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0 引言
風能是世界上清潔能源利用中最具商業價值的能源,是未來可再生能源領域里重要一員。目前,風力發電的商業化發展如火如荼,與之相配套的葉片防雷技術的發展也十分迅速。風力發電機組可靠性中最關鍵的一個問題是葉片防雷技術,隨著風力發電機組高度和發電功率的增加,雷擊風力發電機組的概率也會成正比增長。風力發電機組中最危險的部件是風輪葉片。因此,其良好的防雷設計是保證風力發電機組連續穩定運行的決定因素。
1 國內目前風力發電機組遭受雷擊現狀
我國當前風電機組都設置在風力強大的地區,并且設置在高于周圍地區的制高點上,由于周圍缺少其他高大物體,因此它更容易被雷電吸引。據統計,每100臺風力機,一年雷擊故障多達14次。7%~10%的雷擊都將造成葉片的損壞。相比較其他因素導致的故障,雷擊所造成的故障將造成40%多的能量損失,停機時間也因此增加20%多。其中葉片的損毀是最昂貴的損壞。據估計,全世界每年遭受到雷電襲擊的風輪葉片占其總量的1%~2%。從葉片受雷擊的損壞部位看,多數情況發生在葉尖是比較容易被修補的,但少數情況則會造成整個葉片無法使用,需要更換。雷擊風機往往會造成風機電系統的過電壓,造成風機各種化控制系統和通信元件的燒毀、發電機被擊穿、電氣設備損壞等嚴重事故。所以,雷害是威脅風機安全經濟運行的嚴重問題。
2 雷電產生的機理
風力發電特點:風機分布安置多在比較空曠的地區,大型風機葉片最高點(轉子半徑加輪轂中心高度)達75~105m,極易遭受雷擊。風力發電機組的電氣絕緣性能較低(發電機電壓690 V、并采用大量通信及自動化控制元器件)。因此,相比較常規發電機組,其防雷性能的環境要惡劣許多。
雷擊可以被認為是一個強電流源。目前有記載的單次雷擊電流最大值超過了30萬安培。在世界范圍,這樣的大電流雷擊發生的概率極小。中等量值的雷電流峰值大約為3萬安培。此外,雷閃的類型及風機所處地理位置而變化對雷擊的電氣特性有較大影響。沿著同一電離路徑的整個放電過程稱為閃電,其持續時間可以達到1s以上。空中的塵埃、冰晶等物質在大氣運動中劇烈摩擦生電以及云塊切割磁力線,在云層上下層分別形成了帶正負電荷的帶電中心,運動過程中當異性帶電中心之間的空氣被其強大的電場擊穿時,就形成放電。云地放電是對風電場運行帶來的主要危害,地面上的凸起物、金屬等,會與向下接近地面帶負電荷的云層感應產生出正電荷,形成逐步增強的電場,雷云產生向下的下行先導,地面突起物體形成向上閃流,二者之間產生的電位差達到一定程度時,即發生猛烈對地放電。山頂、高于地面的物體、高大建筑物頂部和風力機的葉片等處,電場的能量足以強到導致地面與雷云之間發生的向上運動的先導。高度超出地表面100m的現代風力發電機組,明顯地暴露在向上閃擊中。雷擊的破壞作用主要是:電效應破壞、熱效應破壞和機械效應破壞。
3 雷電的主要特點
1)沖擊電流大:其電流高達幾萬到幾十萬安培;
2)時間短:雷擊分為三個階段,即先導放電、主放電、余光放電,整個過程一般不會超過60μs;
3)雷電流變化梯度大:雷電流變化梯度大,有的可達10kA/μs;
4)沖擊電壓高強大的電流產生的交變磁場,其感應電壓可高達上億伏。通常雷擊有3種形式:直擊雷、感應雷、球形雷。
4 葉片損壞現象和機理
雷擊點出現的典型損壞是:
1)雷擊將導致葉片的玻璃纖維斷裂,內部的導電部件燒毀或熔化;
2)葉片內部將產生由于雷擊形成的電弧;
3)雷擊導致葉尖和導電部件之間形成電弧;
4)雷擊電流產生的電弧,將導致葉片玻璃纖維夾層之間的水蒸氣,在迅速加熱的情況下爆裂引起壓力沖擊葉片。
5 葉片防雷方案的關鍵――葉片接閃器
現代風電機組采用國際先進的葉片防雷技術,據相關試驗表明,葉尖是雷擊的多發部位,而相對較弱的雷擊則多集中在葉片的較下方。葉片接閃器的面積較小,可能導致雷擊發生在葉片表面也不被接閃器接收。雷擊分為正極性雷電和負極性雷電,前者容易擊中葉片表面,后者容易擊中接閃器。雷擊電流通過葉片接閃器及其導體迅速通暢地經過葉片和機艙傳引入大地。
