离和产生流注的强度,在它们的顶部发出向上发展的迎面先导,而避雷针安装在这些高耸物体的顶部,其高度高于这些物体,并且避雷针的顶部是尖端导体,尖端处电荷面密度大,因此避雷针顶部出现迎面先导的时间早于周围物体,最容易接通下行先导,使下行先导的发展方向走向避雷针,完成接闪过程。在完成接闪之后,通过引下线和接地装置将电流泄入大地,保护周围物体不受雷击。避雷针的分类。国际上统称普通避雷针、带(线)、网为常规避雷针或富兰克林避雷针,称其他各种避雷针为异型避雷针。普通避雷针的有关特性将会在下列章节中论述,在这里主要介绍异型避雷针的有关知识。
(1)球头避雷针。当球头避雷针的球头半径大于雷击距离下其临界电晕半径时即k=R/H=0.8~0.9,其中k为球头半径和临界电晕半径的比值,R为球头半径,H为临界电晕半径,其引雷分界线是一个椭圆。当球头避雷针的高度与被保护的物体高度相等或相近时,可能会使被保护物附近空间电场分布接近均匀,减少被保护物被雷击的概率。
(2)限流避雷针。限流电阻可以减少主放电电流,但是也减少了上行先导的发展速度,所以限流避雷针的接闪能力降低,其保护范围也小于常规避雷针,在使用限流避雷针时,雷击避雷针之后会向被保护物放电,发生多点雷击的现象。
(3)脉冲避雷针。1987年苏联学者提出在避雷针的上部加装圆球形或者圆盘形导体,并从理论和实验上证明了这种避雷针可以提高引雷能力。
(4)放射避雷针。放射避雷针使用放射性元素,但国内外模拟实验均证明了放射避雷针的防雷性能和普通避雷针相同。但是使用了放射性元素,会在一定程度上发生放射性元素污染。
(5)主动式避雷针。在市场上出现一种主动式避雷针,其主要原理是:避雷针在大气电场变化时吸收能量,当存储的能量达到某一程度时便会在避雷针尖放电,尖端周围空气离子化,使避雷针上方形成一条人工向上的雷电先导,它比自然地向上的雷电通道能更早地与雷云向下雷电先导接触,形成主放电通道。这样,一方面可以使雷云向该避雷针放电的几率增加,相当于避雷针的保护范围增加,或者相当于将避雷针加高。
2.避雷线
架设避雷线的作用是为了防止雷击避雷线所保护的架空输电线。
目前在110~500千伏的架空输电线路中,避雷线一般采用钢绞线,从机械性能而言,具有很高的抗拉强度,然而国家定型杆塔所在的输电线路中,即避雷线悬点离地面的高度是一定值时,就要考虑避雷线的最大使用应力,从而使避雷线与导线配合,一方面达到使避雷线不至于拉得很紧,另一方面使避雷线的保护范围达到最大。
避雷线一般采用截面积不小于35毫米的镀锌钢绞线。它的防护作用等同于在弧垂上每一点都是一根等高的避雷针。
3.避雷带
是指在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带做接闪器的防雷电方法。避雷带的防护原理与避雷线一样,由于它的接闪面积大,接闪设备附近空间电场强度相对比较强,更容易吸引雷电先导,使附近尤其比它低的物体受雷击的几率大大减少。避雷带的材料一般选用直径不小于8毫米的圆钢,或截面积不小于48立方毫米且厚度不少于4毫米的扁钢。
4.避雷网避雷网分明网和暗网。明网是将金属线制成的网,架在建(构)筑物顶部空间,用截面积足够大的金属物与大地连接的防雷方法。暗网防雷是利用建(构)筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护。
5.电涌保护器(SPD)
电涌保护器是把因雷电感应而窜入电力线、信号传输线的高电压限制在一定范围内,保证电子设备不被击穿。
