防雷工程师培训全套课程讲义

防雷工程师培训课程SIEMENS防雷产品北京服务中心北京同为基业科技发展有限公司@towe.com.cn-1-目录前言……………………………………………………………………………………………………3第一章雷电基本理论………………………………………………………………………41.1雷电的成因…………………………………………………………………………………51.2雷击闪电的特性……………………………………………………………………………71.3雷电活动及雷击的选择性…………………………………………………………………91.4雷电的破坏作用……………………………………………………………………………11第二章雷电防护基础………………………………………………………………………122.1现代防雷技术的特点………………………………………………………………………132.2IECLPZ防雷分区…………………………………………………………………………142.3过电压造成建（构）筑物及设备损坏的几个方面………………………………………152.4多层分级（类）保护的避雷装置…………………………………………………………162.5常用防雷元器件性能比较：………………………………………………………………17第三章外部防雷系统………………………………………………………………………183.1接闪器………………………………………………………………………………………193.2引下线………………………………………………………………………………………243.3接地装置……………………………………………………………………………………253.4建筑物防雷设计举例………………………………………………………………………32第四章内部防雷系统………………………………………………………………………374.1雷击电子设备的途径和损坏机理…………………………………………………………374.2雷击电磁脉冲防护措施…………………………………………………………………394.3SPD常规安装要求…………………………………………………………………………404.4SPD应具备的功能和附加要………………………………………………………………464.5SPD的选择步骤……………………………………………………………………………464.6选用和使用SPD时的注意事项……………………………………………………………47第五章等电位连接…………………………………………………………………………485.1等电位概念…………………………………………………………………………………485.2等电位连接的要求…………………………………………………………………………485.3等电位连接的设置位置……………………………………………………………………505.4共用接地系统和电子设备的独立接地……………………………………………………515.5等电位连接的材料和方法…………………………………………………………………53第六章电源浪涌抑制器（SPD）………………………………………………………556.1SIEMENS电源防雷器的分级防护应用……………………………………………………556.2避雷器安装位置……………………………………………………………………………566.3SIEMENSB级防雷器安装指引……………………………………………………………586.4SIEMENSC级电源防雷器安装指引………………………………………………………626.5SIEMENS退耦电感器………………………………………………………………………646.6D级电源防雷器安装指引…………………………………………………………………656.7SIEMENS电源防雷模块组合选择…………………………………………………………666.8安装配置图…………………………………………………………………………………67防雷工程师培训课程SIEMENS防雷产品北京服务中心北京同为基业科技发展有限公司@towe.com.cn-2-第七章通信系统雷电防护………………………………………………………………827.1信号防雷器选用原则………………………………………………………………………827.2网络防雷器的选型及应用…………………………………………………………………837.3网络防雷器安装注意事项…………………………………………………………………837.4法国CITEL信号避雷器介绍………………………………………………………………84第八章防雷工程设计举例………………………………………………………………928.1防雷工程文件资料如下……………………………………………………………………928.2防雷工程设计范例…………………………………………………………………………928.3通用机房防雷保护…………………………………………………………………………1008.4移动基站防雷………………………………………………………………………………102第九章防雷相关国际、国内规范……………………………………………………1089.1引言…………………………………………………………………………………………1089.2国际防雷技术标准框架……………………………………………………………………1089.3关于中华人民共和国（国家）标准的说明………………………………………………1099.4国际防雷标准简介…………………………………………………………………………109附一、防雷器安装的几个问题……………………………………………………………115(一)配电屏上电源浪涌保护器的正确安装…………………………………………………115(二)断路器在电源浪涌保护中的应用………………………………………………………115(三)电源浪涌保护器网络……………………………………………………………………116(四)浪涌保护器的响应时间…………………………………………………………………117(五)浪涌保护器的浪涌冲击电流和能量额定值……………………………………………118附二、防雷相关概念…………………………………………………………………………119防雷工程师培训课程SIEMENS防雷产品北京服务中心北京同为基业科技发展有限公司@towe.com.cn-3-前言雷电是一种极为宏伟壮观的自然现象，有学者认为，雷电孕育了地球的生命，又促成了地球上的文明，但是雷电有时又伤害生灵、伤害人类，破坏建筑物、损毁财富，给人类带来灾难。