架设天线要注意防雷与避雷的问题 [复制链接]

防雷与避雷专题讨论

我就是原 cdcd01 原文已经不能跟帖,我又收集一些.希望版主能整理移帖到本区
强调：严格意义的避雷施工是系统工程,个人无力承担投资,只能尽力而为。

http://www.hellocq.net/forum/showthread.php?t=73825

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我就是原 cdcd01 原文已经不能跟帖,我又收集一些.希望版主能整理移帖到本区
强调：严格意义的避雷施工是系统工程,个人无力承担投资,只能尽力而为。
http://www.hellocq.net/forum/showthread.php?t=73825

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文章已阅，受益匪浅。
5栋18层楼并排，我住在其中的18楼的顶楼，没看到建筑物的雷电保护系统，也可能有，我没发现，周围一公里内没有高于本楼的建筑。这种情况我该如何架设天线、如何避雷？

避雷器做的不好,会变成引雷器.所以没条件做好它的话就把天线架设的低一点.平时不用电台时把天线头和机器分离,雷雨天气不要操作电台.我就是这么做的.

顶一个。。。。。。。。。。。。。。。。

避雷器必需安装!安全第一,.....雷,.....火,.....水,都是无情的,教训太多啦.....

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避雷器做的不好,会变成引雷器.所以没条件做好它的话就把天线架设的低一点.平时不用电台时把天线头和机器分离,雷雨天气不要操作电台.我就是这么做的.

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避雷器必需安装!安全第一,.....雷,.....火,.....水,都是无情的,教训太多啦.....

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时间：2006-05-22　　来源：tv.cn
  雷电对广播发射设备的影响很普遍，也极易对广播发射设备造成损害。这是由于广播发射设备自身的特点决定的，如高大的发射天线、较长的输供电线路、娇贵的电子元器件、以及在雷雨发生时仍需要不间断地带电工作。下面就我多年来的工作经验，浅显地分析一下雷电对发射设备造成的危害，供同行们在进行雷电预防时参考。

  我在电台中波发射台工作了三十余年，每年到了夏季的雷雨天气，发射设备都要受到不同程度的雷电的影响，轻者严重地干扰了广播的安全优质播出，重者致使广播中断，设备损坏。1974年7月份，我台主发射机的天线槽路线圈被雷电击毁，雷雨过后才得以抢修，恢复正常播出。1989年，实验台的发射机高末级电子管被一声巨雷击穿起火，幸亏当时的值班员发现及时，急忙关掉电源，将火扑灭，才没有造成更大的损失。2005年6月17日晚17时许，雷电击毁了我台新买来的两部中波固态发射机。发射机末级功放管子一多半被击穿损毁，无奈停用了半个多月，直到厂家寄来了功放管子，才使新发射机重新得到使用。

  我一直在考虑怎样解决雷电击毁各种电器设备的现象。我到市电业局技术办咨询过。他们介绍到，他们的变压器、输电线路和设备每年都有被雷电击毁过的情况，造成不同程度的损失。移动通讯公司的设备也有被雷电击毁的现象。预防措施一般都是加装避雷针、避雷器等。

  我到市气象台咨询过雷电的形成和危害性。气象台的同志给我介绍到：雷电的形成是由一种大气中带有大量电荷的雷雨云放电而成的。在夏季雷雨天气中，地面的空气受热后上升形成水蒸汽，空气中的水蒸汽到高空遇冷凝形成小水滴。这样漂浮的水滴逐步聚集在一起就形成了一片雷雨云。水滴在分裂过程中形成的小水滴带负电，其余的大水滴带正电。带负电的小水滴被携走，雷雨云就分离成带不同电荷的两个部分。这些带正负电荷的雷雨云积聚到一定程度，使其电场强度达到20~30kv/cm时，就产生放电现象，这就是雷电。雷一般都是线状的。我们看到打雷时有条亮线，这就是线形树状雷。有时也会出现带状雷、链型雷或球型雷。雷电放电有时会在云层和云层之间，有时会在云层和大地之间，这种雷称为落地雷。就是这种落地雷会造成非常大的危害。它强大的电流可达到数百千安培，其波前时间为1~5s，主放电时间为20~50s，主放电温度达几万度，使周围的空气猛烈地膨胀，并出现耀眼的闪光和巨响。

  1965年，我在中学时下工厂劳动，到抚顺电瓷厂瓷瓶车间，看到生产高压瓷瓶必须经过高压技术检测室检验，高压检测电压加到几十万伏时，高压瓷瓶不损坏的就是合格品。如果给上高压，在外面听到打雷一样的声音，在观察口看见打雷一样的闪光，则该高压瓷瓶为次品，并多半被击碎。从这里，我们可以想象到雷电的破坏力。检测用的高压电是可控的，而雷电是不可控的，且雷电有着更大的能量，所以有更大的威力。

  今年4月份，我台从上海购进一台中波固态发射机。为了防止雷电对设备造成损害，我们在天调网络中采用了以下方法，

1．用石墨放电柱装置，将雷电涌流泄放掉。本网络中石墨放电柱的间距在10 mm左右。这种石墨放电装置有很好的放电特性，其放电电压的变化是随着放电面积的增加而减小。
2．用电感泄放线圈，将雷电的低频能量泄放掉。因为雷电的大部分能量处于低频端。另外该线圈还可将天线感应的静电电荷泄放掉。该电感线圈是70h，采用粗铜管25绕制25匝。铜管的长度比较短，其电阻分量很小。它的高频电流有效值为11.61~17.42a，高频电压值为4387.08~13161.24v。
3．用隔直流电容c，将雷电的低频能量阻隔住，避免通过馈线进入发射机。电容c的容量一般在1000p~2000p。在中波频段上，它不致产生太大的压降，但它的伏安量要选择的大一些，而且发射机的输出功率越大，电容c的伏安量也应当越大。

作者：抚顺人民广播电台 金秀

信息来源：防雷资讯网                
 
  [摘要]
 
    本文首先介绍了雷电的物理特性，然后介绍了通信设备防雷的几种措施，包括安装避雷针和放射性避雷装置，以及在天馈系统中安装避雷器，消除感应雷击等。

  [关键词] 通信防雷；防雷措施；避雷设备

  雷电是一种自然天气现象，如不注意防护将对人们的生命财产造成严重的危害。对于无线电通信工程而言，在进行工程设计时，尤其要把防雷设计作为一项重要的工作来做。

  雷电的物理特性
             
  根据观测，地球上每秒钟要出现大约100次的闪电雷击。自古以来雷电就是一种令人畏惧的自然现象，给人类社会造成了一定的危害，因此了解它的形成过程，寻求有效地防护措施意义十分重大。

  在春夏之交、夏秋之交冷暖空气活动频繁之际，上升暖空气在高处逐渐冷却，凝结出水滴或冻结的冰晶在重力作用下下降，水滴与速度较大的上升气流摩擦，分裂成带不同电荷的大小不一的水滴。上升气流的“分选”作用致使云的上部充满了带正电的小冰晶，而下降速度较大的冰雹把负电带到了云的下部，持续的对流运动，使电荷越聚越多，便形成了具有很强电场的雷暴云。云中的电荷分离后使云与云之间、云与地面之间、云的不同部位之间的电位梯度加大了。当电位梯度大到一定程度，在雷暴云之间或在暴云对地之间放电，这种现象就是雷电。当通信设备的天线架设很高时，带电的云层会在天线上产生感应电荷，如果天线与大地之间有直流通路，电荷会通过土地随时泄放而不会积累起来。因此也不会由于感应在天线与大地之间产生高电位而引起放电，否则就有可能遭受雷击。

  2 通信设备的防雷措施
             
  一般来说，建筑物的避免雷击的途径大致有四条：①疏导，即将雷云中的电荷疏导至大地，从而避免直接雷击或感应雷击电流流经被保护的建筑物或设备，从而使这些建筑物或设备免受雷击。②隔离，即将雷电信号和被保护物隔离开来从而避免雷击。③等位，即将铁塔地、工作地、建筑物的公共地等置于同一电位。④消散，即释放出异性电荷和雷云中的电荷进行中和，从而阻止雷电的形成。根据以上的四种避雷途径，具体到一个无线电通信工程的防雷设计来说，其主要的防雷措施有以下几种方法。

  2.1 安装避雷针或避雷装置
  大部分通信设备的防雷措施，主要是在通信塔上安装避雷针，这种方法经济、简单，但要严格按照以下要求进行安装。

  ①避雷针应当装在高于天线尖端数米，避雷针与天线之间应有一定的间隔，以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆，通信天钱却装在避雷针外线大约1.5个波长以外。

  ②避雷地线的直流通路的电阻要求足够低，一般为5-10Ω，由于雷电浪涌电流较大，频谱较宽且持续时间短，因此要求必须有尽量小的电感量。

  ③地线不能用扁平编织线或绞合线，因为这种线电感较大，不利于泄放雷击电流，且容易被腐蚀。要尽可能使用3毫米以上的实心导线，且最好是相同的金属材料。

  ④为了增大地表层的泄放面积，可采用埋设有一定间隔的多根接地体，且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管，并把它们焊接起来。

  在通信塔上安装避雷针虽然经济简单，但却难做万无一失。对一些重要的通信工程来说，可以考虑安装放射性避雷装置。放射性避雷装置可以说是目前世界最先进的防雷保护装置之一。

  放射性避雷装置的关键部分是放射源，它能连续自行发射α粒子，使周围空气电离产生大量电子。在雷电场的作用下这些电子不断加速，对空气产生连锁的多极电离或雪崩电离，形成与电场强度成正比的电子流，这时产生的由放射源指向雷云的电离通导会永不间断地中和及释放空间电荷，把已有的低电场消除掉，把可能形成的高电场降为低电场，从而有效地防止发生雷击，起到显著的消雷作用。这种放射性避雷装置的防护面积较大，其半径大约为260米左右，且安全可靠对人身无伤害。

