防雷解决方案

防雷解决方案（共12篇）

防雷解决方案 篇1

网络设备的防雷工作一直以来是运营商网络建设中的一个难点, 进入8月, 南方的雷雨愈加频繁, 导致运营商宽带接入网设备对雷电的防御需求骤然升级, 不仅是防直击雷、感应雷, 还包括防雷击电磁脉冲等, 因此烽火网络推出交换机防雷解决方案, 帮助运营商减少雷击带来的损失。

雷击故障两大主因

通过对以太网交换机在实际工程使用环境的分析, 烽火网络了解到雷电引起设备故障主要有两个原因。

一是由于电源线和双绞线易对雷电产生感应, 从而引起设备的损害。二是雷电流流入大地时, 由于接地电阻的存在, 会产生较大的压降, 使地电位抬高, 反向击穿设备;或雷云在大地感应出相反电荷, 若雷云消失时, 大地上的电荷会向无穷远处流散, 使地电位升高, 产生反击。而累积的感应电压也易造成老设备的损坏。因此, 参照相关国内外防雷标准, 烽火网络对交换机产品进行了防雷性能的布置, 提供了完善的解决方案, 大大提高了烽火网络数据产品的雷击防护能力。

内置防雷措施提高防御能力

烽火网络的内置防雷措施是在设备内部, 针对电源口和数据口增加防雷电路, 以提高端口的防雷击性能。如烽火网络F-engine S2200ME、S2100ME、S2100M系列楼道交换机, F-engine3200、S3500、S3600系列园区交换机对数据口和电源口都做了防雷击设计。

依据IEC61000-4-5的测试要求, 烽火网络在电源口方面分别可以做到6KV/3KA的防护能力。依据邮电部标准YD/T 1082-2000测试表明, 烽火网络在数据口达到6KV的防护能力, 以上数据均达到和超过标准所要求的防护等级, 可以非常有效地防护大部分的感应雷击。同时, 烽火网络还对电源口的防护实现了横向和纵向的双重防护, 横向防护采用了气体放电管和压敏电阻器相结合的方式。

由于考虑到在许多工程应用中, 客户无法提供良好接地, 在具体设计中还需注意以下几点:加大共模抑制电感的感量;增强电源初次极各部分之间的绝缘强度;PCB合理的布线;合理地设置雷电波放电的最薄弱点。

在数据口的防护中, 采用了性能优良的气体放电管和退耦电路, 并合理地设计了PCB走线。考虑信号线平衡性, 避免共模/差模的转换;合理布局, 充分发挥防护器件的作用, 减小不同模块间的耦合;加宽了PCB走线, 增加通流能力;GDS附近布置接地螺柱, 最小化浪涌泄放路径。在大量实验的基础上, 合理选择器件参数, 使得防雷电路不但能有效地防护雷击, 并使得防雷电路对数据通信的影响降到最小。由于兼顾了工程实际情况的多样性, 使得设备在强干扰的环境中也能可靠地工作。

烽火网络的S2200ME、S2100ME、S2100M系列楼道交换机目前大量应用在三大运营商的宽带接入网建设中。7月雷雨季节, 烽火网络楼道交换机不仅经受住了雷电的考验, 也获得了运营商的认可。

交换机防雷解决方案的推出减少了电源防雷器和端口防雷器的使用, 减少了网络上的故障点, 提高了网络的可靠性。烽火网络S2000ME系列交换机在“信息产业部通信产品防雷性能质量监督检验中心”取得该系列产品的防雷性能检验报告, 该报告表明烽火网络S2000ME系列交换机在经过以太网口雷电抗扰度试验 (10/700uS、6KV波形冲击) , 电源口雷电抗扰度试验 (1.2/50uS-8/20uS组合波冲击) 功能正常, 性能未出现劣化, 完全达到和满足设计使用要求。

防雷解决方案 篇2

防雷、防汛、防震专项方案

批准：

日期：

审核：

日期：

编制：

日期：

山西省工业设备安装集团有限公司

华润青龙风电项目部

2017年9月

目录

一、组织落实................................................................................................................3

二、材料准备................................................................................................................3

三、应对措施：............................................................................................................3

四、现场实施措施........................................................................................................5

五、保证措施................................................................................................................6

为贯彻执行 “安全第一，预防为主，综合治理”的安全方针，增强各级人员防风、防汛、防雷意识，克服麻痹思想和侥幸心理，明确责任落实各项措施，切实做好华润青龙风电项目防风、防汛、防雷工作，确保安全生产，最大限度地减少大风、洪汛、雷电造成的损失。根据青龙县往年天气变化情况，结合本项目部施工路线长、工作范围广、大型机械多、突发性大风恶劣天气相对较多等实际情况，制定了本项目的防风防汛防雷管理方案和措施。

一、组织落实

1、成立以项目经理尚明峰为组长的防汛、防雷、防大风领导小组，制定一系列的安全、质量、工期保证措施，做到加强管理、周密计划、措施到位、责任落实、奖罚分明。

小组成员：组

长：尚明峰

副组长：乔元栋

赵俊

成员：郭俊飞

刘艳青

乔进超

2、设专人定时收听天气预报，并充分利用手机、无线对讲系统的灵活性，如遇雷电、暴雨、大风等恶劣天气，及时向领导汇报，并通知各个劳务队负责人，采取相应对策，将灾害造成的损失尽量减少，直至零损失。

二、材料准备

备足、备齐防汛、防雷、防风物资，如外加剂（减水剂、早强剂等）、彩条布、水泵、缆风绳、焊接防风篷等。

三、应对措施：

1、项目部把防汛、防雷、防大风工作作为各项工作的重中之重，落实防汛、防雷、防大风责任制，确保防汛、防雷、防大风领导小组；防汛、防雷、防大风工作队伍；防汛、防雷、防大风措施和防汛、防雷、防大风物资四个到位。立足防大汛、救大灾、抢大险，在大风到来时，从人力、物力上提前做好准备工作。同时项目部安排人员进行24小时值班。

2、项目部加强对施工现场的安全管理。①、大风、大雨前，对工地的各类附着物、悬挂物的拉结点、紧固点和起重机械设备的锚固、限位装置以及临时用房、基坑支护等进行专项检查，发现隐患要及时整改；大风来临时，所有临时用房内的人员必须及时撤离。

②、大风、大雨期间，停止任何施工作业，项目部严密监控工地临时围挡、起重机械设备等安全状况以及现场排水情况，防止发生围墙倒塌、基坑坍塌、设备倾覆、触电、火灾等重大安全事故和现场大面积积水。发现重大险情，立即采取措施，并及时报告。

3、对施工现场的宿舍、餐厅、办公室、仓库等临时设施进行全面的安全检查，重点检查临时用房，对存在不安全隐患的，要立即采取措施，该加固的要进行加固，对不能保证人身安全的，要坚决予以拆除，防止坍塌事故的发生。

4、大风、暴雨多发季节，项目部做好现场防风、防雷工作，安装可靠的防雷装置，施工机械和照明装置应做好保护接零。雷电发生时，严禁携带金属物体在露天行走，严禁靠近电器设备，严禁人员停留空旷地带、电线杆和高压电线下。

5、建立健全应急预案，做好抢险救灾准备工作。项目部成立防汛防大风工作领导小组，明确责任，结合实际制定相应防范措施和应急预案。组织预案演练，定期开展预案的研讨、修订、演练以及对抢险人员进行专业培训，保障信息畅通，落实抢险救灾队伍和物资，提高其实战的能力，一旦出现险情时能在最短时间内迅速赶赴现场，科学组织抢险，做到防有效，救及时，万无一失。

6、健全防汛防大风值班制度。项目部严肃纪律，加强大风、暴雨期间的值班工作，明确工作职责。凡因责任制不落实、措施不力、组织领导不力或工作疏忽而造成重大人员伤亡及重大经济损失的，要依法追究有关责任单位和责任人的责任。

四、现场实施措施

1、雨季来临前，组织一次电气设备接零、接地的检查，雨天施工机械的电动机应进行覆盖防雨；电源开关箱要防雨，露天照明灯具设防雨罩，雨季来临之时，检查基础排水基坑是否畅通，若有堵塞应及时清理。降雨量过大时应采取用水泵进行强排水。

2、施工现场有值班电工每日巡检，对用电设备进行检查维护，防止绝缘破坏，造成触电事故。

3、对于特别恶劣的天气，如大风、暴雨、雷电等应暂时停止一切施工作业。

4、焊接用电焊条受潮后，应烘干后再使用，雨天室外无遮蔽设施应停止施焊。

5、预制构件、材料、设备等进场后，要集中堆放在指定地点，堆放地点应夯压密实，构件下垫枕木，四周设排水沟。

6、设备堆场、材料加工场地太大，应增加防雷接地装置，并在雷雨季节前，组织对现场所有的防雷接地装置进行安全测试。

7、有关物资存放仓库要有防潮、吸湿、加热等设施。

8、做好已到设备的维保工作，露天放置的设备应做好防雨措施，随设备供应的仪表以及其他精密设备应入库保存，设备裸露的接口应可靠封闭；

9、雨天过后高空作业要有防滑措施；大风结束后，全面检查防风设施，及时修复遭损坏的设施。

10、特别要加强对电缆线及接头的绝缘性能进行检查，如发现破损现象应及时进行绝缘处理，以防发生触电事故；

11、在潮湿的环境里从事焊接作业，应采取防触电措施；

12、大风来临前对现场临时建筑、大型起重机械、施工用电、安全警示牌、临时工棚、沿线堆放的建筑用料、限速牌等加强检查，采取必要的加固措施。

13、职工食堂米、面、油、菜、饮用水要有防尘措施，确保卫生干净。

14、平时对讲机电池、手机电池、强光灯电池都要有备用电池，预防突发性事件来时备用。要熟知各施工队所属区域的工程状态，相互通迅联系方式。

15、无论是否有预报、警报，在本区范围或邻近地区发生破坏性地震后，领导小组立即赶赴项目指挥所，各抢险救灾队伍必须在震后1小时内在本项目集结待命。

16、领导小组在上级统一组织指挥下，迅速组织本级抢险救灾。

（1）迅速发出紧急警报（连续的急促铃声和呼喊声），组织仍滞留在建筑物内的所有人员撤离。

施工生产时间：A、各施工人员在管理人员的组织下按下列顺序立即撤出建筑物到空旷安全的地带避震、B、所有现场其他人员立即撤到安全地带。

就餐时间：所有现场人员在管理人员的组织下撤离到空旷安全地带；

（2）迅速关闭、切断输电、供水系统（应急照明系统除外）和各种明火，防止震后滋生其它灾害。

（3）迅速开展以抢救人员为主要内容的现场救护工作，及时将受伤人员转移并送至附近救护站抢救。

（4）加强对机械设备、重要物品和的救护和保护，加强现场值班值勤和巡逻，防止各类犯罪活动。

五、保证措施

监控系统防雷问题与解决方法 篇3

关健词 监控系统；防雷；避雷器；接地

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0104-01

近年来，无论是在工业领域，还是在私人空间，各种监控设备的使用越来越频繁地用于对人员和物流的监控，其遭雷击损坏的案例也越来越多，严重的使整个系统运行瘫痪，甚至危极人员安全，本文就监控系统的防雷设计做初步探讨。