如1987年我国内蒙古一次因雷击引起森林大火就烧掉了1300多平方公里的森林。从1956年至1962年，大兴安岭森林因雷击失火的损失占70%。加拿大的不列颠哥伦比亚地区在1958年因雷击造成的林火就有1150次。1987年美国弗吉尼亚州瓦罗普斯岛的火箭发射场上，有五枚即将发射的试验火箭，其中三枚被雷击中，自然点火升空而损失严重。还有我国山东黄岛油库特大火灾事故，造成100多人伤亡，毁掉原油数万立方米，造成附近生态环境严重破坏，那是一次沉痛的教训！而雷击致人伤亡的事件，各地每年都有发生。伴随着通信技术和信息技术的飞速发展，电信系统和数据处理系统中的微电子设备已变得极易遭受瞬间过电压的危害，昀主要的原因为：雷电工业过电压或操作过电压雷电是由空中两块不同极性的区域之间放电而产生的，分直击雷和感应雷。前者在放电的瞬间，会产生一股峰值在1000到100000A的脉冲电流，它的上升时间为大约一个微妙；而后者的影响主要体现在对架空电线的冲击、静电场上升、地电位上升和电磁辐射。工业过电压这个术语包括了由于开关电源和操作工业设备而产生的各种瞬间过电压现象，对连接在电源网络上的设备造成干扰和损害。过电压对于电子设备的影响有不同程度的影响，包括破坏元器件，干扰设备的正常运行，过早老化等。由于瞬间过电压现象的多样化及重要性，国际和工业发达国家的标准化组织已制定了与之有关的一系列标准和规范，比如IEC1312－1，UL1449等雷电电磁脉冲防护及浪涌保护器的国际标准。为杜绝或减轻雷电等瞬间过电压造成的巨大损失和不良影响，比较彻底解决的方法是将特别敏感的电子设备及精密仪器放入特别建造的屏蔽室内工作，但此法造价昂贵。另一种方法是在微电子设备或精密仪器的输入线和输出线端及电源线路加装各种类型防雷器。本培训手册论述了防雷原理、设计、施工等方面，它以我国国家标准GB50057-94《建筑物防雷设计规范(2000年版)》为指导,并参考国际规范IEC相关标准,并结合当前防雷技术发展的潮流，吸收了国内外众多防雷专家的思想，注重理论与实践相结合。本手册为我公司内部培训资料，由于时间仓促，难免有不妥之处，随着防雷技术的发展，本手册也会不断完善和补充。防雷工程师培训课程SIEMENS防雷产品北京服务中心北京同为基业科技发展有限公司@towe.com.cn-4-第一章雷电基本理论人们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验，结果由无机物合成了11种氨基酸。这些物质的出现，是生命起源的基础，因此，一些生命起源学说认为，是雷电孕育了地球上的生命。同理，地球上空有一层电离层，它是由带正电荷的粒子组成，该电离层起着防止太阳和宇宙空间各种有杀害生命作用的射线进入地面，保护地球上的生命，如果没有这电离层，即使地球上本来已经有的生命，也会被来自太空的各种射线杀死，地球不可能出现现在的繁荣和文明。但是电离层的正电荷以平均约1800A的电流强度向大地放电，可想而知，如果得不到补充，电离层的电荷恨快便会放尽。由于雷电不断补充电离层放电失去的电荷，保持电离层总电荷量大体平衡，使这层生命的保护屏障得以保存，使地球上的生命不致被宇宙射线灭绝。因此，可以说，是雷电促使地球成为文明的星球。从这个角度来讲，人类有今天的文明应该感谢雷电。由于雷击会给人类带来灾害，因此，人类很早就与雷害进行斗争。其中取得卓越成就的有18世纪中叶著名科学家富兰克林（Franklin）M·B·罗蒙诺索夫（JIOMOHOCOB），L·B·黎赫曼（PHXMAH）。他们通过大量实验建立了雷电学说，认为雷击是云层中大量阴电荷和阳电荷迅速中和而产生的现象；并且创立了避雷理论，发明了避雷针。他们取得的这些科学成就，已为人类作出了重大的贡献。我国古籍中，有关雷电理论和避雷实践的记载十分丰富。例如东周时《庄子》上记述：“阴阳分争故为电，阳阴交争故为雷，阴阳错行，天地大骇，于是有雷、有霆。”这些学说与现代的雷电学说是如此相似，不过它比现代雷电学说要早2000多年。在古籍中关于建筑工程中避雷的记载也十分丰富。南北朝的孟奥《北征记》中有如下记述：“凌云台南角一百步，有白石室，名避雷室。”又有盛弦之《荆州记》中记述：“湖阳县春秋蓼国，樊重之邑了，重母畏雷，为立石室，以避之，悉之文石为阶砌，至今犹存。”书中谈及的白石、文石，据分析应该属于绝缘性能较好的石块。至于宋、元、明、清代的建筑物多用“雷公柱”（宋代称枨杆）等措施以避雷。在古籍中有关雷击的事故的记述就更多了，例如：《续晋阳春秋》：“太元五年，霹雳含殿四柱，杀内侍二人。”《晋安帝记》：“义熙三年六月，震太庙鸱尾，彻壁柱，若有文字。”《晋中兴书征祥说》：“元兴三年，永安王皇后至住巴防，将设威仪入宫，天大雷震，人马多死。”《沈括·梦溪笔谈》：“内侍李舜举家为暴所震，其堂之西屋雷火自窗间出，赫然出檐。人以为堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然，墙壁窗纸皆默。有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银铝者，银悉容流在地，漆器不燃灼。有一宝刀，极坚刚，就刀室中容为汁。而室亦俨然。人必谓：当先焚草木，然后流金石，今乃金石皆烁而草木无一毁者，非人情所测。《齐书·五行志》：“永元三年正月，豫章郡，天火烧三千余家。”该天火，到底是