  2.2 防感应雷击的方法
  除在通信铁塔上安装避雷针或避雷装置的同时，还要注意消除感应雷击，其通常的做法是在天馈系统中安装避雷器。
             
  在天馈系统中安装避雷器时要注意以下方面的问题。一是避雷器的接地端必须与地可靠连接，接地电阻不得大于5Ω，否则将影响防雷效果。二是因避雷器存在一定的插入损耗，对于天线辐射信号的强度造成了一定的影响，同时还要注意驻波比的变化，一般要求天馈系统的驻波比小于或等于1.5。三是安装通信天线时，天线支撑杆要与铁塔可靠连接，连接电阻等于零。债统应从铁塔内部垂下，并每隔一段距离用铜丝与铁塔固定。

  对重要的通信工程而言，除在天馈系统中安装避雷器外，还要注意供电系统的防雷，一般的做法是在变压器和配电房安装避雷装置。

［ 作者：佚名 转贴自：电气设计论坛 文章录入：abc ］
空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。经过运动，带上相同电荷的质量较重的物质会到达云层的下部（一般为负电荷），带上相同电荷的质量较轻的物质会到达云层的上部（一般为正电荷）。这样，同性电荷的汇集就形成了一些带电中心，当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形成“云间放电”（即闪电）。
　　带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷，随着电场的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，二者相遇即形成对地放电。这就容易造成雷电灾害。
　　雷电形成于大气运动过程中，其成因为大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线。
　　闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。

2.雷电的主要特点

2.1 冲击电流大
　　其电流高达几万-几十万安培。

2.2 时间短
　　一般雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电。整个过程一般不会超过60微秒。

2.3 雷电流变化梯度大
　　雷电流变化梯度大，有的可达10千安/微秒。

2.4 冲击电压高
　　强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达上亿伏。
3.雷电的破坏

雷电的破坏主要是由于云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一定程度（25—30kv/cm）时，所发生的猛烈放电现象。通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或在直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压、而发生闪击现象的二次雷。球形雷是球状闪电的现象。

3.1 直击雷破坏
　　当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀， 从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。

3.2 感应雷破坏
　　感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。

3.2.1静电感应雷
　　带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。
　　易燃易爆场所、计算机及其场地的防静电问题，应特别重视。

3.2.2电磁感应雷
　　雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。

3.3 雷电波引入的破坏
　　当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。如果附近有可燃物，容易酿成火灾。

4.雷电的描述

在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动,它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。
　　大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系。通常，建筑行业的防雷，更多的注重雷暴日的多少；航空、航海、气象、通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少。
　　我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<15天）、中雷区（15—40天）、多雷区（41—90天）、强雷区（>90天）。
　　我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。

作者：佚名 转贴自：电气设计论坛 文章录入：abc ］

防护雷电的对象可分为人体、建（构）筑物、易燃易爆场所、计算机场地、高电压设备等。不同的对象，雷电的防护也有不同。

1.1 人体防雷电
　　雷电造成的灾害除经济损失外，还伤及到人的生命。人在遭受雷击时，电流迅速通过人体，可引起呼吸中枢麻痹，心脏骤停，造成不同程度的烧伤，严重者可发生脑组织缺氧而死亡。
　　在雷电多发的夏季，人们对防雷电应该引起高度的重视。当雷电发生时，应尽量避免使用家电设备，如收音机、电视机、计算机、电话机等，室外天线和电源线要接地良好，空调器、电冰箱、抽油烟机也要停止使用，以防感应雷和雷电波的侵害。房屋门窗要关闭好，有条件的家庭，门窗可安装金属网罩并接地良好，以防球形闪电入室。如果人在户外，雷雨时应及时进入有避雷设施的场所，不要在孤立的电杆、房檐、大树、烟囱下躲避。当雷电距离很近时，不要撑开带铁杆的雨伞，头顶上方要避开金属物，不要使用手机，避免直击雷的袭击。在水田劳动或者在河里游泳，应立即离开水中，以防雷电通过水的传导而遭雷击。在雷雨中，若感到头、颈、身体有麻木的感觉，这是即将遭受雷击的先兆，应立即躺下。万一遇到被雷电击昏者，应立即进行人工呼吸和外部心脏挤压按摩，并及时送往医院抢救。

1.2 建（构）筑物防雷电
　　城市的高大建（构）筑物不断增加，导致雷击事故不断加剧；建（构）筑物内通信、计算机网络等抗干扰能力较弱的现代化电子设备越来越普及；不少高大建（构）筑物的防护设施不完善使它们的防雷能力先天不足；大量通信、计算机网络系统等未严格按照国家技术规范设计安装防雷电装置便投入使用, 这些都成为雷电灾害频繁发生的重要原因。
　　杜绝雷电灾害重在预防。高大建（构）筑物要按规范要求安装防雷电设施，要严格对建（构）筑物防雷电设施的设计审查、施工监督、竣工验收。开展广泛的防雷知识宣传，特别是对那些高大建（构）筑物的所有者，要逐个排查，发现问题及时采取措施，限期整改。对无资质、资格证进行防雷设施设计、施工的单位要坚决取缔，做到防患于未然。

1.3 易燃易爆场所防雷电
　　加油站、液化气站、天然气站、输油管道、储油罐（池）、油井、弹药库等易燃易爆场所，如果缺少必要的防雷电设施，将会因雷电灾害造成重大的损失。这类场所除安装防直击雷的设施外，对储气（油）罐（池）及管道、设备等还必须安装防静电感应雷、防电磁感应雷的装置，指定专人看护，发现问题及时处理，并定期向专业检测机构申请检测。

1.4 计算机及其场地防雷电
　　不少单位为防止计算机及其局域网或广域网遭雷击，便简单地在与外部线路连接的调制解调器上安装避雷器，但由于静电感应雷、防电磁感应雷主要是通过供电线路破坏设备的，因此对计算机信息系统的防雷保护首先是合理地加装电源避雷器，其次是加装信号线路和天馈线避雷器。如果大楼信息系统的设备配置中有计算机中心机房、程控交换机房及机要设备机房，那么在总电源处要加装电源避雷器。按照有关标准要求，必须在0区、1区、2区分别加装避雷器（0区、1区、2区是按照雷电出现的强度划分的）。在各设备前端分别要加装串联型电源避雷器（多级集成型），以最大限度地抑制雷电感应的能量。同时，计算机中心的modem、路由器、甚至hub等都有线路出户，这些出户的线路都应视为雷电引入通道，都应加装信号避雷器。对楼内计算机等电子设备进行防护的同时，对建（构）筑物再安装防雷设施就更安全了。

1.5高电压设备防雷电
　　电力系统的发电站、高压变电站、高压输电线路等的高电压设备，在雷电发生时极容易产生超高电压，造成设备损毁。通常在工程上，往往要根据设备的重要性和对高电压的耐受能力采用一级或多级设防。通过采用输电网金具接地、相线与地线间并联电容器或变压器隔离等方法把高电压雷电脉冲的幅值降低，使设备受到保护。
2.防雷电方式


防雷电方式有常规和非常规两种。

2.1常规防雷电
　　常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避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。防感应雷电的避雷装置主要是避雷器。对同一保护对象同时采用多种避雷装置，称为综合性防雷电。避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。

2.1.1避雷针防雷电
　　以避雷针作为接闪器的防雷电。避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电；形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。
　　实际上，避雷装置是引雷针，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。
　　安装的避雷针和导线通体要有良好的导电性，接地网一定要保证尽量小的阻抗值。

2.1.2避雷线防雷电
　　是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电。根据防护对象的不同避雷线分为单根避雷线、双根避雷线或多根避雷线。可根据防护对象的形状和体积具体确定采用不同截面积的避雷线。避雷线一般采用截面积不小于35平方毫米的镀锌钢绞线。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。

2.1.3避雷带防雷电
　　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。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平方毫米、厚度不少于4毫米的扁钢。

2.1.4避雷网防雷电
　　避雷网分明网和暗网。明网防雷电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电。暗网是利用建（构）筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护。只要每层楼的楼板内的钢筋与梁、柱、墙内的钢筋有可靠的电气连接，并与层台和地桩有良好的电气连接，形成可靠的暗网，则这种方法要比其他防护设施更为有效。无论是明网还是暗网，网格越密，防雷的可靠性越好。

2.1.5避雷器防雷电
　　避雷器，又称做电涌保护器。避雷器防雷电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，保证用电设备不被击穿。常用的避雷器种类繁多，可分为三大类，有放电间歇型、阀型和传输线分流型。
　　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；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。加装避雷器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。

2.1.6 综合性防雷电
　　是相对于局部防雷电和单一措施防雷电的一种综合性防雷电。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，确定直击雷和感应雷的防护等级和主要技术参数。采取综合性防雷电措施。程控交换机、计算机设备安放在窗户附近，或将其场所安置在建筑物的顶层都不利于防雷。将计算机房放在高层建筑物顶四层，或者设备所在高度高于楼顶避雷带，这些作法都非常容易遭受雷电袭击。

2.2 非常规防雷电
　　目前，除前面介绍的常规防雷装置外，也有采用激光束引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷针、排雷器等防雷装置进行雷电防护，这些防雷装置称为非常规防雷装置。大多数非常规防雷装置还处于研究实验阶段，对新的更为有效的避雷技术的探索仍在继续。

2.2.1激光引雷
　　用强度足够的激光束射向雷云，来定向引导雷电，起到主动截雷或引雷效果。

2.2.2火箭引雷
　　用小火箭牵引一条金属丝直接发射到雷云中实现人工触发雷击而达到引雷目的。

2.2.3 水柱引雷
　　利用脉动加压式高压水枪将水柱射向雷云形成引雷通道的方法。

2.2.4 放射性避雷针
　　在避雷针等接闪装置顶部预先装上放射性物质或感应圈，加大空气电离程度提高引雷效率。起到增高避雷针高度的作用。

2.2.5 排雷器
　　在被保护物的顶部放置一个能生成与雷云同极性电荷的装置，使其下方形成一个排雷区，起到防雷作用。

防雷接地问答 http://www.dqsj.com/article_show.asp?articleid=144

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（一）问题
1.明敷防雷引下线近地端为什么要加以保护？
2.防雷引下线设置断接卡子的目的是什么？
3.利用建筑物钢筋混凝土中的结构钢筋作防雷网时，为什么要将电气部分的接地和防密接地连成一体，即采取共同接地方式？
4.周围无高层建筑，低压架空线引人建筑物时，为什么要将进户杆的瓷瓶铁校担按地？
5.装有避自带的屋顶上，安装风机等电气设备后，如何进行防密措施？
6.装有避自带的水塔顶上有一只航空灯，该航空灯的电源线敷设时要注意什么问题？
7.多层建筑的防雷装置如何施工？

