美国签证申请官网:保你不被雷劈! 自已动手DIY家庭防雷系统

2011-11-21 08:56 出处：pconline 作者：陈年老酒 责任编辑： huangxing(评论57条)

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第1页：雷电的危害越来越严重
第2页：DIY家庭防雷系统
第3页：安装注意事项
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1雷电的危害越来越严重回顶部
【PConline 技术应用】说起防雷这件事，很多读者可能觉得与已无关，实际上这几年环境恶劣后， 那些所谓＂千年一遇”的灾害天气年年遇。经常会听到哪家的电视机被雷电击坏，人员受伤或是遇难的情况也时有发生，特别是农村自建房楼顶装的金属水箱、太阳能热水器、卫星天线接收器等设备更是吸引雷电的元凶。

重庆开县小学雷击事件7死39伤
2007年5月，重庆市开县义和镇兴业村小学突然遭遇雷击，共造成该小学四、六年级学生伤亡46人，其中，死亡7人，重伤19人，轻伤20人。该学校教室为砖石墙体的四合院平房，教室楼顶没有安装避雷设施。 不经意间多个幸福的家庭也许就这样毁了，惨剧的发生即是天灾，也有人祸，防灾于未然，今天我们就来说说家庭如何DIY一个安全的防雷接地系统。
家庭环境下雷击主要有二种：
第一是直击雷。是指雷云之间或雷云对地面某一点（包括建筑物、构架、树木、动植物等）的迅猛放电现象称之为直接雷击，它因电效应、热效应、和机械力效应等造成物体损坏和人员伤亡。如图
 
农村自建房未做防雷措施被雷击

第二是感应雷。它可以分为静电感应及电磁感应。下图是静电感应的例子。当带电雷云（一般带负电）出现在导线上空时，由于静电感应作用,导线上束缚了大量的相反电荷。一旦雷云对某目标放电,雷云上的负电荷便瞬间消失,此时导线上的大量正电荷依然存在,并以雷电波的形式沿着导线经设备入地，引起设备损坏。是电磁感应的情况。当雷电流沿着导体流入大地时,由于频率高,强度大，在导体的附近便产生很强的交变电磁场，如果设备在这个场中，便会感应出很高的电压，以致损坏。对于灵敏的电子设备，尤需注意。

感应雷
感应雷击主要通过如下途径损坏设备：
①通过电源线路入侵的感应雷击。电源线路有架空或埋地的，传输路途较长，最容易遭到雷击。
②通信线路在传导途中感应雷击。雷云之间或雷云对大地及金属物体（如广告牌、铁架、路灯、天线旁边的避雷针等）发生闪击，对附近架空或埋地的电缆产生强大的电磁感应。

感应雷产生的浪涌击坏电子元器件
而之前我们介绍的重庆开县兴业村小学雷击事件原因也就是因为校舍未做防雷措施，且小学位于一个山包上，位置突出，周围又有水田和水塘，再加上教室前面种有大树，种种因素都成了雷击事故的诱因。5月23日下午16:00-16:30，兴业村小学教室多次遭受雷电闪击，并伴有球形雷的发生，当雷电直接击中教室金属窗时，由于该金属窗未做接地处理，雷电流无处泄放，靠近窗户的学生就成了雷电流泄放入地的通道，雷电流的热效应和机械效应导致学生出现伤亡。>>

被雷击坏的微波通讯天线
如您对家庭防雷有话想说，也可通过邮件与编辑联系：huangxing@pconline.com.cn
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2DIY家庭防雷系统回顶部
农村一般喜欢在房前屋后栽上几颗大树，一来可以美化环境、二来夏天可以防暑防温，一举多得。此外由于供水不便，都会在自家楼建一个小水箱蓄水增压。