1 监控系统防雷特点

监控防雷系统本是一个比较困难的工程，它的特点是：投资少，空间小，情况复，分布广。

投资少：由于受到监控器材成本和对雷电危害认识的制约，用户在安装监控系统时，往往不愿意再做比较大的投资。往往认为接地装置的投资远远超过了监控器材的成本，不合算，不值得，甚至是做不做都一样。

空间小：现在做防雷防电的监控系统一般都是选择室外监控系统，厂区布线一般走直埋线缆，山区或水库一般走架空明线，在监控器前端没有足够的空间来安装二级防雷系统，所以大多数的选择是安装三合一避雷器。

情况复杂：往往一个监控系统中存在着不同的地形、地址。和不同的布线方式，及其传输方式。往往一个或几个监控点不足以代表全部，导致设计方案和实际施工方案存在很大的差异。

分布广泛：一个大型的监控系统，例如济南平安城市监控系统，东西分布超过50公里，南北超过30多公里，有的在平原地带，有的在山区，有的在少雷区，有的在雷电比较集中的地区。广泛的分布给施工安装维护带来了一定的难度。

2 监控系统防雷存在的问题

1）接地电阻太大或无接地。现在GB50395-2007《视频安防监控系统工程设计规范 》和GB50343-2004《建筑物信息系统防雷技术规范》中没有明确的规定监控系统防雷的接地阻值。一般我们按照计算机房阻值和信息系统接地阻值去做设计监控系统的接地阻值：独立接地不大于4欧姆，综合接地电阻不大于1欧姆。实际安装情况和规范要求的大相庭径，以某民用炸药生产厂为例：该厂地处山区，无高大植被，15年树龄松树直径不到5厘米，平均风化层厚度为0.5米左右。室外监控点有18处，室内4处。经现场测量工频测试电阻都在20欧姆以上，甚至最高能达到80欧姆。他们的监控设备从2010年3月份到2010年10月底，总共维修了76台次。接地电阻过高是他们的设备被雷击损坏的原因之一。

2）无直击雷防护措施。这种情况比较常见的是枪式摄像机，它们一般安装到金属杆的顶端和横臂上，没有必要的直击雷防护措施。有人认为我们已将安装了三合一信号避雷器，接地我也做好了，应该没有问题了，可是他却不知道避雷器是用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置，对于直击雷他们没有任何的作用。

雷电对电子信息系统的损毁一般有几种手段：①机械效应，例如雷击大树，有时候会把大树的支杆击断，主要靠得是雷击的机械效应。②热效应，雷击点的瞬间温度可以达到3000度以上，使金属瞬间融化。③电磁效应，这是一个无形的杀手，它通过电磁感应产生瞬间强电流烧坏设备。直击雷防护只有使用避雷针这个设备，它使直击雷的过电压和浪涌电流按着设计路线泄放，使监控器不大可能直接被击中。

3）信号避雷器安装位置不合理。这种情况比较常见，就是信号避雷器安装位置不合理，距离被保护的设备太远。

根据规范避雷器应安装在线缆的两端，如果避雷器安装的距离离设备太远，我们没有办法消除避雷器后到设备前端这段通信线路和电源线路上感应生出的雷电电磁脉冲。

上例中炸药厂监控系统前端安装国内某名牌厂家三合一避雷器产品，由于监控集成商没有聘请专业的防雷施工人员参与，没有得到避雷器厂家或者服务商的技术指导，出于施工方便，他们就把避雷器安装到监控杆下面线缆进口处，加上上面布线不合理，使三合一避雷器的作用大大降低，这是他们监控设备频频击坏的一个原因。

4）接地线缆的问题：①接地线缆布线不合理。在很多的监控防雷工程里面大量存在的问题是接地线缆布线不合理，造成接地线和信号线，电力线混淆缠绕在一起，造成震荡电压。从而导致避雷失败，这个问题是炸药厂防雷失败的主要原因。②接地线缆选择线径太小。在炸药厂的勘察中还发现一个问题，就是的直击雷防护接地线缆竟然是用6平方毫米线缆。而且很多的直击雷接地线缆的长度都达到4米以上。这个就像三峡7万立方米的流量突然涌到一个小河沟里面一样。怎么能够达到消除雷电的作用，这个是他们避雷失败的一个重要原因。③没有做好良好的电气连接。这个是导致他们的设备被雷击的重要原因之一，没有良好的电器连接就不可能形成一条顺畅的雷电通道，导致完全的避雷失败。④直击雷接地和过电压接地位置不合理。很多的监控工程中为了节省资源，大家都抱有一定的侥幸心理，由于接地装置分布的缘故，大多把直击雷接地点和过电压接地点在土壤一下直接连接在一起或者两个接地点之间没有任何的辅助接地体，在少雷区这样做一般是没有问题的。但是在雷电相对集中或者山区这种连接方式存在的很大的问题。在雷电能量没有大量减少的情况下很容易雷电反击。

3 解决方法

监控系统接地系统由于比较分散，最好能共用接地系统，如果不能共用接地系统，设置单独接地时电阻值应尽量小。接地引下线在线径、敷设方式应符合规范要求，防直击雷装置在条件许可的情况下，最好与监控设备距离3米以上。避雷器应安装到监控设备输入、输出的两端进行防护。对各种线缆进行综合布线达到建筑物电子信息系统防雷技术规范中对线缆的规定。

4 结束语

雷电对监控系统的损害途径是多方面的，对监控系统的防雷保护不仅取决于防雷装置的性能，还要在监控系统的设计施工之前，就考虑到监控系统所处的地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的物点，设计合适的线缆布放方式，屏蔽及接地方式，总之，防雷保护设计应综合考虑，才能安全可靠并获得良好的效果。

参考文献

[1]中华人民共和国机械工业部.GB50057-94建筑物防雷设计规范(2000年版)[S].北京:中国计划出版社,2001,23.

防雷解决方案 篇4

天津滨海中油燃气公司咸水沽工艺设备调压站主要为天津市部分地区调压输送天然气, 若发生雷击事故不仅会影响设备的正常运转, 还有可能危及工作人员的人身安全, 因此完善内部及外部防雷设施十分必要。

针对于站区楼内电源系统、网络系统、电话系统以及其他弱电系统的防雷, 从可能引雷的三条途径:雷电流分别从电源线、信号线、控制线等外线引入设备, 根据每一类设备的特性、需要的防雷等级程度, 选用合适的防雷产品, 确保设备对直击雷和感应雷以及线路操作过电压的全面防护。

二、勘查概述

咸水沽站分为办公区, 工艺区及设备群房三部分。办公区的办公楼长28米, 宽15米, 高8米, 屋面已有直击雷防护措施, 并经国家法定部门检测合格。办公楼一层总配电箱为建筑物一层东侧控制室配电箱及楼内其它设备供电。控制室配电箱通过UPS为室内电子信息系统设备供电。供电方式为TN-S。

控制室长9米, 宽5米, 无等电位接地系统。2个室外监控摄像头在东侧两墙角处, 位于直击雷保护范围内, 视频及信号线进线端未加装防雷器。

设备群房由配电间、发电机房、消防泵房组成, 长20米, 宽7米, 高4米。屋面为坡顶, 无直击雷防护设施。配电间为办公楼及消防泵房供电, 并与发电机房发电机互备使用。

工艺区罩棚顶面为彩钢板, 通过支撑柱连接建筑物基础做接地。罩棚整体锈蚀状况较重。

办公区的办公楼长25米, 宽10米, 高4米, 屋面为坡顶, 无直击雷防护装置。办公楼一层总配电箱为建筑物一层控制室配电箱及楼内其它设备供电。控制室配电箱通过UPS为室内电子信息系统设备供电。供电方式为TN-S。

控制室长9米, 宽5米, 无等电位接地系统。2个室外监控摄像头位于直击雷保护范围内, 视频及信号线进线端未加装防雷器。

设备群房由配电间、发电机房、消防泵房组成, 长20米, 宽6米, 高3米。屋面为坡顶, 无直击雷防护设施。配电间为办公楼及消防泵房供电, 并与发电机房发电机互备使用。

三、设计方案

1. 设计依据

《建筑物防雷设计规范》GB50057

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343

《防雷减灾管理办法》

2. 设计方案

电源系统防雷

信号系统防雷

浪涌保护器接地端使用6mm2BVR铜线与控制室内等电位连接网络可靠电气连接, 接地电阻值≤4欧姆。

接地等电位。采用三根50mm×50mm×5mm×2m热镀锌角钢, 间隔3m一字形垂直置入地下0.5m;采用40mm×4mm热镀锌扁钢将垂直地极可靠电气连接作接地体, 使用35mm2BVR铜线与控制室内等电位连接网络可靠电气连接, 接地电阻值≤4欧姆。

避雷带:在设备群房屋面四边及屋脊上明敷避雷带及避雷网, 避雷带采用直径10mm热镀锌圆钢, 每隔1m设置一支撑架, 支撑架高0.2m。避雷带连接处、避雷带与引下线连接处双面搭焊长度≥60mm。

引下线:在办公楼主体四角垂直明敷引下线, 共4根。采用10mm热镀锌圆钢。引下线间距为20米、7米、20米、7米。引下线与接地装置连接处双面搭焊长度≥60mm。

接地装置:在建筑物两侧设置2组人工接地体。每组接地体采用三根50mm×50mm×5mm×2.5m热镀锌角钢, 间隔3m一字型垂直置入地下0.5m, 采用40mm×4mm热镀锌扁钢将垂直地极可靠电气连接作接地体。设计接地电阻值≤10欧姆。

四、结束语

通信基站综合防雷方案 篇5

一、施工方案

企业标准《基站防雷与接地设计规范》中4.3条规定通信机房及通信基站应采用系统的综合防雷措施，包括直击雷的防护、联合接地、等电位连接、电磁屏蔽、雷电分流和雷电过电压保护等措施。

