雷电防护设施的检测

雷电防护设施的检测（共8篇）

雷电防护设施的检测 篇1

人防通信设备监控系统的雷电防护探讨

摘要:在简要分析通信设备设施集中监控系统雷击损坏的主要原因和雷电浪涌侵入途径的基础上，提出了监控系统雷电防护的基本措施。简单介绍了人民防空通信设备监控系统雷电防护的主要技术特点。

Abstract: after a brief analysis of centralized monitoring system of communication equipment and facilities the main causes of lightning damage and lightning surge invasion pathways as the basis, put forward monitoring system lightning protection measures.Brief introduction of the civil air defense communications equipment monitoring and control system of lightning protection in the main technical characteristics.关键词:监控系统雷电浪涌雷电防护布线线路屏蔽等电位连接浪涌保护器 Key words: Monitoring system lightning surge protection against lightning shielding equipotential connection wiring line surge protector 引言

近年来，随着集中监控系统在人防指挥信息保障系统特别是移动通信基站中的广泛应用，监控系统因遭受雷击而损坏的事故时有发生。这种状况不仅不利于通信网的长期稳定、可靠运行，还造成人力、物力和财力上的浪费。因此，如何做好监控系统的雷电过电压防护，有效降低雷击事故发生率，是摆在运营商和设备制造商面前的一个重要问题。概述

雷电浪涌造成监控系统损坏的主要原因有：

首先，监控系统采用了大量的高集成度微电子元器件，而这些元器件本身抗干扰的能力很低。随着微电子技术的迅猛发展，微电子元器件不断涌现，其集成度越来越高，所传递的信号电流也越来越小，对外界的干扰也越来越敏感。

其次，人防通信，特别是移动通信基站的实际运行环境比较恶劣。由于大部分人防通信基站内设有铁塔，比周围的建筑物 / 构筑物都高，遭受雷击的可能性比较大。加之由于技术或经济上的困难，部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施，为站内监控系统留下 了雷击隐患。

最后，长期以来，人防通信基站设备防雷都是以防止雷电浪涌沿局外线路感应为主，对监控系统等在局站范围内的系统的防雷研究较少。但事实上，由于监控系统的连接线路较多，有些线路的敷设长度可达 100 ～ 200 米甚至更长，一旦这些线路遭受雷电电磁场的影响，将雷电浪涌传到各监控设备的接口电路中去，从而对接口电路产生影响和冲击。

近年来，国内外相关标准对局站范围内部的各种通信系统（包括监控系统）的防雷问题也日益重视。如国际电信联盟(ITU)的 K.40 建议 [1] 对电信中心的雷电电磁脉冲的防护提出了指导性方法，而 K.41 建议 [2] 则规定了电信中心内部的通信线路和设备端口的浪涌抗扰性要求。这两个建议的提出表明，国际上已经开始重视通信局站内部设备的雷电浪涌的抗扰性要求。而在最新的通信行业标准 YD/T5098-2001 [3] 中也已经明确提出监控系统的雷电过电压保护的设计要求。2 雷电浪涌侵入集中监控系统的途径

任何一个电磁干扰都必须具备以下三个条件：首先是干扰源，其次是传递干扰能量的途径或媒介（耦合途径），最后是对干扰产生反应的设备（敏感设备）。干扰源、耦合途径和敏感设备被称为干扰三因素。为减小到达敏感设备的干扰能量，必须先弄清干扰源的性质、干扰的耦合方式以及敏感设备自身的耐受能力，才能有的放矢，提出最有效的解决办法。

本文所考虑的干扰源就是雷电电磁脉冲（LEMP），它包括雷电放电电流以及雷电放电时在其周围空间产生的瞬态电磁场，反映在设备上就是雷电浪涌；敏感设备就是监控监控系统；对监控系统而言，雷电浪涌的耦合途径主要有：

1、近场感应。雷击通信局站或其邻近区域时，会在其周围空间产生强大的瞬态电磁场，该电磁场会在处于其空间范围内的金属导线上感应出一定幅值的瞬态过电压（主要是磁场感应），感应过电压的大小主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度、各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。它主要施加在与线缆相连的设备端口上，以共模分量为主，差模分量的大小则视线缆的结构型式而定。感应过电压是造成通信局站内监控系统雷击损坏的主要原因。

2、公共地阻抗耦合。雷击时，雷电流沿接地体入地时会引起接地体的地电位升高，如果设备或系统布置不当或者接地不当，会在接地系统与设备间产生较高的过电压（称为反击过电压），从而导致设备损坏。此外，当通过各种线缆（如信号线、数据线等）互连的设备间存在较大的地电位差时，也会导致设备的损坏。

3、传导耦合，主要是指雷电侵入波。雷电侵入波又称为线路来波，它是指沿进局电缆以行波的方式窜入室内的雷电浪涌。雷电侵入波产生的根源可能是感应雷，也可能是直击雷，但从监控系统的角度来看，则可视为传导耦合。对于需要将监控信号上报的无人值守站（特别是移动基站），雷电侵入波是造成监控设备损坏的另一重要因素。3 集中监控系统雷电防护的基本措施

集中监控系统具有线缆类型多、接口类型多、线缆数量大等特点，其雷电损坏以近区磁场感应过电压和雷电侵入波为主，因此监控系统的防护应针对上述特点，从整体上加以考虑，才能起到良好的防雷效果。

监控系统的雷电防护措施可以归纳为以下两个方面：其

一、抑制或衰减雷电浪涌的耦合途径，主要措施包括屏蔽、合理布线、等电位连接和接地等；其

二、提高监控设备本身的浪涌耐受能力，主要包括合理设计内部电路、加装电涌保护器等。3.1 合理布线

如上所述，人防通信基站或其近区遭受雷击时，雷电电磁场在站内监控系统的线缆上产生的感应过电压主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度以及各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。因此，合理布线对减小感应过电压水平、降低监控设备雷击损坏率有着十分重要的意义。

在实施监控系统布线时应注意以下几个问题：

1、局站范围内，严禁室外架空走线。室外架空走线有可能遭受直击雷，严重威胁监控系统的正常运行。此外，架空走线形成的环路面积较大，雷击时会产生较大的感应过电压。2、室外线缆的布放应尽量远离铁塔等可能遭受直击雷的结构物，应避免沿建筑物的墙角布线。

3、室内各种监控线缆的布放应尽量集中在建筑物的中部。雷击时建筑物中部的空间电磁场相对较弱，因此将电缆布放在建筑物的中部可有效降低感应过电压。

4、监控线缆及线槽的布放应尽可能避免紧靠建筑物的立柱或横梁。在不可避免时，应尽可能地减小沿立柱或横梁的布线长度。3.2 线路屏蔽

屏蔽是电磁干扰防护及控制的最基本方法之一，其目的是限制或防止某一区域内外电磁场的相互耦合，将电磁场作用限制在规定的空间范围之内，即通过抑制耦合途径来减小干扰源对敏感设备的影响。对通信系统的雷电防护而言，屏蔽可分为建筑物的屏蔽、房间的屏蔽、设备的屏蔽和线缆的屏蔽。这里主要讨论线路的屏蔽。

常见的线路屏蔽方式主要有两类：其

一、采用屏蔽套管或屏蔽槽等外部附加屏蔽；其

二、采用屏蔽电缆。屏蔽套管（金属管屏蔽）的主要优点是屏蔽效能良好，其主要缺点是柔软性差，施工不便。由于屏蔽槽存在较大的缝隙，其屏蔽效能比屏蔽套管的差。但由于其施工方便，如果在施工工程中做好接头和接缝处的处理，还是能取得一定的屏蔽效果。