國外葉片防雷技術的研究已經開展多年,各國雷電專家、風機及葉片制造、保險業、風電場和商業組織在內,都針對風機防雷的做出了大量工作,為避免雷擊導致葉片的損壞,開發經濟安全耐用的防雷葉片。研究人員在實驗室進行一系列的仿真測試,驗證葉片結構特性和雷擊安全性之間的聯系。研究表明:無論葉片的材料是木頭還是玻璃纖維,或是葉片貫穿導電體,葉片的型式才是導致雷擊損壞范圍的決定因素。即使葉片全部采用絕緣材料也無法減少被雷擊的危險,相反還會增加損壞的次數。研究還表明:葉尖背面是發生雷擊的主要區域。裝在葉尖的接閃器更有利于捕捉雷擊,再利用葉片內部導體將電流引入大地,該設計簡單、經濟且非常耐用,起到引導電流,保護葉片的作用。現在風機葉片的防雷,是按照IEC1024-1的Ⅰ級保護水平設計,并通過有關型式認證。因此,大大改善了葉片遭受雷擊破壞的可能性。如果接閃器或導電部件需要更換,也只是機械性的更換。
6 結論
兆瓦級風力發電機組作為我國陸地風力發電機組的主流型號,在為獲得最大風能的同時,又保證雷擊條件下機組及重要部件的安全性,葉片所采用的此種防雷技術無疑具有更先進的技術優勢。該技術的應用,提高了國產風電機組同行業內的競爭實力,為進軍國際市場贏得了主動。
參考文獻
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引言
防雷工作是信號接收系統中不可缺少的一部分，保護接收系統的穩定、安全，確保接收系統處于正常的工作狀態。接收系統中提高了對防雷工作的重視度，既可以保障系統的防雷能力，又可以保護工作人員的安全，降低了雷擊事故的發生率，同時維護接收系統的經濟價值，提高衛星信號的接收與處理能力。
一、雷電的危害
一般分為兩類：一是雷直接擊在建筑物上發生熱效應作用和電動力作用；二是雷電的二次作用，即雷電流產生的靜電感應和電磁感應。雷電的破壞作用表現在：強大的電流、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波和強烈的電磁輻射等物理效應，危害建筑物及電子電器設備。正因為有了強大的電流流過導體及電器設備，容易產生高溫，引起導體及附屬設備周圍的可燃物的燃燒而發生火災：
1.雷電流高壓效應會產生高達數萬伏甚至數十萬伏的沖擊電壓，如此巨大的電壓瞬間沖擊電氣設備，足以擊穿絕緣使設備發生短路，導致燃燒、爆炸等直接災害。
2.雷電流高熱效應會放出幾十至上千安的強大電流，并產生大量熱能，在雷擊點的熱量會很高，可導致金屬熔化，引發火災和爆炸。
3.雷電流機械效應主要表現為被雷擊物體發生爆炸、扭曲、崩潰、撕裂
4.雷電流靜電感應可使被擊物導體感生出與雷電性質相反的大量電荷，當雷電消失來不及流散時，即會產生很高電壓發生放電現象從而導致火災。
5.雷電流電磁感應會在雷擊點周圍產生強大的交變電磁場，其感生出的電流可引起變電器局部過熱而導致火災。
6.雷電波的侵入和防雷裝置上的高電壓對建筑物的反擊作用也會引起配電裝置或電氣線路短路而燃燒導致火災。
我國防雷權威機構的專家指出：“據不完全統計，我國每年因雷電事故造成人員傷亡達數千人之多，所造成的經濟損失高達近百億元人民幣。尤其隨著計算機網絡系統、建筑、電信、航空航天、電力、石油化工、消防和交通領域對防雷技術設備的需求日益迫切，雷電災害的防御工作應引起社會各界和政府有關部門的普遍關注”。
二、衛星站防雷擊方法
避雷針的作用主要是吸收云層中大量的電荷，通過避雷針的接地將電荷傳輸至大地，衛星接收天線主要有以下幾種避雷方法：
1.若衛星接收天線安裝在有防雷系統的建筑物附近，由于天線與機房建筑物間的距離通常在30m內，天線基座的地腳螺釘、混凝土中的鋼筋與大地間形成地線，若測量到接地電阻R
2.若衛星天線安裝在空曠的地區，可將避雷針分別安裝在主反射面的上沿和副反射面的頂端，或可以單獨架設避雷針，避雷針保護區的范圍應覆蓋整個主發射面。
3.若衛星天線安裝在屋頂之上，衛星天線與建筑物應共同使用同一防雷系統，所有引下線、天線基座務必要與建筑物上的避雷針網連接可靠，至少應有兩條不同的泄流引下路徑。對于雷電頻發區，宜在拋物面和副反射面上架設避雷針。
三、如何做好衛星信號接收系統的防雷工作
結合衛星信號接收系統中的雷擊危害以及防雷技術的實踐應用，分析如何做好接收系統的防雷工作，提出以下四點建議，輔助落實防雷技術的應用，更重要的是強化防雷工作的實踐性。
1.注重綜合防雷設計