因此通信机房及通信基站的综合防雷电受到了高度的重视，为了最大限度的抑制雷电危害，结合中国通信企业标准QB-W-011-2007《基站防雷与接地技术规范》及信息产业部颁发的YD/T 50982005《通信局（站）防雷接地工程设计规范》，并遵照《河北基站防雷与接地整治技术要求》的指导意见，我公司对邯郸所属通信机房的雷电防护提出了以下整改方案：

1、外部雷电的防护措施

1）接闪器：铁塔可以作为机房最好的接闪装置，铁塔顶端要加装限流接闪器（避雷针），天线应在接闪器保护半径之内。现有基站情况基本符合规范要求，方案预算中故没有考虑。

2）引下线：铁塔接闪器应通过引下线与联合地网做良好的连接，采用40mmx4mm的热镀锌扁钢将避雷针引下线接至铁塔远离机房侧与铁塔地网相连接。以尽可能的减小雷电流泄放对机房造成的损害。

为保证良好的电气连通，扁钢与扁钢（包括角钢）搭接长度为扁钢宽度的2倍，焊接时要做到三面焊接，焊接要实，不得虚焊。焊接部位扁钢应作三层防腐处理，具体操作方式为先涂沥青，然后绕一层麻布，再涂一层沥青。

3）接地地网：YD5098-2005中6.1.1条规定基站使用联合接地，通信基站地网应由机房地网、铁塔地网组成，或由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成。当电力变压器设置在机房内时，可共用机房地网；当铁塔建于机房屋顶时，铁塔地网与机房地网合为一个地网。

a．铁塔地网：

铁塔地网应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,将铁塔四个塔角地基内的金属构件焊接连通,铁塔地网的网格尺寸不应大于3m×3m,铁塔位于机房旁边时,应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,在地下将铁塔地网与机房外环形接地体焊接连通。铁塔地网与机房地网之间可每隔3-5米相互焊接连通一次。且连接点不应少于两点。

b．变压器地网：

当电力变压器设置在距机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应每隔3~5m相互焊接连通一次（至少有两处连通），以相互组成一个周边封闭的地网。如变压器距机房地网边缘30m以外时单独敷设变压器地网

c．机房地网：

机房地网由机房基础接地体（含地桩）和外围环形接地体组成。环形接地体应沿机房建筑物散水点外敷设，并与机房基础接地体横竖梁内两根以上主钢筋焊接连通。机房基础接地体有地桩时，应将地桩主钢筋与环形接地体焊接连通。

d．实施方案：

在机房周围敷设新的人工辅助地网，采用热镀锌角钢和扁钢作为接地体，通过电焊焊接的方式实现连接。同时将新建地网与原基础地网做连接处理，实现联合地网。

Ⅰ：破除地面；

了解地下情况，选择开挖线路。信息和施工必须准确、迅速。避免影响工作。

Ⅱ：开挖沟槽；

沟槽开挖深度为70厘米，宽为40厘米，地网整体成闭合环形。Ⅲ：敷设接地体和接地引出线；

地网分别引至电源机房、通信机房。并与等电位汇流排可靠连接。敷设垂直接地体时应避开地下管线，其间距不小于接地体长度的2倍，在施工空间充足的地方可以放宽，其接地效果成正比。敷设水平接地体时应与相关管线保持安全距离，计算方法依据《建筑物防雷设计规范》中公式确定。敷设接地引出线时应做好防机械损伤的措施。并尽量实现隐蔽、美观的原则。

Ⅳ：焊接与固定；

焊接方式采用电焊或热熔焊接，焊接过程中应保证用电安全、防火防烫伤等的安全措施。固定应可靠坚固。

Ⅴ：防腐处理；

对每个焊点进行可靠细致的防腐处理。Ⅵ：掩埋接地体和沟槽；

掩埋接地体时应保证掩埋的土壤坚实，采用夯实的方法保证接地体与土壤的良好接触。并保证雨季时地面不下陷。

Ⅶ：地网检测和接地电阻测量；

对整个工程施工工艺进行检测和测量。并记录地网接地电阻值，与设计目标比较后作出判断。合格后进行第八个步骤的工作。不合格则要进行整改。

Ⅷ：地面恢复；

恢复地面优于施工前，保证现场垃圾的清理和卫生。保证地面恢复的美观。

Ⅸ：撤离施工现场。

与负责人共同验收并告知施工概况，得到认可后方可撤离现场，并保证撤离后的现场不影响建设方工作。

在土壤电阻率较高的地区，宜敷设多根辐射型水平接地体（简称辐射型接地体，下同）。在碎石多岩地区其外型也可根据地形设置。环形接地体每边长一般为10~20m。辐射型接地体的长度宜20～30m，其走向为联合地网向外辐射方向，它也可在铁塔地网上敷设，在辐射型接地体终端附加垂直接地体。

对于通信机房无论是考虑防雷地还是工作地，在机房的周围都应该做一个独立地网，然后于铁塔地网，变压器地网连接，实现共地。如图：

2、电源系统的雷电防护措施

由于电力线大多架空铺设，受雷击或感应的机会相当大，电源系统发生的雷击事故也较多，除此之外，很多基站供电系统属于TT系统，电网电压波动大。因此电源系统防雷及过压保护是首要解决的问题。

1）高压部分的防护：国家对高压系统的防雷保护有专门的规定，归属电力部门负责。应加装10KV 高压氧化锌避雷器，变压器接地地阻值达到规范要求。

2）电源引入部分的防护：电力线应选用具有铠装层的电力电缆或护套电缆穿钢管埋地引入机房，电缆金属铠装层和钢管应在两端就近可靠接地。电缆长度不宜小于50m，深度70㎝。当变压器或电力线路终端杆离机房较近时，可将电缆环绕机房或空旷区域迂回埋设。电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器。如下图：

实例图片

3）室内电源部分的防护：国家标准明文规定要求在低压电力线进入交流屏前安装可靠的防雷器件，由于雷击的强度与设备耐压水平悬殊，并涉及具体需防护雷电的级别和能量的配合。IEC经过实践证明只有分级保护才能达到要求。根据设备的不同位置和耐压水平，可将保护级别分为三级或更多。

a．第一级防雷保护在基站电源总进线开关处对地并联电源防雷器，QB-W-011-2007中6.8.4条规定浪涌保护器选用参考YD5098-2005的规定,根据YD5098-2005中9.2.4条规定为防止变压器高压侧某一相堆变压器外壳短路，导致用户侧相线对地产生持续高电力差，建议采用“3+1”模式

防雷装置。即3个保护器分别有三根相线对中线安装，在加上一个NPE保护器，连接中线和地线。这样可以进行相-相、相-中、相-地、中-地的全面保护。YD5098-2005中9.3款规定郊区和山区基站应选择最大通流量 100KA以上的限压型电源一级防雷器，并具有劣化指示、损坏告警、热熔保护、过流保护、保险跳闸、遥信等功能。直接用25mm2铜缆垂直接地至均压环，达到最大感应雷 防护标准。

防雷箱接地线直接接在防 雷专用接地排上，接地线采用 35平方BVR铜缆，连接处采用 铜鼻子压接，压接铜鼻子使用 规格相符的液压铅，或沾锡处 理。如图一、三:

图一：电源一级防雷箱

b．第二级防雷保护安装基站开关电源处，YD5098-2005中9.3款规定所有基站交流二级防雷应选择最大通流量在40KA以上的限压型防雷器。通过开关电源可靠接地，同时具有遥控监测触点和损坏指示示窗。插拔模块组合可以进行不断电的更换操作，标准DIN导轨安装。

同时YD5098-2005中9.2.2条规定基站内的第一级和第二级浪涌保护器的安装点达到不小于5米的技术要求距离，在基站不具备线路施工条件时，需安装专用退耦器，配合防雷器工作，协调两级防雷器的能量分配。

YD5098-2005中9.3.4.4条规定直流电源部分在直流电源输出侧安装直流防雷器，作为电源系统浪涌过电压防护的第三级，抑制前级较高的残压队后端弱电设备的干扰。通过直流配电屏接地，或者直接安装在基站设备和传输设备的电源输入端。主要保护通信主设备、综合传输设备的直流供电，不受因雷电电磁场在电源传输线路发生电磁感应所产生的过电压，并实现L-PE、N-PE的等电位连接。如图二：

图二：直流电源防雷

图三：防雷器专用接地排

3、天馈线部分的雷电防护措施

国家规范和行业标准中规定，基站天线必须在接闪器的保护范围之内，由于通信基站的工作环境比较恶劣，基本都是无人值守基站，根据基站设备的实际情况，选择馈线避雷器，安装在走线架上、主馈线与下跳线之间的7/16DIN介面处，可靠接地。良好的接地是保证防雷器工作的基础。

QB-W-011-2007中6.3.1条规定必须做好三点接地，即馈线上部（馈线顶端与天线介面处）、下部（馈线在铁塔下部折弯前离塔处）和经走线架进机房入口处都要用截面积不小于10mm2的多股铜线可靠接地。室外走线架始末两端均应接地。对于超过60米长的馈线要在铁塔中部增加一个接地点。

同时为便于馈线及其它同轴电缆金属外护层在机房入口处妥善接地，宜在机房入口处设置馈线接地排，馈线接地排应采用截面积80mm×4mm的热镀锌扁钢，并采用40mm×4mm的热镀锌扁钢就近与机房地网作可靠连接。

室外走线架始末两端均应作接地。在机房馈线口处的接地应单独引接地线至地网，不能与馈线接地排相连，也不能与馈线接地排合用接地线。

机房入口处的馈线接地线应接至馈线接地排，馈线接地线的走向应由天线朝机房方向。对于水平敷设距离较长的馈线和其它同轴电缆金属外护层应在水平拐角处就近接地。

馈线接地排也可以设置在馈线口的室内侧，但必须确保馈线接地排与包括走线架在内的其它金属体和墙体绝缘，馈线接地排与地网的连接方式不变。如图：

馈线室外接地排

跳线处一点接地

4、光缆部分的雷电防护措施

光纤由于其传输信号的特殊性，最好埋地进入机房长度不小于30-50米，但目前基本是架空到基站，且线路较长，其加强筋很容易传导雷电过电压。

对于光纤的加强筋加设独立地排和连接线，独立地排与机壳采取绝缘处理，将地线引到馈线地排上，接地线采用35mm2BVR多股铜缆。综合柜的地排采用35mm2BVR多股铜缆接到接地汇集线上。