农村自建房楼顶吸引雷击的东西真不少

人们没有一个正确的防雷认识
“这些卫星电视天线以及水箱、太阳能热水器大多数由金属制成，而且安装时都突出于建筑物的表面，特别容易成为雷击的重点对象。”因此一旦发生雷击事故，电流通过天线、水管流进居民家中，并且大多数雷击电流在3000安培到1万安培之间，房顶电气设备引雷带来的危险性可想而知。轻则家中电器受损，重则可能危及人身安全，后果不堪设想。
DIY家庭防雷系统
应对直击雷或球形闪电，有条件的网友最好聘请专业防雷机构来安装防雷装置；但如果条件有限，也可以自己动手制作一套防雷装置，同样能起到防雷的作用。防雷装置的结构有三部：
防雷装置通常由接闪器、引下线和接地装置三个部分组成。一般情况下，接闪器由避雷带和避雷短针组成。接闪器敷设于楼顶天面，位于建筑物的高处，起到接闪雷电流的作用；引下线敷设于墙体外侧，上联接闪器，下联接地装置，起到将雷电流导入接地装置的作用；接地装置是埋于地下的部分，由水平接地体、垂直接地体和接地线组成，能降低防雷装置的接地电阻，还能使雷电流均匀快速地向周围大地扩散，降低跨步电压。
材料很简单
制作避雷装置的材料在市场上很容易买到。对于民房来说，如果住宅楼是平屋面，当屋面宽度小于20米时，仅沿屋面边缘敷设一圈避雷带即可，避雷带采用直径10mm的镀锌圆钢；引下线同样采用直径10mm的镀锌圆钢；接地装置中，垂直接地体采用∠50×50×5mm的镀锌角钢，每根长度2米，至少应有7根；水平接地体采用40×4mm的镀锌扁钢。
沿建筑物外围量一周，有凹凸的部位沿凹凸部位量（以米为单位），用量得数据除以25，如果商有小数不管小数是多少都要进位，这个商的数值就是引下线的根数。引下线要相对均匀地敷设，特别注意的是引下线要远离大门，尽量避免敷设于人行通道旁，同时尽可能距离窗口1米以上。
安装有讲究
安装时，首先进行接地装置的铺设。埋设接地装置，应沿着住宅楼周围挖一周宽度约30cm深度不小于70cm的沟，在门口和人行过道的位置，沟的深度不小于1m，以减小跨步电压的危害，沟的边缘距离墙体边缘50-100cm。将角钢垂直打入地下，间距4m，施工时注意角钢顶端要留10cm高出槽底，且角钢的一个面应在同一条直线上，便于扁钢和接地线的焊接。

接地网参考
角钢打好后，用40×4mm的扁钢将所有角钢电焊连接起来，成为闭合的接地体。每根角钢和扁钢的搭接处均应至少焊3条接，且焊缝应饱满。一般一根扁钢的长度是不够的，需要将多根扁钢焊接起来，扁钢的连接需要搭接焊，搭接长度应不小于8cm，至少焊3条缝。在引下线的位置预留接地线，长度要使其露出地面，接地线的一端与扁钢搭接焊，搭接长度单面焊接应大于12cm，双面焊接应大于6cm。埋设完毕后，再将土回填夯实。

接地网示意图
铺设好接地装置后，接着铺设避雷带和避雷针。首先要安装支撑避雷带的支持卡，支持卡在一般大型的五金商场和机电市场都有出售。支持卡的间距为1m（拐角处间距为0.5m），高度一般在10-15cm。将圆钢固定或点焊于支持卡上作为避雷带，一根圆钢的长度不够做避雷带时，需要多根圆钢连接起来，圆钢连接应进行搭接焊，搭接长度单面焊接应不小于12cm，双面焊接应不小于6cm。

楼顶天面的避雷带
避雷带做好后，宜在避雷带的4个角和楼梯间天面避雷带的4个角搭接焊上避雷短针，避雷短针采用直径12cm的镀锌圆钢做成，长度60-100cm之间，顶端磨尖。

引下线、接地网安装示意
最后再将引下线与避雷带搭接焊，引下线同样采用直径10cm的镀锌圆钢。将引下线焊接在避雷带上，沿着外墙引到接地装置上。引下线应均匀对称分布，一般说来在沿房屋对角线设置即可。避雷短针、引下线与避雷带的搭接长度单面焊接应不小于12cm，双面焊接应不小于6cm。在上述工作完成后，在所有焊口刷上防锈漆。

避雷带安装示意
需要强调的是，在防雷装置的安装过程中，扁钢的转弯、避雷带的转弯、引下线转弯与避雷带焊接以及接地线转弯与扁钢焊接，均应圆弧过度，避免直角连接。
测试不可少
避雷装置安装铺设完毕还要经过一道测试环节，看看是否安装正确，是否真正能起到避雷效果，这需要由专业的防雷机构通过接地摇表来测量。家庭环境下测量得到的接地电阻要求不大于10Ω。>>
3安装注意事项回顶部
屋顶装有太阳能热水器、卫星天线或水箱的注意事项：
屋顶装有太阳能热水器、卫星天线或水箱的家庭还应加装避雷针，它能防止因雷击中热水器而使人遭雷击。避雷针应安装在距离热水器、卫星天线或水箱3~5m的位置上，高度要高于热水器最高点1. 5m，通常采用直径16mm的镀锌圆钢制作。避雷针要焊接在避雷带上，使它与整个避雷系统成为一个整体。