衛星信號接收系統中的防雷工作，并不能采取單一的防雷方法，而是要注重綜合的防雷設計，根據接收系統的狀態，實現防雷設計的綜合化，加強防雷系統性的控制力度，在多個方面保護接收系統的安全運行，避免衛星接收信號系統出現防雷漏洞，保持接收系統的穩定性。
2.落實防雷技術應用
部分衛星信號接收系統內，忽略了防雷工作的建設，未能投入成熟的防雷技術，此類接收系統中，應該積極落實防雷技術的應用。分析接收系統中較常出現的雷擊風險，設計有效的防雷技術，用于保護接收系統的安全運行，發揮防雷技術的保護作用。
3.定期檢查防雷效果
防雷系統在衛星信號接收系統內，處于高效運行的狀態，受到外界環境的干擾，防雷技術有可能出現缺陷[4]。衛星信號接收系統的防雷工作中，采取定期檢查的方法，檢測防雷效果是否符合保護標準，找出系統防雷中出現的缺陷并提出有效的解決措施。
4.引入防雷新技術
衛星信號接收系統中的防雷技術，雖然具有高效率的防雷效果，但是仍舊存在局限性，加大防雷新技術的研究力度，不斷引入防雷技術，降低防雷工作的難度，簡化防雷技術的操作方式，推進防雷工作的積極發展。
四、防雷技術保護方法
避雷針是防雷技術中常用的形式，對于很多城市的高層建筑來說，避雷針則是最為多見的防雷裝置。從性能原理上看，避雷針主要是針對直擊雷進行防范的一種措施，在相應的地點安裝避雷針能夠把雷電引入大地，這樣就能對雷擊區域內的相關設施起到很好的保護作用。經過長期研究發展，避雷針具有雙重性作用，在發揮避雷作用的同時也有引雷效果，使得地面設施免遭雷擊傷害。對于避雷針周圍的電源、信號線路等需嚴格采取保護措施，確保各個裝置間留有適當的距離。這就需要在安裝避雷針時，衛星信號接收天線和發射機房處于避雷針的保護區域內，應盡量遠離衛星信號接收天線和發射機房，這樣可以有效防止接收機和發射機房內的電氣設備受到損壞，確保各項地面設施能夠正常運行。因此，對于避雷針的使用也是一個需要深入研究的問題。
五、防雷系統的維護
雷電的發生時間和強度都無法預測，除了構建盡量完善的防雷系統外，系統的維護也是一項重要的項目。每年在春夏雷雨多發季節之前，應做好防雷系統的維護，檢查接閃器是否完好可靠，特別是焊接點有無銹蝕；檢查各個接地體的接地電阻，確保各個接地體的接地電阻均在標準值之內；檢查各個接引導線是否完好，等電位接地母板是否可靠連接；檢查浪涌保護器是否有效，盡量減少進入室內的臨時拉線。可靠的系統設計和構建，以及日常使用中定期的檢查和維護，才能確保把雷電危害降低到最小。
目前為止，雷電的危害還是不能完全的克服，還沒有能完全防護雷電的產品。防雷技術還有許多有待探索的東西，目前雷云起電的機理還不完全清楚，雷電感應的定量研究也很薄弱，因此防雷產品也在不斷的發展，各種新技術新效果的防雷產品仍需以科學的態度在實踐中檢驗，在理論上發展完善，仍需要在實踐中不斷的積累經驗，不斷的完善各種防雷規范。
六、結語
我國經濟在快速發展，信息技術水平也在迅速提高，而雷災的危害及造成的經濟損失也呈逐漸增大的趨勢，防雷技術的需求在全社會變得越來越大，社會對防雷管理的要求也日益提高。在我國的公共管理改革取得進展的背景下，在我國的氣象發展戰略取得一定成果的基礎上，相信防雷管理領域的研究成果將日益豐碩，防雷管理體系將日益完善，雷電社會防御能力將日益提高。為消除雷電災害隱患，切實保障防雷安全。
參考文獻
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1 前言
油庫是很容易發生燃燒和爆炸事故的場所,在大自然中,雷電因其不可預知性,在很大程度上危害到庫區的安全。一般來說,石油化工企業的原油庫區都建在遠離市區的地方。而在這些地勢相對來說比較開闊的地方,因為受環境等因素的影響,這片區域更加容易受到雷電的襲擊,因此做好雷電防護是保證工作正常進行的一個重要環節。
2 油庫綜合防雷技術的分析與探討
2.1 庫區防雷的整體思路
石油庫區的防雷,從總體上考慮,首先應該把庫區的直擊防護措施做好,其次就是對電磁脈沖做好防護。這個就要從以下幾個方面進行考慮:接地方面,等電位連接方面,浪涌保護器的安裝方面。