机房设有环形等电位排时，可直接将地线接到铜排上，采用 35mm2BVR多股铜缆。如图：

光纤加强筋接地

5、基站内等电位连接

现有通信机房的等电位连接方式为星型S型结构,见图，依据最新的前沿技术分析得知，这种结构是不利于地电位反击情况下的防护措施。因此等电位连接网络需要整改，由星型结构转变成网型结构,见图

图1星型网型接地方式对比图

整改方案：

在通信机房的配线架上通过挂钩敷设环形结构的等电位连接带。通过BVR铜缆作为等电位连接导体与机房内的所有设备（通信、光端机、列头柜、监控、电源柜等）进行可靠连接。并对等电位连接网络实现两点可靠

接地。

1）选定等电位连接带的敷设位置

原则是所有设备的工作地、保护地应以最短的距离连接到等电位连接带上，所有连接导体必须敷设科学合理、美观整齐。

2）敷设等电位连接带主体

在配线架上通过挂钩敷设等电位连接带。通过绝缘端子实现等电位连接带主体的独立性。

3）等电位连接带主体接地

通过等截面的接地引入线与等电位连接主体相连，实现其接地。接地需满足对称两点接地的要求。并保证连接点的接触电阻小于0.003欧姆。

4）实现设备与等电位连接排的连接

第一步对设备的保护地线或工作地线实施跨接，保证正常运行。第二步拆除原有保护地线或工作地线。第三步把前期做好的等电位连接导体安装、固定到设备和等电位连接排间。第四步拆除跨接线。第五步整理线路并贴线路指示标签。

按上述步骤完成所有设备的等电位连接。并保证设备的可靠接地。并保证标签的正确性和线路美观性。

5）测试连接点的接地电阻

通过等电位测试仪，测量各节点的电气连接情况。保证接触电阻小于0.003欧姆。

6、空调室外机的防护

据 QB-W-011-2007 《中国通信企业标准 》之规定，空调室外机电源线应采用三相五线电力电缆或把空调外机外壳与机房外部的环形接地体做电气联接。严禁将室外机外壳与避雷带、雷电引下线、塔体或室外接地排相连。因此室外机机壳的接地通过40x4mm的热镀锌扁钢与机房地网就近连接实现，焊接处扁钢应作好防腐处理，布线应美观、牢固。

7、机房内办公系统和其他系统的防护（可选项）

综合通信机房作为通信办公楼的唯一机房，机房内不但包括通信设备，还设置了许多的办公集成网络，通信计费系统等。进出机房的电源线、信号线相对较多，为了考虑整体防护的安全性，应对其他系统给与相应的雷电防护。

●对综合办公网络柜的交换机等供电进行防护，选用ZYMS-20电源精细保护防雷插座。

●对于进出机房的网络信号线应对24口、16口交换机进行防护采用防雷器型号为ZYMSS RJ45F-E100/5-24。

8、综合布线

隐患：由于没有科学的布线，电源线在雷电发生时容易感应过电压损坏后端的设备，也叫二次雷击。

建议对机房内的线路进行合理的规划和整改。整改措施：

交流电源线、直流电源线、射频线、地线、通信电缆、控制线等应分开敷设，严禁互相交叉、缠绕或捆扎在同一线束内；同时，所有的接地线缆应避免与电源线、光缆等其他线缆近距离并排敷设。接地线沿墙敷设时应穿PVC管。如图：

防雷解决方案 篇6

关键词：电子；信息系统；综合防雷；实例

中图分类号： TU895 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.08.080

随着电子信息化程度的不断提升，计算机、网络设备等弱电设备遭受雷击的情况十分普遍。而该粮管所办公楼（以下简称办公楼）曾因防雷措施不完善遭受雷击。科学合理的综合防雷设计对保障该建筑物防雷安全尤为重要。

1 防雷现状及气象、地理等基本特征

宜春市地处长江中下游江西中西部的丘陵地带，年平均雷暴日数为62.8天/年。办公楼为空旷地段孤立建筑物，土质为黄泥粘土，土壤电阻率为360Ωcm。大楼自身的特点和所处位置的气象、地理、地质、土壤、环境决定了其容易遭受雷击。2009年办公楼曾遭受雷击，原因是办公室网络交换机因未安装闪电感应和闪电电涌防护措施。

2 防雷类别和内部电子信息系统防雷级别

2.1 防雷类别

根据《建筑物防雷设计规范》确定办公楼的防雷类别：

建筑物年预计雷击次数N=kNgAe=1.5×6.28×0.054=0.51（次/年）

根据《建筑物防雷设计规范》判定该建筑物为第二类防雷建筑物。

2.2电子信息系统的防雷等级

根据《建筑物电子信息系统防雷设计规范》，建筑物电子信息系统防雷等级是通过计算建筑物已有的防雷装置拦截效率E确定的：E=1-Nc/N =0.969。0.90

3 雷电感应和雷电波侵入防雷设计方案

3.1 电源系统过电压防护

供电电源系统的防护等级按B级应采取三级电源保护。第一级在大楼地下室总配电间低压端设计开关型电源电涌保护器，此级保护处于LPZOB区与LPZ1区交界处。第二级在各楼层配电板处设计限压型电源电涌保护器，在信息中心机房、监控有线机房设计40KA（8/20μs）限压型电源电涌保护器。此级限压型与前一级开关型电源电涌保护器级间距离应大于10米，以达到电涌保护器之间的能量匹配。第三级在东西各1个弱电井电源进线处设计20KA（8/20μs）限压型电源电涌保护器。此级限压型与前一级限压型电涌保护器级间距离应大于5米。电涌保护器前端应配制空气断路器，第一级为100KA，In=60KA，Imax=100KA；第二级为40KA，In=40KA，Imax=80KA；第三级为32KA，In=20KA，Imax=40KA。电涌保护器连接导线截面积第一级≥16平方毫米，第二级≥10平方毫米，第三级≥6平方毫米。电力线路上通过以上的电源电涌保护，可有效的对电源线路上雷电波侵入进行抑制。

3.2 信号系统过电压防护

有线电视、监控线采取了屏蔽，将电缆金属外护层进、出建筑物在LPZ0B与LPZ1区等电位连接并接地。光纤在入户端将所有金属光缆接头、金属挡潮层、金属加强等电位连接并接地。电话电缆套金属钢管埋地引入，在入户端等电位连接并接地。

3.3等电位连接与共用接地系统设计

办公楼电子信息系统等电位连接采用S型和M型相结合的形式，此种连接方法方便灵活，安全性高。电源、信号电涌保护器、电气设备的接地线、PE线、金属门窗、金属地板、电梯轨道、电缆桥架、金属管路、电缆金属外皮、信息系统的金属部件（包括箱体、壳体、机架）及系统等电位联结网，均以最短路径连接（焊接）。LPZ0、LPZ1、LPZ2区的防雷区的交界处，与等电位连接带相连。建筑物楼顶的避雷带，金属管道，金属均压环，建筑物楼、板、柱，基础地网的钢筋，连接（焊接或绑扎）成电气通路的“法拉第笼”，整栋大楼均处于等电位状态。

3.4 屏蔽及综合布线

屏蔽是减少电磁脉冲干扰的基本措施。办公楼采取将铝合金门窗、玻璃幕墙支架、金属门窗、建筑物的梁、板、柱及基础内的钢筋，相互连接成连通的系统，构成金属屏蔽的“法拉第笼”式。对于信息系统的屏蔽措施，将机房的金属门窗、静电地板支架、墙面铜丝网与机房局部等电位连接，电话线埋地穿钢管进入电话机房，并同金属管道在入户端等电位连接并接地。光纤在入户端将所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯直接接地，屏蔽层应电气贯通，使感应环路阻抗最小，产生感应电流最大，起到电感耦合的最大效应，从而降低了系统的感应电压，以保护电子信息设备不受损害。

4 结语

该办公楼电子信息系统综合防雷设计是在分析该建筑物雷击事故的情况，经现场全面勘察，本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则进行设计、施工，工程竣工投入使用以来，尽管雷电活动依然频繁，但再未发生雷击事故，这充分佐证了该建筑物现有电子信息系统综合防雷工程的有效性。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）[S].中国计划出版社，2010.

[2]四川省建设厅，建筑物电子信息系统防雷设计规范（GB50343-2004）[S].中国建筑出版社，2004.

[3]南京信息工程大学电子工程系防雷工程技术中心组编，梅卫群、江如燕.建筑防雷工程与设计（第二版）[M].气象出版社，2006.

[4]南京信息工程大学电子工程系雷电防护教研室，施广全.信息系统的雷电防护[M].防雷与电磁兼容专业系列教材，2007.

[5]刘兴顺.建筑物电子信息系统防雷技术设计手册[M].中国建筑工业出版社，2004.

虎门大桥机电系统综合防雷方案 篇7

高速公路机电系统点多面广,布局分散,且多数安装于野外,容易遭受雷击。为减少雷害损失,必须充分考虑各种雷害因素,做到综合防护,故在采取优化接地系统、合理布线、改进机电系统电源防雷等措施的同时,还必须对弱电系统防雷进行统一规划和改进。

1 机电系统雷害风险分析

虎门大桥机电系统包括供配电照明、监控、收费、通信、办公自动化、内部安防、治超称重系统等各种智能电子设备。通过历年雷击情况的摸查和分析,发现该机电系统主要在以下几方面存在雷害风险。

(1)电源系统存在部分避雷器设置不合理、老化、设置欠缺的情况。对于收费系统、通信系统、监控系统等重要设备,虽然电源前端已在低压电源防雷改造中安装了避雷器,但设备现场(电源末端)部分避雷器欠缺或老化,给终端设备防雷留下隐患。

(2)外场机电设备接地系统老化或失效,新装设备外场电缆(含弱电信号电缆)在进入机房前没有套金属管埋地进行屏蔽。

(3)收费、监控、通信等弱电系统的信号防雷器老化或设置不完善,将可能导致雷击感应电压闯入弱电系统,损坏设备。

2 综合防雷的具体方案

2.1 电源系统防雷

对于10kV高压供电电缆,要求高压侧安装高压氧化锌避雷器,把对地的雷电残压限制到小于6 000V。对于380V低压线路,根据高速公路供配电系统布局,可采用如下防雷措施。

