氣象局防雷項目設計方案

1 氣象局防雷 項目設計方案 一、 雷電危害概述 雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現(xiàn)象，雷電一般產(chǎn)行于對流發(fā)展旺盛的積雨中，因此常伴有強烈了陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風。云中電荷的分布較復雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云上的、下部之間形成一個電位差。當電位達到一定程度后，就會產(chǎn)生放電，這就是我們 常見的閃電現(xiàn)象。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現(xiàn)強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。 雷電放電具有高壓、大電流、強電磁脈沖、瞬時和長距離放電的特點。雷電災害給人類造成的損失和影響越來越大，是“聯(lián)合國國際減速災十年”公布的最嚴重自然災害之一。雷電發(fā)生頻率較高，據(jù)估計全世界約有 10 億次雷發(fā)生。在近年來，隨著現(xiàn)代高科技的民展及其 廣泛應用于各個領域，所造成的損失更加重大，閃電可破壞高壓輸電線、誘發(fā)森林火災、影響現(xiàn)代通訊和計算機的廣泛應用，造成飛行事故 、干擾火箭和導彈的發(fā)射，破壞建筑物、造成人畜傷亡等。分析雷電的特點及危害形式，根據(jù)被保護物的形狀及特點，采取不同的保護方法，可大大降低雷電的危害。 可見下圖一。 2 直擊雷：指雷云直接通過人體、建筑物或設備等對地所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象。 閃電感應：分靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應指云中電荷突然消失，導致地面物體靜電感應的電荷產(chǎn)生很高的電壓，引起放電，但比直擊 雷的能量小，相應破壞的程度小于直接雷。電磁感應指越南雷在電通道周圍空間產(chǎn)生磁場，使附近金屬導體上激發(fā)感應或感應電流，致使 一些用電設備電擊而毀壞。 雷電電磁脈沖：與雷電放電相聯(lián)系的電磁輻射。所產(chǎn)生的電場和磁場能夠耦合到電氣和電子 系統(tǒng)中，產(chǎn)生破壞的暫態(tài)過電壓和過電流。 雷電過電壓侵入：指直擊雷或感應雷使導體或金屬管道產(chǎn)生過電壓，沿著導線或金屬管道從遠處傳來，造成設備擊穿損壞。這種損壞有相當大的比重，是防雷的重點。 在經(jīng)過科學的研究證明，在符合科學原則的前提下，同時兼顧經(jīng)濟性和可靠性而制定的 雷電防護方案，的確能大大減少人、財、物遭受雷電損害的危險性，或?qū)⒗纂姙暮υ斐傻膿p失減少到最低程度。 3 二 雷電防護技術 接閃就是利用避雷針（網(wǎng)、線帶）和建筑物自身的金屬來遭受直擊雷，以免建筑物自身受到損壞。 分流是指全部雷電流的一半輸入防雷的接地裝置，電流的另一半全部進入建筑物的各種線路中和設備中。 屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進行金屬的 隔離，以控制電場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應和輻射。 等電位連接是將分開的裝置、諸導電物體用等電位連接導體或電涌保護器相接起來以減少雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差 接地為防止觸電或保護設備的安全，把電力電訊等設備的金屬的外部或外殼接上地線，利用大好作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設備和用電裝置的中性點，外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地 合理的布線是指為了改善電磁環(huán)境，減少電磁干擾面采取的措施。為了改善電磁環(huán)境，與建筑物相關聯(lián)的所有大尺寸金屬部件就連接在一起并且與避雷器相連。 其相關的圖如下 下圖二。 4 （ 圖二） ：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能受到直接雷擊并導走全部雷電流，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊吳場強度沒有衰減時應劃分為此區(qū)。 ：本區(qū)內(nèi)的物體不可能受到大于所選滾球半徑對應時應的雷電流直接雷擊，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場強度仍沒有衰減時，應劃分為此區(qū)。 區(qū)內(nèi)的各物體不可能受到直擊雷擊，且由于在界面處的分流，流經(jīng)各導體電涌電流比 及本區(qū)風的雷擊電磁場強度可能衰減，衰減程度取決于屏蔽措施時，應劃分為此區(qū)。 