供暖末期知识 科学小知识

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防雷知识

防雷原理

防雷,是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。

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历史

本杰明·富兰克林1752年7月本杰明?富兰克林[1](Benjamin Franklin 1706—1790)著名的风筝实验及其后于1753年避雷针的公布揭开了人类对抗雷电的历史。1873年麦克斯韦[2](James Clerk Maxwell 1831--1879)发表的科学名著《电磁理论》系统、全面、完美的阐述了电磁场理论,之后伴随电磁理论的应用和普及,针对电磁脉冲的防护也正式纳入防雷范畴,直接雷防护和电磁脉冲防护构成雷电电磁脉冲防护整体并沿用至今。

而在我国,防雷行业和技术起步较晚,80年代末期才有第一家防雷企业诞生,2002年5月深圳第一届防雷技术论坛的召开标志着在我国,防雷行业正式步入成熟,本世纪初,我国先后颁布了两大防雷通用标准,GB 50057-1994《建筑物防雷设计规范》(2000年修订)和GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》,至此我国防雷技术发展成熟。

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雷电防护系统

雷电防护系统图例雷电防护系统( lightning protection system(LPS))是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置,它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。

注:在特定的情况下,雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。

目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟,国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案(防雷体系)。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分:

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直击雷防护

(direct lightning protection(lightning))

直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术,是防雷体系的第一部分。防雷直击雷防护技术以避雷针、避雷带、避雷网、避雷线为主要,其中避雷针是最常见的直击雷防护装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变,在避雷针的顶端,形成局部电场强度集中的空间,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针放电,再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。避雷针冠以“避雷”二字,仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思,而其本身恰恰相反,是“引雷”上身。

目前,主要的避雷针包括常规避雷针,提前放电避雷针、主动优化避雷针,限流型避雷针和预防典型避雷针,世面上比较常用和比较出名的是河南万佳防雷公司生产的预放电避雷针WJZ系列避雷针,如WJZ2500-1C。

接地

(earth;ground)

接地一种有意或非有意的导电连接,由于这种连接,可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。注:接地的目的是:(a)使连接到地的导体具有等于或近似于大地(或代替大地的导电体)的电位;(b)引导人地电流流入和流出大地(或代替大地的导电体)。

从定义上可以将接地分为:人工接地、自然界地;从工作性质上可分为接地保护(如防雷接地、防静电接地、设备接地、配点接地等)、工作接地(如电力设施的发、送、配电接地等工作接地还有不需要实际物理连接的电子线路逻辑地)两大类。

接地系系统是通过平衡包括阻值、结构、及相互之间配合等因素通过释放由直击雷击、雷电电磁脉冲、积累在设备上的静电、电力系统短路等状况带来的威胁及其他各类异常能量从而达到防护的目的。

目前,通用的接地系统主要包括铜包钢接地系统、长效高导活性离子接地系统等,而在接地单元与帝王链接工艺上通用热熔焊接施工工艺。

等电位连接

(equipotential bonding)

等电位连接是指将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。

等电位连接原理是通过将正常情况下彼此独立的接地系统,通过等电位连接器自动导通系统之间的电位差,从而形成更大的联合接地系统,更有效地进行异常能量释放。

电磁屏蔽

(electromagnetic shielding)

电磁屏蔽是用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。雷电电磁脉冲以雷击点为中心向周围传播,其影响范围可达2公里外甚至更远,而不仅仅局限于被雷击中的建筑物本身或其内部设防雷工程流程图备。

电磁屏蔽技术主要包括空点电磁屏蔽技术和线路电磁屏蔽技术两部分

空间电磁屏蔽技术是通过分布在各个方位具有可靠的、连续电气连接的金属材料层来阻挡电磁波的侵入,通过将电磁能在屏蔽体上进行能量转换使此能转化为电能,再通过接地装置泄放入地。

线路电磁屏蔽技术是通过穿金属管(槽)敷设,并将连续的金属管(槽)两端可靠接地而形成屏蔽体以防止电磁脉冲对金属线路的电磁感应而生成过电压。线路电磁屏蔽技术除具有空间屏蔽功能外,还具有在线路引入过电压时产生反向电动势以抵消线路过电压的功能。

过电压保护

(over voltage protection)

过电压保护是指电源装置和所连接的设备为防止电源故障以至于产生过高的输出电压(包括开路电压)而施加的一种保护。

过电压保护实际上涉及多种系统的过电压保护,其中最主要的是电源系统过电压保护和通信系统过电压保护。

过电压保护技术主要是通过使用相关设备将电能分配到系统的各个用电设备当中,已最大限度的削减能量最大值,再通过对各用电设备的安全保护设备多级保护,达到能量释放、低残压保护的功能。而在实际应用当中,考虑到各种系统的特殊性,需要针对不同系统设计专门的过电压保护方案,已达到防护目的。