(1)在变压器低压侧到低压柜进线总开关输出端,对地加装电涌保护器SPD1,作为一级保护。

(2)处于同一建筑物内的总配电柜(盘)至各楼层、监控中心或各收费站支路配电箱总开关输出端,应对地加装电涌保护器SPD2,作为二级保护。

(3)在现场设备配电箱间开关输出端,对地加装电涌保护器SPD3,作为三级保护。

(4)在所有重要、精密的设备前端,对地加装电涌保护器SPD4或防雷插座,作为末端的精细保护(四级)。

电源防雷四级防护方法如图1所示。

虎门大桥沿线电源的第一至第三级SPD保护器已在低压电源防雷改造中进行了设置,但收费亭内配电箱、收费工控机、摄像枪、隧道可变标志等重要的设备未完善安装单相避雷器或防雷插座,因此可选择通流容量In/Imax=10/20kA(8/20μs),残余电压Up≤1.0kV的防雷元件,作为末级精细防护,但前提是检查并确保防雷接地系统合格有效。

2.2 收费系统防雷

收费工控机和外场设备可通过电源、网络以及信号线路等途径引入雷电,必须考虑其网络及信号等线路的防雷保护。

(1)在收费系统内部的网络和信号等线路前端,安装网络及信号SPD。

(2)检查收费亭金属外壳是否全部连通并接入防雷地网,如欠缺,则应沿收费亭底部敷设专用防雷扁钢,将其和收费天棚钢立柱连通,并在收费亭底部基坑安装防雷接地汇流排,将亭内电源和网络、信号防雷器接地端、收费亭外壳和工控机、费额显示器、栏杆机等与之连接,实现各个系统的等电位连接。

(3)光纤加强钢芯与防雷扁钢可靠连接。

(4)检查收费岛预埋金属管道锈蚀情况,并将其与防雷地网可靠焊接,使得管内的线路得到屏蔽保护。

2.3 视频监控系统防雷

(1)在监控视频传输线路前端以及终端,安装视频信号SPD;在末端设备安装电源防雷插座,作为末端精细保护。

(2)在前端云台或快球摄像机处,可选择三合一SPD,此SPD包括了低压电源、控制线路和视频线路3种线路的防雷保护。

(3)管理中心内部安防视频监控系统,户外用于悬挂架空光缆的钢绞线的两端应和防雷地网连接,以减少钢绞线受到雷击时对光缆的影响。

(4)在终端机房视频线路进入矩阵或主机前可选择安装集成式多路视频线路SPD;而控制线路需根据线路的数量来确定是选用集成式还是单口的防雷器。

(5)光纤加强钢芯在首端和末端与防雷地网可靠连接。

2.4 外场可变情报板、可变标志防雷

外场情报板在电源防雷的基础上,主要考虑门架基础接地、信号防雷。

(1)将门架式或F型支架钢结构与合格的防雷接地网可靠连接。

(2)在信号传输电缆首尾端安装信号SPD;电源和信号SPD的接地端和防雷地网可靠连接。

(3)光纤加强钢芯在首端和末端与防雷地网可靠连接。

2.5 网络系统、通信系统、有线电视防雷

网络系统、通信系统、有线电视由于接自外网,路由较长,极易遭受雷击破坏,因此必须考虑此类线路的防雷保护。

(1)在路由器、交换机、服务器等设备在线路前端和末端,相应安装网络、通信、信号SPD。

(2)线路进入机箱前应检查是否套金属管埋地屏蔽,特别是接自外网的有限电视和网络信号线,应套金属管埋地屏蔽并将线路钢芯接地。需要注意的是,埋地穿金属管部分至少在15m以上,以保证对线路进行有效的屏蔽。

(3)线路敷设路由应与电力线路保持适当距离。

(4)在设备的电源端安装防雷插座,作为末级精细防雷保护。

(5)光纤加强钢芯在首端和末端与防雷地网可靠连接。

(6)设备和机箱金属外壳要良好接地。

2.6 地网检测和改造

完善的防雷保护系统能发挥作用的前提是系统有一个良好的接地网,由于防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,因此通过定期的检测和维护可了解接地系统的工作状态。虎门大桥每年都对主塔、办公楼、配电房、收费天棚等建筑物的防雷接地系统进行专业检测,并在此基础上对欠缺或不合格的地网进行改造,但检测范围未涉及机房防雷地网。

对检测不合格的机房,可采取的防雷措施有:在机房防静电地板下设置一圈由40mm×4mm镀锌扁钢制成的防雷均压环,并将其与预留的防雷地网(建筑物主体钢筋)焊接;检查防静电地板金属支架、显示器、主机、UPS等设备外壳和金属门窗、操作台等是否和均压环连接;同时,将电源保护接地端、电涌保护器接地端、直流接地端一并接入均压环,以实现等电位连接。

3 注意事项

防雷改造过程中,要注意下列几个问题。

(1)SPD连接导线应短而直,长度不宜大于0.5m,否则应适当加粗线径;SPD的接地线截面应不小于6mm2。

(2)网络、数据和信号SPD要根据设备和线路参数(供电方式、工作频率、带宽等)以及接口方式等规格来配置。

(3)防雷接地和电源工作接地应严格分开,以避免雷电闯入变压器中性点造成中性点零电位偏移、接零保护设备外壳高电压以及避雷器压敏电阻瞬间导通以致电源各相对零短路。

参考文献

[1]GB 50057—2010建筑物防雷设计规范[S]

[2]GB 50343—2004建筑物电子信息系统防雷技术规范[S]

[3]GB 50174—93电子计算机房设计规范[S]

[4]GA173—1998计算机信息系统防雷保安器[S]

[5]黄金鹏.高速公路收费系统防雷解决方案[J].中国交通信息化,2010(10):120-122

医疗系统的防雷设计方案 篇8

人们往往对雷电防护工作不够重视, 或者简单地认为防雷无非是安装防雷器件和降低地线接地电阻即万事大吉, 然而, 从近几年的实际情况来看, 这样的观点是错误的。

1 瞬态过电压的原理

所谓“瞬态过电压”是指两个或两个以上的导体间测得的电压在很短的时间 (几微秒~几毫秒) 内的急剧增加 (从几伏到几万伏) 。

1.1 瞬态过电压的起因

雷电实际的放电电流可达几百k A的量级。对于装有防雷装置的建筑物, 尽管雷击电流可按预定的方式泻入大地, 但它将通过电感、电容和电阻的耦合产生瞬态过电压。

1.2 瞬态过电压引发的问题

雷电动作引起的瞬态过电压的作用效果:干扰、衰变、损坏和故障停机。

1.2.1 干扰

尽管这种情况一般不会造成物理性的损坏, 但会干扰数字或模拟电平, 从而引起数据丢失, 软件和数据损坏, 电子计算机无法解释的退出服务、死机, 以及过流开关的错误跳闸等诸如此类的麻烦情况。这对正在进行的医疗工作是一个非常糟糕的情况, 极易引起医疗事故的发生。

1.2.2 衰变

电子设备和电路系统长期暴露在较低等级的瞬态过电压下, 使其工作寿命减少和发生故障的可能性增大。在用户不知晓的情况下, 这是一种非常糟糕的情况, 很容易引起误诊、误断等医疗事故的发生。

1.2.3 损坏

瞬态过电压过高将会造成一些精密仪器的电路板和I/O板的损坏。而这些损坏一般很难看出, 因为只有特别强烈的瞬态过电压才会烧毁电路板。

1.2.4 故障停机

干扰、局部衰变、损坏都可能会导致设备或系统的故障。这将意味着:正在进行的检查或手术无法正常的进行, 甚至引发医疗事故。

1.3 瞬态过电压损坏的物理途径

几乎所有的电子器件和电路遭瞬态过电压的损坏方式都是一样的, 即两种主要的物理途径, 发热和绝缘破坏;而两者都是因电源的“续流”所造成。

2 对雷电的防护

目前, 对雷电的防护有很多方面的措施, 就目前我们所遇到的情况而言, 有以下几种防雷措施。这些防雷害措施包括:加强建筑物防雷系统;接地和屏蔽接地;合理选择设备摆放位置;合理选择电缆走线路径和电缆屏蔽。

2.1 加强建筑物防雷

除在建筑物顶部增设避雷带 (针、网) 防护外, 在建筑物的外层按照相关规定增加满足要求的接地导体, 可以加强该建筑物的防雷性能。建筑物的外层接地导体愈多, 其内部的电磁场就愈小, 瞬态过电压侵入干扰电子设备的可能性也就愈小。这就是说, 对于内部装有重要电子医疗设备的建筑物, 可以采取在其外部增设接地导体的做法来增加防护。

2.2 接地与连接

屋面所有的金属均应在防雷设施的保护之下, 并且与防雷设施有可靠的连接。所有的引入管线 (水管、暖气管、电力和数据电缆的防护金属管等) 都应当连接到一个单独的地参考点上。然后再将它与总地线端子 (接地极) 连接, 这样可减少建筑物内的雷电流。如果电力或数据电缆需要在建筑物之间穿透的话, 则它们的接地系统应该相互连接, 以使所有设备有一个共同地参考点。

2.3 设备摆放位置的选择

为了尽量的减少因雷击所造成的危害, 设备和一些科室的设置应该科学的选择其场所, 比如手术室应设置在2、3层, 因为就一般的大楼而言, 这两个层次防雷电波侵入是比较理想的。另外电子设备的摆放也有很大的学问:电子设备的摆放位置不能靠近大电流和感应瞬态过电压威胁的地方;设备不能摆放在建筑物的顶层, 因该处太靠近楼顶的避雷针和防雷系统的导体网;设备也不能太靠近建筑物的外墙, 尤其是外墙拐角处, 因雷电流将优先流经该处;设备的摆放位置也不能太靠近诸如天线、烟囱等高大建筑物。

2.4 电缆布线与屏蔽

电力、数据通信和电话电缆在建筑物内同样也可能受到瞬态过电压的威胁。设备布线应尽可能避开类似于设在建筑物顶部或墙内的可能通过雷电流的导体。

当电源线和数据线之间形成的环形面积较大时, 从耦合感应的效果来说, 它将会获得更多的雷电能量, 因此应尽量避免。为减少环形面积, 电源、数据通信和电话线等线路应彼此隔离的并排铺设。

对电缆施行屏蔽是另一种十分有效的方法, 它将有助于减少电缆受到电磁辐射或对外产生电磁辐射。通常电力电缆由金属管或电缆槽防护, 数据电缆用外层金属编织带屏蔽防护。

2.5 建筑物间的数据传输采用光缆

对于建筑物之间的数据传输, 采用光缆是最佳的防护方式, 它将在建筑物之间实现电气上的彻底隔离, 防止包括瞬态过电压在内的各种电磁干扰问题。

3 装设浪涌保护器 (SPD)

浪涌保护器 (SPD) 是对上述防护技术和方法的补充和支持。配置运用浪涌保护器 (SPD) 的目的, 就是在干扰源与需要防护的设备之间提供适当的瞬态过电压防护, 以保护设备。重点的防护部位包括:电源的雷电防护;电源的开关瞬变防护;不间断电源 (UPS) 的防护;数据通信、电话线路的防护;重要仪器、设备的防护。