采用屏蔽电缆是一种常用的线路屏蔽方式。尽管其屏蔽效能不如金属管屏蔽，但在线路不长（如小于 100m）、外界电磁场干扰不是太强烈时，仍具有较好的屏蔽效能。在实施线路的屏蔽时应特别注意以下几个问题：

1、电缆屏蔽层、屏蔽套管或屏蔽槽等屏蔽体的两端必须接地。由于感应过电压主要是由近区磁场感应所致，屏蔽体两端接地后，在屏蔽体与地回路间形成一个闭合的环路，该环路中所链接的磁场所感应出的电势在环路中形成感应电流，该电流产生的磁场方向与干扰磁场方向相反，从而抵消或减小外界干扰磁场对芯线的影响，大幅度降低芯线的感应过电压。2、为最大限度地利用屏蔽体的感应电流，任何影响电流流通的因素都应加以注意。如屏蔽体在整个电缆长度上必须是导电贯通的，并尽可能多点就近接地；做好屏蔽体接头和接缝处的连接，以期获得稳定的低阻抗电气连接；做好屏蔽体的接地，尽可能降低接地引线的阻抗等。

3、在工程实际中，应充分利用现有的金属走线槽和走线架，屏蔽电缆和金属走线槽的配合使用可获得附加的屏蔽效能。3.3 等电位连接和接地

适当的等电位连接和接地是减小反击过电压和地电位差的有效措施。

等电位连接是用连接导体或浪涌保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导体、电气或电子设备等连接起来，其目的是减小需要防雷空间内的各金属部件以及各系统之间的电位差。通信局站的等电位连接和接地包括：由建筑物金属构架、防直击雷装置以及外来导体等相互连接而成的公共连接网，局站内各通信系统所建立的局部等电位连接网，以及上述各连接网间的连接和接地。

原则上讲，监控系统的外露导电部分所形成的局部等电位连接网可具有以下两种结构型式： S 型（星形结构）和 M 型（网型结构）。相应地，它们与公共连接网的连接方式应分别采用 Ss 型和 Mm 型。如图 1 所示。

星形结构一般适用于较小的闭环系统，系统内设备间以及设备与外界的连接线较少，容易与公共接地网隔离。当采用星形结构时，系统的所有金属组件除连接点外，应与公共连接网有足够的绝缘，即仅通过唯一的点连接到公共连接网中形成 Ss 型。此时，设备间的所有线缆应按照星型结构与等电位连接线平行敷设，以避免产生感应环路。Ss 型等电位连接网的主要优点是能抑制外界的低频干扰。其缺点是维护和扩容比较麻烦，且在高频下易引入干扰。

网状结构一般适用于延伸较大的开环系统，系统内设备间以及设备与外界的连接线较多而且复杂。当采用网状结构时，系统的各金属组件应通过多点就近与公共接地网相连形成 Mm 型。Mm 形等电位连接网的主要优点是在高频时可获得一个低阻抗网络，对外界电磁场有一定的衰减作用，且维护和扩容比较方便。其缺点是理论上可能会引入低频干扰。

由于监控系统的采集设备与其它设备间存在广泛的互连，监控设备间的连接线缆也比较多，而且采用了大量的屏蔽电缆。适合于采用 Mm 型等电位连接网。同时，通信局站的实际运行经验表明，合理设计和施工的 Mm 型等电位连接网一般不会引入低频干扰。3.4 内部电路的合理设计

在采用了合理的线缆布置、有效的线路屏蔽以及适当的等电位连接和接地措施后，到达监控设备的浪涌能量会大幅度降低，从而减小雷电浪涌对监控设备的危害。但上述措施不能完全消灭达到监控设备的雷电浪涌，特别是当部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施而导致站内监控设备所处的电磁环境比较恶劣时，雷电浪涌对监控设备的危害仍然存在。因此，在有效抑制雷电浪涌耦合途径的同时，应提高监控设备自身的浪涌耐受水平。

由于感应过电压和反击过电压或地电位差对设备造成损坏的主要原因是共模过电压，适当提高监控设备内模块的共模耐受水平可有效地防止此类损坏。

实际运行经验表明，监控设备的损坏大部分表现在设备的接口部分，因此应审慎地设计监控设备的接口部分电路，以提高其浪涌耐受能力。为达到这一目的，可采用的方法有：优选接口芯片、采用电气 / 光电隔离技术、内置浪涌吸收电路等。3.5 接口防护（加装电涌保护器）

运行经验表明，在综合采用上述防护措施后，基本上可以防止绝大多数由感应过电压和反击过电压或地电位差造成的监控设备的损坏。但在以下两种情况下，监控设备仍有可能因雷电浪涌而损坏：

1、对于需要将监控信号上报的无人值守站（特别是移动基站），外引线（如 E1 线、电话线或 RS422 等信号线）可能会将较大幅值的雷电侵入波引入监控系统。2、当人防通信基站遭受直接雷击且雷击强度较大时，在站区内的长距离监控线缆中可能还会感应出较大的过电压。

此时，可采用加装浪涌保护器（SPD）来降低雷击事故率。信号线用 SPD 的选用应注意以下几个问题：、SPD 的保护水平应满足监控设备浪涌耐受水平的需要。、SPD 应满足信号传输速率及带宽的需要，其接口应与被保护设备兼容。3、SPD 的插入损耗应满足监控设备的要求。、SPD 的标称放电电流应满足标准 [3] 的要求。4 ENP 集中监控系统（PSMS）的防雷技术特点

在认真研究集控系统雷击损坏原因和失效机理的基础上，我们提出了 ENP 集中监控系统的雷电防护的整体方案，该方案具有以下主要技术特点：、将监控系统作为整体进行考虑，综合采用线路屏蔽、合理布线、等电位连接和接地、加装 SPD 等措施，抑制了雷电浪涌与监控系统间的耦合路径，最大程度地减小了感应过电压、反击过电压以及雷电侵入波对监控系统的危害，大幅度地提高了监控系统的整体防护性能； 2、通过内部电路的合理设计，提高了监控设备自身的浪涌耐受能力； 3、对于雷击重点部位，采用有效的接口防护措施，极大地提升了监控系统的雷电防护能力。主要端口的标称放电电流达 5kA 以上，远高于 YD/T5098-2001 [3] 的相关要求。参考文献 [1] ITU-T K.40(1996)Protection against LEMP in telecommunications centres [2] ITU-T K.41(1998)Resistibility of internal interfaces of telecommunication centres to surge overvoltages [3] YD/T 5098-2001，通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范

雷电防护设施的检测 篇2

1 烟花爆竹场所的雷电防护

1.1 直击雷的防护

1) 避雷线保护。针对一些新建的烟花爆竹场所, 设置防雷装置的建筑物要结合所处位置的地形因素, 对建筑物进行有序的排列, 以这种方式, 大部分建筑物都可以对避雷线进行架设, 并且能够达到防雷技术规范的各项要求。一般来说, 单个建筑物对防雷装置的成本投入比较的低, 接闪器针对建筑物形成一个保护范围, 而避雷线架空的网格不会超过5m×5m。对于受保护的建筑物, 与避雷线的架空支柱和接地装置之间的距离不能小于3米, 并且在避雷线架空的各支柱处, 对一根引下线进行设置, 同时对环型闭合的人工接地体进行制作, 确保接地体埋深大于1米, 采用40×4mm的热镀锌扁钢对水平接地进行设置, 另使用50×50×5×2500m的热镀锌角钢对垂直接地体进行设置, 其冲击接地电阻不能超过10Ω。2) 避雷针保护。对于一些建筑物而言, 其所处位置的海拔有所不同, 排列也有着一定的差别。为此必须对这些建筑物的布置情况进行综合的分析, 结合实际的地理环境, 借助滚球法的计算保护范围原则, 对避雷针保护建筑物范围的截面进行确定, 避雷针的数量可以较多, 且确保每根避雷针的同等高度。若建筑物所处的位置不在同一平面上, 避雷针就应跟根据具体情况, 设置不同的高度, 对防雷措施进行实施, 使避雷针保护建筑物的范围有所扩大。另外, 一些建筑物的防雷类别是不同的, 对避雷针平面保护范围的截面积进行扩大, 就可以增强避雷针的保护范围, 这样一来, 即使是一根避雷针, 也可对多个建筑物进行雷电的防护, 并且能够有效的降低成本的投入。一张较大的避雷保护网在各建筑物之间建立起时, 就会有效贯通接地装置及引下线的连接, 能够良好的促使电气通路的形成, 可以进一步避免投入的重复实施, 对成本投放的降低意义尤为重要。