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方法

自身安全防护

1、在两次雷击之间一分钟左右的间隙,应尽可能躲到能够防护的地方去。不具备上述防雷工程流程图条件时,应立即双膝下蹲,向前弯曲,双手抱膝。

2、在野外也可以凭借较高大的树木防雷,但千万记住要离开树干、树叶至少两米的距离。依此类推,孤立的烟囱下、高大的金属物体旁、电线杆下都不宜逗留。此外,站在屋檐下也是不安全的,最好马上进入建筑物内。

3、雷雨中若手中持有金属雨伞、高尔夫球棍、斧头等物,一定要扔掉或让这些物体低于人体。还有一些所谓的绝缘体,像锄头等物,在雷雨天气中其实并不绝缘。

4、雷雨时,室内开灯应避免站立在灯头线下。

5、不宜使用淋浴器。因为水管与防雷接地相连,雷电流可通过水流传导而致人伤亡。

家用电器保护

1、有条件的情况下,应在电源入户处安装电源避雷器,并在有线电视天线、电话机、传真机、电脑MODEN调制解调器入口处、卫星电视电缆接口处安装信号避雷器。但是安装时要有好的接地线,同时做好接地网。

2、每天收听气象预报,得知当天有雷暴时应在上班前将家用电器的电源插头、信号插头拔掉,并且出门时不要忘记关门窗,以防止滚球雷的侵入。

建筑物的保护

1、宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m(网格密度按建筑物类别确定)的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。

2、引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m(引下线间距按建筑物类别确定)。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时,可按跨度设引下线,但引下线的平均间距不应大于18m。

3、每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置,并宜与埋地金属管道相连;当不共用、不相连时,两者间在地中的距离应符合下列表达式的要求,但不应小于2m:

在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下,接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

详见以下规范。

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规范

GB 15599-1995石油与石油设施雷电安全规范[3]

GB 50057-1994建筑物防雷设计规范(附条文说明)(2000版)[4]

GB 50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范(附条文说明)

GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范

GBJ 79-1985工业企业通信接地设计规范

GA 267-2000计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范

JR/T 0026-2006银行业计算机信息系统雷电防护技术规范

QX 2-2000新一代天气雷达站防雷技术规范

QX 30-2004自动气象站场室防雷技术规范

QX 3-2000气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范

QX 4-2000气象台(站)防雷技术规范

YD 2011-1993微波站防雷与接地设计规范(附条文说明)

YD 5068-1998移动数据通信基站防雷与接地设计规范

YD/T 5098-2001通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范

GA173-2002计算机信息系统防雷保安器

QX 10[1].1-2002_电涌保护器第1部分:性能要求和试验方法

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相关标准

IEC 62305-1-2006雷电防护

IEC/TR 61400-24-2002风力涡轮机发电机系统。第24部分:避雷装置 IEC61400-24

IEC 60364-5-54-2002建筑物的电气设施。第5-54部分:电气设备的选择和安装。接地措施、保护导体和保护跨接线 IEC60364-5-54

IEC 60099避雷器

GB 15599-1995石油与石油设施雷电安全规范

GB 50057-1994建筑物防雷设计规范(附条文说明)(2000版)

GB 50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范(附条文说明)

GB/T 19271-2003雷电电磁脉冲的防护

GB/T 19663-2005雷电电磁脉冲的防护

GB/T 19663-2005信息系统雷电防护术语

GB/T 19856-2005雷电防护

GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范

GB/T 21714-2008雷电防护

GB/T 2900.12-2008电工术语避雷器、低压电涌保护器及元件

GB/T 7450-1987电子设备雷击保护导则

GJB 5080-2004军用通信设施雷电防护设计与使用要求

GJB 1210-1991接地搭接和屏蔽设计的实施

GJB 2269-1996后方弹药仓库防雷技术要求

防雷产品认证与产品检测机构:

1、北京雷电防护装置测试中心

2、上海雷电防护装置测试中心

3、中国铁道科学研究院通信信号研究所

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装置

防雷设备从类型上看大体可以分为:电源防雷器、电源保护防雷器插座、天馈线保护器、信号防雷器、防雷测试工具、测量和控制系统防雷器、地极保护器。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。上述的针、线、网、带都只是接闪器,而避雷器是一种专门的防雷装置。接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体的总和。

接闪器

避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都是接闪器,它们都是利用其高出被保护物的突出地位,把雷电引向自身,然后通过引下线和接地装置,把雷电流泄入大地,以此保护被保护物免受雷击。接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求,还应有足够的热稳定性,以能承受雷电流的热破坏作用。

避雷器

避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压,一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护,在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压,在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护

避雷器并联在被保护设备或设施上,正常时装置与地绝缘,当出现雷击过电压时,装置与地由绝缘变成导通,并击穿放电,将雷电流或过电压引入大地,起到保护作用。过电压终止后,避雷器迅速恢复不通状态,恢复正常工作。避雷器主要用来保护电力设备和电力线路,也用作防止高电压侵入室内的安全措施。避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷器。