设备遭雷击受损通常有四种情况,一是直接遭受雷击而损坏;二是雷电电磁脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或其他金属管线侵入使设备受损;三是设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成“地电位反击”而损坏设备;四是设备安装的方法或安装位置不当,受雷电在空间分布的电场、磁场影响而损坏。加装SPD可把电器设备两端实际承受的电压限制在安全电压内,起到保护设备的作用。
6.综合性防雷是相对于局部防雷和单一措施防雷的一种综合性防雷方法。设计时除针对被保护对象的具体情况外,还要了解其周围的天气环境条件和防护区域的雷电活动规律,确定雷电防护类别和主要技术参数,采取综合性防雷措施。
防雷装置安全性能监管与维护
《防雷减灾管理办法》(中国气象局令第8号)第十九条规定:“投入使用后的防雷装置实行定期检测制度。防雷装置检测应当每年一次,对爆炸危险环境场所的防雷装置应当每半年检测一次。”第二十条规定:“对从事防雷检测的单位实行资质认定制度。省、自治区、直辖市气象主管机构负责本行政区域内的防雷检测单位的资质认定。具体办法由省、自治区、直辖市气象主管机构另行制定。”第二十一条规定:“具有防雷检测资质的单位对防雷装置检测后,应当出具检测报告。不合格的,提出整改意见。被检测单位拒不整改或者整改不合格的,由当地气象主管机构责令其限期整改。防雷检测单位必须执行国家有关标准和规范,保证防雷检测报告的真实性、科学性、公正性。”
第二十二条规定:“防雷装置所有者应当指定专人负责,做好防雷装置的日常维护工作。发现防雷装置存在隐患时,应当及时采取措施进行处理。”第二十三条规定:“已安装防雷装置的单位或者个人应当主动申报年度检测,并接受当地气象主管机构和当地人民政府安全生产管理部门的管理和监督检查。”
《危险化学品安全管理条例》第十六条规定:“生产、储存、使用危险化学品的,应当根据危险化学品种类、特性,在车间、库房等作业场所设置相应的监测、通风、防雷,防静电等安全设施、设备,并按照国家标准和国家有关规定进行维护、保养,保证符合安全运行要求。”第二十三条规定:“危险化学品专用仓库的储存设备和安全设施应当定期检测。”
《智能建筑工程质量验收规范》(GB50339—2003)第343条规定:
“检测机构应按系统检测方案所列检测项目进行检测。”《建筑防雷检测技术规范》%(DB50/2122.06)第四十二条规定:“防雷检测工作由国家及地方有关法律法规规定的法定机构完成,实施检测单位应具有相应的检测资质。”
根据上述规定和工作实际,建议明确防雷装置检测周期、检测单位资质管理和防雷装置维护要求。
1.检测周期
防雷装置实行定期检测制度。
既有防雷装置检测应当每年一次,对爆炸危险环境的防雷装置应当每半年检测广次,存在安全隐患的防雷装置实行不定期检测制度。
2.检测单位资质管理
(1)资质等级
由于防雷检测工作类似于建设系统的工程质量监督站下属检测站工作性质,也跟监理公司从事的工程质量跟踪监督类似,因此可参考《工程监理企业资质管理规定》(建设部令第102号)第五条“工程监理企业的资质等级分为甲级、乙级和丙级,并按照工程性质和技术特点划分为若干工程类别。工程监理企业的资质等级标准如下:(一)甲级1.企业负责人和技术负责人应当具有15年以上从事工程建设工作的经验,企业技术负责人应当取得监理工程师注册证书;2.取得监理工程师注册证书的人员不少于25人;3.注册资本不少于1万元;4.近三年内监理过五个以上二等房屋建筑工程项目或者三个以上二等专业工程项目等。”同时对一、二、三等工程进行了明确划分。因此对防雷装置检测应当设置行政许可。同时对申请条件应予明确,如甲级防雷装置检测单位应当具备如下条件:
(1)检测单位负责人和技术负责人应当具有15年以上从事防雷专业工程建设工作的经验,技术负责人应当取得防雷工程师注册证书;
(2)经其上级主管部门批准的专门从事防雷装置检测的机构;