在綜合防雷系統之下,分為外部防雷措施和內部防雷措施。其中,外部防雷措施分為以下幾項:（1）接內器；（2）引下線；（3）屏蔽；（4）接地裝置；（5）共用的接地系統。而內部防雷措施包括以下幾項:（1）屏蔽；（2）共用接地系統；（3）等電位連接；（4）安裝浪涌保護器；（5）合理布線。
2.2 對油庫的直擊雷的防護
（1）常規的防雷方式。
第一，接地時綜合系統防雷的重要措施。在接地方面,安裝共用接地系統。共用接地系統就是讓直流工作地、防靜電工作地、安全保護地、防雷接地等等共用一組接地裝置。
第二，在等電位連接方面。所謂油庫區的等電位連接,就是將油庫內部和油庫本身的全部金屬構件用導線進行電氣的連接,從而確保油庫的正常非帶電導體在電氣的連通狀態之下。在油庫區進行等電位連接,就很好地保證了油庫的設備和操作人員自身安全。
第三，浪涌保護器的安裝方面。首先,應該根據雷電防護分級和保護設備自身的抗擾度來決定安裝的數量。其次,浪涌保護器的安裝來有效抑制雷電浪涌,從而有效地避免了設備受到雷電的干擾。最后,在安裝浪涌保護器時,浪涌保護器中應該有過電流的保護裝置,并且最好具有劣化顯示的功能。
第四，安裝避雷針。按照常規的要求,對油庫區內的容器和制作材料為金屬的氣罐,如果其壁厚達到相關規定的要求,可以不用安裝避雷針,但罐體以及容器就必須做好保護的措施,比如接地。這樣萬一遇到雷擊的情況,容器本身就可以作為接閃器使用。如果必須安裝避雷針,那么在避雷針與排空管之間,應該保持有相當一段安全距離。但有一種情況除外,就是當原油儲罐的灌頂板達到一定的要求,而且自身已經做好了接地措施,這個時候,儲罐就可作為接閃器加以利用,此時就不用安裝避雷針了。
（2）經過改進后的綜合防雷裝置。
大型原油儲罐區內不宜裝設避雷針,因為現在的大型儲罐本身就是一個合格的接閃器,不安裝避雷針,可以最大限度地減少因為避雷針接閃時產生的強烈電磁脈沖對原油儲罐的影響,降低事故發生的幾率。最適宜的方法應該是在原油儲罐區外,選取合適的位置安裝獨立避雷針對罐區加以保護,在區域適當位置安裝獨立避雷針或者高聳鐵塔作為接閃器,大大減少原油儲罐區域的落雷幾率,同時也減少了雷電對原油庫區的危害。
2.3 對油庫區的配電系統和信息系統進行防雷
(1)配電系統的防雷。
大型油庫的許多裝置都是暴露在外,這種自身所處環境的特殊性導致了油庫區很易受到雷電的危害。而這些由雷電所引發的爆炸往往會造成極大的經濟損失。故在油庫區,對防雷技術的要求越來越高。而雷電電磁脈沖是電子信息系統、以及低壓配電系統受到雷擊的重要原因之一。
油庫的輸電線路是由架空引入的,所以在雷雨天氣中,就會位于直擊雷的威脅之下,如果此時遭受雷擊,線路上所有的浪涌就能夠達到100kA甚至100kA以上。所以,在現代許多大型油庫的供電線路中,大都采用多級系統的保護。多級系統包括:一是泄流電路。這一級電路可以吸收過電壓暫態能量,并將大部分的電流泄放到地下。二是限壓電路。這一級電路作為浪涌保護裝置,它被用來對電路中所產生的殘壓進行限制。
有了限壓和泄流這雙重的保護,兩者互為表里,相輔相成,配合良好,就能對設備起到了很好的保護作用。
(2)電子信息系統的防雷。
油庫的電子信息系統,是一種重要的監控手段,在油庫的安全方面起著極為重要的作用。這個系統在雷電天氣下,很容易受到雷電的危害,造成安全監控工作的異常,故信息系統的防雷工作就顯得極為重要。然而,在大部分的油庫區的電子信息系統中,常常因為設備絕緣強度不高、抗雷擊電磁脈沖干擾的能力不強等原因,一旦發生雷擊,雷電電磁脈沖就極易進入設備,從而引起設備損壞,人員的傷亡等。
電磁脈沖進入設備的方式有以下幾種:一是通過傳導的方式、二是通過輻射的方式、三是通過耦合的方式。對于這幾種情況,應根據各個信息系統的特點,設計出具有針對性和實效性的防雷方法,其中包括以下三種:一是屏蔽。二是安裝浪涌保護器。第三種,也是最常見的,就是接地。
3 結語
綜上所述,做好雷電的防護工作顯然在油庫日常工作中非常重要,而對油庫區的防雷本身就是一個十分復雜的問題，應采用綜合防雷技術,建立起重點與全面相結合的防雷電系統,以及吸收和反射,疏導和屏蔽互相結合的多級、多層雷電防護體系,確保油庫的安全生產,社會經濟的平穩發展。
參考文獻
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1、雷電流高壓效應會產生高達數萬伏甚至數十萬伏的沖擊電壓，如此巨大的電壓瞬間沖擊電氣設備，足以擊穿絕緣使設備發生短路，導致燃燒、爆炸等直接災害。
