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防雷技術(shù)

炸藥庫防雷接地怎么做?

發(fā)布時(shí)間:2021-10-22  

電閃雷鳴是一種自然現(xiàn)象,我國雷電的分布特點(diǎn)是:夏季多于春秋季,陸地多于海洋,山嶇多于平原,南方多于北方。雷電的電壓很高,瞬時(shí)電流強(qiáng)度很大,因此一次雷電的放電時(shí)間雖然只有0.01s左右,但其釋放出的能量卻大得驚人,雷電放電時(shí)可使電氣設(shè)備絕緣擊穿、建筑物造成破壞、家用電器擊毀、人體及牲畜死亡或受傷等。雷擊分為直接雷擊和感應(yīng)雷擊兩種。雷云對(duì)地面物體或人畜直接放電的現(xiàn)象叫直接雷擊;架空電纜或室外天線被空中帶電云放電形成的強(qiáng)電場(chǎng)的感生電動(dòng)勢(shì)沖擊家用電器或電子設(shè)備的現(xiàn)象叫感應(yīng)雷擊,避雷的方法視具體情況而定。

1.化工企業(yè)防雷的重要性

雷電是不可避免的自然災(zāi)害,地球上任何時(shí)候都有雷電在活動(dòng)。雷電災(zāi)害是十種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。全球每天約發(fā)生800萬次雷電,每年因雷擊造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、信息系統(tǒng)癱瘓等事故頻繁發(fā)生。從某種意義上說,科技越發(fā)達(dá),雷擊對(duì)人類的危害就越大。我國是雷暴活動(dòng)十分頻繁的國家,受災(zāi)率高,造成的災(zāi)害十分嚴(yán)重。據(jù)了解全國有21個(gè)省、區(qū)、市雷暴日在50天以上,最多的可達(dá)134天。雷暴給人們生活帶來了極大的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國每年因雷擊造成人員傷亡達(dá)3000~4000人,財(cái)產(chǎn)損失50~100億元人民幣。電子信息系統(tǒng)受損比重急劇增加,現(xiàn)在化工企業(yè)也多為dcs控制,電氣和電子技術(shù)是現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎(chǔ),其迅猛發(fā)展促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展,加速了社會(huì)繁榮與進(jìn)步的進(jìn)程,同時(shí)不知不覺地麻煩也應(yīng)運(yùn)而生,各類電磁干擾越來越嚴(yán)重。化工企業(yè)易燃易爆,有毒有害,一旦發(fā)生雷擊,后果不堪設(shè)想。做好防雷工作對(duì)化工企業(yè)有著極為重要的意義。

2.雷電的形成及特點(diǎn)

雷是一種大氣中放電現(xiàn)象,雷在形成過程中,它的某些部分積聚起正電荷,另一-部分積聚起負(fù)電荷,當(dāng)這些電荷積聚到--定程度時(shí),就產(chǎn)生放電現(xiàn)象。這種放電有的是在云層與云層之間進(jìn)行,有的是在云層與大地之間進(jìn)行。后一-種放電也就是落雷,它會(huì)破壞建筑物,損壞電氣設(shè)備,傷害人畜。雷電的產(chǎn)生原理:當(dāng)空中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在云層中翻滾運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,經(jīng)過一些復(fù)雜過程,使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負(fù)電荷。那么,由于同一種物質(zhì)質(zhì)量相當(dāng),又帶上相同的電荷。經(jīng)過運(yùn)動(dòng),帶上相同電荷的質(zhì)量較重的物質(zhì)會(huì)到達(dá)云層的下部(一般為負(fù)電荷);帶上相同電荷的質(zhì)量較輕的物質(zhì)會(huì)到達(dá)云層的上部(-般為正電荷)。這樣同性電荷的匯集就形成了一些帶電中心,當(dāng)異性帶電中心之間的空氣被其強(qiáng)大的電場(chǎng)擊穿時(shí),就形成云間放電。當(dāng)帶負(fù)電荷的云層向下靠近地面時(shí),地面的凸出物、金屬等會(huì)被感應(yīng)出正電荷,隨著電場(chǎng)的逐步增強(qiáng),雷云向下形成下行先導(dǎo),地面的物體形成向上內(nèi)流,二者相遇即形成對(duì)地放電。雷電的主要特點(diǎn):①?zèng)_擊電流大②時(shí)間短③頻率高④沖擊電壓高,強(qiáng)大的電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng),其感應(yīng)電壓可高達(dá)上億伏。