(3)具有固定的办公场所和具有从事检测工作应配备的仪器设备、交通工具、通讯工具等和根据雷电闪电定位资料、卫星云图、雷达回波资料等进行雷电灾害的风险性分析及制定检测方案的能力,从事特殊行业防雷装置检测的单位应当具有专业的检测设备;
(4)持有防雷装置检测资格证的技术人员不得少于20人;
(5)注册资金不少于100万元;
(6)近三年内检测过五个以上二类以上防雷工程项目或者三个以上一类防雷专业工程项目;
(7)单位具有完善的规章制度和质量管理手册。
(2)资质审批
防雷装置检测资质应当实行分级审批制度。甲级防雷装置检测资质,经省、自治区、直辖市气象主管机构初审同意后,由国务院气象行政主管部门组织专家评审,并提出许审意见;国务院气象行政主管部门根据许审意见审批。初审部门应当对防雷装置检测单位的资质条件和申请资质提供的资料审查核实。
对于乙、丙级防雷装置检测单位资质,由其所在省、自治区、直辖市气象主管机构审批,并报国务院气象行政主管部门备案。审批时限应当在20个工作日内作出认定,并颁发资质证书。未通过认定的,在认定决定做出后10个工作日内由认定机构出具书面凭证,退回原申请单位,并说明理由。防雷装置检测资质的有效期为3年。每年实行年检制度,在有效期满3个月前,申请单位应当向原认定机构提出延续申请。
(3)检测报告
具有检测资质的单位对防雷装置检测后,应当出具检测报告。不合格的,提出整改意见。被检测单位拒不整改或者整改不合格的,由当地气象主管机构责令其限期整改。
防雷装置检测单位必须执行国家有关标准和规范,保证防雷装置检测报告的真实性、科学性、公正性。
从事防雷检测的单位,应当接受有关气象主管机构的监督管理。
气象主管机构可以组织对防雷检测单位作出的检测结论进行监督检查。
3.检测申报与日常维护
对于防雷装置所有者应当指定专人负责,做好防雷装置的日常维护工作。发现防雷装置存在隐患时,应当及时采取措施进行处理。
已安装防雷装置的单位或者个人应当主动申报年度检测。并接受当地气象主管机构和当地人民政府安全生产监督管理部门的管理和监督检查。
现代防雷策略
1.按地区规划统一防雷
雷暴现象的出现总是大范围的,就如台风的运行一样,是可以预测预知的,但是成灾的范围却不同,是无法预测预知的。20世纪之前,雷灾只是发生在落雷点,是局部小范围的,所以防雷就只能“各人自扫门前雪”。但是21世纪就不同了,个别地点落雷的雷灾范围却是大面积的,这是信息社会的必然现象。
因此防雷的对策必须作相对的调整,气象部门完全有科技力量对雷击进行预报预警,并且对整个城市地区的防雷采取统一规划。
首先,应该运用雷电遥测定位技术编制出全国的落雷密度图,使全国各单位和居民群众能清楚我国各地落雷的规律,在建筑选址时可以躲开易落雷区,特别是那些对闪电敏感的部门,例如政府要害部门、卫星地面站、飞机场、电视发射台等。
其次,可以根据一个城市地区的地势、地质和大气运行等特点,适当布设统一的防直击雷设施,例如人工引雷(包括火箭引雷、激光引雷、高压水流引雷等),把闪电引向无人区;建消雷塔以削弱入境雷雨云的带电量等。这些引雷、消雷措施尚不成熟,需要国家投资进行研究、试点,但这种集中地区力量进行的区域防雷措施是完全可能成功的,只是需要投入时间和力量。
很显然,过去是家家户户都既要防直击雷又要防感应雷,投资大,困难多。由全地区统一防直击雷、经费省得多,一般建筑物就只需考虑防感应雷,这是可以实现的。
防雷工作兼有自然科学和人文科学两方面。闪电规律的研究纯属自然科学范畴,闪电的规律不会随人类社会的发展而改变。至于雷灾则是另一回事,它与人类社会状况紧密相关,必然随人类历史的发展而改变,不同的历史阶段,防雷的策略思想必须不同,也可以说,防雷应寻求人与自然的协调,要有长远的策略。