2、雷電流高熱效應會放出幾十至上千安的強大電流，并產生大量熱能，在雷擊點的熱量會很高，可導致金屬熔化，引發火災和爆炸。
3、雷電流機械效應主要表現為被雷擊物體發生爆炸、扭曲、崩潰、撕裂
4、雷電流靜電感應可使被擊物導體感生出與雷電性質相反的大量電荷，當雷電消失來不及流散時，即會產生很高電壓發生放電現象從而導致火災。
5、雷電流電磁感應會在雷擊點周圍產生強大的交變電磁場，其感生出的電流可引起變電器局部過熱而導致火災。
6、雷電波的侵入和防雷裝置上的高電壓對建筑物的反擊作用也會引起配電裝置或電氣線路短路而燃燒導致火災。
我國防雷權威機構的專家指出：“據不完全統計，我國每年因雷電事故造成人員傷亡達數千人之多，所造成的經濟損失高達近百億元人民幣。尤其隨著計算機網絡系統、建筑、電信、航空航天、電力、石油化工、消防和交通領域對防雷技術設備的需求日益迫切，雷電災害的防御工作應引起社會各界和政府有關部門的普遍關注”。
福建省是雷電高發區。全省年均雷暴日最高達到107天，雷電一般集中在5～9月份。據福建省防雷中心的信息，僅2003年全省發生雷電災害事故310起，共導致13人死亡，造成直接經濟損失676萬元。
缺乏對雷電災害的防范意識，是造成雷擊損失嚴重的主要因素。一是一些單位防雷意識不強，以為是小概率事件，存有僥幸心理；二是防雷觀念陳舊，以為有根避雷針就能避免雷電災害，許多建筑物具備防直擊雷的措施，但沒有防雷擊電磁脈沖的措施，因此弱電設備遭雷擊損失嚴重；三是建筑物本身“先天不足”，不少居民住宅區的電線桿纏繞著電源線、電話線、有線電視線路等，布局上不符合防雷技術要求，一遭遇雷擊就可能導致區域性、大面積的雷電災害；四是群眾缺乏基本的防雷知識，雷雨來時甚至將孤立危險的茅棚、亭子、大樹、屋檐等當作避雷的“安全場所”，直接導致人員傷亡。更為嚴重的是，有關部門在檢查中發現，全省應裝而未裝防雷裝置或防雷裝置安裝不完善的建筑物高達50％以上，已安裝防雷裝置但檢測不合格的竟占30％；全省納入防雷設計審核，竣工驗收的建筑物不足40％，一些單位安裝的防雷裝置長期無人管理。因此，加強我省防雷減災工作刻不容緩。
二、防雷裝置構成及檢查維護
防雷裝置由接閃器、引下線和接地體三部分組成，其作用是防止直接雷擊或將雷電流引入大地，以保證人身及建（構）筑物安全。
1、接閃器的種類有避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器等，是直接接受雷擊的金屬部分。避雷針一般設在高層建筑物的頂端和煙囪上，保護建筑物兔受直接雷擊；避雷線常用來架設在高壓架空輸電線路上，以保護架空線路免受直接雷擊，也可用來保護較長的單層建（構）筑物。避雷網和避雷帶普遍用來保護建筑物免受直接雷擊和感應雷。
2、引下線是避雷保護裝置的中段部分。上接接閃器，下接接地裝置。一般敷設在建筑物的外墻，并經最短線路接地。每座建筑物的引下線一般不少于兩根。
3、接地裝置包括埋設在地下的接地線和接地體，在腐蝕性較強的土壤中，應采取鍍鋅等防腐措施或加大截面。
4、避雷器是防止雷電過電壓侵襲配電和其他電氣設備的保護裝置。避雷器安裝在被保護設備的引入端，其上端接在架空輸電線路上，下端接地。其中閥型避雷器是保護變、配電裝置常用的一種避雷裝置；管型避雷器一般是用于線路上；無間隙避雷器是最簡單最經濟的防雷裝置，俗稱簡單避雷器，一般安裝在線路的進戶處，用來保護電度表等設備。
防雷裝置的檢查
1、對于重要場所或消防重點保衛單位，應在每年雷雨季節以前作定期檢查，對于一般性場所或單位，應每2～3年在雷雨季節以前作定期檢查，如有特殊情況，還要進行臨時性的檢查。特別是對避雷針、避雷器要進行定期校驗。
2、當防雷裝置各部分導體出現因腐蝕或其他原因引起的折斷、銹蝕達30％以上時，必須進行更換。
3、檢查是否由于維修建筑物或建筑物本身形狀有變動，使防雷裝置的保護范圍出現缺口。
4、檢查接閃器有無回雷擊后而發生熔化和折斷，避雷器瓷套有無裂紋、碰傷等情況，井應定期進行預防性試驗。
5、檢查明裝引下線有無在驗收后又裝設了交叉或平行電氣線路；檢查斷接卡有無接觸不良情況和木結構的接閃器支桿有無腐朽現象；并檢查接地裝置周圍的土壤有無沉陷現象等。