1.2 防雷电波入侵措施

在烟花炮竹的场所内, 一般不会设有带电设备, 所以, 对于大部分建筑物而言, 不会对防雷电波入侵措施进行实施。不过, 有一部分烟花炮竹厂房用于引线制作的建筑物, 会对带电单相的马达设备进行设置, 而这类建筑物它能通常为3m×3m, 必须对防止雷电波入侵装置进行装设;利用屏蔽电缆对单相低压供电线路进行埋地敷设, 在入户端, 防雷电感应的接地装置与电缆的钢套管或金属外皮相接, 确保穿钢套管的埋地为15米长。在LPZO与LPZ1区的界面中, 对建筑物进行浪涌保护器的装设, 且浪涌保护器的耐压水平相当, 同时放电电流大于60KA。对防雷电感应的接地装置进行设置时, 应分离开防直击雷接地装置, 两者之间的安全距离最小为3米。部分建筑物的范围较小, 对于防雷电感应的接地装置来说, 其埋深要超过1米左右, 对50×50×5×2500m m的热镀锌角钢进行采用设置接地体;利用40×4m m的热镀锌扁钢对水平接地体进行设置, 同时对长效降阻剂进行合理的施放, 确保其冲击接地电阻在10Ω以内。金属管道的架空, 防雷电感应接地装置要与进出建筑物处相连接, 管道与建筑物相距100米内的, 没一次接地的间隔距离为25米, 而冲击接地电阻不能超过20Ω。此外, 使用钢筋混凝土支架、金属支架的焊接网作引下线, 接地装置可为其钢筋混凝土的基础。

1.3 防静电措施

在烟花爆竹的场所中, 尤其是人工作坊内, 粉尘的浓度比较的密集, 如果这一浓度达到一定的范围, 就会引起爆炸。为此, 在各建筑物门口进行防静电措施的设置, 才能确保人体静电对厂房带来的危害。通常来说, 防静电装置与地面的距离为0.8米, 对不锈钢球进行使用, 一般在建筑物门口1米入口处进行了装设。就防静电的接地装置来说, 其使用的热镀锌角钢为50×50×5×2000mm的热镀锌角钢, 一般数量为3~5根, 埋地深度不超过0.8米, 接地电阻为100Ω之内。分开埋设防雷与防静电的接地装置, 两者之间的安全距离最小应该超过3米。

2 雷电防护的检测要求

无论是新建的烟花爆竹工厂, 还是已建的烟花爆竹工厂, 都要按照施工的设计图纸进行严格的审查。其工程图纸的设计与施工必须依照一定的技术标准进行防雷措施的实施。国家现有的防雷标准包括《建筑物防雷设计规范》和《烟花爆竹工厂设计安全规范》等, 依据相关的规程, 对避雷器、避雷针的整体布局进行合理的设置, 确保场所内设有电位连接, 并有效维护防护设备的良好状态。基于烟花爆竹场所的雷电防护, 在系统运行的过程中, 必须定期的对系统进行一次测试, 确保防雷系统的有效运行。具体而言, 在烟花爆竹的场所内, 避雷针的设置必须满足建筑物的防护技术要求, 确保避雷带、接闪器与塔架等设备的完好, 如果部分金属材料出现腐蚀现象, 就要对相应的防腐措施进行实施, 只有这样, 雷电流在泄放的过程中, 才能确保每根引下线的畅通无阻;注意建筑物的零线与电源线必须重复接地, 并且共用防雷电感应接地装置与接地装置;当电器设备在正常运转的过程中, 部分金属会不带电, 必须使这些金属与地连接, 对于接地装置而言, 其接地电阻不能超过4Ω;避雷带与避雷针接地电阻不能超过10Ω;避雷带在建筑物中进行设置时, 其引下线的间距不能超过12米;烟花爆竹工厂的库房出入口处和工作区域, 可对防人体静电的装置进行设置, 装置的接地电阻值一般在100Ω以下。

3 结语

烟花爆竹场所的爆炸事故极容易发生, 这就要求严格的对场所的防火、放电措施进行有效的实施。尤其是对于防雷电灾害的实施, 应结合建筑物分布设计的各种实际情况, 对防雷电灾害的各类装置进行合理的布置, 并且依据相关的检测技术, 对雷电防护设备的运行进行维护, 确保雷电防护的有效实施, 进而促使烟花爆竹场所的安全生产和烟花爆竹的安全放置。

参考文献

[1]徐永胜, 王智刚, 曹俊峰.烟花爆竹企业防雷运行管理规程, DB43/T413-2008.

雷电防护设施的检测 篇3

关键词：雷电事故；通信设施；防雷避雷

中图分类号：TM862

随着科技的不断进步，通讯在我国得到了极大的普及，它早已渗透到人们生活中的方方面面，为人们的日常生活带来了极大便利。然而，如此一来，社会对通讯设备的要求也不断提高，通讯设备能否正常工作将对人们的生活以及社会的正常运转产生直接影响。不仅如此，通讯设备中采用的各类智能化配件和大型集成电路也对过电压提出了更为严格的要求，因此，如何保证通讯设备在雷电电压的干扰下也能正常工作成为了当前工作的重点内容。

1 雷电对通讯设施的影响

作为一种常见的自然现象，无论是在科学技术水平落后的旧中国，还是科学技术日新月异的现代，雷电都给我国造成过许多人力和财力上的损失。而在计算机科学技术的大力推动下，近年来通信设施为了满足与日俱增的社会需求，开始大量采用集成电路和智能化设施，这样一来，也为通信设施的供电电压带来了全新的挑战。因为在供电过程中，电压往往会由于天馈线、信号线或电源线等受到雷击产生的过电压而发生异常，进而影响到各类通信设施的正常运转，甚至造成人员伤亡现象。所以，在通信时代，雷电灾害早已成为了公认的社会公害之一。伴随着近年来，为国内外对通讯设施雷电过电压防护工作研究的不断深入，通信相关领域的研究人员已经在造成通信设备损坏的罪魁祸首上达成共识，即电脉雷电冲，它是由于通信设施受到雷电波冲击和雷电感应的影响后产生的。这一点便很好地解释了为何配置有良好的避雷措施的通信大楼仍旧无法逃脱雷电袭击的现象。在雷电天气中，进入到电力和通讯线路的电荷是由空中的雷电云层通过通信设施上的天线产生的，而这时候大地与线缆之间的连接障碍会使得雷电感应由于过高的电位而引发过电压现象，让通信设施中的电流超过电缆所能承受的极限，从而影响到通信设施的正常工作，甚至造成人员伤亡。

