特种防雷工程是针对特殊环境、特殊设备或对防雷要求极高的场所所实施的防雷保护措施,其涵盖的内容广泛且复杂,需要综合运用多种技术和手段来确保防雷效果。
一、直击雷防护1.接闪器
1.避雷针:在高耸建筑物、烟囱、塔架等场所,常安装避雷针。它一般由金属制成,利用其高出被保护物的突出地位,将雷电吸引到自身,通过引下线和接地装置将雷电流引入大地。例如,在一些大型炼油厂的火炬塔顶部,会安装特制的避雷针,其针尖通常采用耐腐蚀且导电性能良好的铜合金材质,能有效吸引雷电,避免火炬塔在雷击时遭受损坏,保障生产安全。
2.避雷带和避雷网:对于建筑物的屋顶,尤其是一些面积较大、形状不规则的建筑,避雷带和避雷网应用较为广泛。避雷带一般沿建筑物屋顶边缘、女儿墙等敷设,通过焊接或卡接的方式连接成闭合回路;避雷网则是在屋顶形成网格状的接闪系统。以故宫为例,其古建筑群的屋顶就敷设了避雷带,这些避雷带不仅起到防雷作用,而且在设计和安装时充分考虑了古建筑的美观性,采用与建筑风格相协调的材质和安装方式,在保护古建筑免受雷击的同时,不破坏其原有的历史风貌。
2.引下线引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体,其作用是将接闪器接收到的雷电流迅速引至接地装置。引下线通常采用热镀锌圆钢或扁钢,在建筑结构施工时,应将引下线与建筑物的主体结构钢筋可靠连接,利用钢筋作为自然引下线,可提高引下线的可靠性和稳定性。在一些高层建筑物中,为了确保雷电流能够顺利下泄,会设置多条引下线,并且引下线的间距有严格要求,一般不大于 18 米。同时,引下线应避免弯曲、锐角等,以减少雷电流通过时的电阻和电感,确保雷电流能够快速、顺畅地传导。
3.接地装置接地装置是防雷系统的重要组成部分,它将雷电流安全地引入大地。接地装置包括接地极和接地线,接地极可分为人工接地极和自然接地极。人工接地极通常采用角钢、钢管、圆钢等金属材料,垂直或水平埋入地下。在土壤电阻率较高的地区,为了降低接地电阻,会采用特殊的接地降阻措施,如使用降阻剂、外引接地等。自然接地极则利用建筑物的基础钢筋、金属管道等自然金属体作为接地极。例如,在一些工业厂房中,利用基础钢筋作为自然接地极,同时在周围增设人工接地极,两者相互配合,形成良好的接地系统,确保雷电流能够有效散入大地,保障厂房内设备和人员的安全。
二、感应雷防护1.电源系统防雷
1.电源避雷器:在电力系统中,电源避雷器是防止感应雷侵入的关键设备。根据安装位置和防护等级的不同,电源避雷器可分为一级、二级和三级防护。一级电源避雷器通常安装在变电站、配电室等电源进线处,用于泄放雷电流的主要能量;二级电源避雷器安装在配电箱、分配电箱等位置,进一步限制残压;三级电源避雷器则安装在设备前端,如计算机、服务器等精密设备的电源插座处,对设备进行精细保护。例如,在数据中心的电源系统中,从市电进线开始,依次安装不同等级的电源避雷器,形成多级防护体系,有效防止感应雷通过电源线路侵入设备,保护数据中心的服务器、存储设备等关键设备的正常运行。
2.浪涌保护器:浪涌保护器(SPD)也是电源系统防雷的重要组成部分,它能够在极短时间内响应并限制电源线路上的浪涌电压,保护设备免受过高电压的冲击。浪涌保护器的类型多样,包括电压开关型、限压型和组合型等。在一些对电源稳定性要求较高的场所,如医院的手术室、通信基站等,会选用性能优良的浪涌保护器,并且定期进行检测和维护,确保其在雷击或其他过电压情况下能够正常工作,保障设备的安全运行。
2.信号系统防雷
1.信号避雷器:随着信息技术的发展,各种电子设备之间的信号传输越来越频繁,信号线路也容易受到感应雷的影响。信号避雷器就是专门用于保护信号线路的防雷设备,它根据不同的信号类型和传输速率,有多种规格和型号可供选择。例如,在通信网络中,用于保护电话线路的电话避雷器,能够防止雷电波通过电话线路侵入通信设备,避免设备损坏和通信中断;在监控系统中,视频信号避雷器则可以保护摄像机、视频传输线路等免受感应雷的侵害,确保监控画面的稳定传输。
2.屏蔽与接地:对信号线路进行屏蔽和良好接地也是防止感应雷的重要措施。屏蔽电缆可以有效减少外界电磁场对信号线路的干扰,同时将屏蔽层可靠接地,能够将感应产生的电荷引入大地。在一些工业自动化控制系统中,信号电缆通常采用双层屏蔽结构,并且在电缆的两端和中间适当位置进行接地,以提高信号传输的抗干扰能力和防雷性能。此外,对于一些重要的信号设备,如卫星通信地面站的接收设备等,还会设置专门的屏蔽机房,将设备放置在屏蔽机房内,进一步增强对感应雷的防护能力。
三、特殊场所防雷1.易燃易爆场所防雷