（二）答案

1．明敷防雷引下线近地端为什么要加以保护？

明敷防雷引下线地上 1.7m 至地下 0.3m 的一段加保护措施的目的有两个：（1）在易受机械损坏的地方，加保护管后可防止防雷引下线受机械外力而损坏；（2）在人们能接近的地方．加绝缘保护（套硬塑料管或包缠绝缘材料），一旦雷击时，可减小接触电压。

在工矿企业，防雷引下线设在人们不易接近的地方。为防止防雷引下线受到机械外力，可用角钢或钢管加以保护．如图1 所示。当用钢管保护时，钢管两端，应把钢管管口和防雷引下线焊成一体，如不焊接，则雷击时，钢管感应电抗大，不利把雷引到地下；钢管的上口应封口．防止管内积水。

在住宅区，防雷引下线应用硬塑料管保护，塑料管的上口亦应封口。保护管或保护角钢应用铁卡子固定在墙上．铁卡子离地面或离保护管上口的距离为300mm，铁卡子一般用 25mm×4mm 锌扁钢加工。

2．防雷引下线设置断接卡子的目的是什么？

gb5o169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第2.5.1条第三款明文规定：建筑物上的防雷设施采用多根引下线时．宜在各引下线距地面的 1.5～1.8m 处设置断接卡。

设置断接卡的目的是便于测量引下线的接地电阻，供检查用。规范指出：设置断接卡是对有多根引下线的场合。当建筑物（例烟囱）只有一组接地极时，不应该设置断接卡；当建筑物（例厂房）有两组及以上的引下线，每根引下线下有一组接地极时，设置断接卡可分别测量每组接地极的接地电阻。

规范未强调“必须”，而用“宜”在各引下线距地面的 1.5～1.8m 处设置断接卡，这里“宜”有双重含义：

（1）并非有多根引下线时，都必须设置断接卡。例如，利用建筑物柱头内主钢筋作为防雷引下线，并利用混凝土桩内钢筋作为接地极时，不应该设置断接卡。为了测量接地极电阻，在混凝土桩打入地下后，测量每根桩的接地电阻，然后把所有桩用圆钢（直径最小为 10mm，通常用 16mm）或扁钢（最小截面为 25mm×4mm，通常用40mm×4mm）连成一体，再测量总接地电阻。为了在建筑物投入使用后，检查接地电阻，可在建筑物近地端引出检测点，即从引下线主钢筋上焊出接地线至检测点，此检测点可为钢板并外露。

（2）断接卡并非一定要设置在 1.5～1.8m 处。一般在公共场合，如住宅区，防雷引下线明敷时，应把断接卡设置在 1.5～1.8m 处；暗敷时，为不影响建筑物的外观，断接卡可设在近地端的墙内（一般为距地 300～400mm）。当防雷引下线既未设置断接卡、又未设置检测点时，若检查接地电阻，可用导线把建筑物顶上的避雷带或避雷针引至地面进行测量，测量结果需减去导线的电阻。

3．利用建筑物钢筋混凝土中的结构钢筋作防雷网时，为什么要将电气部分的接地和防雷接地连成一体．即采取共同按地方式？

当防雷装置受到雷击时，在接闪器、引下线和接地极上都会产生很高的电位。如果建筑物内的电气设备、电线和其它金属管线与防雷装置的距离不够时，它们之间就会产生放电。这种现象称之为反击，其结果可能引起电气设备绝缘破坏，金属管道烧穿，从而引起火灾、爆炸及电击等事故。

为了防止发生反击，建筑物的防雷装置须与建筑物内外的电气设备及其它接地导体之间保持一定的距离，但在工程中往往存在许多困难而无法做到。当利用钢筋混凝土建筑物的结构钢筋作暗装防雷网和引下线时，更难做到。如电气配管就无法与结构钢筋分开到足够的绝缘距离。
　
当把电气部分的接地和防雷接地连成一体后，就使建筑物内的钢筋间构成一个法拉第笼，在此笼内的电气设备和导体都与笼相连接，就不会受到反击。

4．周围无高层建筑。低压架空线引入建筑物时，为什么要将进户杆的瓷瓶铁横担接地？

发生雷击时，雷电波往往会沿架空电线进入室内。为了防止雷电波进入室内，将固定瓷瓶的铁横担接地，就使横担与导线之间形成一个放电保护间隙，其放电电压约40kv、当雷电波沿架空电线侵入时，瓷瓶上发生沿面放电，将雷电波导流入地，大大降低架空电线上的电位，将高电位限制在安全范围以内。为此 sdj4-79《架空配电线路设计技术规程》第58条作了如下规定；为防止雷电波沿低压配电线路侵人建筑物，接户线上的绝缘子铁脚直接接地，其接地电阻不宜大于 30Ω。公共场所（如剧院和教室等）的接户线以及由木杆或木横担引下的接户线，绝缘子铁脚应接地。

5．装有避雷带的屋顶上，安装风机等电气设备后，如何进行防雷措施？

建筑物屋顶上装有风机、热泵、航空灯等电气设备时，把设备外壳与避雷带连成一体这是通常的做法，但往往忽视了重要的一点：即这些电气设备的电源线未加防护不能直接与配电装置相连接。

gb50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第2.5.3条作了如下规定。装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的导线、电缆的金属护层或金属管必须接地，埋入土壤中的长度应在 10m 以上，方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接。
　
如果与避雷装置连成一体的电气设备的电源线，未加防护直接与低压配电装置相连接．当遭到雷击时，雷击引起的高电位就会通过电源线传到其它低压配电装置上。

与屋顶避雷装置已连成一体的电气设备的外壳，如再与屋内的接地线相连是更严重的错误。因为屋顶遭到雷击时，雷电流就会从避雷带→屋顶电气设备外壳→屋内电气设备外壳，使屋内电气设备外壳出现高电位，这是极其危险的。因此屋顶电气设备的外壳已与避雷装置连成一体后，不允许再与屋内接地线相连。

6．装有避雷带的水塔顶上有一只航空灯，该航空灯的电源线敷设时要注意什么问题？

装有避雷带的水塔，落雷时，雷电流除了沿着避雷引下线入地外，还有可能沿着航空灯的电源线进入室内。因此航空灯的未加防护电源线不能直接进入室内，而应采用带金属护层的电缆或穿入金属管的导线，且金属护层或金属管必须接地，埋入土壤中的长度应在 10m以上，方可再与电源或低压配电装置相连接。

当航空灯采用光导纤维传送光时，则不必采取上述措施。例如上海东方明珠电视塔的航空灯，强光从下面通过不导电只导光的光导纤维传送到高空，向天空发出强光信号，对这种光导纤维就不必采取避雷措施了。

7．多层建筑的防雷装置如何施工？

沿屋脊、屋檐及屋面两侧的斜边上装避雷带；若屋面为平顶，则沿屋面四周或女儿墙上架设避雷带，避雷带距外墙边的距离宜小于或等于避雷带支起的高度。

为避兔接闪部分的振动力，可将避雷带支起 10～20cm，支点间距不应大于 1.5m，一般取 1m。若屋顶有水箱，因水箱高出屋顶，因此在水箱顶部四周亦应安装避雷带。采用避雷带防雷时，屋面上任何一点距避雷带的距离不应大于 10m。如果屋面宽度超过20m 时，可增加避雷带，用避雷带组成 20m×20m 的网格。

避雷带一般用 25mm×4mm镀锌扁钢做成，女儿墙上的避雷带也可用装饰金属栏杆。避雷带至少有两根引下线和防雷接地极相连，引下线应对称设置。引下线之间距离对于一般建筑不大于 24m。引下线可明装亦可暗装，明装一般用 25mm×4mm 镀锌扁钢，明装引下线与建筑物墙面间隙一般不小于15mm。明装引下线是在建筑物外墙土建施工完后进行的。当引下线与支架焊接连接时，在引下线与墙之间应衬垫铁皮，避免焊接飞溅沾污墙面。焊接完后再拿走铁皮。暗装引下线则利用柱头主钢筋，这在土建施工时完成。

接地极通常每组用两根，相距 5m，两者用扁钢相连。接地极可用 50mm×5mm 角钢或 φ40mm 钢管（厚3.5mm）长2500mm 制成，埋深不宜小于 0.6m。有多根引下线时，在引下线距地面 1.5～1.8m 处，宜设置断接卡，断接卡以下的明敷引下线应用绝缘管（如 pvc 塑料管）加以保护

雷电形成与防雷机理 http://www.dqsj.com/article_show.asp?articleid=143


莱芜钢铁集团设计院 271104 周志敏



　　摘要 本文对雷电的形成及防雷机理进行论述，分析富兰克林避雷针存在的问题，并对防雷技术和“消雷”技术的探讨中，提出从古人的自然消雷系统及地磁场、空间电场及大气空间场去研究和完善防雷技术。
　　关键词 雷云、引雷、消雷、探讨