2 通信设施的防雷

2.1 防雷原理

就目前而言，疏导、隔离、等位和中和是我国专门针对通信设备和通信建筑的四大防雷原理。其中，疏导是以保证通信设备和建筑远离雷电或者雷电感应的直接袭击为目的的，在这一过程中，最常采用的便是运用疏导线让那些雷云中的电荷顺利传入到大地中，进而避免给设备的电缆造成的危害影响通信设施的正常工作。其次，隔离通信设施与雷击过程引发的过电压以达到保护的效果的原理被称为隔离。而等位原理则是将各类公共设施，诸如通信设施所在地、天馈线所在地、铁塔地等，放置在等电位上。最后，中和原理是通过杜绝雷电的形成来保护通信设施和建筑物的，在雷电现象中，大气中产生的电荷会与防雷设备产生的相反电荷离子相互产生中和作用。这四类避雷原理便是我国通信设施防雷措施中常用的。

2.2 防雷措施

2.2.1 通信设施外部防雷

接地装置和避雷针是通信设施外部防雷常用的方法，其中，接地装置包含了地极和接地线这两部分，而避雷带、避雷线和避雷网则是避雷针中最常见的三种。在雷电现象中，地面上的电场往往会由于空气中雷云的放电而发生异常，这个时候便需要接地装置和避雷针的协同工作，为了改变雷电导入电的传输方向，需要运用避雷针的顶部产生特定的电场，从而将电流逐步引导到接地线中，并最终通过地极顺利将雷电流释放到大地中，避免对通信设施和建筑造成伤害。但是受限于该过程中的各类变量限制，在日常的防雷避雷过程中，该装置并未能取得良好的效果，无论是在对雷电的反应敏捷度还是所能保护的范围的大小亦或能够承受的雷电流量，它都始终处于被动的状态，无法满足正常的通信设施和建筑物的快速防雷要求的。要想防雷措施跟上我国飞速发展的通信领域的脚步，则务必要求避雷针能彻底改变以前的被动状态，在防雷过程中能够主动对通信设施和建筑物采取预防雷手段，不仅如此，还需要提高避雷针同时抵御各类雷击的能力，让避雷针可以兼顾到周边通信设施和建筑物的安全，提高对雷击产生的电流的承载量，这就要求避雷带和避雷线能够与保护物外部的所有金属零件的良好联通。除此之外，还需要将电涌保护器安装到天馈系统中，以实现对感应雷击的消除，为了保证通信设施外部良好的防雷效果，在安装电涌保护器时，还需要用接地线将它的接地端与地网牢固连接起来。而在复杂的通信工程中，防止供电系统遭受雷电攻击也极为重要，这个时候便需要将避雷装置延伸到供电系统的配电房和变压器中，保证供电系统的正常安全运行。

2.2.2 通信设施内部防雷

在日常的通信设施内部防护中需要针对供电电源线路进行防护，因为我国供电部门采用的高压避雷装置无法对雷电的过电压进行保护，这就要求在通信设施的内部防雷中，需要增加对低压线路的保护措施，避免过电压对电路造成损坏。在这一过程中，避雷器将被安装到从高压变压器到总配表盘再到配电箱之间的所有电缆和各类高灵敏度的仪器的前端口中，这样是为了把雷电产生的过电压运用不同的限流和分流手段引入到大地中，以达到保护通信设施的目的。不仅如此，还需要对通信设施的信号进行防护，在所有设备的电缆内芯端口安装避雷器，保证所有电缆的空线都与地面良好连接。最后在避雷器的引导下，所有的雷电流都将通过接地系统进入大地之中，保护通信设施和建筑不受雷电的伤害，进而避免人员和财产损失。另外，还需要注意各个接地系统之间的间距，将无法达到安全要求的设备连接到一起，让它们的电位保持统一。

最后，除了对通信设施采取严格的雷电过电压保护措施外，还需要定期对通信设施内外避雷装置进行安全检查，及时解决和排除存在的隐患问题，确保通信设施的快速、安全运行。

3 结束语

综上所述，通讯网络在我国的大范围普及和通讯设备不断采用的各种全新的智能设备和集成电路的现状，使得无论是通讯网络的可靠性还是通信设备的安全性，都受到了雷电事故的威胁。因此，这就要求我国务必认真对待通信设施的雷电过电压防护工作，积极采取有效的防范措施，才能将雷电对我国通信设施造成的损失降到最低限度，让通信设备的安全性得到大幅度提高，保证通信设备的更快速、更安全的运行。

参考文献：

[1]关晓曼，梁栋，徐以哲.通信台（站）雷电过电压分析及防护方式选择[J].内蒙古气象，2011（44）：165-173.

[2]陈丽红，杨红.Milos500型自动气象站雷电过电压防护[J].江西气象科技.，2012（43）：115-117.

[3]彭松，王艳艳，薛冬梅.通信设施对雷电电压防护措施研究[J].魅力中国，2011（63）：128-130.

[4]黎珊，吴运东，邓晓兰.通信线路的雷电过电压及抑制措施[J].中国新通信，2011（53）：104-108.

[5]李立新.淺析雷电对通信设施的危害及防护[J].江西通信科技，2013（74）：103-120.

作者简介：刘鹏宇（1985.01-），男，在公司工程中心任职，信息通信工程建设技术专责，工程师，2007年毕业于沈阳工业大学计算机科学与技术专业，学士学位，东北大学软件工程领域工程专业，硕士学位，研究方向：通信工程建设。

供电设施及设备防雷电措施 篇4

针对进入频繁雷雨天气易对电力设施造成损坏，影响电网稳定运行，做好电网防雷电工作，提高电网防雷抗灾能力，确保电网在灾害性天气中安全运行，由于我矿817、507进线，新主扇风机及旧主扇风机电源进线均为架空线，另外我矿现用10KV开闭所地势较高，为做好供电设施及设备的防雷电工作，保障供电安全，制定本措施提前防范。

一、危险点分析

1、高、低压供电线路（架空、电缆线路）

2、高、低压开关及用电设备

3、新10KV开闭所

4、低压配电室

5、地面通往井下的道轨、水管等

6、高处和空旷地点的设备、设施、人员

二、防范措施：

1、调度室负责灾害性天气、气候的预报预测和预警信息、预报的发布，并及时有效的提供气象服务信息，做好预防工作。并加强雷雨天气的值班工作，出现雷电事故及时通知值班领导，并组织抢修。

2、地面配电室值班人员不少于2人，坚持24小时值班，值班电话要保证畅通，加强应急值班，随时待命。

3、加大对设备的巡视检查力度，对配电柜、变压器和输电线路重点巡检，对发现的问题及时处理，加强对接地标准检查

4、矿井供电线路每旬必须安排专人巡线，加大对817和507供电线路以及对主扇风机架空线的巡查力度，重点对杆塔基础、线路走廊高杆植物、线路绝缘状况、10KV线路避雷线进行检查，发现问题应及时处理。

5、为避免雷电危害，10KV线路、10KV开闭所及各开关柜及变压器均安装有避雷装置（避雷针、避雷器）或过电压保护器。加强对避雷器（或过电压保护器）的巡查，发现有动作时及时查明原因并重新做实验。每趟架空线路上最少装设两组，一组装在变电所出线杆上，另一组装在下级进线杆上，每趟架空线路中间如有高突部分，也必须加装避雷器 6、10KV开闭所开关柜均装设带有电流保护（过流、短路、过负荷）、电压保护（过压、欠压）、漏电保护（小电流接地保护）。

7、主要变配电设施、防雷电装置每年做一次预防性试验，发现问题必须及时处理，重大问题的处理不得过夜。凡双回路供电的，每月底必须倒换电源一次。

8、加强供电系统的安全检查，保护系统定值每季度校核一次，负荷变化时及时调整定值。对发现不按规定调整定值的进行重罚。漏电保护、接地保护按《煤矿安全规程》规定定期做试跳或检查，并做好试跳及检查记录。

