防雷工程雷電災(zāi)害分析與防范試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，雷電流的波頭時(shí)間（T1）和半峰值時(shí)間（T2）典型參數(shù)為（）。A.T1=10μs，T2=350μsB.T1=8μs，T2=20μsC.T1=1.2μs，T2=50μsD.T1=2.6μs，T2=50μs2.某地區(qū)年平均雷暴日為65天，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010），該地區(qū)屬于（）。A.少雷區(qū)（≤15天）B.中雷區(qū)（15天＜Td≤40天）C.多雷區(qū)（40天＜Td≤90天）D.強(qiáng)雷區(qū)（＞90天）3.關(guān)于避雷針（接閃桿）的保護(hù)范圍，以下描述正確的是（）。A.保護(hù)范圍與接閃桿高度成線性關(guān)系，高度越高保護(hù)范圍越大B.當(dāng)被保護(hù)物高度超過接閃桿時(shí)，仍可通過調(diào)整接閃桿位置獲得保護(hù)C.滾球法中，第一類防雷建筑物的滾球半徑為30mD.接閃桿的保護(hù)范圍僅針對(duì)直擊雷，對(duì)感應(yīng)雷無防護(hù)作用4.雷電電磁脈沖（LEMP）的主要耦合途徑不包括（）。A.傳導(dǎo)耦合B.輻射耦合C.電容耦合D.電阻耦合5.某電子信息系統(tǒng)機(jī)房電源線路采用TN-S系統(tǒng)，其電源電涌保護(hù)器（SPD）的接地端應(yīng)連接至（）。A.保護(hù)接地（PE）排B.中性線（N）排C.直流工作地排D.防雷接地獨(dú)立地網(wǎng)6.接地電阻的測(cè)量應(yīng)避免在（）條件下進(jìn)行，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值偏小。A.土壤干燥B.土壤潮濕C.雨天后24小時(shí)內(nèi)D.冬季凍土期7.第一類防雷建筑物防直擊雷的接閃器應(yīng)采用（）。A.獨(dú)立接閃桿，且距建筑物凈距≥3mB.屋頂避雷帶（網(wǎng)），網(wǎng)格尺寸≤5m×5mC.利用建筑物金屬屋面作為接閃器，厚度≥0.5mmD.僅設(shè)置防側(cè)擊雷裝置，無需頂部接閃器8.雷電災(zāi)害調(diào)查中，判斷“地電位反擊”的關(guān)鍵依據(jù)是（）。A.設(shè)備電源線路絕緣層擊穿B.同一接地系統(tǒng)中不同設(shè)備間出現(xiàn)高電位差C.建筑物外部接閃器存在機(jī)械損傷D.信號(hào)線路未穿金屬管屏蔽9.某3層辦公樓（第三類防雷建筑物），其防側(cè)擊雷措施應(yīng)從（）開始設(shè)置。A.屋頂層B.第二層（高度≥60m時(shí)）C.第一層（高度≥30m時(shí)）D.所有樓層均需設(shè)置10.關(guān)于浪涌保護(hù)器（SPD）的分級(jí)保護(hù)，以下說法錯(cuò)誤的是（）。A.第一級(jí)SPD應(yīng)安裝在總配電箱，通流容量≥100kA（8/20μs）B.第二級(jí)SPD安裝在分配電箱，通流容量≥40kA（8/20μs）C.第三級(jí)SPD安裝在設(shè)備端，響應(yīng)時(shí)間≤25nsD.各級(jí)SPD之間的線路長(zhǎng)度應(yīng)≥5m，否則需增加退耦裝置二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.雷電的“繞擊”是指雷電流繞過接閃器直接擊中被保護(hù)物。（）2.獨(dú)立接閃桿的接地裝置與建筑物防雷接地裝置之間的距離應(yīng)≥3m，否則需進(jìn)行等電位連接。（）3.電子設(shè)備的信號(hào)線路采用屏蔽電纜時(shí)，屏蔽層應(yīng)單端接地以避免地電位干擾。（）4.土壤電阻率越高，接地裝置的接地電阻越容易達(dá)標(biāo)。（）5.第一類防雷建筑物的防雷電感應(yīng)措施中，平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架等金屬物之間的凈距小于100mm時(shí)，應(yīng)每隔20-30m用金屬線跨接。