选择浪涌保护器 (SPD) 最重要的是所选择的器件必须满足以下要求:

3.1 承受能力。

它应能承受安装位置预计的最大瞬态过电压, 由于雷电是多脉冲过程, 所以它应能承受多次冲击。

3.2 过压值的控制。

浪涌保护器 (SPD) 应能将瞬态过电压控制在被防护设备的允许承受值以下。例如, 某设备工作允许最高瞬态过电压值为700V, 则其防护装置允许通过的瞬态过电压控制值应选择在700V以上, 考虑适当的安全余量, 则该防护装置的最高允许通过电压应低于600V。

3.3 系统兼容性。

浪涌保护器 (SPD) 不应妨碍和干扰被防护设备及其系统的正常工作。对具体设备 (系统) 的防护装置的选择应依据相关的标准、规范进行。值得强调的是, 对浪涌保护器 (SPD) 的选择和正确安装是十分重要的:

3.3.1 必须选择经过气象主管机构备案的

产品, 因为经过备案的这些产品都是经过相关部门的检测, 其安全性、可靠性都可以得到保证。

3.3.2 对浪涌保护器 (SPD) 必须进行正确的

安装, 因为这不仅是电气安全所必须的要求, 而且不正确的安装将大大地降低浪涌保护器 (SPD) 的预期保护效果, 因此必须按照相关的说明书进行安装。

4 结语

雷电是我国南方地区春夏季非常频发的一种气象灾害。到目前为止还没有任何一种装置 (或方法) 能阻止雷电的产生, 没有能阻止雷击到建筑物上的器具和方法。寿宁县年均雷暴日数为65天, 2009年8月13日至22日, 寿宁城关地区连续10天都是电闪雷鸣, 雷电已经是本地区非常严重的一种自然灾害。据统计, 每年雷电灾害对国民经济造成的损失居气象灾害之首。究其原因就是人们对防雷电灾害的不重视, 不能正确利用雷电防护设施。只要科学、合理、得当地进行预防, 可以避免或减少很多不必要的灾害发生和经济损失, 确保医疗设备的正常使用。

摘要：随着医疗电子设备, 特别是微电子设备和计算机设备在临床中的广泛应用, 雷电及瞬态过电压的危害问题日益突出。因雷电 (包括过电压) 引发的设备故障、停用, 甚至造成医疗事故, 已成为医院和相关的工作者、维护技术人员无可回避的问题。寿宁县城关海拔750多米, 属于雷电多发区, 然而随着近几年全球气候的变暖, 极端天气现象频发, 我县的雷暴日数以及强度都有逐年增多、变强的趋势。城关地区每年因雷电损坏的电力设施、家电、办公设备、通讯设施非常多, 由雷电及瞬态过电压而引发的医疗设备的损坏的事故是频频发生, 医疗设备能否正常运转关系到病患者的生命安危, 因此, 对于医疗系统的防雷方案的研究已经刻不容缓。

关键词：雷电,医疗设备,防护

参考文献

通讯基站系统防雷设计方案浅析 篇9

根据通讯基站遭受雷击的不同情况, 我们将通讯基站的组成概括为基站铁塔、基站店里、信号传输和基站机房, 本文将对通信基站的整体防护进行分析, 详细分析每一组成部分中各设备设施的具体提防雷设计和措施, 并应用这些措施对通讯基站进行防雷方案的具体设计。

一、雷电对通讯基站的危害

雷电是一种自然现象, 是大自然中强大的脉冲放电过程, 雷电入侵移动通信基站所造成的破坏是多渠道的, 破坏力是巨大的主要有通过接地系统危害、通过信号传输危害、通过基站电力传输危害和通过铁塔天线部分危害。雷电有天空中不同带电云层之间、带电云层和建筑物之间等等。经过总结分析, 我们一般情况下将雷电放电对通讯基站系统设备可能产生的危害形式主要划分为——直接雷击影响、感应雷击、雷电过电压侵入和高电压反击。下面我们进行详细分析。

1直接雷击影响

在雷暴活动的区域内, 雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象, 称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位, 我们可由基站天线和机房遭受直击雷的情况看出它对基站的危害。当雷电发生时并击中基站机柜或基站机房时, 强大的雷电电流就能迅速将电能转换为热能, 雷电流的高温热能能够引发机房等建筑物发生大火燃烧, 甚至还会致使金属柜融化发生爆炸事故。在雷电流流过的通道上, 物体水分受热迅速汽化, 进而发生剧烈膨胀, 因此会产生强大的冲击性机械力, 因而可使机房建筑物结构断裂破坏, 导致人员和设备破坏。基站天线也是雷击的主要破坏点, 天线大多设置在机房的房顶之上, 也有一少部分安装字铁塔上, 从防雷的角度来看, 基站天线就成为了在周围环境中十分突出的雷击目标。

2感应雷击

在发生闪电的过程中, 雷电的活动区域内几乎会同时出现三种物理现象——静电感应、电磁感应、电磁脉冲辐射。其中静电感应和电磁感应两种物理现象是造成感应雷击的主要危害形式。感应雷击与直接雷击相比, 其猛烈程度相对较小, 但发生几率高很多。

3雷电过电压侵入

基站机房建筑物不处于雷暴活动区域内时或者处于雷暴活动区域内, 但机房设备已受到防直击雷的避雷装置的保护与屏蔽时, 仍然会遭受到雷电危害。其原因可能是其原因可能是在电力电缆、同轴电缆或金属管道上未采用防止雷电过电压侵入的措施。

例如雷电过电压通过电力电缆对基站所造成的危害, 直接雷和感应雷都可能是只是电力电缆产生过电压。这种过电压可沿着电力电缆从远处雷区或防雷保护区域之外传来, 并侵入设备内部, 使交、直流电源和整流器损坏。由于雷电过电压波沿电力电缆传播的距离远, 扩散面大, 特别是当地并无雷电活动, 工作人员毫无准备的情况下, 突发雷电现象, 雷电过电压侵入造成的损失也比较严重。据统计, 在电子设备遭受的雷击事故中, 雷电过电压沿电源线侵入设备而造成的雷击故障, 大约要占80﹪。

4高电压反击

在雷电频繁发生的活动区域当中, 当雷电闪击到基站的接闪装置上时, 及时接闪装置的接地系统十分良好, 但也会因为雷电流幅值较大, 波头陡度高致使雷电流流过是是接地引下线和接地装置的电位聚升到成百上千伏。如果基站的接地引下线与各种金属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, 则可能造成引下线与各种金属管道或用电设备的工作地线之间放电。从而使这些金属管道或用电设备的工作地线上引入反击电流, 造成工作人员和设备雷击事故。

通过上述情况来看, 通讯基站的防雷既要做到能防直击雷, 又要能防感应雷, 既要防止高电压雷电波从金属线缆输入, 又要防止高电压的反击。

二、防雷的设计方案

在机房的内部直流工作地、保护接地、安全接地接到一个总接地汇集线上;一级电源避雷器接地、二级电源避雷器接地、光缆加强芯以及金属防护层接地应该独立接入另外一个总接地汇集线上, 同时考虑选择合理的接地导线以及接地线的布局。外部防雷设计:

建筑物年预计雷击次数应按下式确定:

其中N是建筑物预计雷击次数 (次/a) , k是校正系数, 在一般情况下取1 (位于旷野孤立的建筑物取2, 金属屋面的砖木结构建筑物取1.7, 位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物, 以及特别潮湿的建筑物取1.5) ;Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/ (km2·a) ];Ae为与建筑物截收相同雷击次数的等效面积 (km2) 。

雷击大地的年平均密度应按下式确定:

Td代表年平均雷暴日, 一般都是根据当地气象台和气象站资料来确定 (d/a) 。由上述公式算得基站的年预计雷击次数, 以及属于第几类防雷建筑物。

在接闪器的设计上, 首先在铁塔上安装避雷针对建筑物进行直接雷保护, 避雷针的高度以及保护范围可以根据建筑物防雷规范《GB50057-94》中的要求计算得出, 避雷针可用铁塔作引下线, 因铁塔已良好接地, 所以, 只需在安装避雷针时保证避雷针与铁塔有良好的电气连接, 并将铁塔分别在四个角上与建筑物混凝土内的钢筋相连即可, 同时还要做好防腐处理。

基站天线架设在屋顶的建筑物还应该在屋顶女儿墙上敷设避雷带, 材料为热镀锌圆钢, 直径12mm。如果还不能完全保护建筑物, 需利用建筑物屋顶的钢筋作为避雷网, 对建筑物以及机房等进行保护。机房建筑物避雷网可用建筑物内的钢筋作引下线, 同时建筑物内的钢筋也起到了均压环的作用

结语

在通信遍布全球的这个时代, 为了保证通信行业的迅猛发展, 也保障人们日常生活、工作和学习的便利以及企业的经济利益, 对移动通讯基站系统防雷设计要做到全面、严密, 做好通讯基站系统防雷的工作, 保障通讯系统正常、稳定、安全的运行是首要考虑的问题, 也是防止雷电给我们生活带来巨大损失的有效途径, 希望在不久的将来会有更加完善的防雷设计方案来保障通讯基站的正常运作。

参考文献

[1]刘磊.完善移动通信基站的防雷保护措施[J].山东师范大学学报 (自然科学版) , 2010 (02) .

