雷電對施工機械的危害及其預防

毛用銳

中圖分類號：TN

文獻標識碼：A

文章編號：1673-0992(2009)03-0073-02

摘要，本文介紹雷電對施工機械的危害以及雷電災害的預防方法和技術，這些方法和技術時預防雷電災害具有普遍的參考意義。

關鍵詞：雷電施工機械危害預防

雷電發生時產生的強大雷電流，對施工機械的危害非常大，我們必須在施工過程中把雷電對施工機械的危害降到最低。

一、雷電的形成

雷電是自然界中一種常見的放電現象。由于大氣中熱空氣上升，與高空冷空氣產生摩擦，從而形成了帶有正負電荷的小水滴。當正負電荷累積達到一定的電荷值時，會在帶有不同極性的云團之間以及云團對地之間形成強大的電場，從而產生云團對云團和云團對地的放電過程，這就是通常所說的閃電和響雷。

二、雷電施工機械的危害

施工作業一般在室外環境下進行。設備的電器控制系統，特別是微電子控制裝置在雷雨季節受雷擊損害的幾率很大。雷擊有極大的破壞力，其破壞作用是綜合的，包括電性質、熱性質和機械性質的破壞。根據雷電產生以及對公路施工機械的危害，雷電可分為四種：

(一)直擊雷

直擊雷是云層與地面凸出物之間的放電形成的。瀝青拌臺站及穩定土拌合站高度高達20米和15米，巨大的雷電流流入地下。令在雷擊點及其連接的金屬部分產生極高的對地電壓，可能直接導致接觸電壓或跨步電壓的觸電事故。另外，直擊雷的巨大的雷電流通過被雷擊的拌合站。在極短的時間內轉換成大量的熱能。造成瀝青等易燃物品的燃燒或造成金屬熔化飛濺而引起火災。

(二)球形雷

球形雷是一種球形、發紅光或極亮白光的火球，運動速度大約為2m／s。球形雷能從拌合站的門、窗等等通道侵入室內，造成操作室內人和電盤等受至傷害，極其危險。

(三)感應雷

雷電感應分為靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是由于雷云接近地面，在拌合站及施工機械頂部感應出大量異性電荷所致。在雷云與其他部位放電后。拌合站頂部的電荷失去束縛，以雷電波形式，沿拌合站極快地傳播。電磁感應是由于雷擊后，巨大雷電流在周圍空間產生迅速變化的強大磁場所致。這種磁場能在附近的金屬導體上感應出很高的電壓。造成對人體的二次放電。從而損壞拌合站及施工機械的電氣設備。

(四)雷電侵入渡

雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路上或空中金屬管道上產生的沖擊電壓沿線或管道迅速傳播的雷電波。其傳播速度為3×108m／s。雷電侵入波可毀壞拌合站及施工機械的電氣設備的絕緣，使高壓竄入低壓，造成嚴重的觸電事故。屬于雷電侵入波造成的雷電事故很多，在低壓系統這類事故約占總雷電事故的70％。

三、防雷的方法和技術

在科學技術飛速發展的今天，雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電，但是經過長期的摸索與實踐，已積累起很多有關防雷的知識和經驗，形成一系列對防雷行之有效的方法。

1、接閃，就是讓在一定范圍內出現的閃電能量按照人們設計的通道泄放到大地中去。把一定保護范圍的閃電放電捕獲到。納入預先設計的對地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動式接閃裝置，其功能就是把閃電電流引導人大地。避雷線和避雷帶是在避雷針基礎上發展起來的。采用避雷針是最首要、最基本的防雷措施。

2、接地，就是讓已經納入防雷系統的閃電能量泄放人大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發生反擊。過去有些規范要求電子設備單獨接地，目的是防止電網中雜散電流或暫態電流干擾設備的正常工作。接地是防雷系統中最基礎的環節。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發揮出來。防雷接地是防雷設施安裝驗收規范中最基本的安全要求。

3、均壓連接，接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡，并使其電位升高，進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的辦法是采用均壓環，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時。所有設施立即形成一個“等電位島”，保證導電部件之間不產生有害的電位差。不發生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流人地造成的地電位升高所產生的反擊。

4、分流。就是在一切從室外來的導線與接地線之間并聯一種適當的避雷器。當直接雷或感應雷在線路上產生的過電壓波沿著這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態，將閃電電流分流入地。分流是現代防雷技術中迅猛發展的重點，是防護各種電氣電子設備的關鍵措施。由于雷電流在分流之后，仍會有少部分沿導線進入設備，這對于不耐高壓的微電子設備來說仍是很危險的，所以對于這類設備在導線進入機殼前應進行多級分流，

5、屏蔽屏蔽就是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的最有效方法。

四、如何預防雷電對施工機械的危害

在雷雨季節是雷電襲擊的高發地區，每當天空中烏云密布大雨來臨時，雷電往往會對施工機械進行正面的襲擊：而有時即使在天空中沒有雨云又不下雨的情況下，感應雷也會時有發生，其產生的浪涌電壓入侵并損壞路面攤鋪機的微電控制裝置，因此，防雷工作勢在必行，

1、青混合料攬拌廠場安裝避雷針裝置由于瀝青混合料攪拌設備及其配套機械集中在一個生產廠場使用。比較容易進行集中防雷，為此，在拌和廠場安裝避雷針。避雷針的高度高于攪拌樓的最高點，達到有效的保護半徑，防止雷電對任何一臺作業機械直擊。避雷針接地要可靠，當雷電襲擊時由避雷針及其引線經過接地網迅速將強大的雷電電流引入大地，防止雷電對機電系統的直擊。

2、面攤鋪機械電氣控制裝置裝設過電壓保護器由于路面攤鋪機械是隨時移動作業的，不可能集中避雷，而處在露天環境下的移動機械電氣控制裝置最容易受感應雷浪涌電壓的入侵，例如瀝青瀝青攤鋪機控制路面平整度和控制機械定位的壓力傳感器等就深受其害。為了保護這些控制靈敏度極高的機械微電子控制裝置免遭感應雷浪涌電壓入侵損毀，根據每臺機械控制裝置的不同構造特點，對其裝設過電壓保護器。

在具體施工中，應根據機械電氣控制設備的不同構造特點而采用不同的防雷方法，合理地選用防雷設備；應定期由專業防雷公司檢測防雷設施。評估防雷設施是否符合國家規范要求；施工項目應設立防范雷電災害責任人，負責防雷安全工作，建立各項防雷設施的定期檢測。雷雨后的檢查和日常的維護。施工單位在防雷設施的設計和建設時，應根據地質、土壤、氣象、環境、被保護物的特點，雷電活動規律等因素綜合考慮，采用安全可靠、技術先進、經濟合理的設計施工來降低雷電災害帶來的損失。