3.雷電的種類和危害

雷電主要有四種類形:直擊雷、感應(yīng)雷、霄電侵入波、球形雷

1)直擊雷:是帶電云層(雷云)與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用。指帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象,主要危害建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人。

2)感應(yīng)雷:是室內(nèi)弱電設(shè)備的天敵。直擊需放電過程中,強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以及發(fā)生閃擊的現(xiàn)象,主要危害建筑物內(nèi)電子設(shè)備。是閃電放電瞬問,在附近導(dǎo)體產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

3)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(chǎn)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3x108m/s.雷電侵入波可毀壞電氣設(shè)備的絕緣,使高壓竄人低壓,造成嚴(yán)重的觸電事故。

4)球形雷:在雷電頻繁的雷雨季節(jié),偶然會(huì)發(fā)現(xiàn)殷紅色、灰紅色、紫色、藍(lán)色的“火球”,直徑一般十到幾十厘米,甚至超過1米;有時(shí)從天而降,然后又在空中或沿地面水平移動(dòng),有時(shí)平移有時(shí)滾動(dòng),通過煙囪、開著的門窗和其他縫隙進(jìn)入室內(nèi),或無聲地消失,或發(fā)出絲絲的聲音,或發(fā)生劇烈的爆炸,因而人們習(xí)慣稱之為“球形雷”較為罕見。

設(shè)備遭需擊受損通常有四種情況,一是直接遭受雷擊而損壞:二是需電脈沖沿著與設(shè)備相

連的信號(hào)線、電源線或其他金屬管線侵入使設(shè)備受損;三是設(shè)備接地體在雷擊時(shí)產(chǎn)生瞬間高電位形成地電位“反擊”而損壞;四是設(shè)備安裝的方法或安裝位置不當(dāng),受需電在空間分布的電場(chǎng)、磁場(chǎng)影響而損壞。

在電力系統(tǒng)中實(shí)際采用的防雷保護(hù)裝置主要有:避雷針、避霄線、保護(hù)問隙與各種避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器紐、消弧線圈、自動(dòng)重合閘等等。

4.化工設(shè)備的防雷要求

(1)當(dāng)罐項(xiàng)鋼板厚度大于4mm,且裝有呼吸閥時(shí),可不裝設(shè)防雷裝置。但油罐體應(yīng)作良好的接地,接地點(diǎn)不少于2處,間距不大于30m,其接地裝置的沖擊接地電阻不大于30Ω。

(2)當(dāng)罐頂鋼板厚度小于4mm時(shí),雖裝有呼吸閥,也應(yīng)在罐項(xiàng)裝設(shè)避雷針,且避雷針與呼吸閥的水平距離不應(yīng)小于3m,保護(hù)范圍高出呼吸閥不應(yīng)小于20m。

(3)浮頂油罐(包括內(nèi)浮頂油罐)可不設(shè)防雷裝置,但浮頂與罐體應(yīng)有可靠的電氣連接。

(4)非金屬易燃液體的儲(chǔ)罐應(yīng)采用獨(dú)立的避雷針,以防止直接雷擊。同時(shí),還應(yīng)有感應(yīng)雷措施.避雷針沖擊接地電阻不大于30Ω。

(5)覆土厚度大于0.5m的地下油罐,可不考慮防雷措施,但呼吸閥、f油孔、采氣孔應(yīng)做良好接地。接地點(diǎn)不少于2處,沖擊接地電阻不大于10Ω。

(6)易燃液體的敞開貯罐應(yīng)設(shè)獨(dú)立避雷針,其沖擊接地電阻不大于5Ω。

(7)戶外架空管道的防雷:

1)戶外輸送可燃?xì)怏w、易燃或可燃體的管道,可在管道的始端、終端、分支處、轉(zhuǎn)角處以及直線部分每隔100m處,每處接地電阻不大于30Ω。

2)當(dāng)管道與襮炸危險(xiǎn)廠房平行敷設(shè)的間距小于10m時(shí),在接近廠房的一段,其兩端及每隔30m—40m應(yīng)接地,接地電阻不大于20Ω。