对人类而言,闪电有其有害的一面,也有其有利的一面。生命的起源有可能与闪电产生的高温高压有关,闪电的高温高压可使氮与氧合成氨肥。北京延庆地区是进行人工引雷的试验场所,庄稼生长特别好,因为闪电使雨水中溶有氨肥成分。太阳能加热地面与大气,使大气的剧烈运动转化为电能,这个巨大的能量为什么不可以利用起来为人类服务呢?所以人类防雷应该有长远打算的策略,应变害为利,这可能是一种大有希望的科学课题。
2.躲、引、拒三种策略的运用
人们有句俗话:“惹不起,躲得起”。这与孙子兵法的“36计走为上”是相似的。古人对待雷击的有效办法就是“躲”,只是没有可靠的理论指导。近代人遇上雷击,在没有较好措施的情况下,也采用“躲”的策略。最明显的就是火箭发射场的防雷,若遇雷暴来临,就停止工作,躲起来。雷电的检测预警就是为了躲得及时。1989年黄岛油库酿成大火,主要原因之一,就是忘掉了“躲”,不该在雷暴天气中往油罐输入油。在人们日常生活中也是如此,闪电临空时,把电视机等电子设备的插头(包括信号输入端的插头)全拔掉,就可保证不被雷击。
上述这种“躲”的策略,大多数人都是清楚的,但是在实践工作中却忘掉了。如美国的肯尼迪航天中心、日本的种子岛航天中心、中国的西昌航天中心都把火箭发射场建在雷电多发地区,这是最严重的失策。主要原因是当年没有预料到闪电对火箭发射有如此严重的祸害。
今天人们应该看到闪电袭击的严重性,在选择基建地址时,必须把“躲”的策略摆在首位。这样做之所以可能,是因为气象观测的长期统计结果显示雷击是有确定规律的,受到不可知的随机因素的影响不大。只要坚持长时间的对落地雷的监测定位工作,就可以画出雷击平均密度图,确定各地区的易落雷地带,就有较大的把握躲开直雷击。
这样就可以把每个城市或地区的最易落雷的地点空出来,变为无人区,用人工引雷技术把闪电引到这种地点释放能量,犹如防洪水的蓄洪地区,并且可以利用闪电的能量。
有意思的是闪电与大雷雨常是相伴的,而地面潮湿地带日晒之下有较多的水蒸气,与热空气一起上升,水汽颗粒的电荷分离常是雷雨云带电的主要原因,所以这些地区的上空易形成局部雷雨云,选择这种地点人工引雷的成功率高。在这种无人地区把引雷和蓄水结合起来,似乎有较大可能性。
不过人工引雷的“引”与富兰克林避雷针的“引”有同又有异,相同点是均把空中的闪电能量引导入地,不让它随机落地。只是两者引导入地的地点有极大差别,后者是在建筑物所在地,会对周围造成危害,包括电磁场能量引发石油等易燃物的燃烧,特别是对电子、电气设备的损坏等。而人工引雷则是把闪电引至无人区,远离对LEMP敏感的设备,所以它与“躲”是互相呼应的。
与“躲”的策略相呼应的另一策略是“拒”,就是不让闪电落到指定的建筑,而这种策略若与人工引雷的“引”结合使用,就可以使“拒”
的策略更得到保证。庄洪春于2002年获国际发明博展会金奖的等离子避雷装置就是用“拒”的策略为思想。
3.综合防雷的思考
综合防避的战术简略介绍如下。
首先,必须从能量角度考虑。
闪电的祸害作用首先是因为它在短时间内有较大的能量释放。每次闪电释放的能量并不太大,与台风相比差多了,可是瞬时内的功率则是异常巨大的,类似于一颗炮弹,在击中的局部地点有巨大作用。如果处理不当,会引发巨大灾害,如火灾、爆炸等。有些防雷器件本身经受不了这种瞬时功率而爆炸,反而导致火灾。所以在防雷战术上,必须考虑把闪电的能量引导到合适的地方释放掉,最常用最安全的措施就是引到大地中释放。所以接地是防雷战术上必须采用的。
其次,必须考虑让闪电从何处入地,就有了战术上的接闪。接闪器如何设计?安装在哪里?方式方法很多。从信息社会的特点看,最好的当然是用人工引雷的办法,把闪电引导到无人地带入地。