（）6.雷電波侵入是指雷電流通過架空線路或金屬管道傳入室內(nèi)，導(dǎo)致設(shè)備損壞。（）7.建筑物防雷裝置檢測(cè)中，接地電阻測(cè)量應(yīng)采用四極法，避免地電位干擾。（）8.SPD的電壓保護(hù)水平（Up）應(yīng)小于被保護(hù)設(shè)備的耐沖擊電壓額定值（Uw），一般取Up≤0.8Uw。（）9.防直擊雷的接地裝置可與電氣設(shè)備的保護(hù)接地、工作接地共用，但需滿足最小接地電阻要求。（）10.雷暴期間，在空曠地帶應(yīng)盡量降低身體高度，雙腳并攏站立，避免接觸金屬物體。（）三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述雷電災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式及其危害特征。2.說明浪涌保護(hù)器（SPD）的工作原理，并列舉其主要技術(shù)參數(shù)。3.分析建筑物防雷裝置中“等電位連接”的作用及具體實(shí)施方法。4.對(duì)比第一類與第三類防雷建筑物在直擊雷防護(hù)措施上的差異。5.雷電災(zāi)害調(diào)查的主要內(nèi)容包括哪些？請(qǐng)結(jié)合實(shí)際案例說明關(guān)鍵調(diào)查步驟。四、案例分析題（30分）某沿海城市一小區(qū)（共6棟18層住宅樓，第三類防雷建筑物）于夏季雷暴天氣中發(fā)生多起設(shè)備損壞事件：3棟2單元電梯控制系統(tǒng)燒毀，5棟1單元監(jiān)控?cái)z像頭電源模塊擊穿，6棟頂層住戶有線電視信號(hào)中斷。經(jīng)初步勘查，發(fā)現(xiàn)以下問題：-3棟電梯機(jī)房接地端子與建筑防雷接地體連接點(diǎn)銹蝕嚴(yán)重；-5棟監(jiān)控?cái)z像頭電源線路未穿金屬管，且未安裝SPD；-6棟頂層避雷帶局部斷裂，有線電視同軸電纜未做屏蔽接地；-小區(qū)總配電房SPD老化，殘壓超過設(shè)備耐沖擊電壓。請(qǐng)結(jié)合上述信息，完成以下分析：（1）指出導(dǎo)致設(shè)備損壞的直接原因和間接原因；（2）提出針對(duì)性的整改措施；（3）說明整改后需進(jìn)行的檢測(cè)項(xiàng)目及合格標(biāo)準(zhǔn)。---參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A（解析：雷電流波形分為兩種：直擊雷的典型波形為10/350μs，感應(yīng)雷或雷電波侵入的波形為8/20μs或1.2/50μs）2.C（解析：GB50057-2010規(guī)定，少雷區(qū)Td≤15天，中雷區(qū)15＜Td≤40天，多雷區(qū)40＜Td≤90天，強(qiáng)雷區(qū)Td＞90天）3.D（解析：滾球法中，第一類防雷建筑物滾球半徑為30m，第二類45m，第三類60m；接閃桿高度與保護(hù)范圍非簡(jiǎn)單線性關(guān)系，被保護(hù)物超過接閃桿時(shí)無法保護(hù)）4.D（解析：LEMP耦合途徑包括傳導(dǎo)、輻射、電容耦合（電場(chǎng)）、電感耦合（磁場(chǎng)），無電阻耦合）5.A（解析：TN-S系統(tǒng)中，SPD接地端應(yīng)連接至PE排，實(shí)現(xiàn)等電位；獨(dú)立地網(wǎng)可能導(dǎo)致地電位差）6.C（解析：雨天后土壤水分增加，接地電阻測(cè)量值會(huì)偏小，需等待土壤恢復(fù)自然狀態(tài)）7.A（解析：第一類防雷建筑物因存放爆炸物，需獨(dú)立接閃桿，與建筑物凈距≥3m；避雷帶網(wǎng)格≤5m×5m是第二類要求）8.B（解析：地電位反擊的本質(zhì)是不同接地體間因雷電流引起高電位差，導(dǎo)致設(shè)備間擊穿）9.B（解析：第三類防雷建筑物防側(cè)擊雷措施從高度≥60m開始，每?jī)蓪釉O(shè)置均壓環(huán)）10.A（解析：第一級(jí)SPD通流容量應(yīng)≥100kA（10/350μs）或≥200kA（8/20μs），具體根據(jù)雷電防護(hù)等級(jí)確定）二、判斷題1.√（繞擊指雷電流未擊中接閃器，直接擊中被保護(hù)物）2.