9、日常工作中要加强维护，定期做绝缘测试，如发现不合格要及时处理。线路维修人员每周应对架空线路巡视一遍，检查连接线及接地线是否连接牢固、线杆是否倾斜、拉线是否合格、瓷瓶是否有放电痕迹等，如有故障现象，必须立即排除。

10、要加强对主扇、压风机房、新10KV开闭所、副井配电室等处高、低电气设备、变压器、线路的检修、巡检力度，发现隐患及时处理。

11、定期检查各防雷接地引下线与接地网的连接情况，检查连接处是否牢固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀等情况，并对连接处做加固和防腐处理，确保接地引下线完好。

12、日常加强对架线杆、供电线路、避雷装置检查，排查隐患，及时掌握易受雷击的路段和节点，在雷击频繁的地域加装线路避雷装置并进行定期检查，对不符合要求的避雷设施及时更换，以提高线路的防雷能力；加大整改力度，对老化的架线杆进行更换，对线路薄弱环节进行改造，加强线路绝缘，减少雷击造成的事故维修，确保电网安全可靠运行。

13、重点加强井上下接地装置接地电阻测量工作，地面接地阻值应小于4欧，井下接地阻值小于2欧，并有记录，超过阻值范围应采取措施整改，提高接地电阻。

14、发生雷电造成停电事故时，机电部部长，机电队队长组织设备专业抢修人员，及时进行抢修，做好抢修人员的日常培训工作，确保全员掌握所在岗位雷电灾害事故处理的程序及方法，保证所有抢修材料和工具准备齐全，组织好抢修人员，遇到雷雨天气时，安排工具车配合，确保故障发生后在第一时间到达现场。

15、监控室坚持24小时值班，不得脱岗、串岗，如遇电网遭雷击的情况下，使用UPS直流电源保证监控、通讯设备正常运转。

16、为防止我矿变电所507、817遇雷雨天气进线同时失电，雷雨天气及时启动发电机进行热备。

17、准备好防雷应急物资：

通讯：现场程控电话机，手机 运输设备：工具车 照明：应急灯、手电；

防护设备：高低压验电器、绝缘手套、绝缘鞋、工作服、安全帽，绝缘杆套、灭火器、兆欧表、万用表、验电器、专梅花扳、专用套管、锯工、压线钳、登高梯、登杆的安全带、脚钩、麻绳。

18、发生大面积停电事故，立即启动《昌泰煤矿发电机应急启动预案》、《昌泰煤业电网大面积停电事故应急处理预案》

三、加强职工的现场培训

1、熟悉现场环境，供电范围内的供电方式，熟悉停送电操作顺序。

2、严格按照手指口述的标准，进行操作；

3、加强供电设备巡视，熟知设备正常运行状态，熟知柜体仪表反映的情况，及时汇报工作中供电设备的隐患，提前做好供电事故预防；

4、定期按照巡视供电路线对供电线路进行巡查，做好供电线路巡视记录，及时消除供电隐患；

5每天查看高压配电柜、低压配电柜上的数据及时记录，发现异常及时汇报调度室和机电部处理；

6、熟悉雨季三防和防雷电工作；

7、按照供电小电流接地的排查顺序排查事故隐患；

8、提高职工安全意识，做好联保互保；

9、掌握现场供电应急预案的处理方法；

10、听从领导的工作安排；及时汇报供电安全情况；

11、定期对地面配电工进行操作考核，使其牢固掌握正确的操作方法；

12、定期对发电机进行检测，没10天至少进行一次启动和运行试验，保证发电机能够在发生停电时及时启动；

四、其他安全措施

1、加强运行管理，全力确保电网稳定和正常供电；切实加强对变电设备的运行维护，加强对线路的巡查，监视设备的运行状态，及时发现设备缺陷并安排消缺。按照雷雨天气的设备运行要求，全面安排各地点的设备、架空线路及其他设备的红外测温工作等；

2、加强线路通道的动态监控和处理；组织变电、线路、高低压配电柜的特巡和夜巡，确保设备安全状况良好；

3、为了在突发大面积停电时能及时恢复供电，主副井值班人员及主扇值班人员必须坚守岗位，随时做好恢复供电的相关准备工作。贯彻本安全措施，保证各大型设备机房及变电所值班人员，坚守岗位，严格执行交接班制度。

发射电台的雷电防护 篇5

随着科学技术的不断发展和进步, 广播电视发射台的电子设备日益增多, 集成化程度越来越高, 雷电的破坏性又极强。我台就曾出现过变电站变压器、发射机房的数字信号高频头、职工家用电器等多次遭雷击损坏, 对发射工作和职工生活都造成了严重的影响和经济损失。因此, 广播发射电台做好雷电防护工作极为重要。

2雷电的产生

雷电是大气中的一种携带巨大能量的自然放电现象, 又称大气过电压, 主要有直击雷、感应雷和雷电侵入波三种。直击雷能量大, 对建筑物、设备和人的危害甚大, 感应雷作用范围宽, 雷击发生概率远大于直击雷, 对广播发射设备危害更大。

雷雨季节, 天空中有许多带有大量电荷的雷云。雷云积聚电荷时, 就会在相应地面上感应出异号电荷, 从而在雷云与地之间形成电场。随着正、负电荷的不断积累, 不同极性雷云之间的电场强度不断增强。当雷云达到一定的电场强度 (其电压可达数百万伏至数千万伏) 和不同极性的雷云接近一定距离时, 就会破坏周围空气绝缘, 使雷云间的空气击穿, 对地或在正负雷云之间, 产生强烈的声光放电, 即雷电 (直击雷) 。

雷电放电产生巨大的电流和强大磁场, 附近的输电线路等导体感应出大量异性电荷产生高电压而再次放电形成感应雷。

雷电侵入波是指因雷击而在架空线路或空中金属管道产生的冲击电压, 沿线路或管道向两方向迅速传播的雷电波。

3雷电的危害

雷电流的高幅值、高陡度及巨大的瞬时功率引起机械效应、热效应和电磁效应, 对各种物体和电力系统产生极大的破坏, 给人类带来严重的危害。其危害性主要表现:

(1) 雷电的机械效应。雷电击中物体瞬间会爆发出强大的冲击力、电动力和静电作用力等, 击毁电气设备和建筑, 伤害人及动物。

(2) 雷电的热效应。巨大的高幅值雷电流产生大量的热能, 使导线或金属物体的温度突然升高而熔断损坏, 烧断导线, 烧毁电气设备。

(3) 雷电的电磁效应。雷击设备及线路, 将在其上产生极高的冲击过电压、致使电气设备的绝缘击穿, 破坏电力系统的正常运行, 造成大面积停电事故, 甚至引起火灾和爆炸, 造成人身伤亡。

(4) 雷电闪络放电, 会烧坏绝缘子, 使断路器跳闸, 造成线路断电或引起火灾。

4雷电的防护措施

针对不同类型的雷电及不同的被保护对象, 通常采用不同的防雷措施。设置安装合理的避雷装置和良好的接地网是关键。避雷针、避雷线和避雷器在雷电过电压作用下动作时, 都必须和接地装置配合, 通过良好的接地将雷电流顺利泄放入地来实现其保护目的。在各个防雷区采用等电位均压可靠连接, 把各种接地统一连接起来铺设地网。良好的接地网可有效地降低地阻, 更好地泄放雷电流, 起到更有效地防雷效果。发射台的防雷主要有以下几方面:

4.1供电系统防雷

变电站的直击雷保护一般采用避雷线、避雷针或避雷网。避雷针安装一般应明显高于被保护设备和建筑物, 其接闪器、引下线及接地装置必须可靠连接。避雷针选用直径较粗的优质金属材料, 采用单独的专用接地装置并深埋地下可靠接地, 接地电阻要尽量小 (低于4Ω) 。当发生雷击时, 首先将雷引向自身并通过接地引下线逐步安全泄入地下, 即避雷针具有引雷和泄雷的作用, 从而保护了一定范围内的设备和建筑物。