室外无线通讯设备的防雷
雷针的保护区
避雷针的保护区是避雷针下面45°伞形区（如下图）。当太阳能热水器、卫星天线或水箱处于此伞形保护区域内，就受到保护。避雷针架设越高，保护区的范围就越大。屋顶的电气设备必须安装在避雷针的保护范围内。安装避雷针必须注意它与受保护对象距离应大于4m，因为避雷针及引下线受雷电感应能击穿2 ~ 3m的空气。

太阳能热水器防雷
如果需要安装户外电气设备的建筑物顶部已有避雷装置，请把户外电气设备安装在现有避雷装置的保护范围之内，不必再安装其他避雷装置。如果没有现成的保护装置，则需要尽快安装。如果建筑物较高（如大于45m），还应在太阳能热水器等户外电器设置上加装防侧击雷装置。
以上工作主要是针对直击雷与球形雷的防御，电子设备在雷暴天气下还容易受到电磁脉冲(LEMP)的伤害。雷击电磁脉冲是由于雷雨云之间或雷雨云与大地之间放电时，产生的电磁感应、电磁辐射以及雷雨云与输电线、通讯线缆静电感应电荷在雷击放电瞬间泄放，产生的过电压、过电流通过连接建筑物内外的各种金属管道、电源线、信号线、电视天线等进入室内，造成电子设备损害。
对直击雷的防护主要采用避雷针、避雷带、引下线及接地体等传统的外部避雷装置。对雷击电磁脉冲的防护主要采用SPD(浪涌保护器）。
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雷电防护区小知识：
直击雷非防护区(LPZOA区)：本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直接雷击；本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属完全暴露的不设防区。
直击雷防护区(LPZOB区)：本区的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应很少能遭到大于所选滚球半径的直接雷击；但本区内电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露的直击雷防护区。
第一屏蔽保护区(LPz1，区)：本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，流经各类导体的雷电流已经分流，比LPZOB区进一步减小；且由于屏蔽措施，本区的电磁场强度也已得到了初步的衰减。为了进一步减小雷击电磁脉冲的影响，可设第二屏蔽保护区LPZ2：和第三屏蔽保护区LPZ3。
SPD(浪涌保护器）
Surge Protective Device（SPD），浪涌保护器，又名电涌保护器、防雷器、避雷器，用于保护用电设备免遭雷电电磁脉冲或操作过电压破坏。
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各种信号控制线路的防雷屏蔽
太阳能热水器从楼顶到卫生间的线路有辅助加热、水位、水温自动显示、补水、断水自动控制线等。同样，卫星电视天线或无线网络天线与室内设备间也有馈线等信号线。这部分线路暴露在室外，也就极易遭受到感应雷电磁脉冲的袭击，过电压、过电流通过电源线、信号线、电视天线等进入室内，也会击穿电器设备的元器件，造成设备永久损害。

感应雷产生的浪涌击坏电子元器件
这部分线路建议全部要采用屏蔽线，其屏蔽层两端要做好接地。但真正当建筑物本身遭到雷击时，电磁感应电流可能超过电缆屏蔽层所能承受的电流，所以，最好的解决方案是的把这段外露线路用铁管穿上，其铁管上端和太阳能热水器、卫星天线的支架连接，铁管下端和楼顶避雷带就近连接，以确保对控制线路和馈线的二次屏蔽作用。这样的好处还有上端就可以不装电源及信号SPD，节省投资。而且在无线网络天线系统中，过多的浪涌保护器也会造成信号的衰减。
由于太阳能热水器的流出的热水要与我们的身体亲密接触，为了防止雷电波从输入端侵入和漏电事故发生，在室内洗浴间安装一个通流量5-10KA（8/20ｕs的插座式SPD）以及漏电保护器接地即可。最后不得不提的是，避雷系统并不能一劳永逸的解决您所有的防雷问题，它也需要定期的保修与维护才能持续的发挥作用。
如您对家庭防雷有话想说，也可通过邮件与编辑联系：huangxing@pconline.com.cn [返回频道首页]
参考文献
GB50057-94 2000版，《建筑物防雷设计规范》
99D501-1，《建筑物防雷设施安装》
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