由于闪电行径的无规律性,以致闪电的能量常沿着各种输电和通信网络传播,因此必须在这些线路上设置分流措施,使闪电能量入地,这些分流装置统称为避雷器,现在则称之为浪涌保护器或电涌保护器。总之它们都是起了拦截闪电能量并分流入地这种战术作用,没有良好的接地与之配合,就难以起到分流作用。这些起分流作用的器件自身当然也要经得起闪电功率的冲击。但是仅有上述三种防雷战术是不够的,不可忘了闪电在三维空间里电磁场的巨大作用,即使是沿着电力线和信号线路的闪电电流也在导线周围产生电磁场,它们均可以进入各种电子、电气设备起破坏作用。不论多么昂贵的避雷器,都不能防止闪电辐射在三维空间的电磁脉冲的灾害,所以电磁屏蔽是综合防雷战术中不可缺少的极端重要的技术措施。
上述各项防避雷灾的战术要综合起来使用,缺一不可。
防范直击雷
防直击雷的主要措施是在建筑物上安装避雷针、避雷网、避雷带,在高压输电线路上方安装避雷线。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等,实际上都只是接闪器。
1.接闪器
接闪器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电流泄入大地,以此保护被保护物免遭雷击。如果接闪器截面锈蚀30%以上时应予更换。
2.引入线
引入线也很重要。如果引入线断折或接地装置接触电阻太大,避雷器不仅起不到防雷作用,还能吸引雷电,增加建筑物遭雷击的机会。
因此,引入线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。装置引入线时,应取最短的途径,要尽量避免弯曲,不得用铝线做防雷引下线。
青少年和儿童好奇心中,喜欢拉着引入线玩耍。父母和老师要经常教育叮嘱他们,以免它们遭遇雷电袭击。
3.防雷接地装置
防雷接地装置与一般接地装置的要求大体相同,在用建筑防直击雷的接地装置电阻不得大于10~30Ω。防雷装置承受雷击时,其接闪器引下线和接地装置都呈现很高的冲击电压,可能击穿与邻近导体之间的绝缘,发生剧烈的放电,这叫反击。由于反击,可能酿成火灾或爆炸事故,也可能引起人身事故。
为了防止反击,必须保证接闪器、引下线、接地装置与邻近的导体之间有足够的安全距离,即5~10厘米。为了防止跨步电压伤人,接地装置距建筑物的出入口和人行道的距离不应小于3米。
感应雷的防护
感应雷是指当雷云来临时地面上的一切物体,尤其是导体,由于静电感应,聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷,在雷云对地或对另一雷云闪击放电后,云中的电荷就变成了自由电荷,从而产生出很高的静电电压(感应电压)其过电压幅值可达到几万到几十万伏,这种过电压往往会造成建筑物内的导线,接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花,从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。
1.电源防雷
根据机房建设的要求,配电系统电源防雷应采用三级防护,由于避雷器生产厂家的设计思想各不相同,各种避雷器的性能特点也不尽一致。第一级主要用于保护整幢建筑物用电设备或单位的主要用电设备;第二级保护主要是机房内UPS机房空调、照明等用电设备;第三级主要保护诸如单个计算机等终端设备。
2.信息系统防雷
与电源防雷一样,通信网络的防雷主要采用通信避雷器防雷。
通常根据通信线路的类型、通信频带、线路电平等选择通信避雷器,将通信避雷器串联在通信线路上。
3.等电位连接
等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差,以防止雷电反击。
将机房内的主机金属外壳、UPS及电池箱金属外壳、金属地板框架、金属门框架、设施管路、电缆桥架、铝合金窗等电位连接,并以最短的线路连到最近的等电位连接带或其他已做了等电位连接的金属物上,且各导电物之间尽量附加多次相互连接。
4.金属屏蔽及重复接地