概述

　　雷电这一自然现象，瞬变万千。古人以阴阳平衡之理论来认识这一自然现象，其理论与之千年的实践，与现代实证性科学相比，有着相当的科学内涵。随着人类社会的进步，科学技术的发展，人们对雷电这一自然现象有了新的认识，其理论和防雷实践都在不断的完善。自从240年前富兰克林避雷针问世，其顺应雷云放电规律，创造优先放电条件，使防雷实用技术进入一个崭新的阶段。在几百年的应用中，均取得了良好的效果，但随着科学技术的进步，富兰克林避雷针在实际应用中，因其自身仍存在不完善和难以解决的诸多问题。针对其存在的问题，国内外的防雷专家进行了大量的研究工作，研制诸多种防雷装置去完善富兰克林避雷针的不足，就其实用性和可靠性，仍需在今后的实践中去完善。因此国内外部分防雷专家从“消雷”这一课题入手去研究防雷技术，并进行了一定的工程实验，取得大量的技术数据，也为该项技术的研究起到一定的推动作用，但至今其仍是一种研究中的技术，仍有待在今后工作中从理论和实践中去研究和探索，以创新和发展防雷技术。
　　1． 雷电形成
　　在讨论雷电形成之前，首先讨论雷云的产生。当太阳把地面晒得很热时，地面水份部分转化为蒸汽，同时地面空气受热变轻而上升，上升汽流中的水蒸汽在上空遇冷凝成小水滴。此外，当水平移动的冷暖气流相遇时，冷气团下降，暖气团上升，水汽在高空中凝成水滴，形成宽度达几公里的锋面积云。这种积云易形成较大范围的雷害，当云中悬浮的水滴很多时便成为乌云。乌云的起电机理有三种理论，各能解释一定的现象。其三种理论分别为，水滴破裂效应，水滴冻冰效应，吸收电荷效应。笔者认为前两种解释有其一定的局限性，而从火花放电发展机理去解释，乌云起电机理采用吸收电荷效应理论来阐述更容易理解。由于宇宙射线或地面大气层的放射使气体分子游离，在大气中存在着两种离子，由于大气空间场的作用，使云层上部积聚正电荷，下部积聚负电荷，在空间场的作用下云层分离从而带电。
　　雷云中电荷的分布是不均匀的，而是形成许多堆积中心。因而不论是在云中或是在云对地之间，电场强度是不一致的，当云中电荷密集处的电场强度达到25-30kv/cm时，就会由云向地开始先导放电（对于高层建筑，雷电先导可由地面向上发出，称为上行雷），当先导通道的顶端接近地面时，可诱发迎面先导（通常起自地面的突出部分），当先导与迎面先导会合时，即形成了从云到地面的强烈电离通道，这时即出现极大的电流，这就是雷电的主放电阶段，此时雷呜和电闪都伴随着出现。主放电存在的时间极短，约50-100/us，主放电过程是逆着先导通道发展的，速度约为光速的1/21～1/2,主放电的电流可达数十万安，是全部雷电电流中最主要部分。主放电到达云端时就结束了，然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来称为余光阶段，由于云中电阻较大，余光阶段对应的电流不大（约数百安），持续时间却较长（0.03-0.15s）。由于云中可能同时存在几个电荷中心，所以第一个电荷中心的上述放电完成之后，可能引起第二个、第三个中心向第一通道放电。因此雷电往往是多重性的，每次放电相隔600us-800us，放电的数目平均为2-3次。

　　2 防雷机理
　　国内外防雷专家致力于防雷研究，在传统的富兰克林避雷针，、避雷带和法拉第笼的基础上，由澳大利亚e·f公司研制的system3000动力球型避雷针和放射性避雷针，以及法国依丽达（hflita）公司的pular高脉冲避雷针，都以其不同的结构，不同的材质而达到共同的目的。其防雷机理均为，当避雷针的上空出现雷云时，它们就处在大气空间场中，由于针电极尺寸，远小于场板极间隙长度，所以带电云团与针极间是一个极不均匀的空间电场。在放电间隙电场很不均匀的情况下，若负电荷雷云而感生正针极,在雷云负极板与地正针极空间电场中，从正针极发出初始电子在电场力的作用下，在其运动中发出碰撞电离形成初始电子崩，集中于崩头的电子成为负空间电荷区，而留在崩尾的正离子成正空间电荷区，崩中部则为正负离子混合区，因正负离子浓度高，是进行复合的极好条件，在复合过程中发生光子辐射，光致电离而产生二次电子，二次电子作用在崩头，崩尾发生更强烈的碰撞电离，形成二次电子崩，汇入初崩扩大离子区，其后崩发速度远比初崩快，可达光速。电子崩的长度可能小于放电间隙长度。电极正电荷附近的放电之所以仅靠气体光游离来维持，是因为场强区把阴极与气体游离区隔开的缘故，当电极是负电荷时，二次电子的产生即可以来自阴极的光效应，也可以来自气体的光游离。同时，随着空气密度和电极曲率半径ro的不同，就形成自由电子的某种机理，当n（光子的吸收系数）和ro的乘积不大时，即：


　　起主要作用的是阴极光效应，当n·ro≥4时，气体中的光游离作用迅速增长，因为当n ro增大时，为气体所吸收且区不到阴极的光子数，或因电子崩的伸长（ro增大时），或因n的增加（在p增大时）而增加。故放电发生在高场强的狭窄区域里，它以再生电子崩的形式出现。避雷针就是利用自身的高度，使雷云电场发生畸变，其电场强度增加到极限值，于是开始电离，并向下梯级式放电，称为下行先导放电，而避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导，并朝向向下先导发展，两者会合形成雷电通路，并伴随之开始的主放电阶段。

　　3． 避雷针应用中存在的问题
　　随着科学技术的进步，避雷针作为现代化的防雷手段，有其不完善的方面，对在实际应用中存在的问题归纳如下：
　　3.1保护范围
　　国内外不少防雷专家，对避雷针能向被保护物有多大的保护距离做了系统的研究得出的结论是：“对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域”。英国的bs6551法规曾指出：“经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区内的完整保护”。而德国防雷法规则有意识地不引入避雷针保护范围的概念。从避雷针因侧击雷、绕击雷，造成事故的实例来分析，其保护范围是不十分肯定的。
3.2感应过电压
　　由于避雷针的引雷作用，所以雷击次数就会提高，当雷电被吸引到针上，在强大的雷电流沿针而流入大地过程中，雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压，它与雷电流的大小及变化速度成正比，与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用，不能达到有效屏蔽，使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。
　　3.3反击问题
　　当雷电被吸引到针上，将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置，此时针和引线的电压很高，若针对被保护物之间的距离小于安全距离时，会由针及引下线向被保护物发生反击，损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离≥5米，针距被保护物的接地装置间的地中距离sd≥3米，针对这一要求，微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范的要求。
3.4其它
　　受雷击的针及引线，在高频雷电流作用下，将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时，在入地点沿半径各点形成不同的电位，若跨入该区域会产生很高的跨步电压。在测避雷针不适用于对弱电设备的保护，更不易用于易燃易爆品的防雷保护。因它引来强大的雷电流在接地引线断线卡处易产生火花，还会在附近的金属开口环处产生火花，从而引起事故。
　　4． 问题探讨
　　国内外防雷专家关于“消雷技术”之争，已成为防雷领域最大争论的焦点。因为“消雷技术”是一发展中的防雷技术，是对传统的防雷理论的创新，就其理论仍有待于进一步的去研究、完善和探讨。“消雷技术”在我国的防雷学术界从理论研究和实验，都作了大量的工作，并于70年代末分别在西昌卫星发射场和武汉水利电力学院两地进行了实验工作，并取得了大量的实验数据，在其试验总结报告中对“消雷器”作出定性的结论。因雷电是一自然现象，而引雷防雷和“消雷”防雷都必须遵循雷电规律，顺应客观规律，实事求实的去研究和完善防雷技术，因规范对“消雷器”不规范的宣传。
　　因引雷防雷技术在实际应用中，存在诸多不足，故在改善和完善传统的防雷技术是势在必行，创新发展防雷技术，以满足现代科技对防雷保护提出的更高要求。古人在防雷理论及应用虽与现代科学对防雷保护的认识有所不同，但其自然消雷系统均达到良好的防雷效果，都需要我们去研究，采用现代的科技手段，去研究古人的防雷理论，是很有现实意义的。因防雷理论涉及到地磁场、空间电场、空间气流场，地理，地质、气象等多学科的综合科学。研究我国多发雷击区的分布及季节、气候的关系。从中去理解雷电发生于自然而消除于自然中的科学内涵，科学的引导探索自然规律。故防雷技术的理论仍需在实践中进一步的去完善，而“消雷技术”的理论和实用性更有待进一步的去探索，深信在广大防雷学者的共同努力下，完善和创新防雷技术。

避雷针是怎么避雷的？它会失效吗？ http://www.dqsj.com/article_show.asp?articleid=167


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建筑物和种种重要设施的行之有效的避雷措施——避雷针是美国科学家富兰克林发明的。他用科学实验证明了闪电就是静电高压放电，之后避雷针防雷的技术也就有了科学的基础。200年来人们的长期实践，进一步证明了避雷针是可靠的。

在世界各地，处处可见避雷针的踪迹。楼层、厂房、烟囱、火箭航天器发射塔、卫星天线等的顶部高高地耸立着一根，甚至几根金属杆，那就是避雷针。

我国古建筑物中的宝塔，有些用铁链从塔顶引下，末端埋入水井中，这样的宝塔很少被雷击毁。中世纪，欧洲许多教堂的尖顶由于高耸于云端，常常是雷击的目标。但也有个别的高大建筑却能幸存下来。如有一座大教堂，以镀金的金属覆盖了教堂的圆顶，圆顶四周又竖起了一些尖头长铁棒。金属圆顶通过泄水铁管与地面的铁制下水槽相连。这些古建筑完整地保存下来，当年人们并不清楚其中的道理。只有在科学发展之后，人们才揭示出它们为什么未被雷击毁之谜。

1752年，富兰克林创制了世界上第一根避雷针。不久即在美国推广使用，随后英国从1762年，德国从1769年也开始陆续使用了避雷针。

避雷针为什么能避雷呢？

有人认为，避雷针在雷雨云的感应下产生尖端放电，能中和掉雷雨云中所带的电荷，从而避免发生雷击。也有人认为，避雷针是吸引闪电电流，并把它导入地下。我们必须弄清楚哪一种说法是正确的，才能设计避雷针，有效地避免雷击。

实验测量表明，避雷针在雷雨云的电场作用下所释放的电量是微不足道的。一根避雷针的尖端放电电流一般只有几个微安，而一次中等的雷击能释放大约25~30库仓的电量。这相当于几千根避雷针在几十分钟内放电的总电量。