3)當(dāng)管道連接點(diǎn)(彎頭、閥門、法蘭盤等),不能保持良好的電氣接觸時(shí),應(yīng)用金屬線跨接。

4)接地引下線可利用金屬支架,若是活動(dòng)金屬支架,在管道與支持物之間必須增設(shè)跨接線;若是非金屬支架,必須另作引下線。

5)接地裝置可利用電氣設(shè)備保護(hù)接地的裝置。

5.化工企業(yè)外部防雷系統(tǒng)及防護(hù)措施

外部防雷系統(tǒng)由接閃器(避雷針)、引下線、接地網(wǎng)等有機(jī)組成,三者缺-不可,主要用于防直擊雷的防護(hù)系統(tǒng)。下面分別對(duì)以上三個(gè)主要因素的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行描述。避雷針位于建筑物的頂部,其作用是引雷或叫截獲閃電,即把雷電流引下。引下線,上與接閃器連接,下與接地裝置連接,它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處,它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。

接閃器:直接截受雷擊,以及用作接閃的器具、金屬構(gòu)件和金屬屋面等。功能是把接引來的雷電流,通過引下線和接地裝置因如大地中泄放,保護(hù)建筑物免受雷害。包括避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)。

①避雷針:靠把雷雨云所帶的異種電荷引導(dǎo)到自身上來,通過良好的接地裝置,把雷電流泄入大地,保護(hù)建筑物不受雷擊。由于避雷針與大地有良好的電氣連接,能把大地積存的電荷能量迅速傳遞到霄雨云層中泄放;或把雷雨云層中積存的電荷能量傳遞到大地中泄放,使雷擊而造成的過電壓時(shí)間大大的縮短,從很大程度上降低了雷擊的危害性,這就是避雷針的工作原理。

②避雷線:電力系統(tǒng),為了使輸電線路少受雷擊,采用了在輸電線路上方架設(shè)平行的鋼線避雷的方法,在實(shí)用中,由于它簡單有效,逐步得到了推廣。這種架設(shè)在輸電線路.上方的鋼線,稱之為避雷線。

③避雷帶:在房屋建筑雷電保護(hù)上,用扁平的金屬帶代替鋼線接閃的方法稱之為避雷帶,它是由避雷線改進(jìn)而來。

④避雷網(wǎng):指利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)作為雷電保護(hù)的方法(必要時(shí)還可以輔助避雷網(wǎng)),也叫做暗裝避雷網(wǎng)。它是根據(jù)古典電學(xué)中法拉第籠的原理達(dá)到雷電保護(hù)的金屬導(dǎo)電體網(wǎng)絡(luò)。

引下線:連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體稱為引下線。雷擊時(shí)引下線上有很大的雷電流流過,會(huì)對(duì)附近接地的設(shè)備、金屬管道、電源線等產(chǎn)生反擊或旁側(cè)閃擊。為了減少和避免這種反擊,現(xiàn)代建筑利用建筑物的柱筋作避雷引下線,經(jīng)過實(shí)踐證明這種方法不但可行,而且比專門引下線有更多的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橹摻钆c木梁、樓板的鋼筋,都是連接在一起的和接地網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)整體的"法拉第"籠,均處于等電位狀態(tài)。引下線應(yīng)裝在人員不易碰到的隱蔽地點(diǎn),以防接觸電壓的危害。

接地網(wǎng):具有接地功能與大地有良好接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土中的鋼筋、埋地金屬管道和設(shè)施,并連成網(wǎng)絡(luò)。

防護(hù)措施:建筑物根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求

分為三類。并相應(yīng)分為三類防雷措施。

第一類:應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線(網(wǎng)),使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于5mX5m或6mX4m。避雷針或網(wǎng)格不大于5mX5m或6mX4m的避雷網(wǎng)或由其混合組成的接閃器直接裝在建筑物上,避雷網(wǎng)應(yīng)按規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易雷擊的部位敷設(shè)。并必須符合下列要求:

1)所有避雷針應(yīng)采用避雷帶互相連接。

2)引下線不應(yīng)少于兩根,并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置,其間距不應(yīng)大于12m。

3)排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的管道符合獨(dú)立避雷針(網(wǎng))防直擊雷措施的二、三款的要求。