引下线

防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。

电源防雷器

电源防雷器是防止雷电和其他内部过电压侵入设三相电源防雷器备造成损坏,从室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案,介绍了外部避雷和内部避雷、保护区、防雷等电位连接等概念。分析了电源防雷工作原理。采用电源防雷能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地,降低设备各接口间的电位差,从而保护电路上的设备。电源防雷器分为B、C、D三级。依据IEC(国际电工委员会)标准的分区防雷、多级保护的理论,B级防雷属于第一级防雷器,可应用于建筑物内的主配电柜上;C级属第二级防雷器,应用于建筑物的分路配电柜中;D级属第三级防雷器,应用于重要设备的前端,对设备进行精细保护。

正确安装电源防雷器,设备因雷击导致电源损坏的机会,可以减少到接近零,即可免除更换设备之费用,保障系统不间断连续运行。并可减少建筑物因雷击所引起的电源火警机会,确保人身及其他财产的安全。

信号防雷器

信号防雷器在产品的设计上,依据IEC 61644的要求千兆网络防雷器,分为B、C、F三级。B级(Base protection)基本保护级(粗保护级),C级(Combination protection)综合保护级,F级(Medium&fine protection)中等&精细保护级。专业用于网络、通讯、光缆、广播、电视、监控、视频等设备的雷电保护设备。

视频防雷器

也称同轴电缆电涌保护器,阻抗有两种,一种是75欧姆,一种视频防雷器组合图是50欧姆。其中50欧姆的用于有线电视的室外电缆传输保护,75欧姆的用于视频传输,比如闭路电视监控系统传输,俗称:视频防雷器。视频防雷器安装于视频传输线的两端(前后端),可以有效保护摄像机、球机、矩阵、数字录像机、监视器不受雷电的破坏。视频防雷器完整的内部结构一般可分为三部分:放电部分、稳流部分、稳压部分;性能好的视频防雷器里面还添加了可提高信号防雷器传输频率的电路,以减少因接口等处的损耗。

防雷接地装置

接地装置是防雷装置的重要组成部分。接地装置向大地泄放雷电流,限制防雷装置对地电压不致过高。除独立避雷针外,在接地电阻满足要求的前提下,防雷接地装置可以和其他接地装置共用。为所雷电流迅速导入大地以防雷止雷害为目的的接地叫做防雷接地。

防接地装置包括以下部分:

1、雷电接受装置:直接或间接接受雷电的金属杆(接闪器),如避雷针、避雷带(网)、架空地线及避雷器等。

2、接地线(引下线):雷电接受装置与接地装置连接用的金属导体。

3、接地装置:接地线和接地体的总和。

测量和控制装置

测量和控制装置有着广泛的应用,例如生产厂、建筑物管理、供暖系统、报警装置等。由于雷电或其他原因造成的过电压不仅会对控制系统造成危害,而且对昂贵的转换器、传感器也会造成危害。控制系统的故障通常会导致产品损失和对生产的影响。测量和控制单元通常比电源系统对浪涌过电压的反应更加敏感。

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发展

由中国科学院研究员、国际宇航科学院院士在国际上首次提出了通过消除雷击危险性,使保护目标不再遭受雷击的新一代避雷技术,称为“智能避雷技术”。以原中国科学院空间中心电学组专家团队,经过十多年的潜心研究开发,从理论分析、模拟计算、实验测试、模型实验、工程实用化研究、外场实验等各个角度和方法的研究,都证明了这一技术的合理性和可行性。期间经多次大小各类专家会议的评审鉴定,得到充分肯定,被誉为“21世纪防雷事业的曙光”。

2002年联合国发明协会评选全世界的发明创造。智能避雷技术获得金奖的同时,荣获我国唯一的一项特别金奖,被联合国国际专家组誉为“人类生存和保障的最佳发明”。

通过了国家气象局测试中心的检测。通过了国军标要求的温度、震动、冲击、和电磁兼容的测试。列入了国家火炬计划。获得了环保认证。企业标准获得了质监局的登记备案。获得了中国专利证书。获得了美国专利证书。申报了国际专利,并申报了美、日、德、英、意、西班牙、俄等国专利。

智能避雷技术是目前为止国际上唯一可以把雷害拒之于门外,为现代化和信息化保驾护航的环保类新型避雷技术。它不仅能够弥补传统避雷方式不能保护信息装备的不足,而且由于其不靠接地,所以特别适用于高山雷达站等接地困难的场所,以及车辆、舰船、飞机、导弹等不能接地的移动目标。该项目的实施不仅对提高我国军队战斗力具有重要意义,而且有望列入国际标准,成为继福兰克林之后的第二个通行防雷方法,实现人类避雷技术史上的革新。