富兰克林指出，避雷针在雷暴期间的放电电流太小了，它的作用是把闪电引向自身，并沿着它流入大地，不让闪电电流窜到建筑物的各部分去。

避雷装置一般地由接闪器、引下线和接地体三部分组成。避雷针只是接闪器的一种形式，是吸引闪电电流的金属导体，然后通过引下线把闪电电流引到接地体上。接地体是埋设在地下的导体，它可把闪电电流泄放到大地中去。

避雷针对于保护建筑物是很有益的，从安全角度看，最好对所有建筑物都进行防雷。高大的建筑物较易受雷击，然而，据国外一份资料统计，低矮民房受雷击的事例还是不少的，美国每年平均有2000多户民房遭雷击。为此，对一般居民来说普及有关防雷的知识还是很必要的。

安装避雷装置，要遵守下列主要原则。避雷针必须高于一切被它保护的建筑物。装置的各部分连接要牢靠，应采用电焊或气焊，不许采用绑接和锡焊。如果避雷装置接地下不好或安装不合规格，那么被它吸引的闪电电流就可能流窜到建筑物的其它部分，从而造成破坏。现代建筑就采用一种新的既经济又安全的防雷设施，称之为"暗装笼式避雷网"。把建筑物中的金属结构沿钢筋连成一整体，构成一个大型金属网笼。这种笼式避雷网既起屏蔽作用，又充当引下线，是一种更加经济、美观的安全的防雷方式。你到大街上转一转，可看到很多新楼的屋顶上不再有高耸的金属杆和引下线了，那就是因为它们已用上笼式避雷网了。屋顶的各种金属物都用导体连到笼式避雷网上。在屋顶四周还应布设一条金属带，称避雷带，把它与避雷网接上。

安装了避雷装置的建筑物是否就万无一失不遭雷击了呢？那不一定。有些高大建筑物虽安装了避雷装置，但因接地线断裂等原因而"有形无用"了。可见要确保避雷装置发挥效能，不但要正确设计、正确安装，还要经常保养，使它经常处于良好状态，这样一般就可免受雷害了。这里我们对读者提出一个忠告：一定要重视科学，不要轻视避雷技术各种环节的科学原理。更不可自以为是地自行安装避雷针，那是危险的，弄不好，反而会"引雷入室"，反倒遭了雷击灾祸，这种事例不少。科学是马虎不得的，对雷电不能存侥幸心里。黄岛特大火灾就是一具惨痛教训。

雷电是怎样产生的，避雷针又是怎样避雷的呢？

　　大气由于宇宙射线或其它电离现象的作用，会产生正负离子。正负离子能自由运动，这就使空气能导电。当大气各处电位不同时，负离子向正电区运动，正离子向负电区运动，进行正负电荷中和，达到电的平衡。

　　但是，在云层里，情况就不太一样。云是由许多微小的水滴组成的，离子吸附在水滴上，成为球电荷。由于水滴的质量大，行动笨拙；即使是直径只有几个微米的水滴，也是气体离子的一个沉重包袱。所以云里的电荷移动缓慢，不易达到电平衡。在大气电场影响下，正负电荷在云的上下层分别积累。常常是正电荷聚集在云的上层，负电荷聚集在云的下层。

　　当带电的云离地面较近时，云和地形成一个巨大的电容器。云和地各是电容器的一个极，云和地之间的大气就是电介质。雷雨时，两极之间的电压差别很大，能达每米几万伏。

　　当电场强度超过空气的介电强度时，就会把空气击穿，进行放电。放电时，带电粒子撞击空气分子，使空气分子电离。在云和地之间形成一条由电子、离子组成的电的通路。云中的电荷就沿着这条通路入地，这就是我们看到的发自云中而窜入地下的闪电。由于瞬时电流可达几万甚至几十万安培，闪电周围空气的温度达几万度，由于气体的受热，附近气压突然升高到几十以至几百个大气压，巨大的气压向四周爆发时，发出吓人的响声，像爆炸一样，这就是雷鸣。

　　被闪电击中的地方，瞬时能量极大，会使所触及的树木房舍炸裂起火，就像命中一枚炸弹一般。

　　捷径人人爱走，电也是这样，要走电阻最小的通路。避雷针就是竖立在建筑物最高处的一根与地相通的金属杆。杆的上端是尖的，尖端容易放电，形成电阻小的通路。云中的电荷可经避雷针入地，建筑物即可免受雷击。

　　这种避雷方法是富兰克林发明的，所以叫富兰克林避雷针。这种避雷针的保护范围有似一把没有撑足的伞，它的保护半径只有避雷针安装高度的1-1.5倍。因此，当建筑物很大时，就要在上面装许多支避雷针。特别是平顶的大建筑群，避雷针排列成行，宛如针林一般。

　　如何提高避雷针的效能，早在1914年，匈牙利物理学家爱尔·齐拉特已发现利用放射性物质能使空气电离的原理可以增强避雷效能。近年来随着同位素技术应用日益普及，许多先进国家，研制出了放射性同位素避雷针。

　　在欧州雷电最频繁的意大利和西班牙半岛上，许多易受雷电影响的建筑，如无线电发射台、变电站、燃料油或天然气贮存库、军工厂、核工厂都装置了这种新型的避雷针。对一些有保存价值的古代遗迹，如雅典的卫城、西班牙的参坦达纪念碑，也采用了这种新型的避雷针。

　　我国广州的石油化工厂、南京的栖霞山化工厂、四川的维尼伦厂等也采用了放射性同位素避雷针。北京的长城饭店也已采用。

　　放射性同位素避雷针的避雷原理与富兰克林避雷针的原理是一样的。所不同的是前者依靠放射性同位素发射的射线使避雷针附近的空气大量地电离，主动地打开一条与云中电荷相通的电的通路；而富兰克林避雷针的尖端只能产生少量的离子。

防雷工程技术规范http://www.weather.he.cninfo.net/flzx/jsgf/fljs.htm

常规避雷装置及其发展

　　1750年，富兰克林提出以针尖放出电荷缓慢中和雷云中的电荷的避雷针用来防雷。后来的实践证明，它不能“避雷”，而是将雷引向自身来保护其周围的设备。随后俄国罗蒙诺索夫在重复了富兰克林的著名风筝试验（他的朋友利赫曼和他一起试验，因被引下的直击闪电击中而牺牲）之后，于1753年发表的论文（关于因电力而产生的大气现象的发言）中也对此作了重要论证。一个鲜为人知的重要事实是，富兰克林发表避雷针理论之后不久，法国一位工程师即按其理论建立一个避雷针，并且很快发生一次接闪。这是人类首次主动设法改变雷闪途径，也是直击雷可以防护的证明。这位法国工程师作为一个正直的科学家，当即高兴地报告了富兰克林避雷针的引雷成功。
　　避雷针的实际应用，必须解决的是它的保护范围问题。这是在试验室和实际应用中多年逐步定量化的，而且其精确性已基本满足了工程设计的需要。正是各国高压输电和电力系统的发展推动了这一科研工作的前进。
　　1925-1926年，peek第一个在实验室内利用冲击电压发生器造成“人工雷”对避雷针模型放电，研究保护范围—保护系数与雷云高度对针高之比（h/h）的关系,并研究了雷云极性对保护系数的影响。1930-1934年，各国开始广泛利用避雷针保护发电厂和变电所。当时230kv电网已经出现多年，287kv超高压电网正在建设中。如美国煤气和电力公司(age)1934年开始用避雷针、避雷线保护变电所,避雷线的保护范围是这样确定的:当架构强度足够时,每保护水平距离0.45m,避雷线悬挂高度要抬高0.3m;架构强度受限制时，每保护水平距离0.6m，要抬高0.3m。这分别相当于保护角56°和64°。这与日本60年代末的防雷规范60°相近。到60年代初（1963年davis）、70年代初美、英等国对保护输电线路的避雷线的保护范围陆续提出击距理论，即考虑雷电流辐值的大小来选定保护范围。我国高电压工作者（朱木美教授指导王小瑜同志）在职1962~1964年研究输电线路防雷时也提出了类似方法。至于用来保护发电厂和变电所，我国50年代因担心避雷线断线会波及全厂和全变电所而只采用避雷针。到70年代中期，才明确避雷线可用于发电厂和变电所的保护。

避雷带
　　避雷带是在建筑物的屋脊和屋顶四周敷设的接地导体，是由避雷针、避雷线发展而来的。作者最早是由德国资料中了解到这项技术。避雷网是在避雷带的中间敷设接地导体，以保护建筑物的中间部位。用于保护建筑物，其优点是敷设简便、造价低,而且同高耸的避雷针相比,引雷的几率大为减少。而且它接闪后一般是由多根引下线泄散电流，室内设备上的反击电压相对较低。我国建筑防雷工作者提出并在全国广泛应用的笼型防雷方式则是利用建筑物钢筋形成的法拉笼。同时也解决了等电位连接问题，极大地提高了建筑防雷的可靠性。此外，它也便于笼内（屋内）电力、电信、电子设施统一接地（共地式）。我国电力部门发电厂厂房、机房、变电所及主控室，包括控制和信号电缆等不同用途不同电压设备，并制订1952、1956年以来各版过电压和接地标准。这同iec近年规定、国外公司广泛宣传的统一接地和等电位连接相比，要早40年以上。
　　人们曾企图利用在针尖敷设上放射物质来提高引雷作用，扩大保护范围，后来证明无效。60年代末、70年代初，英、德等国建筑物防雷规范已明确做出否定的结论。80年代，水利电力部电力科学院在高压试验室内所做的试验也证明，放射性避雷针在引雷效果上与同尺寸的普通避雷针没有差别。我国过电压与绝缘配合标准对它一直持否定态度。尽管国际上已有定论,法国及一些法语国家还有一些地方，继续使用带有放射物的避雷针。我国一些从法语国家引进的工业设备,还有用这种避雷针保护的。这不仅浪费资金,无助于防雷改进,而且由于其放射性物质，还造成人身的环境方面的隐患。它违反我国所有有关防雷的标准。