√（獨(dú)立接閃桿接地與建筑物接地距離不足時(shí)，需等電位連接避免反擊）3.×（信號(hào)電纜屏蔽層應(yīng)兩端接地，單端接地?zé)o法有效屏蔽電磁干擾）4.×（土壤電阻率越高，接地電阻越難降低，需增加接地體數(shù)量或使用降阻劑）5.×（平行金屬物凈距＜100mm時(shí)，應(yīng)每隔不大于30m跨接；交叉凈距＜100mm時(shí)需跨接）6.√（雷電波侵入是雷電通過線路或管道傳導(dǎo)進(jìn)入室內(nèi)的主要途徑）7.×（接地電阻測(cè)量常用三極法，四極法用于測(cè)量土壤電阻率）8.√（Up需小于設(shè)備耐沖擊電壓，一般取0.8倍以留安全裕度）9.√（共用接地可減少地電位差，需滿足最小接地電阻（如第一類≤1Ω，第二類≤10Ω））10.√（雙腳并攏可減少跨步電壓，降低身體高度可減少成為接閃目標(biāo)的概率）三、簡(jiǎn)答題1.雷電災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式及危害特征：（1）直擊雷：雷電流直接擊中物體，產(chǎn)生熱效應(yīng)（金屬熔化、可燃物燃燒）、機(jī)械效應(yīng)（物體炸裂）、電效應(yīng)（設(shè)備擊穿）；危害特征為能量集中、破壞性強(qiáng)，常導(dǎo)致建筑物損毀或人員傷亡。（2）雷電感應(yīng)（電磁脈沖）：通過電磁感應(yīng)在導(dǎo)體上產(chǎn)生過電壓/電流，損壞電子設(shè)備；危害特征為影響范圍廣，對(duì)弱電系統(tǒng)威脅大。（3）雷電波侵入：雷電流沿架空線路或金屬管道傳入室內(nèi)，導(dǎo)致設(shè)備損壞；危害特征為隱蔽性強(qiáng)，易被忽視。（4）地電位反擊：雷電流入地引起接地體電位升高，通過金屬連接反擊至其他設(shè)備；危害特征為同一接地系統(tǒng)內(nèi)多設(shè)備同時(shí)損壞。2.SPD的工作原理及技術(shù)參數(shù)：工作原理：SPD是一種限壓型保護(hù)器件，正常工作時(shí)呈高阻抗?fàn)顟B(tài)；當(dāng)線路出現(xiàn)過電壓（如雷電波）時(shí)，SPD迅速導(dǎo)通（擊穿或?qū)ǎ瑢⑦^電壓限制在設(shè)備可承受范圍內(nèi)，過電壓消失后恢復(fù)高阻抗?fàn)顟B(tài)。主要技術(shù)參數(shù)：-標(biāo)稱放電電流In（8/20μs）：SPD能多次承受的放電電流峰值；-最大放電電流Imax（8/20μs）：SPD能承受一次的最大放電電流峰值；-電壓保護(hù)水平Up：SPD動(dòng)作后兩端的最大電壓，決定保護(hù)效果；-響應(yīng)時(shí)間tA：從過電壓出現(xiàn)到SPD導(dǎo)通的時(shí)間，一般≤25ns（電源SPD）或≤1ns（信號(hào)SPD）；-持續(xù)運(yùn)行電壓Uc：SPD能長(zhǎng)期承受的最大工頻電壓，需≥系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓。3.等電位連接的作用及實(shí)施方法：作用：將建筑物內(nèi)所有金屬物體（如設(shè)備外殼、管道、構(gòu)架、接地體等）通過導(dǎo)體連接，形成等電位體，消除或減小不同金屬物體間的電位差，防止地電位反擊和雷電感應(yīng)過電壓，保護(hù)設(shè)備和人員安全。實(shí)施方法：（1）總等電位連接（MEB）：在建筑物進(jìn)線處設(shè)置總等電位端子板，將防雷接地、保護(hù)接地、工作接地、金屬管道（如水管、燃?xì)夤埽?、建筑物金屬結(jié)構(gòu)等連接至端子板；（2）局部等電位連接（LEB）：在電子設(shè)備機(jī)房、電梯井道等局部區(qū)域設(shè)置局部等電位端子板，將設(shè)備外殼、機(jī)柜、金屬線槽等連接至該端子板；（3）跨接處理：對(duì)平行或交叉敷設(shè)的金屬管道、構(gòu)架，當(dāng)凈距小于規(guī)定值時(shí)，用金屬線跨接；（4）使用等電位連接導(dǎo)體：截面積滿足要求（如銅導(dǎo)體≥16mm2，鍍鋅扁鋼≥40mm×4mm），連接點(diǎn)需可靠（焊接或壓接）。