避雷线 (又称架空地线) , 用于架空线路免遭直击雷的保护, 一般采用截面为35~70mm2的镀锌钢绞线作避雷线。电压为60KV以上的架空线路, 通常全线路架设避雷线, 电压为35KV的架空线路可在变电站出口的1~2km范围内或线路两端部分架设避雷线。避雷线驾设在输电线上方, 每隔一段距离接地。落雷时首先击于避雷线上, 并通过接地线将雷电流引入地下, 从而保护架空输电线免受直接雷击。10KV以下架空线路的绝缘一般不是很高, 为了预防反击, 防止雷电过电压的危害影响线路的安全运行, 不需架设避雷线和地线。

安装避雷针和避雷线时, 要考虑所有被保护物均应处于避雷针或避雷线的保护范围内, 且雷击避雷针、避雷线后不能出现反击。

防止感应雷和雷电侵入波主要是用避雷器。避雷器也叫过电压限制器, 是预防雷电波过电压沿线路侵入以保护电气设备绝缘的重要防雷器件, 它可将雷电波入侵时先行放电释放过电压能量、限制过电压幅值从而保护电气设备。避雷器通常放置在电气设备的进线端, 一般安装在变电站母线上, 且各段母线上都应装设。变压器是贵重设备, 其绝缘水平较低, 又为了有效控制正、逆变换过电压的影响, 故在靠近变压器的高、低压两侧都应安装动作灵敏、大容量的避雷器, 且高、低压侧分开接地。采用避雷器保护电力电缆时, 电缆的金属外皮应与避雷器的接地线相连接。须在地理位置较高和易遭雷击的杆塔上装设避雷器或保护间隙。避雷器可将侵入的雷电波限制在

一定数值的范围内, 从而保护设备不受雷电侵入波威胁。避雷器的连接应采用与被保护设备并联, 如图1所示。

另外, 供电系统的电源线路应采用零线与地线分开的TN-S接地方式 (三相五线) , 设备的工作接地和保护接地应做等电位连接, 并与防雷接地系统共用一个接地系统。还有采用绝缘导线、非金属横担和电压等级较高的绝缘子等来增强线路本身的绝缘强度;装设三角形顶线做保护线, 在顶线绝缘子上可加装保护间隙;装设自复式熔断器或自动重合闸装置熄灭雷电流电弧等。

4.2天线系统防雷

天线通常是地面建筑的最高点, 易受直击雷破坏, 也可变成“引雷器”产生感应雷的导体, 须设置安装合理的避雷针, 并使避雷针的保护范围覆盖全部天线。顶端的避雷针、金属屋顶、金属框架、金属栏杆及塔内金属物件等均应与专用接地良好可靠连接。防雷接地装置的接地体、接地引下线、防雷均压环、法拉第笼、等电位面组成都要严格符合国家标准。还须设置安装合理的避雷针 (或避雷网) 和接地网来防止建筑物及内部的电子、电器等用电设施免遭雷击。

馈线一般都较长, 易受感应雷的影响, 应在馈线两端和中间每隔一定距离多处良好接地, 在进入机房前, 外皮还要就近与地网可靠连接。

4.3发射机防雷

为了防止雷电和电力系统过电压从电源引入发射机, 一般要逐级加装电源避雷器, 采用多级保护, 逐步限压分流, 由前到后顺序泄放, 逐步消除雷电能量, 确保电子、电器设备安全。发射机的电源进线侧应加装过电压保护装置, 在低压配电盘处安装真空放电设备和压敏电阻避雷器, 在用电设备的前端安装保护电源避雷器。电力电缆应有金属屏蔽层, 且必须埋地进入机房。机房内设置地沟式线槽, 里面敷设符合要求 (宽不小于120mm厚度为1mm) 的薄铜皮作为专用接地干线。发射机的设备工作接地、保护接地应采用射频接地并与同层的专用接地干线相连, 每台设备用作接地线的薄铜皮与接地干线应良好连接接地。固定设备的镀锌扁钢基础金属框架接地采用与接地干线焊接的方式可靠接地。信号光缆的内芯线应在进入机房处加装相应的信号避雷器, 然后光缆穿入沟道、穿进钢管埋入地下进入机房, 其金属外皮、金属屏蔽层、保护钢管和绝缘子应连接一起后可靠接地, 光缆内的空线两端应做良好接地处理。机房顶部的各种金属设施, 机房内的金属线槽、机架、机壳、金属通风管道等金属物都必须可靠接地。须在集成化程度高、抗过电压能力弱的电子器件上接入避雷器, 可使雷电过电压幅值受到控制, 从而对雷击起到有效地防护。

5结语

雷电对广播发射设备危害极大, 关系到广播发射能否安全稳定的运行, 因此防雷问题是广播发射工作过程中必须考虑的一项工作。加强雷电防护是一项综合、长期的系统工程, 要严格落实定期检测、维护制度, 把工作做细做实, 发现问题及时修复处理, 做到有备无患, 防止发生雷电危害, 确保广播发射的安全、稳定运行。

参考文献

[1]国家广播电影电视总局无线电台管理局.广播影视标准汇编 (1) [Z].2010.

[2]郭志利主编, 电工实用技术问答编委会编.电工实用技术问答[M].北京:中国电力出版社, 2014 (03) .

雷电防护设施的检测 篇6

天馈线侵入即雷电通过广播电视发射机的天馈线系统侵入到广播电视系统中。由于天馈系统大多安装在铁塔上，引入雷击几率很大。我们台利用高低通滤波器组合避雷器，可以对天馈线路防雷起到一定作用。我们知道雷电电流冲击波的主要能量大约在40kHz以下频率，而广播电视信号频率分布在几百千赫至几百兆赫以上频域，根据这个原理，我们可以利用高低通滤波器将雷电冲击波和有用信号分开，低频雷电冲击波直接入地，广播电视有用信号正常通路发射。在一定程度上解决了天馈线路雷电侵入的问题。

2信号线路侵入及防雷方法

信号侵入即雷电通过信号线侵入到广播电视系统中。在当今广电系统中，信号放大器、卫星接收机、信号解调器、光端机以及计算机、电话等信号传输往往使用的是同轴电缆进行传输，当雷电产生电磁脉冲时，会在导体中产生交变电磁场，使导体中的感抗和容抗发生变化，从而会产生电位差，这种电位差会对广播电视设备形成强烈干扰，并会形成驻波，严重时往往通过接口处形成过电压从而损坏电器设备。对此种雷电侵入我们采取的办法一是加强对电缆的屏蔽，保证电缆外金属皮有良好的接地，二是通过信号隔离避雷器进行信号与雷电通道分离，在电缆输入端和电缆输出端加隔离器，截断雷电波的侵入，保证了广播电视各系统的信号线路防雷安全。