海岛气象自动站的防雷方案 篇10

汕头市南澳岛是一个典型的海岛县,岛上的气象资料对于旅游、航运、人工增雨等工作起着十分重要的作用。南澳县气象局先后在重要的旅游胜地青澳湾、风况较好的云澳镇和进出岛咽喉的长山尾三个地方分别建起了气象自动站。新建的气象自动站一改过去由人工操作的特点,各个气象站都能24小时自动观测、记录风向、风速、气温、雨量等气象要素,并传输到县气象局及全省的自动站网上,大大加强了防灾抗灾气象服务能力。由于气象自动站无人值守,因此对建设和仪器的要求较高,需要较强的抗干扰、防风、防腐蚀、防雷等能力。下面就南澳岛青澳湾气象自动站的情况,谈谈海岛气象自动站的防雷措施。

2 直击雷防护

南澳岛青澳湾的自动气象站观测场建立在楼面上,其仪器布局,参照和执行《地面气象观测规范》的有关规定:a.高的仪器设施安装在北边,低的仪器安置在南边;b.各仪器设施东西排列成行,南北布设成列,相互间东西间隔不小于4米,南北间隔不小于3米,仪器距观测场护栏不小于3米,风塔高6米。(见图1)。可见,自动站观测场直击雷防护主要是风传感器和采集器等设备的防护。风传感器安装在6米高的风塔上,但不宜利用风塔设立避雷针来作直击雷防护。在风传感器与避雷针的距离为0.5 m左右,当避雷针遭到雷击时,风传感器与避雷针之间就会发生闪络,那么0.5 m的距离对于这种闪络是否安全呢?《建筑物防雷设计规范》GB50057-94第3.2.1条五款指出:独立避雷针的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离应符合(1)式和(2)式,但不得小于3m。

式中:Sal──地上的空间距离(m);Sel──地中距离(m);Ri──冲击接地电阻(Ω);hx──被保护物或计算点的高度(m)。虽然这个条款是针对第一类防雷建筑物而言,但笔者认为其仍具有普遍性。风塔上的避雷针接闪后并没有其它明显的目标物承载雷电流,其单独的引下线几乎接受了全部的雷电流,此情况与独立避雷针十分接近。假设避雷针的高度是8m,接地电阻Ri为4Ω,风传感器的高度hx为6m,与避雷针的水平距离为0.5m时,显然不符合Sal≥0.1(Ri+hx)=1m的要求。在接闪瞬间存在着电位差,比如,10/350波形的雷电流到达避雷针尖,10μs时间里达到幅值,风传感器要与风塔避雷针达到等电位,存在雷电流通过避雷针和横臂(0.5 m)的时间,等电位过程中的细微时间差足以使风传感器损坏。解决办法:风塔和避雷针要分开设置。避雷针可设置在风塔的正东面或正西面,两者相距3米以上,并符合保护高度角,保护范围应涵盖观测场内所有设备,特别是风传感器。当受观测场地限制,确实难以设置独立避雷针时,也应考虑将避雷针保持与风传感器更大的距离,并做好雷电流引下线与风数据传输线之间的电磁屏蔽。同时,要考虑海风盐份腐蚀的情况,提高避雷针及引下线、风塔的防腐性能,避雷针及其引下线宜采用铜包钢材料,风塔采用不锈钢材料,风传感器连接电缆要用不锈钢管屏蔽,管内径≥4cm。青澳湾自动气象站采用独立避雷针进行保护,风塔与避雷针的安全距离大于3米,亦采用了相应的防腐措施。

3 雷电电磁脉冲的防护

第一,雷电电磁脉冲(感应雷)是通过与气象自动站设备连接的电源线、通信传输线电磁耦合产生的感应过电压(即瞬间高压脉冲),它直接沿电源线、通信传输线路入侵自动站设备,使设备产生永久性的损坏。不建议通信传输线缆穿PVC管敷设,PVC管没有屏蔽作用。由于数据的传输是微电流信号,所以这些通信传输线对电磁环境十分敏感,在电磁环境复杂的情况下,是极易产生感应过电压的。设备间的电缆和通信线要用热镀锌管或不锈钢管屏蔽,内径5cm以上。第二,不建议设备与避雷针采用共用接地体。由于采集器等设备的某些元件对电磁环境c.上面粗黑线表示有设备间连接线,需要布设管线。高度敏感,即使通信传输线路、电源线路采取了屏蔽措施,可与避雷针等直击雷防护装置采用接地体,在雷击时,地电位的抬升会使这些设备元件产生损坏,数据传输线与电源线、接地线等处在几乎相同的电磁环境里,相互之间必然存在一定的影响。第三,得注意各种线路的敷设。敷设不利于电磁兼容时,当发生雷击时仍然会损坏设备。解决方法:a.避雷针的地网和设备保护地网各自独立,安装在楼顶的,如果大楼的接地电阻符合规范,可以把避雷针的接地和大楼的接地连接,但设备的保护地要单独做,且新做的保护地网距离原有地网3米以上,接地电阻要求小于4欧姆;b.保持数据线缆等与接地连接线之间的安全距离,距离不够时,设法使线缆与接地线的交角增大,最好成直角;c.除按规定做好值班室各种线缆、管道入户的等电位措施外,应该将电缆沟内不同性质的线缆、接地线通过金属走线槽分开布置;按照电磁兼容的原则,弄清各个线缆电流的方向,设计好地线的走向和地线与线缆的距离,根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343)第5.3.3条和相关防雷技术规定做好布线;d.进入值班室的线路在入户前应该采取屏蔽和等电位连接措施,同时,在入户端都应该安装相应的电涌保护器SPD,电源部分要做2级以上的防护:市电进线总开关处、值班室配电处。有条件也可在自动站UPS前端可安装一级防护,做全电源的3级防护,青澳湾气象自动站就采用电源3级防护。

注:a.采用市电供电时需做“电池箱”基础,不用做“太阳能”基础。b.采用太阳能供电时需要做“电池箱”和“太阳能”基础。

结束语

由于气象自动站气象设备的高精密性和敏感性,加之海岛的特殊环境,因此必须采取综合严密的防雷措施,确保气象设备不受雷电侵扰,保证海岛气象观测系统稳定运行。而青澳湾气象自动站采用了上述相应的防雷措施,自运行以来较稳定,来自雷电方面的影响不明显,有一定的借鉴价值。

参考文献

[1]GB50057-94.建筑物防雷设计规范[S].中国:中华人民共和国建设部,2000.

[2]QX/T106-2009.防雷装置设计技术评价规范[S].中国:中国气象局,2009.

[3]QX4-2000.气象台(站)防雷技术规范[S].中国:中国气象局,2000.

防雷解决方案 篇11

关键词：供电所；10 kV配电线；防雷问题；解决措施

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0107-02

1 概 述

用电安全问题一直是民生问题的焦点之一，直接关系到人们的生命财产安全。自从改革开放以来，随着人民群众生活品质的提高，人们开始逐渐关注电力产业的安全问题。但是，就雷电对配电线路的损害问题而言，对我国依然是不小的挑战。随着我国的快速发展，相关问题得到了有关部门的充分重视，提高10 kV配电线路运行也成为焦点问题。

目前，为了提升用电安全的可靠性，相关部门针对供电所10 kV 配电线路做了相关统计研究，在目前较为广泛应用的绝缘化导线中，雷击对于较为成熟绝缘导线技术的损害最为突出，雷击问题已经成为电气产业的重中之重，所以根据这些新的问题进行相关的防雷研究，研讨解决雷击问题依然具有十分现实意义，对于当前电力行业的发展来说至关重要。

2 10 kV配电线路中防雷的主要意义与主要手段

2.1 配电线路中防雷的必要性

一般情况下，造成10 kV 配电线路受到巨大影响的主要原因是雷电的攻击性，对配电线路造成严重破坏的主要是塔台，因为雷电本身具有高辐射性、高温性与高穿透性的特点，因此容易造成10 kV配电线路相关设备的损害。线路中的电压会在雷电击中配电线路之后瞬间升高，这就使得配电系统中的线路容易因为雷电袭击而发生损坏。其次，配电线系统受到雷电袭击而发生击穿事故的变电设备、电容器等，并影响其正常运行，线路与设备的损坏不仅对于检修工作人员和电力施工造成巨大的生命财产安全，另一方面还会增加电力企业的经济成本，造成巨大的损失。

综上所述，因为雷电对于电力产业存在一定程度的威胁性，因此加强10 kV配电线路的安全运行，对于雷电的预防措施意义重大，在一方面降低电力企业的经济损失，有效的保障了配电系统的安全运行，另一方面对于人民群众的生命财产安全起到了保护作用。

2.2 配电线路中防雷的主要措施

在常规状态下，我们对于雷电的基本预防措施为采用安装避雷针和加强局部绝缘以及掩埋接地线路等方式。对配电线路与输电线路同样适用，避雷针均能起到防雷作用，另外，合理的设置避雷器对于配电线路起到保护功效，也能起到相当好的防雷效果，但这种方式的不足是相当一部分的传统避雷器仍然容易发生故障，其主要原因是避雷器需要长时间运行在工频电压下，从而承担过多的雷电过电压的冲击。所以我们如果选择氧化锌避雷器安装于配电线路当中，要对避雷器经常维护，并且在安装时将配电线路中有选择性的安插，以起到保护配电线路以免发生故障的作用。

2.3 接地防雷的原理

降低接地电阻是接地防雷的主要原理，其使用办法是降阻剂降阻与水平接地体的方法。相关研究表明，单独使用配电线路或单独采用水平接地体方式防雷，均会受到不同程度的影响，因此在降阻剂、防腐剂的使用中配合水平接地体，两者结合使用能有效的预防接地体易腐蚀导致的使用寿命较短的情况出现，在降阻的要求上减少差异性，不仅防雷性能稳定，具有较强的防腐性，充分发挥良好的降阻作用。

在此基础上，另一种措施相对来讲有利有弊：对于提高线路冲击放电、增强其抗击穿能力有显著功效，并且在很大程度上能够增加绝缘线层的厚度，并且能够将10 kV配电线路中的绝缘导线与外连接处绝缘固定。但这种方法在一定程度下增加了工程造价。

3 加强10 kV配电线路预防雷电的问题分析以及预 防措施

3.1 完善10 kV配电线路中雷电防御的措施

配电线路中的10 kV配电线路是一个问题切入点，对目前避雷器的安装位置来讲，防雷效果起到最有利作用的是安装于部分杆塔，但细节上涉及无法全个方面覆盖，以达到保证整个配电系统的安全。同时，再加上在全配电网系统中安装避雷器存在诸多困难，因此在一定程度上即增加了投资成本，又因为避雷器的安装维护具有相当难度，因此不太容易被接受采用。为此，我们在选择时不仅要建立科学合理的措施分析办法，还要全面实现配电系统的安全系统保证，从而减小影响电力安全的因素。同时，注重问题的分析与措施的解决办法，在追求配电网系统用电安全运行的同时不断积累相关经验，从而提高灵活的电网运行，保证用电的安全可靠。随着安全用电要求的提升，也为了增强配电网系统的可靠性，相关工作人员在用电线路的装置中增加配套的开关以及刀闸等防雷设施，在一定程度上了保障了用电安全性。配电网系统中的线路在没有设置刀闸与开关时，遇到雷电问题容易因为灵敏性差，防电性低容易在受到雷电波及的情况下损害开关和整个用电系统的安全。

3.2 电缆线路问题的选择

如今，配电线路在电缆线路的应用中有相当广泛的作用，较为尖锐突出的是防雷问题，尤其是环网柜与电缆分支箱问题。由于电缆线路在配电线路中较为常用，且目前处于运用相当广泛，从而电缆的防雷问题成为配电线路中的敏感问题之一。