4)建筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán),環(huán)間垂直距離不應(yīng)大于12m,所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到均壓環(huán)上,均壓環(huán)可利用電氣設(shè)備的接地干線環(huán)路。

5)防直擊雷的接地裝置應(yīng)建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體,每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω,并應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置及所有進(jìn)入建筑物的金屬管道相連,此接地裝置可兼作防雷電感應(yīng)之用。

第二類:采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)(帶)應(yīng)按規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè),并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10mX10m或12mX8m的網(wǎng)格,所有避雷針應(yīng)采用避雷帶相互連接。

第三類:宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)(帶)或避雷針或由這兩種混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)(帶)應(yīng)按規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易雷擊的部位敷設(shè)。并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于20mX20m或24mX16m的網(wǎng)格。平屋面的建筑物,當(dāng)其寬度不大于20m時(shí),可僅沿周連敷設(shè)一圈避雷帶。

突出屋面的物體的保護(hù)方式應(yīng)符合第二類防雷建筑物防直擊雷措施中的二、三款的規(guī)定。引下線不應(yīng)少于兩根,但周長不超過25m且高度不超過40m的建筑物可設(shè)一根引下線。引下線應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置,其間距不應(yīng)大于25m,當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時(shí),可按跨度設(shè)引下線,但引下線的平均間距不應(yīng)大于25m。

6.化工企業(yè)建筑物內(nèi)部防雷系統(tǒng)及防護(hù)措施

內(nèi)部防雷系統(tǒng)由等電位連接系統(tǒng)、共用接地系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、合理布線系統(tǒng)、浪涌保護(hù)器等組成,主要用于減少和防止雷電流在需防空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次危害。建筑物內(nèi)部防雷工程涉及面較寬,面對(duì)的是包括感應(yīng)雷、球雷、傳導(dǎo)雷或因線路上浪涌高電壓所造成電網(wǎng)波動(dòng)在內(nèi)的眾多損害,歸納起來危害最大的主要方面是高電壓引入。

高電壓引入的電源有三種:

其一是直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線,讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi);

第二種是來自感應(yīng)儒的高電壓脈沖,即由于雷雨云對(duì)大地放電或雷雨云之間迅速放電形成的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng),感生出幾KV到幾十KV至數(shù)百KV的地電位反擊,這種反擊會(huì)沿著電力系統(tǒng)的零線,保護(hù)接地線和各種形式的接地線,以波的形式傳入室內(nèi)或傳播到更大的室內(nèi)范圍,造成大面積的危害。

雷擊電子設(shè)備的途徑,雷擊電子設(shè)備的途徑可分為三種情況:

①雷電直接擊中電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)物理

②感應(yīng)過電壓

③雷擊地電位抬高入侵

防護(hù)措施:

1)大樓通過建筑物主鋼筋,上端與接閃器,下端與地網(wǎng)連接,中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接,對(duì)進(jìn)入建筑物的各種金屬管線實(shí)施均壓等電位連接,具有特殊要求的各種不同地線進(jìn)行等電位處理。

2)對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑物樓內(nèi)的布線和接地方式要求:通信電纜以及地線的布放應(yīng)盡量集中在建筑物的中部。通信電纜線槽以及地線線槽的布放應(yīng)盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁,并與之保持較長的距離,通信電纜線槽以及地線線槽的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠(yuǎn)的位置。

3)根據(jù)雷電保護(hù)區(qū)的劃分要求,建筑物大樓外部是直接雷擊區(qū)域:建筑物內(nèi)部及計(jì)算機(jī)房所處的位置為非暴露區(qū),越往內(nèi)部,危險(xiǎn)程度越低。雷電過電壓對(duì)內(nèi)部電子設(shè)備的損害主要是沿線路引入。保護(hù)區(qū)的界面由外部的防雷系統(tǒng)、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構(gòu)成的屏敞層形成。電氣通道以及金屬管等金屬構(gòu)件,穿過各級(jí)雷電保護(hù)區(qū)時(shí)必須在每一穿過點(diǎn)做等電位連接。