3电源线路雷电侵入及解决方法

电源防电，一直是我们解决防雷问题的重中之生，之前我们说过，雷电电流冲击波的能量主要集中在40kHz的低频段，我们现在的供电电路不管是220V还是380V，其工作频率是50kHz。如果有雷电发生，所产生的较大的能量波谐波分量就会比较容易与附近的供电电路发生耦合谐波，特别是我们一般的发射台站都建在高山上或空旷地带，交流电网分布面积比较大，雷电电流的冲击波比较容易从电源线路进入供电系统，强大的电流会瞬间破坏电器设备的电源系统甚至破坏整个发射系统。对于电源线路的防雷，我们采取在电源配电室变压器次级、机房配电柜及发射设备电源进线处并联三级三相、单相电源保护器，把电源进来的雷电进行多级分流，分别引导入地。电源系统三级保护的基本要求分别是:第一级就采用高能量防雷器，防雷击电流不小于100kA,响应时间不小于100ns；第二级采用过压保护器，可随最大放电电流40kA，响应时间不大于25ns；第三级采用浪涌吸收精细过压保护器，可承受放电电流5kA，响应时间不大于25ns。如果电源有雷电冲出波侵入发生时，电源配电室高能量防雷器避雷器会首先启动，避雷电阻瞬间会降至短路状态，雷电电流会经过避雷电阻分流入地，保证后面设备安全。如果还有雷电冲击波存在，机房配电柜过压保护器随之启动，直至发射设备的浪涌吸收精细过压保护器启动，三级电源保护器可以有效的保证发射系统电源线路的防雷安全。雷电冲击波过后，各级保护器会瞬间再恢复为对地断路状态，保证设备供电正常。

4直击雷的预防

现在大多数广播电视台的发射和接收设施都安装在高山或铁塔上，所以会受雷电的直击的概率比较大。通常我们会在发射塔上安装一根避雷针，通过避雷针把闪电吸引到接闪器上，然后利用地线把闪电的电流冲击能量导入地下，从而保护了避雷针周围的建筑物。汤原县广播电视发射塔上的避雷针可以有效保护避雷针高度向地面幅射45度以内的建筑物及建筑物内的各种设备，但设备也必须安装相应的电子避雷器。为了达到引雷电入地的目的，应尽量减小发射铁塔的地网阻值，对地阻值必须＜4Ω。

5地电位反击与接地

当雷电击中室外避雷针(发射塔)时，闪电电流会在避雷针的接地连接处产生瞬间的高电压，对附近的公共接地极放电，把闪电的瞬时的高压引向公共接地的设备，造成室内的设备损坏，这种现象称地电位反击。因为当避雷针引雷电入地时，会在接地处产生1kv以上的冲击过电压，而大地的冲击击穿场强平均值约为600kv/m，因此在接地体3m以内的大地会产生新的冲击电流，会与更远处的设备接地线产生电位差，从而使更远处地线连接的设备受到雷电波及。为了防止这种现象发生，我们把汤原广播电视台原有的微波站、电台、电视台的机房及发射塔、和配电室的各种工作地、保护地等系统连接成一个接地网，做成一个等电位，变为一个整体，从而使当闪电电流入地时，大家共同升高，避免形成电位差造成地电位反击。要想达到良好的防雷效果，接地质量十分重要，如果接地不好，轻则会降低设备的可靠性，损坏机器设备，重则会并涉及到人身生命安全。各种接地线与地网必须保证可靠电气连接，焊接点要进行防锈处理。汤原广播电视台机房在做地网时，添加使用GDSZ系列高效降阻剂，达到降低接地电阻的目的，地线是选用：100mm×0.3mm型号的宽铜带，安全地线选用：4mm扁铜，其长度绕发射机机房一圈，共同接入公用地网。另外在发射机房中，还会有许多与发射机相配套的设备，如发射机箱、配套设备等的外壳均要与地线相接，接地电阻控制在4Ω以内，应避免发射机地与其它设备地电压不同，保持电压一致，否则有电位差。标准的安全地线对机器设备和操作者都可以起到安全保护作用。

虽然防雷电技术在不断的发展，但是雷电的偶然性和不确定性使我们不可能完全免除雷电的伤害，尽可能的提高我们的技术能力和手段把雷电伤害减少到最小程度，是我们广播电视技术人员永远的目标。

参考文献

雷电防护设施的检测 篇7

设计方案

一、前言

由于雷电产生时所释放的能量非常巨大，在释放的过程中，强大的释放电流在其周围产生强烈的电磁场，使邻近的金属线路感应出强大的瞬间过电流和过电压，对现代电子设备造成巨大的威胁。据统计分析，各种类型的雷电击是现代电子设备服务中断，数据丢失和损毁的原因之一，它给通信网（包括无线通信网、有线通信网、计算机通信网以及有通信功能的数据采集和工业控制网）甚至人身安全造成严重损害。尤其是近几年来，雷击事故呈逐年上升趋势，防雷安全的重要性日益突出。因此，加强雷电防护建设已成为当务之急。

二、计依据

1、《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T 16-92（1993）

2、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000）

三、综合防雷环境评估

六潜高速六安西收费站地处大别山北麓，中纬度地区，是冷暖气团频繁交汇地区，雷电活动相对频繁，年平均雷暴日四十天左右，属我省多雷暴区之一。

四、防雷现状

1、六潜高速六安西收费站位于大别山北麓丘陵地带。建筑物、构筑物相对突出，高压电源易引入雷电高压，建筑物接闪几率较高。

五、设计思路

进行现场勘测后，鉴于雷电主要的几种危害形式和现场的具体情况，本次方案设计主要针对六潜高速六安西收费站内东西两处架设避雷针（接闪器），将雷电先导入地。并对站内防雷接地体进行电位连接，从而提高站内防雷系统的耐雷电冲击水平。考虑站容整体美观，将使用加粗抗风、无浪风钢索型避雷针。

六、设计方案说明避雷针设计高度为20米。

避雷针安装：本次防雷接地要求不大于10欧姆。为保证接地电阻小于10Ω的技术要求，安装接地体采用降阻剂、换土及镀锌钢材防腐等来保证地网质量，以利于电流的泄放。

接地体的扁钢与角钢用电焊焊接，焊点作防腐处理，放入适量降阻剂、降阻模块，以黄土回填，增加导电能力，同时起到保护钢材免受腐蚀作用。

接地体地槽暂设计为：6*1.5*1（高）。接地体用40*4mm渡锌扁钢焊接成30*30cm网格铺盖地槽、间隔1米加50*50mm渡锌角纲作为接地极。中间穿插2个降阻模块。再用降阻挤和黄土覆盖。

站内防雷接地体进行电位连接，用40*4mm渡锌扁钢分别与原接地端子以及建筑物接地端子作有效的等电位连接。

七、工程预算

⑴、设备价格

（2）、税收、管理费7%1918元 以上四项:雷电感应防护部分工程预算合计:29318元

另外：电子称属弱电设备，较小的浪涌也能将其电子线路击坏，建议对其电源进行整改

雷电浪涌的产生及其防护对策 篇8

关键词：浪涌,电子信息系统,浪涌防护

一、引言

随着高新技术的迅猛发展, 智能化建筑的不断兴起和信息处理技术的广泛普及, 各种先进的电子信息产品广泛应用于人类生活的每一领域。普便存在着绝缘强度低、耐受浪涌过电压和过电流的能力弱等特点。当其所在建筑物遭受直接雷击或临近区域发生雷击、线路过电压和静电等产生的浪涌就会通过电源、通信线缆、各种金属管道和空间辐射等途径, 危及电子信息系统的正常工作和安全运行。因此, 本文简要分析四种雷电引发浪涌的产生, 针对不同的产生机理, 提出相应的防护措施。

二、浪涌的概念及其特点

浪涌也叫电涌, 就是电路中出现的超出正常工作电压的瞬间过电压或过电流。从本质上讲, 浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的剧烈脉冲。浪涌的特点是产生的时间非常短, 大概在微秒级, 浪涌出现时, 电压电流的幅值超过正常值的几倍甚至几十倍以上。