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提示

1、应该留在室内,并关好门窗;在室外工作的人应躲入建筑物内。

2、不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器,不宜使用水龙头。

3、切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其它类似金属装置。

4.、减少使用电话和手提电话。

5、切勿游泳或从事其它水上运动,不宜进行室外球类运动,离开水面以及其它空旷场地,寻找地方躲避。

6、切勿站立于山顶、楼顶上或其他接近导电性高的物体。

7、切勿处理开口容器盛载的易燃物品。

8、在旷野无法躲入有防雷建设的建筑物内时,应远离树木和桅杆。

9、在空旷场地不宜打伞,不宜把羽毛球、高尔夫球棍等扛在肩上。

10、不宜开摩托车、骑自行车。

11、在两次雷击之间一分钟左右的间隙,应尽可能躲到能够防护的地方去。不具备上述条件时,应立即双膝下蹲,向前弯曲,双手抱膝。

12、在野外也可以凭借较高大的树木防雷,但千万记住要离开树干、树叶至少两米的距离。依此类推,孤立的烟囱下、高大的金属物体旁、电线杆下都不宜逗留。此外,站在屋檐下也是不安全的,最好马上进入建筑物内。

13、雷雨中若手中持有金属雨伞、高尔夫球棍、斧头等物,一定要扔掉或让这些物体低于人体。还有一些所谓的绝缘体,像锄头等物,在雷雨天气中其实并不绝缘。

14、雷雨时,室内开灯应避免站立在灯头线下。

15、不宜使用淋浴器。因为水管与防雷接地相连,雷电流可通过水流传导而致人伤亡。

夏季预防雷击

当前,夏季多雷雨天气已经临近,预防雷击是我们人类的首要问题。几年来,被雷击或者被间接雷击而死亡的人数在不断的增长,如何防止雷击问题是人们经常谈论的事情。在夏季,雷电分为两种危害,一种是直接雷击,另一种则是间接雷击。直击雷的危害程度远大于间接雷击,而直击雷是我们大家都知道的。间接雷击主要是由于雷雨云层电荷在放电时产生的强电磁场通过金属导线而感应出的数万伏超高电压放电。下面我们较详细的来阐述关于雷电的防护问题。

1,直击雷

关于直击雷的防护问题,在很多的专业教科书中已有所描述。唯一的方法就是构建防雷措施,在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线,可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。或者在人类居住的小区四周装有大型的避雷塔,以防止人类的生命财产不受到任何的伤害和损失。在雷雨天气,要尽量的远离那些高大的树木林区和没有避雷措施的建筑物,还有就是架空的高低压输电网络和通讯网络。在雷雨来临之际,最好的防雷击方法就是尽快的躲进屋里,并关好门窗以防球形雷进入。假如你是在野外遇到雷雨天时,首先你要观看一下你所处的地理位置,千万不要往高处去,尽快的进入到低洼地带,找一处能够避雨的地方躲藏起来以防雷击。

2,感应雷

对于感应雷来说,一般人了解的还不算太清楚,只有专业人士才知道感应雷电的潜在危害。什么是感应雷电呢?就是带电的雷雨云层在放电时产生瞬间强大的高脉冲电磁场,这种强磁场会在我们周围的金属导线中产生感应电荷。由于感应电荷的聚集,会在金属导线上形成较高的对地电位差,也就是我们平时所说的高压电。大家可能知道高压输电网络的电位是多少吗?其大概的范围是在10千伏至数百千伏电位之间。请大家千万不要小看了感应雷击,这里的学问还是挺多的呢。现在我给大家说一段现实生活中的小故事;

在一次偶然的强雷电放电过程中,让我们了解到了由强雷电引起的瞬间强磁电转换过程。那是在1985年的夏季,有一住户的室外电视天线架设高度为6米左右,天线的高度不超过四周的近距离建筑物和树木的高度。根据目测,树木的高度为十米,建筑物的高度为8米,而积雨云层距地面电视天线的垂直高度为100米以上,距强雷电发生的有效距离为1000米。在雷雨天气,一般的平房住户,会将入室的电视天线和电视电源插头共同拔掉的。而被拔掉的天线接头距离电视机的接线端子为20公分左右,电视天线的馈线长度不超过20米,天线接收器为一般简易的民用振子天线。忽然,在一道闪光过后,巨大的雷声从相距300米左右的高空炸起,就听电视机的后面“啪”的一声!一道弧光闪过,近前一看,电视天线接头与电视机的各接线端子表面都有被高压电弧击伤过的痕迹。当时屋里所有的人都被这一突然的放电声吓了一跳,也都在庆幸着距离电视机较远,不然的话,后果不敢设想。按着20公分的距离来计算,一万伏高压电能击穿1公分距离的干燥空气介质,而20公分距离的空气介质其击穿电压应该在20万伏左右。由于当时是雷雨天气,屋里的空气湿度较大,击穿1公分空气介质的电压应该在7000伏左右,那么击穿20公分空气介质的电压也要在10万伏以上。上述的数据只是粗略的计算,但在双股20米长的金属导体上究竟能产生多高的磁感应电荷,我们还要进行下一步的研究性工作。

