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防雷装置分类

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    防雷装置是指接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器(SPD)及其他连接导体的总和。

    一般将建筑物的防雷装置分为两大类——外部防雷装置和内部防雷装置。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成,即传统的防雷装置。内部防雷装置主要用来减小建筑物内部的雷电流及其电磁效应,如采用电磁屏蔽、等电位连接和装设电涌保护器(SPD)等措施,防止雷击电磁脉冲可能造成的危害。

    接地装置是防雷装置的重要组成部分。接地装置向大地泄放雷电流,限制防雷装置对地电压不致过高。除独立避雷针外,在接地电阻满足要求的前提下,防雷接地装置可以和其他接地装置共用。

    现代建构筑物综合防雷包括了直击雷、雷电感应、雷电波侵入防护三大部分。一套 完善的防雷设施,为了实现其对不同雷害的防护目的,必须采取接闪、分流、屏蔽、均 压、接地等技术措施。因此,建筑物防雷设施应包括接闪器、引下线、接地装置、屏蔽、 等电位连接、合理布线、浪涌保护等技术环节。

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1、接闪器

    接闪器就是专门用来接受雷闪的金属物体。接闪的金属杆称为避雷器,接闪的金属线称为避雷线或架空地线,接闪的金属带、金属网称为避雷带或避雷网。所有的接闪器都必须经过引下线与接地装置相连。

避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都是接闪器,它们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。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。

(1)避雷针

    避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。它通常安装在构架、支柱或建筑物上,其下端经引下线与接地装置焊接。由于避雷针高于被保护物,又和大地直接相连,当雷云先导接近时,它与雷云之间的电场强度最大,所以可将雷云放电的通路吸引到避雷针本身并经引下线和接地装置将雷电流安全地泄放到大地中去,使被保护物体免受直接雷击。

(2)避雷线

    避雷线架设在架空线路的上边,用以保护架空线路或其他物体(包括建筑物)免受直接雷击。由于避雷线既架空又接地,所以又叫做架空地线。避雷线的原理和功能与避雷针基本相同,其保护范围按GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》规定的方法计算。

(3)避雷带和避雷网

    避雷带和避雷网普遍用来保护较高的建筑物免受雷击。避雷带一般沿屋顶周围装设,高出屋面100mm~150mm,支持卡间距离1m~1.5m。避雷网除沿屋顶周围装设外,需要时屋顶上面还用圆钢或扁钢纵横连接成网。避雷带和避雷网必须经引下线与接地装置可靠地连接。

2、引下线

    防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。引下线一般采用圆钢或扁钢,优先采用圆钢。圆钢直径不小于8mm,扁钢截面不小于12mm x4mm。引下线应沿建、构筑物外墙敷设,并经最短路径接地。当暗敷时,截面要加大一级,即圆钢直径不小于10mm,扁钢截面不小于20mm X 4mm。建、 构筑物的金属构件,如消防梯、钢柱等也可作为引下线,但其各部位之间应连成电气通路。

3、避雷器

    避雷器并联在被保护设备或设施上,正常时装置与地绝缘,当出现雷击过电压时,装置与地由绝缘变成导通,并击穿放电,将雷电流或过电压引入大地,起到保护作用。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和氧化锌避雷器。

(1)阀式避雷器

    阀式避雷器由火花间隙和阀片串联组成,装在密封的瓷套管内。火花间隙由铜片冲制而成,正常情况下,火花间隙可阻止线路上的工频电流通过,在雷电过电压作用下,火花间隙被击穿放电。阀片是用陶料粘固起来的电工用金刚砂颗粒组成的,具有非线性特性。正常电压时,阀片电阻很大;过电压时,阀片电阻很小。因此,当线路上出现过电压时,火花间隙被击穿,阀片能使雷电流顺畅地向大地泄放。当过电压消失后,线路上恢复工频电压时,阀片则呈现很大的电阻,使火花间隙绝缘迅速恢复而切断工频续流,从而保护线路恢复正常运行。需要说明的是:当雷电流流过阀片电阻时要形成电压降,这就是残余的过电压,称为残压。残压要加在被保护设备上,因此残压不能超过设备绝缘允许的耐压值,否则可能击穿设备绝缘。变配电所内一般采用这种避雷器。

(2)排气式避雷器

     排气式避雷器又叫管型避雷器,它由产气管、内部间隙和外部间隙等三部分组成。

当线路发生过电压时,外部间隙和内部间隙都被击穿,将雷电流泄入大地。随之而来的工频续流(每当间隙被雷电过电压击穿后,在工频电压作用下将有电流继续通过已电离的间隙,这个电流称为工频续流)也在管内产生电弧,使产气管内产生高压气体并从环形管口喷出,强烈吹弧,在电流第一次过零时,即可灭弧。这时外部间隙的空气恢复了绝缘,使避雷器与电力系统隔离,恢复正常运行。

排气式避雷器具有残压小的突出优点,简单经济,但动作时有气体排出,所以一般只用于户外线路。

(3)金属氧化物避雷器

    金属氧化物避雷器又叫氧化锌避雷器。它由压敏电阻片构成,具有优良的阀特性,在工频电压下,呈现极大的电阻,能迅速有效地阻断工频续流;在过电压下,电阻很小,能很好地泄放雷电流。金属氧化物避雷器还有体积小、重量轻、结构简单、残压低、响应快等优点。