三、浪涌的产生

在雷击发生时, 强大的雷电流及其所发生的空间电磁脉冲能够通过传导、感应和耦合等方式在建筑物内电子系统中产生各种暂态过电压, 当暂态过电压沿电源线或信号线等线路传输时, 就形成了雷电浪涌。 当电流通过导体时在其周围建立一个磁场, 将能量储存起来, 在电流断开或接通时 (包括切合感性负载、开断容性负载、开关动作、负载变化、线路出现短路断路和电弧故障时) , 磁场的能量将急速释放, 形成浪涌。当不同介电常数的绝缘材料相互接触和摩擦时, 或者在不同的物体之间存在有电位差或电场时, 就会因发生电荷转移而产生静电。气候越干燥, 电荷量越大, 静电电压越高。人体的静电电荷量通常有0.5～5库仑, 静电电压可达12～30KV。当带有静电的物体或人体接触计算机等信息设备时, 就会发生放电现象。放电产生的电磁干扰可能使信息系统 (设备) 失灵或损坏。

(一) 静电感应产生浪涌冲击。

当不同介电常数的绝缘材料相互接触和摩擦时, 或者在不同的物体之间存在有电位差或电场时, 就会因发生电荷转移而产生静电。气候越干燥, 电荷量越大, 静电电压越高。人体的静电电荷量通常有0.5～5库仑, 静电电压可达12～30KV。当带有静电的物体或人体接触计算机等信息设备时, 就会发生放电现象。放电产生的电磁干扰可能使信息系统 (设备) 失灵或损坏。

带有大量的负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时, 云层中的负荷在一瞬间大大减弱或消失, 在线路上感应出的这些被束缚在正电荷也就在一瞬间失去了束缚, 在电势能的作用下, 这些正电荷将沿着线路产生大的浪涌冲击 (图2) 。

(二) 电磁感应形成浪涌冲击。

闪电电流在闪电通道周围的空间产生磁场, 这种磁场将随时间而变化, 并在附近的各类金属导体上激发出感应电动势或感生电流。雷击发生在供电线路附近, 或击在避雷针上会产生强大的瞬变电磁场, 瞬变电磁场的能量将感应于线路, 产生浪涌 (图3) 。

(三) 雷电波侵入的破坏和预防措施。

直接雷击或感应雷击作用在远处雷区或防雷保护区域之外的导线或金属管道上, 产生的过电压沿着导线或金属管道传来, 侵入建筑物内部或设备内部, 而使建筑物结构、设备部件损坏或人员伤亡。

雷电波侵入的方式通常有三种: 第一是直击雷击中金属导线, 让高压雷电波以波的形式沿着导线两边传播而引入室内。 第二种是来自感应雷的高电压脉冲, 即由于雷云对大地放电或雷云之间迅速放电形成的静电感应和电磁感应, 他们在各种电线中感应出几KV到几十KV的高电位, 以波的形式沿着导线传播而引入室内的。第三种是由于直击雷在房子或房子附近入地, 因其通过地网入地时, 在地网上会发生数十千伏到数百千伏的高电位, 这高电位通过电力线的零线、保安接地线和通信系统的地线, 也是以波的形式传入室内, 并沿着导线传播到别处, 殃及更大范围。

预防措施:可采取在进户处装设避雷器、过电压保护器, 或将其金属护物埋地长度不小于15m等办法。所有防雷装置及其接地装置与道路或建筑物的出入口等距离应大于3m, 当小于3m时, 应采取均压措施或铺设卵石, 沥青地面 (50～80mm厚沥青层, 其宽度超过接地装置2m) , 并有防止跨步电压触电的安全色标作警示。 防止雷电波侵入的措施一般有以下几项:第一, 低压线路全线最好采用电缆直埋敷设, 并在进户端将电缆外皮与接地装置相接。当采用架空线时, 在进入建筑物处应采用一段长度不小于2米 (ρ为埋电缆处的土壤电阻率, 欧·米) 的铠装电缆直埋引入, 在架空线与电缆连接处应装设阀型避雷器, 电缆外皮与绝缘子铁脚应连在一起接地, 冲击接地电阻不应大于10欧。第二, 架空金属管道进入建筑物处, 应与防感应雷的接地装置相连, 距离建筑物100米以内的一段管道, 每隔25米左右接地一次, 其冲击接地电阻不应大于20欧;埋地或在地沟内敷设的金属管道, 在进入建筑物处也应与防感应雷的接地装置相连。所有上述接地应尽量利用建筑物的钢筋混凝土或金属基础作为接地装置, 并和其它接地共用这种接地装置。 当雷击接近架空管线时, 感应产生的高压冲击波会沿架空管线侵入室内, 造成高压电流引入, 产生浪涌 (图4)

(四) 地电位反击。

就是在交流地、直流地、防雷地、静电地等, 按照国家相关标准做单独接地的时候, 又没有达到一个有效的安全距离, 20米, 当雷电流流经这些接地体的时候, 从另外的接地体回流至设备, 从而损坏设备;如果建筑物的避雷针引下线 (包括接地体) 与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线间的绝缘距离未达到安全要求, 而又没有采取相应的等电位连接和钳位措施, 从而在这些金属导线、管道或用电设备的工作地线上引入反击电流, 造成人身和设备雷击事故。云地放电使地电位上升, 接内瞬间浪涌通过地面向四处扩散, 对周围的电子设备产生破坏和影响 (图5) 。

四、雷击浪涌的防护

电子信息系统在工作当中经常会遭遇意想不到的浪涌冲击, 从而导致电子产品的损坏。因此, 为了提高电子信息系统的可靠性和对操作人员自身的安全性考虑, 必须对浪涌冲击采取相应的防护措施。由于浪涌的产生是不可预见的, 因此, 对于浪涌防护的基本要求是:当系统没有浪涌干扰时, 不影响系统设备的正常运行;而一旦系统遭受浪涌入侵时, 应将浪涌抑制在系统电子设备可接受的阈值范围内, 以使电子信息系统能够安全平稳运行。针对浪涌产生的机理, 提出如下浪涌防护措施:

(一) 接地和等电位连接。

浪涌是过电压的暂态表现, 建设良好的共用接地系统, 将电子信息系统的设备、组件和元件的金属外壳或构架等进行等电位连接, 并与接地系统形成良好的电气通道, 使得保护区域内的所有电子信息设备处于同一等电位面, 以防止或减轻因电位差而引起的设备损坏。

(二) 屏蔽。

将建筑物墙体结构中的钢筋和金属门窗或设置金属屏蔽罩、屏蔽线缆金属护套 (对没有屏蔽层的线缆可穿铁管) 、电子设备金属外壳实施有效的电气连接、并多点接地, 来阻挡或衰减电磁脉冲的能量传播;

(三) 合理布线。

在进行电子信息系统的布线时, 应避免使电源线与信号线形成较大的线路回路, 导致电磁脉冲穿过回路时感应出很高的暂态电压, 危及与线路端接的设备;

(四) 浪涌保护器的安装。

在进入室内的电源线路、信号线路特别是重要设备的前面不同类型的浪涌保护装置, 将侵入线路当中的浪涌过电压抑制到设备能承受的范围, 从而保护电子信息系统不被浪涌冲击所损坏;

(五) 电子信息系统的雷电和浪涌防护。

在设计前宜做现场雷电环境和电磁环境评估。应认真调查地理、地质、土壤、气象、环境条件、雷电活动规律、雷击和设备事故的受损原因、系统设备的重要性、设备的工作环境, 发生雷电和浪涌灾害后果的严重程度以及被保护物的特点等的基础上分别采取相应的防护措施。护必须按照“综合防护”的要求进行设计。应坚持预防为主、安全第一、全面规划、综合治理、整体防御、多重保护、技术先进、经济合理的指导方针。

五、结语

浪涌产生的原因也是多种多样, 如大气放电、线路过压以及静电等。只有正确认识、全面分析、综合防护, 方可确保系统的安全正常运行和人、畜、财产免受到浪涌的危害。

参考文献

[1].苏邦礼, 吴望平, 苏宇燕, 崔秉球.雷电浪涌的有效防治[J].雷电与避雷工程, 1996