提前放电避雷针的工作原理
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　提前放电避雷针的工作原理就是产生一个比普通避雷针更加快的上行先导。 此描述基于负极性下行放电的情况下，此类放电形式最具有普遍性。

“satelit+”内部构造示意图
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单位怎样进行雷电灾害防护

　　1、 单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施，评估防雷设施是否符合国家规范要求，比如：学校、公司、区级以上医院、四星级以上宾馆、城区内高度在45米以上的高层建筑需两年检测一次。
　　2、 单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项防雷安全工作，建立各项防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维护。如雷雨过后,安装在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏，发现损坏时应及时更换。
　　3、 建设单位在防雷设施的设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点，雷电活动规律等因素综合考虑，采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。
　　4、 应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材、避免使用非标准防雷产品和器件。
　　5、 新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设，如：重新铺设电脑网络线、室外天线的移位和加高等等都应该重新设计和建设防雷设施。
　　6、 雷灾发生时应及时处理，采取措施，避免再次雷击。

雷电保护的整体概念
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六点防雷计划

针对雷电的危害，我们认为防雷必须是全面的。主要包括以下六方面：
　　a 控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）
　　b 安全引导雷电流入地网
　　c 完善的低阻地网
　　d 消除地面回路
　　e 电源的浪涌冲击防护
　　f 信号及数据线的瞬变保护

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在科学技术日益发展的今天，虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电，但是经过长期的摸索与实践，已积累起很多有关防雷的知识和经验，形成一系列对防雷行之有效的方法和技术，这些方法和技术对各行各业进行行之有效地预防雷电灾害具有普遍的指导意义。

1>接闪
接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。地面通信台站的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置，把一定保护范围的闪电放电捕获到，http://www.weather.he.cninfo.net/fl...ages/fljs06.jpg纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是lightning conductor，原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。

2>均压连接http://www.weather.he.cninfo.net/fl...ages/fljs07.jpg

接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。台站内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。

3>接地http://www.weather.he.cninfo.net/fl...ages/fljs08.jpg

接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在iec标准和itu相关标准中都不提倡单独接地，美国标准ieeestd1100-1992更尖锐地指出:不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。

　　4> 分流
　　分流就是在一切从室外来的导线（包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等）与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。
　　分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点，是防护各种电气电子设备的关键措施。近年来频繁出现的新形式雷害几乎都需要采用这种方式来解决。由于雷电流在分流之后，仍会有少部分沿导线进入设备，这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。
　　现在避雷器的研究与发展，也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上，它们能让有用信号顺畅通过，而对雷电过压波进行阻隔。
　　采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择，因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率；天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小；若使用在定向设备上，不能导致定位误差。
　　5>屏蔽
　　屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来，阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。

雷电的相关术语
下面简单介绍有关雷电统计的一些概念：
雷电次数--当雷暴进行时，隆隆的雷声持续不断，若其间雷声的时间间隔小于15分钟时，不论雷声断续传播的时间有多长，均算作是一次雷暴；若其间雷声的停息时间在15分钟以上时，就把前后分作是两次雷暴。

雷电小时--就是说在该天文小时内发生过雷暴，更通俗些说是在这个时间里曾听到过雷声而不论雷暴持续时间的长短如何。某一地区的"年雷电小时数"也就是说该地区一年中有多少个天文小时发生过雷暴，而不管在某一小时内雷暴是足足继续了一小时之久，还是只延续了数分钟。

雷暴日数--也叫做雷电日数。这是我们所最熟悉的。只要在这一天内曾经发生过雷暴，听到过雷声，而不论雷暴延续了多长时间，都算作一个雷电日。"年雷电日数"等于全年雷电日数的总和。

雷暴月数--也叫做雷电月数，即指在这一个月内曾发生过雷暴。"年雷暴月数"也就是指一年中有多少个月发生过雷暴。

闪电对于电讯系统（有线电或无线电）的影响是很大的。对于有线电来说，电击会引起这些线路的短路，产生很高的电压等故障，而感应电压也会引起高电压的进行波等，对于电信系统本身和人身安全都是有很大危险的。闪电对于无线电会产生强大的干扰，这种干扰甚至在很远的地方发生雷暴时也会发生；若雷暴更近时，装有天线的无线电接收器就会发生危险，因为电闪可以击中天线，并沿着线路进入住宅。

雷暴资料在电力系统中的应用
雷暴与电力系统的关系，对我们来说是很熟悉的了。在电力系统发生的事故当中，雷害事故所占的比例是相当大的。雷电对电力系统的不利的影响，可以分为机械的、热力的和电磁的影响。机械的影响主要的是各种建筑物（例如电杆、烟囱和房屋等）的劈裂、倒塌；热力的影响主要是各种导线、避雷针有可能被雷电流熔化甚至蒸发；雷电对电力系统的电磁的影响，就是对绝缘物加以很高的冲击过电压，从而可能引起闪络或击穿现象，这个过电压是感应过电压（又叫感应雷或间接雷）或直击雷。

一般的规律是：热而潮湿的区域要比冷而干燥的区域多雷暴；陆地上要比海上多雷暴；山坡上要比平原上多雷暴。

中华人民共和国通信行业标准
移动通信基站防雷与接地设计规范
specifications on lightning protection and earthling
design for mobile communication base stations

yd5068-98

主管部门:信息产业部综合规划司
批准部门:中华人民共和国信息产业部
施行日期:1998年10月1日


关于发布<<移动通信基站防雷与接地设计规范>>的通知
信部[1998]398号

各省,自治区,直辖市邮电管理局,各计划单列市局,邮电部设计院,邮电部北京设计院,中国通信建设总公司:现将<<移动通信基站防雷与接地设计规范>>(编号:yd5068-98)发布,自1998年10月1日起施行.该规范由北京邮电大学出版社负责组织出版发行.

中华人民共和国信息产业部
一九九八年七月三十一日

1 总 则

1.0.1 为防止移动通信基站遭受雷害,确保移动通信基站内设备的安全和正常工作,确保构筑物,站内工作人员的安全,特制定本规范.
1.0.2 本规范适用于新建移动通信基站的防雷与接地设计.对于改建,扩建移动通信基站的防雷与接地设计,已建基站的防雷与接地技术改造亦可参照执行.设在综合通信楼内移动通信基站的防雷与接地设计应按ydj26-89<<通信局(站)接地设计暂行技术规定>>与本规范一并执行.
2.0.1 环形接地装置
围绕移动通信基站机房四周,按规定深度埋设于地下的封闭环形接地体(含垂直接地体).
2.0.2 接地体
埋入地下并直接与大地接触的导体.
2.0.3 接地汇集线
引出机房,电力室等各种接地线的公共接地母线.
2.0.4 接地引入线
接地汇集线与接地体之间的连接线.
2.0.5 接地线
通信设备与接地汇集线之间的连线.
2.0.6 接地系统
接地线,接地汇集线,接地引入线以及接地体的总称.

3 移动通信基站的防雷与接地

3.1 供电系统的防雷与接地

3.1.1 移动通信基站的交流供电系统应采用三相五线制供电方式.
3.1.2 移动通信基站宜设置专用电力变压嚣,电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆穿钢管埋地引入移动通信基站,电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地.
3.1.3 当电力变压器设在站外时,对于地处年雷暴日大于20天,大地电阻率大于100欧姆.米的暴露地区的架空高压电力线路,宜在其上方架设避雷线,其长度不宜小于500m.电力线应在避雷线的25度保护范围内,避雷线(除终端杆处)应每杆作一次接地.为确保安全,宜在避雷线终端杆的前一杆上,增装一组氧化锌避雷嚣.若已建站的架空高压电力线路防雷改造采用避雷线有困难时,可在架空高压电力线路终端杆,终端杆前第一,第三或第二,第四杆上各增设一组氧化锌避雷器,同时在第三杆或第四杆增设一组高压保险丝.
3.1.4 当电力变压器设在站内时,其高压电力线应采用电力电缆从地下进站,电缆长度不宜小于200米,电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器,电缆两端金属外护层应就近接地.
3.1.5 移动通信基站交流电力变压器高压侧的三根相线,应分别就近对地加装氧化锌避雷器,电力变压器低压侧三根相线应分别对地加装无间隙氧化锌避雷器,变压器的机壳,低压侧的交流零线,以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层,应就近接地.出入基站的所有电力线均应在出口处加装避雷器.
3.1.6 进入移动通信基站的低压电力电缆宜从地下引入机房,其长度不宜小于50米(当变压器高压侧已采用电力电缆时,低压侧电力电缆长度不限).电力电缆在进入机房交流屏处应加装避雷器,从屏内引出的零线不作重复接地.
3.1.7 移动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分,避雷器的接地端,均应作保接接地,严禁作接零保护.
3.1.8 移动通信基站直流工作地,应从室内接地汇集线上就近引接,接地线截面积应满足最大负荷的要求,一般为35-95平方毫米,材料为多股铜线.
3.1.9 移动通信基站电源设备应满足相关标准,规范中关于耐雷电冲击指标的规定,交流屏,整流屏(或高频开关电源)应设有分极防护装置.
3.1.10 电源避雷器和天馈线避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准,规范的规定.

3.2 铁塔的防雷与接地

3.2.1 移动通信基站铁塔应有完善的防直击雷及二次感应雷的防雷装置.
3.2.2 移动通信基站铁塔宜采用太阳能塔灯.对于使用交流电馈电的航空标志灯,其电源线应采用具有金属外护层的电缆,电缆的金属外护层的塔顶及机房入口处的外侧就近接地.塔灯控制线及电源线的每根相线均应在机房入口处分别对地加装避雷器,零线应直接接地.

3.3 天馈线系统的防雷与接地

3.3.1 移动通信基站天线应在接闪器的保护范围内,接闪器应设置专用雷电流引下线,材料宜采用40毫米乘以4毫米的镀锌扁钢.
3.3.2 基站同轴电缆馈线的金属外护层,应在上部,下部和经走线架进机房入口处就近接地,在机房入口处的接地应就近与地网引出的接地线妥善连通.当铁塔高度大于或等于60米时,同轴电缆馈线金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地.
3.3.3 同轴电缆馈线进入的感应雷.馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上,选择馈线避雷器时应考虑阻抗,衰耗,工作频段等指标与通信设备相适应.