在电力系统中，更多的考虑配电线路的应用，使得人们对雷过电压的感应与抑制更加重视，人们也在逐渐增加避雷器等安全设备的采用。因此，我们可以考虑有选择地安装保护环网单元，相对于在每个单元整个环网回路系统中都安装避雷器，其避雷器安装的经济成本更低，除此之外，系统运行的安全性也大大增加。

3.3 对10 kV配电线路防雷性能增强的措施办法

3.3.1 增强配电线路绝缘水平

电线路绝缘水平可以通过有效的降低雷击闪络率来实现，其有效措施是将原来的普通绝缘材料替换为等级更高、冲击放电电压更强的绝缘材料，在两种材料的相互替换中提高10 kV配电线路防雷水平。

3.3.2 采用有效的避雷器安装措施

高发易发领域的线路分支点在实施安装时，应充分考虑到避雷器对当前杆塔的专属保护作用，这种现象通常具有常见性与突发性的特点，我们可以针对这些容易发生雷击事故与防雷保护的T接位置，来合理分布避雷器的安装，从而提高整个电力系统配电网的防雷水平。

3.3.3 采用间隙保护的方式提高配电网防雷水平

因为电流的特殊性，绝缘子串的放电处于相对较后的间隙保护位置，因此可以根据间隙的保护来引导放电异常的电弧根部，从而引导雷击电流进入地面，从而保护线路与绝缘子串安全的作用，有效避免其被电流击穿烧毁而损害，在电流稳定的状态下保护间隙和配电线路的绝缘水平的可靠性。这样，即使在过大的操作中也不易被击穿造成用电事故，在最大限度保证电力线路的安全性。

3.3.4 可以选择非金属接地方式降低接地电阻

由于石墨、保水剂、吸水剂、凝固剂等非金属接地具有较好的吸水、保水性能，所以在这方面的模块构成中具有增强接地的电解质导电作用，其之所以能增大接地体的散流面积，也是因为非金属的接地模块的具有防腐剂的特殊性，所以对于防腐方面具有极大的可利用性，这样就能有效的增加其三十年的使用年限，由于这种材料具有很好的经济环保等效果，因此在推广实用性方面相较于镀锌材料与传统的钢材更具有可塑性。

4 结 论

由此可见，我国现阶段的电力系统中依然存在10 kV配电线路的防雷问题，这些问题严重影响了电力系统的用电安全。因此，加强配电线路的防雷措施，有效的确保配电网运行的安全与稳定，是保证电力检修与施工人员的生命财产安全的重要手段。因此，只要人民群众的用心再加上相关部门的重视，在具体防雷措施的采用过程中，针对电力系统中防雷措施存在的主要问题探索出有效的方法，就能不断提高我国电力事业的整体安全。

参考文献：

[1] 范耀生，梁喜彪.10 kV配电线路防雷措施分析[J].科技创新与应用，

2012，7（15）：587-588.

[2] 吴敏.10 kV配电线路防雷措施研究[J].电力建设，2013，31（04）：223-224.

[3] 胡罗夫.10 kV配电线路防雷击措施浅析[J].东方智慧，2012，25（07）：

风力发电系统防雷方案分析与探讨 篇12

风力发电是一种清洁的、为人与自然提供了和谐发展的可再生能源。由于风力发电系统工作在自然环境下, 不可避免的会遭受到雷电的影响, 涉及的过电压保护及防雷接地问题较多。雷击是自然界中对风力发电系统安全运行危害最大的一种灾害。如雷击会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。通过对风力发电系统防雷方案的阐述, 对风力发电的设计具有一定的工程实际意义。

1 雷电的危害

由于风力发电机组的叶片高度较高, 叶片成了最易受直接雷击的部件。叶片是风力发电机组最昂贵的部件之一, 大部分雷击事故只损坏叶片的叶尖部分, 少量的毁损坏整个叶片。雷击造成叶片损坏主要有两个方面:一方面是雷电击中叶尖后, 释放大量能量, 强大的雷电流使叶尖结构内部的温度急骤升高, 水分受热汽化膨胀, 从而产生很大的机械力, 造成叶尖结构爆裂破坏, 严重时使整个叶片开裂。另一方面雷击造成的巨大声波, 对叶片结构造成冲击破坏。还有一点值得关注的是雷击一般是击中叶片上翼面。

2 设计方案的原则

在防雷工程设计中要达到技术先进, 安全可靠和经济合理首先依赖于对雷电流的科学认识。国际电工委员会 (IEC) 于1992年在IEC61024-1-1和1995年的IEC61312-1中相继公布了雷电波参数和典型雷电流波形。

参考建筑物防雷设计规范GB50057-2000第6.4.7条有具体要求。对那些处于旷野、或较高的建筑物, 即使进户线埋地进入, 但因可能直接击接闪雷击, 均应按10/350μs波形来考虑防护。因进户线截面、用电器级别、保护区界面决定, 在低压主配电柜位置应加装通流量大、焦耳量高的符合I级测试要求 (10/350μs) 的开关型防雷及电涌保护器SPD。以利于在入户处将大部分雷电流转移入地, 保障后续设备安全。我们就可以针对雷电波入侵的路径进行系统的防护。当然, 主要原理就是尽可能实施均压等电位连接。对那些有源线路加电涌保护器使之瞬态实现均压等电位, 防止过电压的出现, 保证设备安全。

3 绝缘配合和防雷保护区

在加电涌保护器之前, 还必须满足绝缘配合和防雷保护区两个规定。

3.1 绝缘配合

在低压供 (配) 电系统装置中的设备均应具有一定的耐受浪涌能力。当无法获得400/690V (或220/380V) 三相系统各种设备的耐冲击过电压值时, 可按IEC60664-1和GB50057-2000的给定指标选用。

3.2 防雷保护区

在不同的保护区界面上将导电体做均压等电位连接, 有源导体加电涌保护器连接, 同时应在LPZ0区到LPZ1区处加装通过I级测试的开关型电涌保护器, 以在进入建筑物内开始的地方将主要的雷电流泻放入地, 且满足残压要求和导线载流力。

由图1可知, 根据相应的防雷标准, 我们将风力发电系统的内外部分分了多个电磁兼容性保护区。其中, 在机舱、塔身和主控室内外可以分为LPZ0、LPZ1和LPZ2三个区。在不同的保护区的交界处, 必须通过SPD对有源线路进行等电位连接。这时才可以说, 保护圈内的电子设备处在较为安全的范围内。其中在LPZ0区和LPZ1区的交界处, 需采用通过I类测试的B级SPD将通过电流、电感和电容耦合三种耦合方式侵入到系统内部的大能量的雷电流泄放并将残压控制不于4KV的范围。而对于LPZ1区与LPZ2的交界处, 需采用通过II类测试的C级SPD并将残压控制在小于2.5KV的范围。在LPZ2区与LPZ3区的交界处, 采用D级SPD将残压控制在小于1.5KV的范围内。

4 风力发电系统防雷及浪涌保护方案

4.1 外部防雷

针对雷电对设备的破坏特性, 试验证明降低被击物体结构内部阻抗, 对地形成通路就可以免遭雷击破坏。根据这一特性, 在叶片上翼面复合材料中加入具有良好导电性能和比重轻的碳纤维, 并在叶尖部位装一个接闪器, 通过电缆与叶片法兰连接, 再由轮毂通过塔架内的接地线接入地网形成雷电通道。当雷电击中叶片时, 强大的雷电流通过雷电通道泻入大地, 达到避雷效果, 而不致使对叶片及其他设备造成损坏。这样实际上叶片成了引雷针, 将周围的雷电引来并提前放电, 因此应特别注意雷电通道阻抗要非常小, 连接导线要有足够导电截面及良好的导电性, 接地网一定要保证尽量小的阻抗值。

4.2 浪涌保护

4.2.1 电源系统的保护

根据以上分析的对不同电磁兼容性保护区的划分和应用SPD的原理。应在塔底的控制柜内主进线安装B+C级SPD。由于主配电采用的是TN-C制式, 线电压690VAC, 相电压400VAC。根据IEC60364-5-534的要求, 用在其上的SPD的最大工作耐压为Uc=1.10U (U=400V) 。故选用三相分别对PEN线间分别并联一只FLT PLUS CTRL-2.5和一只VAL-MS 500的保护模式。此保护模式可以达到泄放每相50KA雷电流的能力, 并将残压限制在小于2.5KV。使其后端的设备处在安全的状态下。

4.2.2 通讯信号线路的保护

从塔筒到机舱控制柜内采用CAN总线系统进行控制。如两端间采用金属导线进行传输。则在线路的两端分别安装PT 3-PB进行信号保护。如从机舱内控制柜到塔筒主控柜中用的是光纤传输。由于光纤不导雷。所以两端不用加装防雷器。但应对光纤铠装金属层或内部加强金属芯进行接地处理。对于经LPZ0区进入LPZ1区的通讯信号线路, 必须在线路的两端终端设备处中装信号防雷器。如塔内到外界主控室的RS485通讯线路的两端分别加装一只信号保护器PT 5-HF-12DC进行保护。确保护重要信号的传输。在轮毂控制柜内的CAN信号线路接口处加装PT 3-PB进行保护。

4.3 测控信号线路的保护

4.3.1 对于从LPZ0区进入LPZ1区的测控信号线路, 如在机舱外部的风向标、风速仪、加热器和环境温度传感器的线路, 可采用PT 1X2-24DC和PT 2X1-24DC安装在控制柜内进行保护。

4.3.2 对于从LPZ0区进入LPZ1区的测控信号线路, 如在机舱外部的风向标、风速仪、加热器和环境温度传感器的线路, 可采用PT 1X2-24DC和PT 2X1-24DC安装在控制柜内进行保护。

5 总结

雷电能量非常巨大, 雷击方式是复杂的, 采用合理适当的防雷措施只能减少损失, 只有更多新技术的突破和应用才能对雷电进行完全防护并加以利用。本文主要阐述了风电系统防雷方案分析与探讨, 主要应考虑绝缘配合和防雷保护区, 通过外部防雷和4种浪涌保护方案设计提出相应防雷措施。

参考文献

[1]杨文斌.风电机组过电压保护与防雷接地设计[J].高电压技术, 2008, 10.

[2]GB50057-2000.建筑物防雷设计规范[S].

[3]邢作霞.大型并网风力发电机的防雷保护[J].可再生能源, 2004, 4.

[4]IEC61643-1.接至低压配电系统的浪涌保护器[S]

[5]林志远.风力发电机组的防雷问题[J].广东电力.2001, 10.