6、測量全部接地裝置的接地電阻，應符合安全要求。若發現接地電阻值有很大變化時，應對接地系統進行全面檢查。必要時可補打電極。
7、檢查有無因挖土、敷設其他管道或種植樹木而挖斷接地裝置等。
8、獨立的避雷針及其接地裝置不得設在行人經常通過或堆放易燃物的地方。對裝有避雷針或避雷帶的構架，不準裝設低壓線或通訊線等。避雷針、避雷帶與引下線應采用焊接方法。
三、防雷擊措施
現代防雷技術包括外部防護和內部防護兩種：外部防護是指將絕大部分雷電流直接引入地下泄放，外部保護主要指直擊雷的防護，它是防雷技術的主要部分，其技術措施可分接閃器、引下線、接地體和法拉第籠；內部保護是指對雷電波等侵入的防護，其技術措施可分為屏蔽（含法拉第籠）、均壓等電位、供電系統的防雷與接地，機房交流電力變壓器高、低壓側的三根相線，應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器，供電設備正常的不帶電金屬部分及避雷器的接地端均應做好保護接地。
防雷擊的具體措施大體可分為三種：建筑物預防雷擊措施；家用電器防雷措施；人體預防雷擊措施。合稱為綜合防雷擊措施。
建（構）筑物預防雷擊措施
1、農村、城區的防雷方式不一樣：⑴農村居民住宅區房前、房后電視桿(木、鐵兩種)分別在導體最高點引出接地線直接接地。⑵城區一般居民住宅小區建筑物(樓房)裝避雷線或避雷針，一方面將地面感生電荷經尖端放入空中；另一方面將接收的電流迅速流散大地可避免雷擊。
2、 超高建（構）筑物和山區建（構）筑物，采用避雷帶和避雷網較好；現代化的高層建筑物，可直接利用鋼筋混凝土預埋件的鋼筋作為接地裝置來防雷。
3、工業建（構）筑物入戶處與防雷感應接地裝置相連，鄰近100m內，每25m左右接地一次，各沖擊接地電阻均不大于20Ω；民用建筑物入戶處絕緣子鐵腳接地，沖擊接地電阻不應大于30Ω；除了平均年雷暴日不超過30日，或低壓線路不高于周圍的建筑物，或線路接地點距入戶處不超過50m，且采用鋼筋混泥土桿及鐵桿幾種情況外，低于架空線路的接戶線絕緣子鐵腳均宜接地，沖擊接地電阻不宜超過30Ω。
4、加油站、液化氣站、天然氣站、輸油管道、儲油罐（池）、油井、彈藥庫等易燃易爆場所應加強防雷的系統保護。⑴直擊雷的防護措施： 按國家有關標準和規范的要求，安裝防直擊雷的裝置。⑵雷擊電磁脈沖的防護措施：①油罐、液化石油氣罐和壓縮天然氣儲氣瓶組必須進行防雷接地，接地不應少于兩處。②加油加氣站的防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統的接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻不應大于4Ω。③埋地油罐、液體石油氣罐應與露出地面的工藝管道相互做電氣連接并接地。④380/220V供電系統宜采用TN-S系統，供電系統的電纜金屬外皮或電纜金屬保護管兩端均應接地，在供電系統的電源進線處（配電柜）應安裝與設備耐壓水平相適應的過電壓（電涌）保護器。⑤加油加氣站信息系統機房的電源配電箱（屏），應加裝過壓型電涌保護器。⑥加油加氣站的信息系統應采用鎧裝電纜或導線穿鋼管配線。鎧裝電纜金屬外皮或鋼管兩端均應接地。⑦加油加氣站有保安監控設備的，應按有關規定加強防雷。
家用電器預防雷擊措施
1、在相線與中性線之間裝一只FYS-0.22kV金屬氧化物無間隙避雷器，這不僅可以有效防雷，還可防止由于三相四線進戶中性線斷線引起中性點位移而產生的過電壓危及人身和家用電器安全。目前市場上還有加裝避雷器的家用電器，如防雷電話機，電器插頭等，就是將體積甚小的金屬氧化物避雷器埋在家用電器中，使每件家用電器都通過低壓避雷器可靠接地。
2、在低壓線路進入室內前安裝一組金屬氧化物無間隙避雷器，室內再裝防雷插座，構成三道保護。
3、在低壓線進入室內第一根線桿上將支持絕緣子鐵腳可靠接地，起放電間隙作用，降低侵入室內雷電過電壓的幅值。
4、室外天線的饋線臨近避雷針或避雷針引下線時，饋線應穿金屬管線或采用屏蔽線，并將金屬管或屏蔽線接地。如饋線未穿金屬管，又不是屏蔽線則應在饋線上裝避雷器或放電間隙。
