雷电对施工机械的危害及其预防

毛用锐

中图分类号：TN

文献标识码：A

文章编号：1673-0992(2009)03-0073-02

摘要，本文介绍雷电对施工机械的危害以及雷电灾害的预防方法和技术，这些方法和技术时预防雷电灾害具有普遍的参考意义。

关键词：雷电施工机械危害预防

雷电发生时产生的强大雷电流，对施工机械的危害非常大，我们必须在施工过程中把雷电对施工机械的危害降到最低。

一、雷电的形成

雷电是自然界中一种常见的放电现象。由于大气中热空气上升，与高空冷空气产生摩擦，从而形成了带有正负电荷的小水滴。当正负电荷累积达到一定的电荷值时，会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场，从而产生云团对云团和云团对地的放电过程，这就是通常所说的闪电和响雷。

二、雷电施工机械的危害

施工作业一般在室外环境下进行。设备的电器控制系统，特别是微电子控制装置在雷雨季节受雷击损害的几率很大。雷击有极大的破坏力，其破坏作用是综合的，包括电性质、热性质和机械性质的破坏。根据雷电产生以及对公路施工机械的危害，雷电可分为四种：

(一)直击雷

直击雷是云层与地面凸出物之间的放电形成的。沥青拌台站及稳定土拌合站高度高达20米和15米，巨大的雷电流流入地下。令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。另外，直击雷的巨大的雷电流通过被雷击的拌合站。在极短的时间内转换成大量的热能。造成沥青等易燃物品的燃烧或造成金属熔化飞溅而引起火灾。

(二)球形雷

球形雷是一种球形、发红光或极亮白光的火球，运动速度大约为2m／s。球形雷能从拌合站的门、窗等等通道侵入室内，造成操作室内人和电盘等受至伤害，极其危险。

(三)感应雷

雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在拌合站及施工机械顶部感应出大量异性电荷所致。在雷云与其他部位放电后。拌合站顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式，沿拌合站极快地传播。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压。造成对人体的二次放电。从而损坏拌合站及施工机械的电气设备。

(四)雷电侵入渡

雷电侵入波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。其传播速度为3×108m／s。雷电侵入波可毁坏拌合站及施工机械的电气设备的绝缘，使高压窜入低压，造成严重的触电事故。属于雷电侵入波造成的雷电事故很多，在低压系统这类事故约占总雷电事故的70％。

三、防雷的方法和技术

在科学技术飞速发展的今天，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。

1、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。把一定保护范围的闪电放电捕获到。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，其功能就是把闪电电流引导人大地。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、接地，就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放人大地，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。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。防雷接地是防雷设施安装验收规范中最基本的安全要求。

3、均压连接，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。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。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人地造成的地电位升高所产生的反击。

4、分流。就是在一切从室外来的导线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。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，

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。

四、如何预防雷电对施工机械的危害

在雷雨季节是雷电袭击的高发地区，每当天空中乌云密布大雨来临时，雷电往往会对施工机械进行正面的袭击：而有时即使在天空中没有雨云又不下雨的情况下，感应雷也会时有发生，其产生的浪涌电压入侵并损坏路面摊铺机的微电控制装置，因此，防雷工作势在必行，

1、青混合料揽拌厂场安装避雷针装置由于沥青混合料搅拌设备及其配套机械集中在一个生产厂场使用。比较容易进行集中防雷，为此，在拌和厂场安装避雷针。避雷针的高度高于搅拌楼的最高点，达到有效的保护半径，防止雷电对任何一台作业机械直击。避雷针接地要可靠，当雷电袭击时由避雷针及其引线经过接地网迅速将强大的雷电电流引入大地，防止雷电对机电系统的直击。

2、面摊铺机械电气控制装置装设过电压保护器由于路面摊铺机械是随时移动作业的，不可能集中避雷，而处在露天环境下的移动机械电气控制装置最容易受感应雷浪涌电压的入侵，例如沥青沥青摊铺机控制路面平整度和控制机械定位的压力传感器等就深受其害。为了保护这些控制灵敏度极高的机械微电子控制装置免遭感应雷浪涌电压入侵损毁，根据每台机械控制装置的不同构造特点，对其装设过电压保护器。

在具体施工中，应根据机械电气控制设备的不同构造特点而采用不同的防雷方法，合理地选用防雷设备；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；施工项目应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项防雷设施的定期检测。雷雨后的检查和日常的维护。施工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来降低雷电灾害带来的损失。