雷电防护基础

第1章 晴天大气电环境概况 1

1.1 大气带电粒子 1

1.2 晴天大气电场 3

1.3 晴天大气等电位面 4

1.4 晴天大气电流 5

1.5 大气电平衡与全球电路 7

习题 8

第2章 雷暴及其起电机制 9

2.1 大气中的云 9

2.2 雷暴的形成和发展 14

2.3 雷暴的分类 16

2.3.1 单体雷暴 16

2.3.2 多单体雷暴 18

2.3.3 超级单体雷暴 19

2.3.4 其他类型的雷暴 20

2.4 雷暴云的电荷结构 21

2.5 雷暴云电场 22

2.6 雷暴云的起电机制 24

习题 27

第3章 闪电 28

3.1 闪电分类 28

3.2 地闪的物理图像 29

3.2.1 预击穿过程 30

3.2.2 梯级先导 31

3.2.3 先导的始发理论 34

3.2.4 先导的静电学模式 35

3.2.5 连接过程 37

3.2.6 回击 38

3.2.7 直窜先导 46

3.2.8 回击间的过程 48

3.3 正地闪 51

3.4 云内闪电 55

3.5 闪电活动参量 61

习题 63

第4章 雷电危害简析 64

4.1 雷电流的数学模型 64

4.1.1 双指数电流模型 64

4.1.2 霍德勒电流模型 64

4.1.3 斜角波电流模型 65

4.1.4 等值余弦波电流模型 65

4.2 雷电对人体的生理效应 65

4.3 雷电的物理效应 68

4.3.1 雷电的电动力效应 68

4.3.2 雷电的光辐射效应 69

4.3.3 雷电的冲击波（机械）效应 70

4.3.4 雷电的热效应 71

4.3.5 雷电流产生的高电压 72

4.3.6 雷电的静电感应效应 75

4.3.7 闪电的电磁感应效应 77

4.3.8 闪电的电磁脉冲辐射 78

习题 79

第5章 雷电防护的基本原则与分类 80

5.1 防雷的基本原则 80

5.2 防雷建筑物的分类 81

5.2.1 第一类防雷建筑物 81

5.2.2 第二类防雷建筑物 81

5.2.3 第三类防雷建筑物 82

5.3 爆炸物品与危险环境的划分 82

5.3.1 爆炸物品 82

5.3.2 爆炸性气体环境 83

5.3.3 爆炸性粉尘环境 84

5.3.4 火灾危险环境 84

5.4 防雷保护分区 85

5.5 信息系统保护级别划分 88

5.5.1 信息系统雷击电磁脉冲防护分级计算方法 88

5.5.2 信息系统雷击电磁脉冲防护分级 92

5.5.3 实例 92

习题 94

第6章 接闪与保护范围 96

6.1 概述 96

6.2 接闪器与引下线 96

6.2.1 接闪杆 97

6.2.2 接闪线 99

6.2.3 接闪带和接闪网 100

6.2.4 引下线 103

6.2.5 接闪器的布置 104

6.3 接闪器的保护范围 105

6.3.1 滚球法 106

6.3.2 接闪器的保护范围 107

6.3.3 单支接闪杆的保护范围的确定 108

6.3.4 双支等高接闪杆的保护范围的确定 110

6.3.5 双支不等高接闪杆的保护范围的确定 111

6.3.6 矩形布置的四支等高接闪杆的保护范围的确定 112

6.3.7 单根接闪线的保护范围的确定 114

6.3.8 两根等高接闪线的保护范围的确定 115

6.4 接闪设计实例 117

6.4.1 露天堆草场的接闪设计 117

6.4.2 裸露建筑物顶设备的接闪设计 120

习题 123

第7章 接地技术 124

7.1 概述 124

7.1.1 问题提出 124

7.1.2 接地原理 125

7.1.3 接地分类 126

7.1.4 接地相关术语 127

7.2 低压配电设备接地与漏电保护 127

7.2.1 电流对人体的作用 127

7.2.2 电气设备工作接地 131

7.2.3 漏电保护装置 139

7.2.4 特殊场所中安全保护 142

7.3 工频接地电阻和冲击接地电阻 142

7.3.1 工频接地电阻 142

7.3.2 冲击接地电阻 154

7.4 土壤电阻率 160

7.4.1 土壤电阻率的测量 160

7.4.2 影响土壤电阻率的因素 161

7.5 降低高电阻率土壤的方法 163

7.5.1 一般方法 164

7.5.2 化学处理法 166

7.5.3 降阻剂法 167

7.6 防雷接地装置的选择与接地电阻的测量 171

7.6.1 接地电阻极限值的确定 171

7.6.2 接地体的选择 172

7.6.3 接地引线的选择 173

7.6.4 建筑物接地装置 174

7.6.5 接地电阻的测量 177

7.7 接地电极的抗腐蚀问题 182

7.7.1 电解现象和腐蚀 182

7.7.2 接地系统的防腐蚀措施——阴极保护法 183

7.8 各种不同接地间的关系 184

7.8.1 各种接地的要求与目的 184

7.8.2 分立接地与联合接地 185

7.8.3 一点接地与混合接地 186

7.8.4 环形接地与等电位连接 189

7.8.5 建筑物接地网设计原则 190

习题 190

第8章 浪涌保护器 192

8.1 概述 192

8.1.1 问题提出 192

8.1.2 伏秒特性 193

8.1.3 浪涌保护器 194

8.2 电力浪涌保护器 195

8.2.1 保护间隙 195

8.2.2 管型浪涌保护器 196

8.2.3 阀型浪涌保护器 197

8.2.4 磁吹阀型浪涌保护器 202

8.3 电信浪涌保护器 203

8.3.1 电信浪涌保护器的主要技术参数 203

8.3.2 电信浪涌保护器的分类 204

8.3.3 电源浪涌保护器 205

8.3.4 天馈浪涌保护器 207

8.3.5 信号浪涌保护器 209

8.3.6 电信浪涌保护器的应用 212

8.3.7 有关多级浪涌保护器的设置 228

8.4 浪涌保护器的主要元件 233

8.4.1 放电管 233

8.4.2 新型保护器件——二极管型保护器件 242

8.4.3 氧化物压敏电阻 246

习题 255

第9章 均压连接 257

9.1 概述 257

9.2 均压连接的结构类型 257

9.2.1 均压连接的基本结构 257

9.2.2 共用接地系统的均压连接的两种基本结构 257

9.2.3 共用接地系统的均压连接的组合结构 258

9.3 LPZ区界面的均压连接 259

9.4 常见系统的均压连接 260

9.4.1 金属设施的均压连接 260

9.4.2 低压供电设备的均压连接 262

9.4.3 信息技术设备的均压连接 264

习题 265

第10章 屏蔽 266

10.1 概述 266

10.1.1 问题提出 266

10.1.2 电磁兼容 266

10.2 屏蔽分类 267

10.2.1 静电屏蔽 267

10.2.2 静磁屏蔽 269

10.2.3 电磁屏蔽 270

10.3 屏蔽中有关物理量的计算 272

10.3.1 各种装置构成的环路中感应电压及电流 272

10.3.2 环路中感应电压、电流和能量的计算 274

10.3.3 屏蔽中电磁场的计算 280

习题 283

第11章 综合布线及安全间距 285

11.1 综合布线 285

11.1.1 综合布线的目的 285

11.1.2 综合布线的要求 285

11.2 安全距离 287

11.2.1 独立接闪装置与被保护对象之间的安全距离 287

11.2.2 利用建筑物的钢筋作为防雷装置与被保护对象之间的安全距离 288

习题 290

参考文献 291