故事虽然讲完了,但我们预防雷电的具体措施还不够完备。通过上述的一段小故事,我们知道了感应雷间接性的危害。那么在雷雨季节,我们就要尽量的远离那些象高低压输电网络和架空带有金属导体的各种通讯网络以及各种通信发射塔的固定地埋牵引线。也包括无线电的接受天线等金属导线网络,千万要远离和不要用手去触摸它们下垂延伸线路的金属端头部分。在我们城区、农村的所有架空金属导电网络中,其延绵环绕于我们周围长达数十里或者数百里。在其上面所产生的雷电感应电荷数量是非常之高的。于瞬间并能够感应出电压高达数万伏,它会将与其连接的电器和电子设备瞬间摧毁。下面,我们用列表的方式来说明当雷雨来临之时应当注意到的几点问题。

1,远离高大的建筑物和树木,尽量的进入到低洼地带。

2,远离高低压输电网络。

3,远离输电网络的金属延伸固定装置(金属拉力线)。

4,远离所有的金属导线通讯网络。

5,远离各种通讯发射塔金属设施。

6,远离各种架空的金属建筑设施和存放于室内外的金属材料。

7,千万不要触摸室外延伸与室内的各种导体金属端头,并尽量的远离。

9,在行车过程中,尽量的不要走出车外。

10,遇到雷雨时,尽量放掉手中的金属物体,就连晾衣服的金属线绳也要注意,尽量的在雷雨到来之时将所晾晒的衣物收回屋内。

11,在雷雨来临前,断掉所有与室外连接的设备引线,最好的断接控制装置设于室外,千万不要触摸这些断点的金属部分。

有关雷雨季节的人身防护问题,我们已经基本上潦草的说了说。不论怎样,在雷雨季节保护好自己的生命安全是最重要的。大人一定要反复的告诫儿童,向他们讲解关于雷雨季节的防雷电知识。

