氣象局防雷項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

1 氣象局防雷 項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象，雷電一般產(chǎn)行于對(duì)流發(fā)展旺盛的積雨中，因此常伴有強(qiáng)烈了陣風(fēng)和暴雨，有時(shí)還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，云上的、下部之間形成一個(gè)電位差。當(dāng)電位達(dá)到一定程度后，就會(huì)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(shí)，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。 雷電放電具有高壓、大電流、強(qiáng)電磁脈沖、瞬時(shí)和長(zhǎng)距離放電的特點(diǎn)。雷電災(zāi)害給人類造成的損失和影響越來(lái)越大，是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減速災(zāi)十年”公布的最嚴(yán)重自然災(zāi)害之一。雷電發(fā)生頻率較高，據(jù)估計(jì)全世界約有 10 億次雷發(fā)生。在近年來(lái)，隨著現(xiàn)代高科技的民展及其 廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)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(zāi)、影響現(xiàn)代通訊和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，造成飛行事故 、干擾火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射，破壞建筑物、造成人畜傷亡等。分析雷電的特點(diǎn)及危害形式，根據(jù)被保護(hù)物的形狀及特點(diǎn)，采取不同的保護(hù)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(shè)備等對(duì)地所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象。 閃電感應(yīng)：分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)指云中電荷突然消失，導(dǎo)致地面物體靜電感應(yīng)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(yīng)破壞的程度小于直接雷。電磁感應(yīng)指越南雷在電通道周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，使附近金屬導(dǎo)體上激發(fā)感應(yīng)或感應(yīng)電流，致使 一些用電設(shè)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(chǎng)和磁場(chǎng)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(yīng)雷使導(dǎo)體或金屬管道產(chǎn)生過電壓，沿著導(dǎo)線或金屬管道從遠(yuǎn)處傳來(lái)，造成設(shè)備擊穿損壞。這種損壞有相當(dāng)大的比重，是防雷的重點(diǎn)。 在經(jīng)過科學(xué)的研究證明，在符合科學(xué)原則的前提下，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性和可靠性而制定的 雷電防護(hù)方案，的確能大大減少人、財(cái)、物遭受雷電損害的危險(xiǎn)性，或?qū)⒗纂姙?zāi)害造成的損失減少到最低程度。 3 二 雷電防護(hù)技術(shù) 接閃就是利用避雷針（網(wǎng)、線帶）和建筑物自身的金屬來(lái)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(jìn)入建筑物的各種線路中和設(shè)備中。 屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的 隔離，以控制電場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。 等電位連接是將分開的裝置、諸導(dǎo)電物體用等電位連接導(dǎo)體或電涌保護(hù)器相接起來(lái)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(hù)設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)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(shè)備和用電裝置的中性點(diǎn)，外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)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(guān)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(guān)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(dǎo)走全部雷電流，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊吳場(chǎng)強(qiáng)度沒有衰減時(shí)應(yīng)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(duì)應(yīng)時(shí)應(yīng)的雷電流直接雷擊，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度仍沒有衰減時(shí)，應(yīng)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(dǎo)體電涌電流比 及本區(qū)風(fēng)的雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度可能衰減，衰減程度取決于屏蔽措施時(shí)，應(yīng)劃分為此區(qū)。 n:需要進(jìn)一步減少流入的電涌和雷擊電磁強(qiáng)度時(shí) ，增設(shè)的后續(xù)區(qū)應(yīng)劃分此區(qū)中。見下圖中及可。 5 6 三 防雷設(shè)計(jì)原則 為使建（構(gòu)）物防雷設(shè)計(jì)因地制宜地采取防雷措施，防止或減少雷擊建（構(gòu)）筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財(cái)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(cuò)誤運(yùn)行，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)認(rèn)真調(diào)查地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動(dòng)規(guī)律，以及被保護(hù)物體的特點(diǎn)等的基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究并確定防雷裝置的形式及其布置。 7 四 現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象 勘測(cè)分析 經(jīng)過認(rèn)真的勘測(cè)和相關(guān)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(cè)站的長(zhǎng)為 35m，寬為 25m，外邊護(hù)欄的高度為 1m，四周為草地，電線的進(jìn)入 式為埋地，外部的防雷裝置有三根避雷針，其中有二個(gè)是借助風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速標(biāo)的金屬桿為支撐的物體，上其上面加個(gè)避雷針及可，而另外一根避雷針在一座塔的頂部。 （ 3） 觀測(cè)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(jìn)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(gè)風(fēng)向標(biāo)，有 3個(gè)雨量器，有 3個(gè)百葉箱，有 1個(gè)日照器，有一個(gè)測(cè)微器。風(fēng)向標(biāo)高為 15 米，風(fēng)向標(biāo)到長(zhǎng)邊為 4米到寬邊為 5米，兩個(gè)相距 15米 8 五 對(duì)象等級(jí)劃分 因?yàn)槟喜?如下公式： N建筑物年預(yù)計(jì)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?yàn)榇祟惤ㄖ锸敲裼玫墓步ㄖ铮?以該氣象站屬于第二類防雷建筑物。 9 。 六 設(shè)計(jì)依據(jù) 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 0169 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)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(shè)備 免遭雷擊災(zāi)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(yīng)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(hù)接地，接地電阻不大于 4歐姆； 3）、直流工作接地，接地電阻應(yīng)按計(jì)算機(jī)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(hù)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(shí)，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(dá)到要求的接地電阻。 11 八 防雷設(shè)計(jì) 方案 1、 直擊雷的防護(hù)：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(chǔ)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(guān)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(jí)避雷器，在配電線和用電設(shè)備中也安裝多個(gè) 2級(jí)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(shè)備中，造成設(shè)備的燒壞。 3、 等電位：在氣象站的下面設(shè)立一個(gè)等電信端子排，將防直擊雷的塔、引進(jìn)設(shè)備中的信號(hào)線、電源線、埋地進(jìn)入的金屬管道、和護(hù)欄都連接到等電位端子排上，防止由于電勢(shì)差引起反擊的現(xiàn)象。 4、 在氣象觀測(cè)站外面，設(shè)一圈金屬護(hù)欄，作用有二：一是 起到物理保護(hù)的作用，二是利用金屬護(hù)欄做為多根短的避雷針，因?yàn)樵谟^測(cè)站中，有過高的風(fēng)向標(biāo)，通過計(jì)算避雷塔 不能保護(hù)到此風(fēng)向標(biāo)，所以在風(fēng)向標(biāo)上安裝一根鋼管，起到接閃的作用。 5、 在護(hù)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(hù)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(shí)的保護(hù)高度大于 ： 8)2()2( 得出 h=2 十、結(jié)束語(yǔ) 防雷系統(tǒng)必須講究科學(xué)，經(jīng)濟(jì)適用，