3.4 信号线路的防雷与接地

3.4.1 信号电缆应由地下进出移动通信基站,电缆内芯线在进站处应加装相应的信号避雷器,避雷器和电缆内的空线对均应作保护接地.站区内严禁布放架空缆线.
3.4.2 对于地处年雷暴日大于20天,大地电阻率大于100欧姆.米地区的新建信号电缆,宜采取在电缆上方放排流线或采用有金属外护套的电缆,亦可采用光缆,以防雷击.

3.5 其他设施的防雷与接地

3.5.1 移动通信基站的建筑物应有完善的防直击雷及抑制二次感应雷的防雷装置(避雷网,避雷带和接内嚣等).
3.5.2 机房顶部的各种金属设施,均应分别与屋顶避雷带就近连通.机房屋顶的彩灯应安装在避雷带下方.
3.5.3 机房内走线架,吊挂铁架,机架或机壳,金属通风管道,金属门窗等均应作保护接地.保护接地引线一般宜采用截面积不小于35平方毫米的多股铜导线.

4 移动通信基站的联合接地系统

4.1地网的组成

4.1.1 移动通信基站应按均压,等电位的原理,将工作地,保护地和防雷地组成一个联合接地网.站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入.
4.1.2 移动通信基站地网由机房地网,铁塔地网和变压器地网组成,地网的组成如图4.1.2所示.基站地网应充分利用机房建筑物的基础(含地桩),铁塔基础内的主钢筋和地下其他金属设施作为接地体的一部分.当铁塔设在机房房顶,电力变压器设在机房楼内时,其地网可合用机房地网.http://www.hrl0123.myetang.com/images/st01.h1.gif

4.1.3 机房地网组成:机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置,同时还应利用机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋共同组成机房地网.当机房建筑物基础有地桩时,应将地桩内两根以上主钢筋与机房地网焊接连通.当机房设有防静电地板时,应在地板下围绕机敷设闭合的环形接地线,作为地板金属支架的接地引线排,其材料为铜导根截面积为50-75平方毫米,并从接地汇集线上引出不少于二根截面积为50-75平方毫米的铜质接地线与引线排的南,北或东,西侧连通.
4.1.4 对于利用商品房作机房的移动通信基站,应尽量找出建筑防雷接地网或其他专用地网,并就近再设一组地网,三者相互在地下焊接连通,有困难时也可在地面上可见部分焊接成一体作为机房工作地,保护地和铁塔防雷地.工作地及防雷地在地网上的引接点相互距离不应小于5米,铁塔尚应与建筑物避雷带就近两处以上连通.
4.1.5 铁塔地网的组成:当通信铁塔位于机房旁边时,铁塔时网应延伸到塔基四脚外1.5米远的范围,网格尺寸不应大于3米乘以3米,其周边为封闭式,同时还要利用塔基地桩内两根以上主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体,铁塔地网与机房地网之间应每隔3-5米相互焊接连通一次,连接点不应少于两点.当通信铁塔位于机房屋顶时,铁塔四脚应与楼顶避雷带就近不少于两处焊接连通,同时宜在机房地网四角设置辐射式接地体,以利雷电流散流.
4.1.6 变压器地网的组成:当电力变压器设置在机房内时,其地网可合用机房及铁塔地网组成的联合地网;当电力变压器设置在机房外,且距机房地网边缘30米以内时,变压器地网与机房地网或铁塔地网之间,应每隔3-5米相互焊接连通一次(至少有两处连通),以相互组成一个周边封闭的地网.
4.1.7 当地网的接地电阻值达不到要求时,可扩大地网的面积,即在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置.环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成,水平接地体周边为封闭式,水平接地体与地网宜在同一水平面上,环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔3-5米相互焊接连通一次;也可在铁塔四角设置辐射式延伸接地体,延伸接地体的长度宜限制在10-30米以内.

4.2 接地体

4.2.1 接地体宜采用热镀锌钢材,其规格要求如下:
钢管 直径50毫米,壁厚不应小于3.5毫米.
角钢 不应小于50毫米乘以50毫米乘以5毫米.
扁钢 不应小于40毫米乘以4毫米.
4.2.2 垂直接地体长度宜为1.5-2.5米,垂直接地体间距为其自身长度的1.5-2倍.若遇到土壤电阻率不均匀的地方,下层的土壤电阻率低,可以适当加长.当垂直接地体埋设有困难时,可设多根环形水平接地体,彼此间隔为1-1.5米,且应每隔3-5米相互焊接连通一次.
4.2.3 在沿海盐碱腐蚀性较强或大地电阻率较高难以达到接地电阻要求的地区,接地体宜采用具有耐腐,保湿性能好的非金属接地体.
4.2.4 接地体之间所有焊接点,除浇注在混凝土中的以外,均应进行防腐处理.接地装置的焊接长度:对扁钢为宽边的2倍,对圆钢为其直径的10倍.
4.2.5 接地体的上端距地面不应小于0.7米,在寒冷地区,接地体应埋设在冻土层以下.

4.3 接地线和接地引入线

4.3.1 接地线宜短,直,截面积为35-95平方毫米,材料为多股铜线.
4.3.2 接地引入线长度不宜超过30米,其材料为镀锌扁钢,截面积不宜小于40毫米乘以4毫米或不小于95平方毫米的多股铜线.接地引入线应作防腐,绝缘处理,并不得在暖气地沟内布放,埋设时应避开污水管理和水沟,裸露在地面以上部分,应有防止机械损伤的措施.
4.3.3 接地引入线由地网中心部位就近引出与机房接地汇集线连通,对于新建站不应少于两根.
4.4 接地汇集线

4.4.1 接地汇集线一般设计成环形或排状,材料为铜材,截面积不应小于120平方毫米,也可采用相同电阻值的镀锌的扁钢.
4.4.2 机房内的接地汇集线可安装在地槽内,墙面或走线架上,接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘.

5 接地电阻

5.0.1 移动通信基站地网的接地电阻值应小于5欧姆,对于年雷暴日小于20天的地区,接地电阻值可小于10欧姆.
5.0.2 架空电力线与电力电缆接口处的保护接地以及电力变压器(100kva以下)保护接地的接地电阻值应小于10欧姆.
5.0.3 架空电力线上方的避雷线及增装在高压线上的避雷嚣的接地电阻值,其首端(即进站端)应小于10欧姆,中间或末端应小于30欧姆.

论述降阻材料的发展过程，介绍稀土防雷降阻剂的降阻机理及广泛应用并分类提供了多个具体应用实例。使用稀土防雷降阻剂为防雷接地提供了降低接地电阻的通用解决方案。要重视防雷技术，更要重视接地技术，没有先进的接地技术，就没有先进的防雷技术。
一、稀土防雷降阻剂简介：
（一）降阻剂的发展变化：
　 　二十世纪50～60年代由于电器产品的迅速发展及其在工业化中的普及运用，给工业注入了巨大的活力。但电器常遭雷电损坏，人们就用木炭加食盐来降低接地电阻值。这种方法虽有效但不持久，腐蚀性很大，也易失效。为此70年代左右国际上研制了化学降阻剂，这种方法也见效但时效性不长，会老化而降低了降阻效率，有一定腐蚀性和毒性。
　 　80年代中期，国内研制了两三种物理型降阻剂，它性能稳定，时效性长，有一定的缓腐蚀性能，是一种较理想、较先进的降阻剂，在国际上处于领先的水平。稀土防雷降阻剂便是在这一时期诞生的降阻剂。
　 　90年代至今由于电子信息时代的来临，对防雷接地技术提出了更高的要求，不但防直击雷，更重要的是防感应雷和雷电波的侵入等等，因此应运而生了各种避雷器具。但避雷器具功能的实现，仍离不开具有低电阻值的接地极，而只有依靠降阻剂来降低接地极周围土壤的地电阻才能达到低的接地电阻值，才能在瞬间泄放雷电流达到防雷安全的目的，另外低的接地电阻还能保障传输回路畅通和达到信息链不丢失的目的。由此可见：没有先进的接地技术，就没有先进的防雷技术。
（二）稀土防雷降阻剂：
　 　十几年来，稀土防雷降阻剂在不断的改进中已脱颖而出，独树一帜地由原来普通的石墨降阻剂，进化为稀土型高分子合成的降阻剂。
（三）稀土防雷降阻剂降阻机理：
　 　稀土防雷降阻剂利用稀土金属元素中的高密集能量和特殊的电子层结构，以及催化激活碱土金属的能力，与碳族复合材料配合下，形成一种高导低阻的细粉末物质，包裹在接地体上：1增大接地体的等效截面积和与土壤的接触面积，降低了接地电阻。2降阻剂将接地极和接地极周围的土壤紧密的结合成一体，消除了绝大部分的接触电阻和流散电阻，改善了地中的电场分布。3降阻剂良好的渗透性，深入到泥土及岩缝中，形成树根网状般形状，降低了接地极周围土壤的土壤电阻率，增大了泄流速度和泄流面积。以上种种形成了降阻剂的降阻机理。
（四）稀土防雷降阻剂优越性：
　 　由于其独特的配制：1可使用干粉直接施工，其降阻效果与水调和成糊状后施工的效果相同，电阻值稳定，有限期>50年，不老化、不变质、免维护。2可直接用不镀锌的钢材做接地极，其年腐蚀率经国家电力公司武汉高压研究所测试达到0.0021～0.0033mm，仅为部颁标准的十分之一。3对金属接地体表面产生金属钝化保护膜，保护接地体免遭土壤中的各种酸碱等物质的侵蚀。4独特的负阻特性，降低了接地体在瞬间泄流时，地表面和装置之间的电位分布梯度，提高了对人身，设备和设施的安全保护性和可靠性。5降阻有效率：视土壤电阻率ρ而定，低ρ值如300Ω·m以下为40％左右；高ρ值如1000Ω·m以上为85％左右.
（五）稀土防雷降阻剂适用范围：
　 　稀土防雷降阻剂适用于高土壤电阻率地区和高山缺水地区，在防雷接地工程中的接地极上广泛使用。如：电力输变电、电气化铁路、邮电、微波、移动通讯、卫星接收机、电视塔、雷达、电子计算机、实验室、仓库、油库及高层建筑物等。
（六）稀土防雷降阻剂腐蚀问题：
　 　在接地装置的接地极中，当稀土防雷降阻剂包裹住钢材接地体，形成为一个整体的接地极，稀土防雷降阻剂本身对钢材接地体几乎没有腐蚀，并对金属接地极产生金属钝化保护膜，起到缓腐蚀的作用，但在接地极的实际应用中，由于金属接地体与稀土防雷降阻剂存在着电极电位的差异，并在某种介质的作用下产生电流现象，发生电子移动而产生电化学腐蚀。这种电化学腐蚀可以通过稀土防雷降阻剂对金属接地体的自然钝化给予抑制，也可以采用附设：阳极保护、阴极保护或增设锌、镁、铝合金电极等方法来克服电化学腐蚀。