1.油罐、气罐防雷:在石油、化工等行业的易燃易爆场所,油罐、气罐等储存设备的防雷至关重要。这些设备一般采用金属材质,其本体可作为接闪器,但必须进行可靠的接地。接地电阻要求非常严格,一般不大于 4 欧姆,有的甚至要求不大于 1 欧姆。同时,为了防止静电积聚引发火灾或爆炸,油罐、气罐还应设置静电接地装置,并且定期进行检测和维护。例如,在加油站的油罐区,每个油罐都有独立的接地极,并且通过接地干线相互连接,形成一个完整的接地系统。此外,在油罐的呼吸阀、量油孔等部位,还会安装阻火器等防爆装置,防止雷击产生的火花引发油罐内可燃气体的燃烧或爆炸。
2.化工车间防雷:化工车间内通常存在大量的易燃易爆气体、液体和粉尘等,其防雷措施除了常规的直击雷和感应雷防护外,还需要考虑特殊的防爆要求。车间的建筑结构应采用防雷设计,接闪器、引下线和接地装置的设置要符合相关标准。在车间内,电气设备应选用防爆型产品,并且其电源线路和信号线路都要进行严格的防雷和防爆处理。例如,在一些生产易燃易爆化学品的车间,电气设备的接线盒、开关等部位都采用防爆结构,电源线路和信号线路在进入车间前,会通过防爆隔离装置进行隔离,并且在车间内采用钢管布线,将电线电缆穿在钢管内,钢管进行可靠接地,以防止电气火花引发爆炸事故。
2.电子信息系统机房防雷
1.机房整体防雷:电子信息系统机房是各类信息设备集中的场所,对防雷要求极高。机房的防雷应从整体上进行设计,包括机房的建筑防雷、电源系统防雷、信号系统防雷和等电位连接等多个方面。机房的建筑应按照相关标准设置接闪器、引下线和接地装置,确保机房能够抵御直击雷的袭击。在电源系统方面,采用多级电源避雷器和浪涌保护器进行防护,保证机房内设备的供电安全。信号系统防雷则根据机房内不同设备的信号传输需求,安装相应的信号避雷器。同时,机房内还应建立完善的等电位连接网络,将机房内的金属设备、金属管道、接地干线等进行可靠连接,使机房内的所有物体处于同一电位,避免因电位差而产生的雷电反击现象。
2.静电防护:在电子信息系统机房中,静电也是一个不容忽视的问题,它可能会对电子设备造成损坏。因此,机房内应采取有效的静电防护措施,如铺设防静电地板、安装防静电接地系统等。防静电地板的表面电阻应符合相关标准,一般在 10^6 - 10^9 欧姆之间,能够将人体和设备产生的静电及时导走。机房内的工作人员应穿着防静电工作服和防静电鞋,减少静电的产生。此外,对于一些对静电特别敏感的设备,如集成电路芯片生产车间等,还会采用静电消除器等设备,进一步降低静电对设备的影响。
四、防雷检测与维护1.防雷检测
1.定期检测:特种防雷工程完成后,需要进行定期的防雷检测,以确保防雷系统的有效性。检测周期一般根据场所的重要性和相关规定而定,对于易燃易爆场所、电子信息系统机房等重要场所,通常每年至少进行一次防雷检测;对于一般建筑物,检测周期可适当延长。防雷检测的内容包括接闪器、引下线、接地装置的外观检查、接地电阻测试、避雷器的性能检测等。通过检测,及时发现防雷系统中存在的问题和隐患,如接闪器锈蚀、引下线断裂、接地电阻超标等,并采取相应的措施进行修复和整改。
2.特殊检测:在一些特殊情况下,如遭受雷击后、防雷系统进行改造或维修后等,需要进行特殊的防雷检测。特殊检测的内容除了常规检测项目外,还会根据具体情况增加一些针对性的检测项目,如对遭受雷击的设备进行受损情况评估、对改造后的防雷系统进行性能测试等。通过特殊检测,能够准确了解防雷系统在特殊情况下的运行状况,及时发现并解决问题,确保防雷系统能够正常发挥作用。
2.维护与保养
1.日常维护:防雷系统的日常维护工作非常重要,它可以延长防雷设备的使用寿命,保证防雷系统的可靠性。日常维护主要包括对防雷设备的外观检查,查看接闪器、引下线、避雷器等是否有损坏、变形、锈蚀等情况;检查接地连接是否牢固,有无松动、脱落等现象;清理防雷设备周围的杂物,保持其周围环境的整洁。同时,还应定期对避雷器等设备进行性能检测,如通过专用的检测仪器检测避雷器的泄漏电流、残压等参数,判断其是否正常工作。
2.故障维修:当防雷系统出现故障时,应及时进行维修。故障维修人员应具备专业的知识和技能,能够准确判断故障原因,并采取有效的维修措施。对于一些简单的故障,如接闪器的轻微锈蚀、接地连接的松动等,可以现场进行修复;对于一些较为复杂的故障,如避雷器损坏、接地电阻超标等,可能需要更换设备或进行专门的整改处理。在维修过程中,应严格按照相关标准和操作规程进行,确保维修质量,维修完成后,还需进行相应的检测和测试,确保防雷系统恢复正常运行。
特种防雷工程是一个综合性的系统工程,涵盖了直击雷防护、感应雷防护、特殊场所防雷以及防雷检测与维护等多个方面。只有全面、科学地实施特种防雷工程,才能有效保护特殊场所和设备免受雷击的危害,保障人员生命和财产安全。
想了解更多防雷工程,可持续关注郑州冠宇工程有限公司。