关于热工基础知识

《热工基础》《热工基础与应用》《工程热力学》《传热学》热工基础知识 1、水和水蒸汽有哪些基本性质?答:水和水蒸汽的基本物理性质有:比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。水的比重约等于1(t/m 3、kg/dm 3、g/cm 3)蒸汽比容是比重的倒数,由压力与温度所决定。水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下,水转变成蒸汽所吸收的热量,或者蒸汽转化成水所放出的热量,单位是:KJ/Kg。水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量,单位是KJ/ Kg·℃,通常取4.18KJ。水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数,与温度、压力有关。 2、热水锅炉的出力如何表达?答:热水锅炉的出力有三种表达方式,即大卡/小时(Kcal/h)、吨/小时(t/h)、兆瓦(MW)。(1)大卡/小时是公制单位中的表达方式,它表示热水锅炉每小时供出的热量。(2)"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通俗说法,它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量(通常以吨表示)的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。(3)兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位,基本单位为W(1MW=106W)。正式文件中应采用这种表达方式。三种表达方式换算关系如下: 60万大卡/小时(60×104Kcal/h)≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW 3、什么是热耗指标?如何规定?答:一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标,简称热指标,单位w/m 2,一般用qn表示,指每平方米供暖面积所需消耗的热量。黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表2-1建筑物类型住宅综合居住区学校或办公场所旅馆食堂餐厅非节能型建筑 56~64 60~80 60~80 60~70 115~140节能型建筑 38~48 50~70 55~70 50~60 100~130上表数据只是近似值,对不同建筑结构,材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同,纬度越高的地区,热耗指标越高。 4、如何确定循环水量?如何定蒸汽量、热量和面积的关系?答:对于热水供热系统,循环水流量由下式计算: G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中:G-计算水流量,kg/h Q-热用户设计热负荷,W c-水的比热,c=4187J/ kgo℃ tg﹑th-设计供回水温度,℃一般情况下,按每平方米建筑面积2~2.5 kg/h估算。对汽动换热机组,由于供回水温差设计上按20℃计算,故水量常取2.5 kg/h。采暖系统的蒸汽耗量可按下式计算: G=3.6Q/r+⊿h式中:G-蒸汽设计流量,kg/h Q-供热系统热负荷,W r-蒸汽的汽化潜热,KJ/ kg⊿h-凝结水由饱和状态到排放时的焓差,KJ/ kg在青岛地区作采暖估算时,一般地可按每吨过热蒸汽供1.2万平方米建筑。 5、系统的流速如何选定?管径如何选定?答:蒸汽在管道内最大流速可按下表选取:单位:( m/s)蒸汽性质公称直径>200公称直径≤200过热蒸汽 80 60饱和蒸汽 60 35蒸汽管径应根据流量、允许流速、压力、温度、允许压降等查表计算选取。 6、水系统的流速如何选定?管径如何选定?答:一般规定,循环水的流速在0.5~3之间,管径越细,管程越长,阻力越大,要求流速越低。为了避免水力失调,流速一般取较小值,或者说管径取偏大值,可参考下表:管径(mm) DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80流速(m/s) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9在选择主管路的管径时,应考虑到今后负荷的发展规划。 7、水系统的空气如何排除?存在什么危害?答:水系统的空气一般通过管道布置时作成一定的坡度,在最高点外设排气阀排出。排气阀有手动和自动的两种,管道坡度顺向坡度为0.003,逆向坡度为0.005。管道内的空气若不排出,会产生气塞,阻碍循环,影响供热。另外还会对管路造成腐蚀。空气进入汽动加热器会破坏工作状态,严重时造成事故。 8、系统的失水率和补水率如何定?失水原因通常为何?答:按照《城市热力网设计规范》规定:闭式热力网补水装置的流量,应为供热系统循环流量的2%,事故补水量应为供热循环流量的4%。失水原因:管道及供热设施密封不严,系统漏水;系统检修放水;事故冒水;用户偷水;系统泄压等。 9、水系统的定压方式有几种?分别是如何实现定压的?系统的定压一般取多少?答:热水供热系统定压常见方式有:膨胀水箱定压、普通补水泵定压、气体定压罐定压、蒸汽定压、补水泵变频调速定压、稳定的自来水定压等多种补水定压方式。采用混合式加热器的热水系统应采用溢水定压形式。(1)膨胀水箱定压:在高出采暖系统最高点2-3米处,设一水箱维持恒压点定压的方式称为膨胀水箱定压。其优点是压力稳定不怕停电;缺点是水箱高度受限,当最高建筑物层数较高而且远离热源,或为高温水供热时,膨胀水箱的架设高度难以满足要求。(2)普通补水泵定压:用供热系统补水泵连续充水保持恒压点压力固定不变的方法称为补水泵定压。这种方法的优点是设备简单、投资少,便于操作。缺点是怕停电和浪费电。(3)气体定压罐定压:气体定压分氮气定压和空气定压两种,其特点都是利用低位定压罐与补水泵联合动作,保持供热系统恒压。