二、应用实例：
　 　（一）在高山岩石地区接地工程的应用：移动通信基站、微波站、广播电视发射塔
　 　1. 在西南地区山石兀突，大多数是寸草不生的岩石，在这样缺水少土的高山岩石上做接地，其难度可想而知。如：贵州平坝电视发射台就建立在突兀的山顶上，既无水也少土，经常有牛被雷击毙，机房也时有雷击事故发生。我们的设计方案仍然采用建立等电位均压接地网降低接地电阻，经设计计算出它的地网面积后，利用山上的岩缝做沟槽，掏出沟槽内的泥土，放入接地圆钢，填入稀土防雷降阻剂，再将掏出的泥土覆盖上，为避免山雨冲刷，表面再用水泥封好。整个接地网完工后经测试，接地电阻值居然达到了0.48Ω，10年后（2000年3月）复测时接地电阻值仍为0.48Ω，接地电阻值稳定不变，且十年多以来机房也再未遭受过雷击。
　 　2. 安顺79微波站也是一个高山基站，地网改造前常遭雷击，经用稀土防雷降阻剂和地网接地工艺改造后，接地电阻值为10年前为2.8Ω，十年后（2000年3月）复测时接地电阻值仍为2.8Ω，接地电阻值稳定，机房再也没有遭受过雷击。
　 　3. 2001年6月改造的云南雄璧移动通讯基站，也是在光秃的高山上，也曾遭受过雷击，改造前，测其铁塔的r=100Ω、机房接地r=42Ω，经我们改造后接地电阻值为2.6Ω。经过两个雷雨季节的考验，现仍安然无恙。
　 　（二）平地土夹石地质接地工程的应用：大型电子地磅和轨道衡防雷接地工程平地一般不易受雷击，但由于大型地磅称和轨道衡常处在较空旷的环境，磅称平台既宽又长，平台下的电子传感器的耐受电压仅为几个毫伏，所以当有雷击发生时，该设备极易遭受感应雷的侵害，电子传感器瞬间便被毁坏。防护办法既要因地制宜安装避雷装置，做好接地网，安装电源避雷器，同时更重要的是考虑电子磅称平台下面的电子传感器的防雷接地引下线的合理布置。几年来经我们安装或改造过的十几台电子地磅称（包括曾被雷击过的），再无雷击事故发生。
　 　（三）在高楼大厦防雷接地工程的应用：移动通讯枢纽大楼、证券大厦防雷接地工程移动通讯枢纽大楼和证券大厦内，都安装有许多高度精密的电子通讯设备或卫星接收设备。防雷接地的重要性和必要性尤为突出，除防避直击雷外更主要的是防避感应雷击和雷电波的入侵。
　 　1. 如：贵州凯里移动通讯枢纽大楼和铜仁联通移动通讯枢纽大楼都是利用原来的民用楼房改装成通讯大楼的。因此除对原楼房的防雷设施进行检测改造外，从下而上主要增设：
(1)接地网：接地电阻小于1Ω，经设计计算新做接地网的接地电阻值<1Ω后，再与原楼房的接地极并网，并网后接地电阻值仍必须达到小于1Ω的要求。
(2)接地引下线：都直接引入地网上，如防雷接地引下线、直流工作接地引下线、交流工作接地引下线、安全保护接地引下线与地网的连接，可根据设计要求而确定。
(3)机房增设门、窗、室内金属器件作屏蔽接地和室内环形母线等电位接地。
(4)当主机房处于顶三层以上时，通过防雷击电磁脉冲的计算，计算出电子设备所处的磁场强度，以确定在楼顶外层安装避雷网，防止雷击电磁波入侵。根据实验，雷击电磁脉冲在2.4gs范围时，计算机会永久损坏；在0.7gs时，计算机会假性损坏；在0.03gs时，计算机会误动作，对计算机等高精密电子仪器在室内的位置也需计算出其距墙壁的安全距离，才能较好地防避雷击电磁脉冲危害。雷击电磁脉冲的防避在我国的防雷工作中属一个新的概念，必须注重和实施。2000年9月对凯里移动枢纽大楼顶二层的主机房和2001年3月对铜仁移动枢纽大楼顶三层的主机房都采取了上述防雷击电磁脉冲的防护措施。
　 　2. 证券公司发生过信息链丢失、银行还发生过“丢包”等信息丢失的情况，反复检查计算机的软硬件均查不出原因。其实是接地电阻没有达到设计要求所致。如贵阳证券公司的卫星接收机，接地要求为1.5Ω,而实测为4.5Ω，经常将由上海、深圳发来的证券信息丢失，使股市无法正常运行，当我们将其接地极改造为地网后接地电阻值为0.5Ω,就再没有发生过信息链丢失的情况。再如银行的计算机网络“丢包”现象，也都是因为接地电阻高，使传输回路信号受阻造成的故障。
　 　（四）在雷击区低矮楼房接地工程的应用：缀玉山庄防雷接地工程
缀玉山庄只有三层楼高，但却连续两年遭受雷击，楼顶的卫星接收放大器、楼内的电话、音响等电子设备遭雷击损坏，第二次被雷击后，由我们进行改造。在楼顶安装一根6m高的避雷针，在楼房外土质地上安装了一个接地网，接地电阻值为2Ω（原接地电阻值为100Ω）。迄今已4年了，地处雷区的该山庄再没有发生过雷击事故。
　 　（五）在大型输变电站防雷接地工程的应用
1990年福建龙岩市龙门110kv变电站用稀土防雷降阻剂的干粉直接在变电站内的的地网上施工改造，使该变电站从3.3Ω降到0.42Ω，符合设计要求（<0.5Ω）（见参考文献）。
　 　（六）在超高压输电线路防雷接地工程的应用：国家重点工程“广东核电500kv输电线路”防雷接地工程
　 　1.在《架空输电线路施工技术大全》一书中附录Ⅲ《稀土防雷降阻剂在超高压输电线路建设中的应用》的论文，讲述的是广东输变电公司在500kv线路施工中，用xjz－2型稀土防雷降阻剂敷设在铁塔圆钢接地极上，以满足对铁塔接地电阻的要求(<15Ω)。使用该降阻剂后，可减少接地钢材的耗费量和节省土石方施工费用。
使用效果：对于土壤电阻率为1277～7600Ω·m的9基铁塔，放射状布设接地极圆钢（每基长242～332m）各用降阻剂1.65～2.65t，实测接地电阻值为9.8～11.5Ω。
　 　2.贵阳龙洞堡飞机场输电线路接地改造：
贵阳龙洞堡飞机场是将几座大山爆破、削平山头并用岩石填垫建设起来的现代化高原机场。地质均为岩石、碎石，土壤电阻率极高，又地处雷区，每到雷雨季节，输电线路上跳闸事故频发，机场停电事故也时常发生，由此影响飞机场的正常航运，经交由我公司对曾常跳闸的25座杆塔进行设计施工。改造时，飞机场机场处要求对四座每次雷电闪击几乎都跳闸的杆塔先进行改造，如果雷电闪击时，不再跳闸后，才能改造剩余的21座杆塔，否则后面的21座杆塔不准施工，已做的这四座杆塔接地也不付款，合同即自行解除。
　 　经过20天的精心设计和施工，1999年3月18日四座杆塔的接地极和接地引下线均改造完毕。3月底，第一声春雷奏响，震耳欲聋，但这四座杆塔没有一次跳闸，改造成功。紧接着对剩余的21座杆塔接地极等也改造完毕，同样获得成功。四年来经过无数雷电闪击的考验，所改造的25座杆塔几乎都没有跳闸现象发生，接地电阻值都仍保持在4Ω以下。
　 　（七）在沙质土地中防雷接地工程的应用：内蒙古呼和浩特电子通讯设备防雷接地工程该地区都是沙质土壤，土质导电性能差，流散电阻大，土壤不存水。施工时挖一条2m深20m长的接地沟，倒入降阻剂干粉，压实后再将沙土（找不到泥土）盖在降阻剂上面，直至夯实填平沟槽为止。用了近5吨降阻剂，接地电阻值由原来的6Ω降到2Ω，达到设计要求。
　 　（八）深井接地施工：
　 　1.1998年9月，贵州省遵义市海龙220kv变电站整个地网的接地电阻值为1.5Ω，经引外接地后仍>1Ω，经我公司在地网边缘和引外接地末端共打3个35m的深井与地网连接后，接地电阻值实测为0.68Ω，达到设计要求<0.7Ω的要求。
　 　2.1999年元月，湖南省益阳市桃江110kv变电站在地网接地电阻值达不到设计要求的情况下，钻8口深井并灌入稀土防雷降阻剂,并网后接地电阻值达到了<0.5Ω的要求。
　 　3.早在1991年11月30日，湖南省电力勘测设计院的胡天廷总工写信给我，他们在长沙市河西（天顶）220kv变电所，使用了我们的稀土防雷降阻剂，也是在3口50m的深井中使用。他通过理论计算，单口深井的接地电阻值应为2.85Ω，但实测值只有2.15Ω，比理论计算值还小0.7Ω。由此证实降阻剂的突出成效，为整个地网达到设计要求提供了可靠的保障。