在做好以上措施的基础上,还应采用有效屏蔽、重复接地等办法,避免架空导线直接进入建筑物楼内和机房设备,尽可能埋地缆进入,并用金属导管屏蔽。屏蔽金属管在进入建筑物或机房前重复接地,最大限度衰减从各种导线上引入的雷电高电压。
人工影响雷暴的探索
20世纪70年代,美国极为昂贵重要的航天设备遭到雷灾,这一情况使他们对消雷发生了兴趣,于是美国的“闪电消除公司”应运而生,推出“消散阵系统(DAS)”,得到航天部门的广泛试用,英国的弗朗西斯和刘易斯股份有限公司则用“消雷器”的名称大批量生产。
1973年施奈德引人注意地声称他的数千个尖端金属组成的阵列已获得成功,可以消雷。其实,这种多针板形式的消雷器并非什么新发明,与200多年前普罗科普·迪维奇发明的“气象机器”非常相似,在它之后21年利希滕贝格于1775年建议在房顶上挂起成串的带刺金属线来防护房屋不受雷击。可以说,这种企图利用大量尖端金属放电以中和云中电荷的想法,周期性时起时落地在历史上出现,但是都因失败而销声匿迹。而只有富兰克林的避雷针始终经受考验,被广泛沿用至今。究其原因是,这些消雷器都消不了雷,而只起到引雷作用,与避雷针没有根本区别,可是它的构造复杂,价格较贵,市场经济的规律必然使它消亡。
雷电是一种概率性的现象,建筑受到雷击的概率较小,装上消雷器,几年之内,是看不出其实际效果的,国外航天部门组织过较长时间的观测与实验测定,作出的结论是这些消雷器不能消雷。有些地方已累次出现雷击的事件至少说明消雷的效果是不确切的,航天部门在当初试用消雷器时期为防意外仍保留避雷针,配合避雷器以及其他各种行之有效的防雷措施。我国的火箭发射基地也类似国外试用过早期推出的某种消雷器,可是它不但没有能够消雷,自身反倒受雷击毁。
我国开始研究消雷器也是航天部门提出来的,当时国外还对我国封锁,我们对世界上的科技进展所知甚少。改革开放以后我们渐渐得知外国的情况并派代表团到美国肯尼迪航天中心考察,具体了解这方面的情况,而我国火箭发射中心的实践也证明了国外同行得到的结论。
在科学史上,有不少失败了的科研课题是有功的,他们为后来的科学发现奠定了功不可没的基础。
最着名的例子就是热力学第一定律的建立,它是无数发明永动机的失败的总结。又如证明“以太”存在的实验,得出了否定的结论,可是它对相对论的建立却是有功的。所以,对于研究消雷器的工作应该用“一分为二”的观点去分析,从中吸取有益的东西,为以后的防雷技术作借鉴。
以往消雷器研究的失败,不等于消雷是不可能的。这只是说,以往的消雷器的原理不可能消除雷雨云中的电荷。如果根据雷电本身的规律,从而提出合理的方法,则消雷是可以做到的,近些年,这方面的消雷研究已开始出现可喜的成果,学者们为这种研究起了一个学术名称,叫“人工影响大气过程”,有不少学者从失败中,不断总结,终于取得一些成功,开始引起重视。
利用小火箭的人工引雷。这在火箭发射和野外重要作业上得到应用,把闪电引向无害地点,消除上空雷雨云的电荷,可以用来保证火箭的安全发射和野外施工。
利用激光引雷,或者用激光在大气中建造电离通道,从而消除雷雨云中的电荷。日本关西电力公司和大阪大学等单位已取得实验上的成功。
在积雨云中播撒冻结核抑制闪电。美国早在1965~1967年就做过大规模的对比试验,通过地面和飞机作业向积雨云大量播撒碘化银晶体,证明云中的闪电和云地闪次数显着减少,甚至影响了闪电的结构参数。
播撒金属箔丝抑制闪电,美国于1965~1966年在亚利桑那州用飞机在云底下方大气电场大于3×102V·厘米—1的强电场区,均匀播撒大量金属箔丝,这些箔丝随上升气流进入云体,在几分钟内迅速在云中扩散开来,可看到云中出现电晕放电,10分钟后这一强电场区便消失了。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源