4)進(jìn)入建筑物大樓的電源線和通訊線應(yīng)在LPZO與LPZI、LPZI與LPZ2區(qū)交界處、以及終端設(shè)備的前端,根據(jù)IEC1312--雷電電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),安裝上電源類SPD,以及通訊網(wǎng)絡(luò)類SPD(瞬態(tài)過電壓保護(hù)器).SPD是用以防護(hù)電子設(shè)備因受雷電閃擊及其它干擾造成傳導(dǎo)電涌過電壓危害的有效手段。

7.變電所配電設(shè)備防雷措施

(1)配電變壓器按現(xiàn)行規(guī)范采用閥型避雷器來保護(hù)。閥型避雷器要求越靠近變壓器安裝、保護(hù)效果越好,一般要求裝在高壓跌落保險(xiǎn)的內(nèi)側(cè)。必須使避雷器的殘壓小于配電變壓器的耐壓,才能有效地對(duì)變壓器起保護(hù)作用。

(2)避雷器的選擇應(yīng)與線路額定電壓相符。若避雷器額定電壓高于設(shè)備額定電壓使設(shè)備受雷擊時(shí)失去可靠保護(hù);避雷器額定電壓低于設(shè)備額定電壓,在正常的過電壓下避雷器頻繁動(dòng)作引起線路接地跳閘。

(3)當(dāng)變壓器容量在100kVA及以上時(shí),接地電阻應(yīng)盡可能降低到40以下;當(dāng)變壓器容量小于100kVA時(shí),接地電阻可達(dá)到102及以下即可。如達(dá)不到.上述要求的變臺(tái),應(yīng)進(jìn)行改造接地網(wǎng)使其阻值下降,從而使雷電流流過接地線上引起的電位降低。

(4)在配變低壓側(cè)也裝設(shè)保護(hù)裝置。10kV配變只在進(jìn)線處安裝避雷器不能保護(hù)配變低壓繞組,而且由于低壓側(cè)落雷也將造成雷電沖擊電壓直接通過計(jì)量裝置加在低壓繞組上,按變比感應(yīng)到高壓側(cè)產(chǎn)生高電壓、有可能首先擊穿高壓繞組。同時(shí),雷電沖擊電壓通過低壓線路侵入用戶,造成家用電器的損壞。所以在配變低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)低壓避雷器(以裝設(shè)-組FYS型低壓金屬氧化物避雷器為宜)或500V的通訊用放電間隙保護(hù)器,并將避雷器、變壓器外殼和中性點(diǎn)可靠接地。

(5)在配電變壓器進(jìn)線處裝設(shè)電抗器。電抗器可以利用進(jìn)線制作,用進(jìn)線繞成直徑100mm,10至20匝的電感線圈。阻止雷電波的入侵,保護(hù)變壓器。

(6)避雷器安裝工藝要規(guī)范。避雷器的接地要良好,接地線聯(lián)接要可靠。農(nóng)村配變避雷器安裝工藝差、引線細(xì):接頭松或開路造成避雷器失去保護(hù)作用而導(dǎo)致配變?cè)饫讚魺龎氖禽^常見的,所以防雷引線的截面積,引線連接頭,接地體埋設(shè)都要符合有關(guān)防雷接地規(guī)程要求。

(7)按期進(jìn)行預(yù)試和檢修,避雷器要按規(guī)程要求定期進(jìn)行絕緣電阻、工頻放電電壓試驗(yàn),

對(duì)不合格和有缺陷的避雷器進(jìn)行更換.FS閥型避雷器經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行后,因避雷器自身老化其工頻放電電壓下降,絕緣電阻降低。當(dāng)其工頻放電電壓低于23kV,絕緣電阻低于2000MΩ時(shí)必須更換。對(duì)接地引下線,接地裝置要定期巡視檢修。雷雨季節(jié)前要清掃瓷體,緊固接頭,損壞部位立即更換。

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展,化工企業(yè)安全生產(chǎn)的重要性正逐步為人們所認(rèn)同,而在這些企業(yè)中,針對(duì)特殊構(gòu)筑物(油罐、戶外架空管道、露天可燃?xì)怏w儲(chǔ)藏罐額和儲(chǔ)藏柜)的防雷直接關(guān)系到石油化工企業(yè)的持續(xù)安全運(yùn)行,我們必須站到歷史時(shí)代的新高度來認(rèn)識(shí)和研究現(xiàn)代化工企業(yè)的防雷技術(shù),提高人類對(duì)雷災(zāi)防御的綜合能力。