5、雷雨前，盡可能將家用電器的插頭拔下，不看電視、不聽收錄機，不使用電話，有室外天線的，應拔下天線插頭。
人體預防雷擊措施
雷雨時，應盡量減少在戶外或野外逗留，在戶外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有條件時，可進入有寬大金屬構架或防雷設施的建筑物內；如依靠建筑物屏蔽的街道或高大樹木屏蔽的街道躲避，要注意離開墻壁和樹干8m以上，還需注意不能多人聚集躲雷雨。因為在雷雨天氣，多人擠在一起，熱氣多，溫度高，空氣加速上升，形成圓錐狀向上凸起的特殊氣層結構，并向云層放電，引發耀眼的閃電。閃電時空氣溫度猛增，狹窄的閃電帶內，空氣急劇膨脹，雨水氣化、溫度又急劇降低，空氣冷卻收縮，這一膨一縮，會產生強烈震動，發出最大雷鳴響聲，使眾人遭雷擊，輕者受傷，重者死亡。
在野外突然遇到雷雨，必須牢記兩條：一是人置要盡量降低，避免突出；二是兩腳要盡量靠攏，最好選擇干燥處下蹲，以減少暴露面積和觸地電位差，因為人體與地面接觸面積愈大，危險愈大。因此，要求做到以下“十不要”：
1、不要站在山頂、山脊等高處或躺在地上；
2、不要站在大樹下，樹林邊或草垛旁躲雨；
3、不要靠近孤立的高樓、煙囪、電桿端行走；
4、不要穿濕衣服趕路；
5、不要在開闊的水面游泳、劃船和在稻田中行走；
6、不要靠近金屬物體；
7、不要把鋤頭、鐵鏟等工具扛得高高的；
8、不要騎牛、馬或在空野里騎自行車；
9、不要使用手提電話；
10、不要站在避雷針附近。
在戶外行走時，應離開照明線、電話線、廣播線、電視天線以及與其相連的各種導體，以防止這些線路和導體對人體的二次放電。
四、防雷需要各方配合
防雷減災工作涉及到各行各業及社會各個方面，事關經濟發展和社會穩定，事關人民生命財產安全，是一項利國利民、造福人民的社會性工作，也是安全生產中一個必不可少的重要環節。做好防雷減災工作既是各級政府及其部門的重要職責，也是全社會的共同責任。因此有關部門要互相配合共同做好以下工作：
1、防雷減災作為一門綜合管理學科，已逐步步入社會各界，影響力日趨擴大。原有的防雷工作定位已不適應當前工作的需要，必須要有一套完善的規章制度，使防雷減災工作邁入法制化、規范化、制度化的管理軌道，促進防雷減災工作的進一步發展。
2、要大力宣傳防雷減災，普及雷電災害預防知識，進一步增強全社會的安全防范意識。
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隨著石油勘探力度的增加，以前難以引起人們注意的山區地帶也正成為油氣資源的主要接替區，往往這些地區雷暴天數遠高于平原地區，因此，在這些地區施工的綜合錄井儀經常會發生雷擊事件。輕者造成錄井資料的準確性降低，重者可能會造成儀器的電子線路、傳感器等部件遭到損壞，甚至影響到儀器操作人員的人身安全。
1.1 雷電的種類
雷電的種類有直擊雷、雷電侵入波、雷電感應、雷電電磁脈沖（LEMP）和反擊等。如果建筑物的引下線與各種金屬導線管道或用電設備的工作地線之間的絕緣距離未達到安全要求，則可能造成接地引下線與各種金屬導線、管道或用電設備的工作地線之間放屯，從而使這些金屬導線、管道或用電設備的工作地線上引入反擊電流，造成人身和設備雷擊事故。
1.2 雷電入侵的途徑
當建筑物防雷設施比較完好時，則室內儀器不會直接遭受雷擊，但可間接受到雷電影響，雷電可通過如下途徑影響室內儀器設備。
1.3 雷電的危害
雷電的破壞作用主要是雷電流引起的，根據上述的危害形式，可將雷電的危害基本上可分為三種類型：一是直擊雷的作用，即雷電直接擊在建筑物或設備上發生的熱效應作用和電動力作用；二是雷電的二次作用，通常稱之為間接雷擊，即雷電流產生的靜電感應作用和電磁感應作用；三是雷電對架空線路或金屬管道的作用，所產生的雷電波可能沿著這些金屬導體、管路，特別是沿天線或架空電線引入室內，形成所謂高電位引入，而造成火災或觸電傷亡事故。
雷擊的閃電過程中可產生強大的雷電流和高電位，若用其電位與電流的乘積功率來表示，雷電具有極強大的功率，能形成巨大的爆炸過程，直擊到地面的建筑和各種生物上，產生強大破壞力。
2 綜合錄井防雷
2.1 綜合錄井儀的雷擊后果
經過對綜合錄井儀遭受雷擊破壞的實際情況進行統計分析，雷擊造成的主要后果主要表現形式為以下幾種：
（1）傳感器損壞