n:需要進一步減少流入的電涌和雷擊電磁強度時 ，增設的后續(xù)區(qū)應劃分此區(qū)中。見下圖中及可。 5 6 三 防雷設計原則 為使建（構）物防雷設計因地制宜地采取防雷措施，防止或減少雷擊建（構）筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財產(chǎn)損失，以及雷擊電磁脈沖的電氣和電子系統(tǒng)損壞或錯誤運行，做到安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理，應認真調(diào)查地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律，以及被保護物體的特點等的基礎上，詳細研究并確定防雷裝置的形式及其布置。 7 四 現(xiàn)場對象 勘測分析 經(jīng)過認真的勘測和相關資料的輔助證明，得到以下信息： （ 1） 氣象站的區(qū)域的年平均雷暴日為 經(jīng) 115053、，北緯 28036、，海拔為 （ 2） 觀測站的長為 35m，寬為 25m，外邊護欄的高度為 1m，四周為草地，電線的進入 式為埋地，外部的防雷裝置有三根避雷針，其中有二個是借助風向標和風速標的金屬桿為支撐的物體，上其上面加個避雷針及可，而另外一根避雷針在一座塔的頂部。 （ 3） 觀測站的土壤電阻率為 120 M ， ，接地電阻為 ， （ 4） 站中的一些電線都是從地中進線的，并且采取了等電位連接。 (5) 氣象站中 有高為 1米的金屬欄桿，里面有兩個風向標，有 3個雨量器，有 3個百葉箱，有 1個日照器，有一個測微器。風向標高為 15 米，風向標到長邊為 4米到寬邊為 5米，兩個相距 15米 8 五 對象等級劃分 因為南昌市 如下公式： N建筑物年預計雷擊次數(shù)（次） K校正系數(shù) 建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度（次 /） 與建筑物接受相同雷擊次數(shù)的等效面積（） K=2 L=25M W=35M 610)200()200()(2 （ h 小于 100m） 代入數(shù)據(jù)可得 /a) 因為此類建筑物是民用的公共建筑物， 以該氣象站屬于第二類防雷建筑物。 9 。 六 設計依據(jù) 建筑物防雷設計規(guī)范 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范 0169 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范 10 七 接地系統(tǒng) 接地是防雷 系統(tǒng)重要的組成部分，只有將雷電流的能量泄放到大地，才能可以保 子設備 免遭雷擊災害；等電位連接的目的，在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差，防止雷電反擊。因此必須建立完善的接地系統(tǒng)及等電位連接 。 1、根據(jù) 地裝置應滿足下列接地要求： 1）、交流工作接地，接地電阻不大于 4歐姆； 2）、安全保護接地，接地電阻不大于 4歐姆； 3）、直流工作接地，接地電阻應按計算機系統(tǒng)具體要求確定； 4）、防雷接地，接地按 行。 5）、交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防 雷接地等四種接地共用一組接地裝置時，其接地電阻按其中最小值確定。 接地體采用 4 40熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接采用雙面焊接，焊接面積不小于 10添加降阻劑，達到要求的接地電阻。 11 八 防雷設計 方案 1、 直擊雷的防護：采用 1010安裝在寬的中央） ，基本思想就是用塔身做為 引下線，在塔的基礎上，裝一根鋼管，用于接閃，然后在塔的底部打入鋼筋，作為人工接地體，起到散流的作用。相關問題在附錄圖一中 2、 安裝避雷器：在氣象站的配電箱前端裝入苦于 1級避雷器，在配電線和用電設備中也安裝多個 2級避雷器。分別直到分流、限壓的作用，也可以防止 電涌沿著電線傳入設備中，造成設備的燒壞。 3、 等電位：在氣象站的下面設立一個等電信端子排，將防直擊雷的塔、引進設備中的信號線、電源線、埋地進入的金屬管道、和護欄都連接到等電位端子排上，防止由于電勢差引起反擊的現(xiàn)象。 4、 在氣象觀測站外面，設一圈金屬護欄，作用有二：一是 起到物理保護的作用，二是利用金屬護欄做為多根短的避雷針，因為在觀測站中，有過高的風向標，通過計算避雷塔 不能保護到此風向標，所以在風向標上安裝一根鋼管，起到接閃的作用。 5、 在護欄的下面用圓鋼接地，并用采取共用接地的方法，與電子信息系統(tǒng)中的線路相接。 保護范圍的論證見后面附圖 數(shù)據(jù)分析： )2()2( 所以只需要避雷針在 1米處時的保護高度大于 ： 8)2()2( 得出 h=2 十、結束語 防雷系統(tǒng)必須講究科學，經(jīng)濟適用，