氮气定压是在定压罐中灌充氮气。空气定压则是灌充空气,为防止空气溶于水腐蚀管道,常在空气定压罐中装设皮囊,把空气与水隔离。气体定压供热系统优点是:运行安全可靠,能较好地防止系统出现汽化及水击现象;其缺点是:设备复杂,体积较大,也比较贵,多用于高温水系统中。(4)蒸汽定压:蒸汽定压是靠锅炉上锅筒蒸汽空间的压力来保证的。对于两台以上锅炉,也可采用外置膨胀罐的蒸汽定压系统。另外,采用淋水式加热器和本公司生产的汽动加热器也可以认为是蒸汽定压的一种。蒸汽定压的优点是:系统简单,投资少,运行经济。其缺点是:用来定压的蒸汽压力高低取决于锅炉的燃烧状况,压力波动较大,若管理不善蒸汽窜入水网易造成水击。(5)补水泵变频调速定压:其基本原理是根据供热系统的压力变化改变电源频率,平滑无级地调整补水泵转速而及时调节补水量,实现系统恒压点的压力恒定。这种方法的优点是:省电,便于调节控制压力。缺点是:投资大,怕停电。(6)自来水定压:自来水在供热期间其压力满足供热系统定压值而且压力稳定。可把自来水直接接在供热系统回水管上,补水定压。这种方法的优点是显而易见的,简单、投资和运行费最少;其缺点是:适用范围窄,且水质不处理直接供热会使供热系统结垢。(7)溢水定压形式有:定压阀定压、高位水箱溢水定压及倒U型管定压等。运行中,系统的最高点必然充满水且有一定的压头余量,一般取4m左右。由于系统大都是上供下回,且供程阻力远小于回程阻力,因此,运行时,最高点的压头高于静止时压头。因此,静态定压值可适当低一些,一般为1~4m为宜。最大程度地降低定压压值,是为了充分利用蒸汽的做功能力。 10、运行中如何掌握供回水温度?我国采暖系统供回水温差通常取多少?答:我国采暖设计沿用的规定:供水温度95℃,回水温度70℃,温差为25℃。但近年来,根据国内外供热的先进经验,供回水温度及温差有下降趋势,设计供回水温度有取80/60℃,温差20℃的。 11、什么是比摩阻?比摩阻系数通常选多少?水系统的总阻力一般在什么范围?其中站内、站外各为多少?答:单位长度的沿程阻力称为比摩阻。一般情况下,主干线采取30~70Pa/m,支线应根据允许压降选取,一般取60~120Pa/m,不应大于300 Pa/m。一般地,在一个5万m 2的供热面积系统中,供热系统总阻力20~25m水柱,其中用户系统阻力2~4m,外网系统阻力4~8m水柱,换热站管路系统阻力8~15m水柱。 12、热交换有哪几种形式?什么是换热系数?面式热交换器的主要热交换形式是什么?答:热交换(或者说传热)有三种形式:导热、对流和辐射。对面式热交换器来说,换热的主要形式是对流和导热,对流换热量的计算式是:Q=αA(t2-t1),导热换热量的计算式是:Q=(λ/δ)A(t2-t1)。在面式热交换器中的传热元件两侧都发生对流换热,元件体内发生导热。 13、面式热交换器有哪些形式?其原理、优缺点各为何?答:面式热交换器的主要形式有:管壳式换热器、板式换热器、热管式换热器等。它可细分成很多形式,其共同的缺点:体积大,占地大、投资大,热交换效率低(与混合式比较),寿命短;它们的优点是凝结水水质污染轻,易于回收。 14、普通的混合式热交换器有什么缺点?答:普通的混合式热交换器,蒸汽从其侧面进入,水循环完全靠电力实现,它虽具有体积小、热效率高的优点,但存在下列缺点: 1、不节电,任何情况下都不能缺省循环水泵; 2、不稳定,当进汽压力较低,或进水压力较高时,皆会出现剧烈的振动和噪声; 3、同样,也存在凝结水回收难的问题。 15、供热系统常用到哪几种阀门,各有什么性能?答:供热系统常用到的阀门有:截止阀、闸阀(或闸板阀)、蝶阀、球阀、逆止阀(止回阀)、安全阀、减压阀、稳压阀、平衡阀、调节阀及多种自力式调节阀和电动调节阀。其中截止阀:用于截断介质流动,有一定的节调性能,压力损失大,供热系统中常用来截断蒸汽的流动,在阀门型号中用"J"表示截止阀闸阀:用于截断介质流动,当阀门全开时,介质可以象通过一般管子一样,通过,无须改变流动方向,因而压损较小。闸阀的调节性能很差,在阀门型号中用"Z"表示闸阀。逆止阀:又称止回阀或单向阀,它允许介质单方向流动,若阀后压力高于阀前压力,则逆止阀会自动关闭。逆止阀的型式有多种,主要包括:升降式、旋启式等。升降式的阀体外形象截止阀,压损大,所以在新型的换热站系统中较少选用。在阀门型号中用"H"表示。蝶阀:靠改变阀瓣的角度实现调节和开关,由于阀瓣始终处于流动的介质中间,所以形成的阻力较大,因而也较少选用。在阀门型号中用"D"表示。安全阀:主要用于介质超压时的泄压,以保护设备和系统。在某些情况下,微启式水压安全阀经过改进可用作系统定压阀。安全阀的结构形式有很多,在阀门型号中用"Y"表示。 16、除污器有什么作用?常安装于系统的什么部位?答:除污器的作用是用于除去水系统中的杂物。站内除污器一般较大,安装于汽动加热器之前或回水管道上,以防止杂物流入加热器。站外入户井处的除污器一般较小,常安装于供水管上,有的系统安装,有的系统不安装,其作用是防止杂物进入用户的散热器中。新一代的汽动加热器自带有除污器 17、有时候发现有的用户暖气片热而有的不热,何故?如何解决?答:这叫作系统水力失调,导致的原因较复杂,大致有如下原因:(1)管径设计不合理,某些部位管径太细;(2)有些部件阻力过大,如阀门无法完全开启等;(3)系统中有杂物阻塞(4)管道坡度方向不对等原因使系统中的空气无法排除干净;(5)系统大量失水;(6)系统定压过低,造成不满水运行;(7)循环水泵流量,扬程不够;要解决系统失调问题,首先要查明原因,然后采取相应措施 18、汽暖和水暖各有什么优缺点?答:汽暖系统虽有投资省的优点,但能源浪费太大,据权威部门测算,汽暖比水暖多浪费能源约30%,因此近年汽暖方式正逐步被淘汰。汽暖浪费能源主要表现在:(1)国内疏水器质量不过关,使用寿命短,性能差,汽水一块排泄;(2)管系散热量大,除工作温度高的原因外,保温破坏,不及时维修也是原因之一;(3)系统泄漏严重,同样的泄漏面积,蒸汽带出的热量比水大得多。汽暖除了不经济之外,还不安全,易发生人员烫伤和水击暴管事故。很多系统运行中伴随有振动和水击声,影响人的工作和休息。另外,汽暖房间空气干燥,让人感到不舒适。水暖系统虽适当增加了投资,但克服了上述弊端。