4.第一類與第三類防雷建筑物直擊雷防護(hù)差異：（1）接閃器要求：第一類需獨(dú)立接閃桿（距建筑物≥3m）或獨(dú)立避雷網(wǎng)（網(wǎng)格≤5m×5m）；第三類可利用建筑物自身金屬屋面（厚度≥0.5mm）或避雷帶（網(wǎng)格≤20m×20m或24m×16m）。（2）引下線間距：第一類≤12m；第三類≤25m。（3）接地電阻：第一類≤1Ω；第三類≤10Ω（土壤電阻率高時(shí)可放寬至30Ω，但需采取其他措施）。（4）防側(cè)擊雷：第一類從30m高度開始，每?jī)蓪釉O(shè)置均壓環(huán)并與引下線連接；第三類從60m高度開始設(shè)置。（5）獨(dú)立接地要求：第一類若采用獨(dú)立接閃桿，其接地裝置與其他接地裝置的距離≥3m；第三類可與其他接地共用。5.雷電災(zāi)害調(diào)查內(nèi)容及關(guān)鍵步驟（以某企業(yè)計(jì)算機(jī)機(jī)房雷擊為例）：主要內(nèi)容：-災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、氣象條件（雷暴路徑、強(qiáng)度）；-受損設(shè)備類型、損壞特征（如電源模塊擊穿、芯片燒毀、線路絕緣層碳化）；-防雷裝置現(xiàn)狀（接閃器、引下線、接地體、SPD、等電位連接）；-線路敷設(shè)方式（架空/埋地、是否穿金屬管、屏蔽接地情況）；-歷史雷擊記錄及防護(hù)措施整改情況。關(guān)鍵步驟：（1）現(xiàn)場(chǎng)勘查：測(cè)量接地電阻（如發(fā)現(xiàn)接地電阻15Ω，超標(biāo)），檢查接閃器（屋頂避雷帶斷裂）、引下線（連接點(diǎn)銹蝕）、SPD（老化失效，無動(dòng)作指示）；（2）設(shè)備損壞分析：觀察計(jì)算機(jī)電源模塊有燒灼痕跡，信號(hào)端口芯片擊穿，判斷為雷電波侵入和感應(yīng)過電壓共同作用；（3）線路排查：發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)線路為架空敷設(shè)，未穿金屬管屏蔽，且未安裝信號(hào)SPD；（4）資料核查：調(diào)取防雷檢測(cè)報(bào)告，顯示上年度接地電阻測(cè)試值為8Ω（合格），但本次測(cè)量因接地體腐蝕導(dǎo)致電阻升高；（5）結(jié)論推導(dǎo)：直接原因是SPD失效、線路未屏蔽、接地電阻升高；間接原因是維護(hù)不到位（未定期檢測(cè)SPD、未檢查接地體腐蝕情況）。四、案例分析題（1）直接原因與間接原因：直接原因：-3棟電梯機(jī)房接地端子銹蝕，導(dǎo)致接地電阻升高，雷電流無法有效泄放，引發(fā)地電位反擊燒毀控制系統(tǒng)；-5棟監(jiān)控電源線路未穿金屬管且無SPD，雷電波沿線路侵入擊穿電源模塊；-6棟避雷帶斷裂，無法有效接閃，直擊雷電流通過有線電視電纜傳導(dǎo)，同軸電纜未屏蔽接地導(dǎo)致信號(hào)中斷；-總配電房SPD老化，殘壓過高，無法限制過電壓。間接原因：-防雷裝置日常維護(hù)缺失（未定期檢查接地連接點(diǎn)、SPD狀態(tài)）；-線路敷設(shè)不符合規(guī)范（未穿管、未屏蔽）；-防雷設(shè)計(jì)存在缺陷（未在監(jiān)控電源、有線電視線路設(shè)置SPD）。（2）整改措施：-3棟電梯機(jī)房：清除接地端子銹蝕，重新壓接并做防腐處理（如涂導(dǎo)電膏），測(cè)試接地電阻≤10Ω（第三類要求）；-5棟監(jiān)控系統(tǒng)：電源線路穿金屬管埋地敷設(shè)，金屬管兩端接地；在監(jiān)控配電箱安裝第二級(jí)SPD（In≥40kA，Up≤1.5kV）；-6棟頂層：更換斷裂的避雷帶（采用熱鍍鋅圓鋼，直徑≥8mm），焊接處做防腐處理；有線電視同軸電纜外屏蔽層兩端接地，在信號(hào)輸入端安裝視頻信號(hào)SPD（插入損耗≤1dB，Up≤0.5kV）；-總配電房：更換老化SPD（選擇In≥100kA（8/20μs），Up≤2.5kV），檢查SPD接地端與PE排連接是否牢固；-小區(qū)整體：建立防雷裝置定期維護(hù)制度（每半年檢查接閃器、引下線、接地連接點(diǎn)，每年檢測(cè)接地電阻和SPD