雷電的危害與預防
雷電是自然界的放電現象。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時,它們之間就發生激烈的放電。由于雷云電壓高電量多,并且放電時間很短,放電電流大,因而雷擊電能很大,能把附近空氣加熱至2000℃以上。空氣受熱急劇膨脹,產生爆炸沖擊波并以5000m/s的速度在空氣中傳播,最后衰減為音波。在雷電放電地點要出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲,這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。
雷電所產生的聲和光對人與建筑物并無破壞作用,而伴隨其同時出現的強大的雷電流是主要的破壞源。這種雷電流的破壞效應有兩種,即熱的破壞與機械的破壞。在熱的破壞方面,由于雷電流產生大量熱的過程時間很短,熱量不易散失,因此,如遭雷擊,附近有易著火的物件時,就往往造成火災,危害極大。在機械的破壞方面,受雷擊物件的導電能力愈小,所受的機械破壞作用愈大;當雷電擊中樹木、木電桿時,其機械的破壞作用尤為顯著。這是由于雷電通路的高溫引起木材纖維內濕氣的爆發性蒸發而造成劈裂。比較而言,熱的破壞比機械的破壞危害結果更為嚴重。
雷擊對生命和財產的危害大致有下面三種情況:
1.直接雷擊。是雷電直接擊中人、畜或建筑物產生熱的或機械的破壞,造成人身傷亡,建筑物劈裂和引起火災等的危害事故。直接雷擊還會在無避雷設備或避雷設備裝置不完善時,發生危險的高電壓、跨步電壓(當雷電流經過接地裝置向地面流散時,接地裝置附近引起的電位分布不均勻,如有人、畜在這里走動,前后腳所受的電壓相差很大,兩腳之間的電壓差就叫做跨步電壓)、接觸電壓(人接觸到雷電流經過的地方,或接觸到因雷電流引起電感應的金屬物所受到的電壓)而可能引起人身傷亡。
2.感應雷擊。當附近地區發生雷擊時,由電磁場作用而引起靜電感應和電磁感應,這兩種感應雷的破壞作用雖次于直接雷擊,但仍會造成火災和傷亡事故。
3.由架空線傳來的危險電壓。各種電力、照明、電訊等使用的架空線都可能把高壓引入室內,這些高電壓或由于感應而產生或由于附近有落雷而引起。上海受到這種破壞的為數較多,如電車遭受雷擊,許多室內電表被擊毀,都是由于架空線引入的高電壓所引起的。因此,如何防止從架空線上引入危險電壓和防止雷擊以避免雷害,是一個重要的課題。
可見,雷電引發的危害是多方面的,而且是相當嚴重的,要采取預防措施,首先應了解易遭雷擊的建筑物和部位:
高聳或孤立的建筑物,或雖有避雷設備但裝備不善的房屋;
沒有良好接地的金屬屋頂;
潮濕地區的建筑物、樹木等;
由于煙氣的導電性,使煙囪特別易遭雷擊;
建筑物上有無線電天線而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方;
內部潮濕的建筑物;
沒有裝設避雷設備或接地不良的易揮發性的地上貯油罐;
郊區雷擊比市區多;
平屋面雷擊部位往往發生在四角上,對有坡度的屋面一般打在屋脊山墻上。
1.人避免雷擊的方法
(1)在雷雨時,人不要靠近高壓變電間、高壓電線和孤立的高樓、煙囪、電桿、大樹、旗桿等,更不要站在空曠的高地上或大樹下躲雨。
(2)不能撐用金屬立柱的雨傘。在郊區或露天操作時,不能使用金屬工具,如鐵撬棒等。
(3)不要穿潮濕的衣服靠近或站在露天金屬商品的貨垛上。
2.建筑物上裝設避雷裝置
它主要是將雷電流引入大地而消失,有時由它自身來接受雷的放電,有時它承受了雷擊而保護了建筑物。避雷裝置根據建筑物的要求不同,分別有獨立裝置和裝在建筑物頂上的兩種形式。它主要由以下三個部分構成:
(1)接受電的導體,簡稱為雷電接受器,是雷電裝置的最高部分。目前采用的有避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網,以及避雷帶和避雷短針相結合的一種形式。
避雷針的保護范圍,一般其外側保護角不應大于45度。
避雷針一般不超過1.5m。獨立避雷擊高度可達20—30m。木制的獨立避雷針也可達15—25m高。
(2)引導線,是避雷保安裝置的中段部分,上連接雷電接受器,下連接地裝置。其材料可采用扁鐵。為了防銹,焊接后立即刷漆,一殷引導線裝接在室外,一個建筑物不少于兩根。如鋼鐵制作的獨立避雷針可省去引導線。木制獨立避雷針須沿木桿裝設引導線。鋼筋混凝土建筑物內的鋼筋也可利用作為引導線,效果較好,既可靠又經濟。引導線避免用絞線,因時間長久后,絞線容易造成空隙而在雷擊時產生跳隙火花。安裝時最好用直線,如必要有彎頭時,須大于90度,這樣可以防止雷擊產生火花。
(3)接地裝置,即接地極,是避雷保安裝置最底下的部分。必須根據建筑物的性質,決定其接地電阻值。在選擇接地裝置地點時,應首先考慮跨步電壓對人身反擊,最好選擇人少偏僻之處。不可能時,可做均壓網或用環狀接地。所謂均壓網,是在接地極上面加一鋼筋網。所謂環狀接地,是把接地極用三組以上連接起來,也可利用自來水管和樁基基礎作天然接地線,但必須符合電阻值等的要求。
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