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科学小知识

科学是一个建立在可检验的解释和对客观事物的形式、组织等进行预测的有序的知识的系统,那么你对科学小知识了解多少呢?以下是由我整理关于科学小知识的内容,提供给大家参考和了解,希望大家喜欢!科学小知识科学小常识——暖水瓶为什么能保温?暖水瓶的瓶胆,是由两层玻璃制成的,中间加层里的空气被抽掉后,里面就形成了真空。由于真空不容易传热,里面盛的水就不容易变凉。当我们把冰块放到暖瓶里时,暖瓶外边的热也同样不容易进到暖瓶内,冰块也就不容易溶化了。科普知识——为什么空调能制冷?目前,空调早已成为普通家庭必备的家用电器。也许你会问,空调是如何制冷的呢?其实,它是应用有关气体液体相互转变过程中的能量变化原理来进行工作的。以前的空调器中使用的基本是氟利昂,现在使用的是氟利昂的替代物。当空调器中的氟利昂液体在蒸发器中蒸发时,就吸收空气中的热量,也就是使热空气变冷了。由于室内热空气是在空调器中的离心式风扇作用下通过蒸发器的,所以蒸发器就不断的流入热空气,又不断地放出“冷气”。那么,蒸发后的氟利昂气体则么能又变成液体呢?这主要是由空调器压缩机来完成。压缩机将蒸发器流出的低压氟利昂气体收缩成高温高压的气体,这种气体再经过冷凝器降温,就逐步冷凝成高压液体,冷凝器中热量由轴流式风扇排出室外,高压液体再流经降压节流毛细管,变成低压液体后又流入蒸发器,就完成了一个工作循环。空调器内部就是这样不断循环,使室温逐步下降的。如果把馒头放笼屉上蒸,应该是最上边屉里的先熟。因为水开了以后,水变成滚热的水蒸气,水蒸气比空气轻,它就往最上面跑,馒头就是靠这些滚热的蒸气蒸熟的。最上一层的屉最早接触水蒸气,时间也最长,所以,上边屉的馒头先熟。身边科学——用笼屉蒸馒头哪一层先熟?科普知识——馒头里为什么有许多小洞?做馒头时一定要掺进一种叫酵母的东西,酵母在湿面团里生长繁殖,不断放出二氧化碳气体,二氧化碳气体越积越多,把面团给撑大了,里面就存了好多气泡。当馒头蒸熟以后,二氧化碳气跑掉了,在馒头里就留下了许多小洞。为什么雨多瓜果就不甜了?瓜果里除了水分以外,主要就是糖分了。光照充足,叶子就能通过阳光制造出很多糖分,多余的贮藏在瓜果里。如果在瓜果生长的过程中,阴天和雨水多,植物得不到足够的阳光,叶子造不出更多的糖分,瓜果就不甜了。植物田园——夏天的中午为什么不能给花浇水?夏天的清晨和傍晚,天气比较凉快,这时候给花浇水,土壤温度和水的温度差不太大,花儿不会受到伤害。到了中午,土壤里的温度也很高,要是忽然给花浇上凉水,一些花会经不住温度的突然变化,也许很快会死掉的。所以,夏天浇花,一定要在清早或傍晚。动物世界——海绵是动物还是植物?不少人误以为海绵是植物,其实,它是一种非常原始的动物,属于无脊椎动物中的多孔动物门。由于身体柔软如绵,又多生活在海里,因而得名。海绵已在海洋里生活了长达两亿年的时间。其种类多达一万多种。海绵形状多样,有扇形、球形、灯笼形、管状、瓶状、杯状等;色彩艳丽,有白色、红色、黄色、橘红、银灰等;体形从几毫米至十几米大小不等。全身由内向外两层细胞组成;体表有多达4千亿个小孔与体腔相同。通过布满全身的小孔内所生长的鞭毛摆动吸入海水,海水中的氧气、有机物、藻类等物质经过海绵体内的过滤,而后作为维生的养料被吸收。海绵的分布很广,不仅遍布于从热带海洋到极地北冰洋的广阔海域,而且在河流湖泊中也随处可见它们的身影。海绵能分泌一种物质,能够杀死其周围水中的有害微生物,从而净化水质。它们体内所含的天然抗生素还能消灭结核杆菌,治疗风湿和神经系统疾病呢。生命奥秘——感冒了为什么闻不出味来?人得了感冒以后,鼻粘膜就会充血肿胀,有时把鼻子堵住出不来气,鼻子闻到的气味就会减少。而且,鼻粘膜充血肿胀以后,鼻涕也会增加,这些鼻涕盖在鼻粘膜上,就像盖了一层毡子,挡住了气味对嗅觉细胞的刺激。所以,人感冒了以后,就闻不出味来了。生命奥秘——人肚子里为什么会长蛔虫?蛔虫是寄生在人肚子里面的一种寄生虫。蛔虫卵经常随着粪便混到泥土里、生水里,而沾在蔬菜、瓜果上面。如果小朋友吃饭前不洗手,喝生水或瓜果前不洗干净,蛔虫卵就会被吃进肚子里。这样,人的肚子里就会长蛔虫了。生命奥秘——人流泪时,为什么会流鼻涕?我们的眼睛总是被眼泪湿润着。通过眨眼睛,把水分从眼头的小孔通过细管流到鼻子。平常眼泪不多,你不会感觉到。可是当你流泪多的时候,大量的泪水便从眼睛流到鼻子,这就成了鼻涕了。也就是说,眼睛和鼻子之间有一个小细管相遇。生命奥秘——转圈儿为什么会头晕?在每个人的内耳里,都长着管理人体平衡的器官,叫迷路。迷路里装有淋巴液,人体转动时,这些淋巴液会随着头的旋转而流动,向迷路的神经细胞发出信息,把人体运动状况报告给大脑。连着转圈时,迷路会因连续受刺激而过度兴奋,便发生头晕。生命奥秘——舌头为什么能尝出味来?

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