如果安裝在井架的傳感器緊固不牢，與井架之間存在有一定的電阻，則容易被雷電擊毀。
（2）電源系統燒毀：
由于在儀器的電源系統設計過程中，井場動力電源進入儀器前首先進入配電箱，在配電箱內設計有電源保險絲，一旦電壓高于一定的幅度，在保險絲熔斷的同時，電源系統也有可能被燒毀。
（3）數據采集系統燒毀
由于各種傳感器采集的信號通過信號線與綜合錄井儀內部的信號采集面板進行連接，一旦發生感應雷電后，該區域的強大的電磁波作用于信號線，在信號線上感應產生出瞬態尖峰脈沖沿著信號線向兩端快速傳遞。
2.2 綜合錄井儀防雷
綜合錄井儀防雷是綜合性的系統工程，所采取的技術措施也是多方面的。這些防護措施可概括為：外部防護和內部防護，防護技術包括屏蔽、等電位連接、分流接地和過壓保護、電源防雷、信號防雷。不同部分和各項技術都有其重要作用，相互之間緊密聯系，不能將它們割裂開來，也不存在替代性。
2.3 外部防雷保護
（1）屏蔽
屏蔽一般分為電場屏蔽、磁場屏蔽及電磁場屏蔽幾種。
靜電屏蔽（電場屏蔽）是為了消除和抑制靜電電場的干擾。磁場屏蔽：是為了消除或抑制由磁場耦合引起的干擾。
磁場屏蔽又分為低頻屏蔽和高頻磁屏蔽兩種情況。電磁場屏蔽：一般在遠離干擾源的空間單純的電場或磁場是少見的，干擾是以電場、磁場同時存在的高頻電磁場輻射的形式發生的。雷電電磁脈沖在遠場條件下可看作平面電磁場傳播。因此，應同時考慮電場和磁場的屏蔽。
信號傳輸電纜的全屏蔽。電纜的屏蔽要求對機房內、外所有架空、埋地的電纜都用金屬層屏蔽起來，以防雷電電磁脈沖的干擾，這稱作全屏蔽。當全屏蔽電纜接觸或穿過另一金屬部分時，還要采用中間接地點，因此，全屏蔽電纜要求多點接地。
（2）等電位連接
等電位連接也稱電位均衡連接。就是把所有導體相互作良好的導電性連接，并與接地系統連通。其本質是由可靠的接地系統、等電位連接用的金屬導線、等電位連接器（即避雷器、地線隔離器）和所有導體組成一個電位補償系統。
（3）分流接地
分流是將雷電流能量向大地泄放過程中應符合層次性原則。層次性就是按照所劃分的防雷保護區對雷電能量分級瀉放。接地就是讓已經納入防雷系統的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發生反擊。接地是釋放直擊雷和雷電電磁干擾能量的最有效的手段之一，也是電位均衡補償系統基礎。目的是使雷電流通過低阻抗接地系統向大地泄放，從而保護建筑物、人員和設備的安全。
2.4 內部防雷保護
（1）電源防雷
在電源進入端安裝低壓總電源防雷器，將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設備的安全。作為系統電源進線端的防雷器，在雷擊多發地帶至少應有60～100KA的通流容量，可將數萬甚至數十萬伏的雷擊過電壓限制到數千伏，防雷器可并聯安裝在板房電源進線端。
（2）信號防雷
在雷擊發生時，產生巨大瞬變電磁場，在1Km范圍內的金屬環路，如網絡金屬連線等都會感應到雷擊，將會影響信號網絡的正常運行甚至徹底破壞信號網絡系統，對于信號網絡方面的防雷工作也是較易被忽視的。
3 防雷接地
3.1 防雷接地的方式
接地方式多種多樣，我們常用到的有以下幾種：
（1）安全接地
安全接地即將高壓設備的外殼與大地連接。防止機殼上積累電荷，產生靜電放電而危及設備和人身安全。當設備的絕緣損壞而機殼帶電時，促使電源的保護動作而切斷電源，以便保護工作人員的安全。
（2）工作接地
工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準電位。這個基準電位一般設定為零。該基準電位可以設為電路系統中的某一點、某一段等。當該基準電位不與大地連接時，視為相對的零電位。當該基準電位與大地連接時，基準電位視為大地的零電位，而不會隨著外界電磁場的變化而變化。
（3）屏蔽接地
屏蔽與接地應當配合使用，才能起到良好的屏蔽效果。當用完整的金屬屏蔽體將帶電導體包圍起來時，在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量異種的電荷，外側出現與帶電導體等量的同種電荷，因此外側仍有電荷存在。
（4）防雷接地
當電子衡器被雷擊時，不論是直接雷擊還是感應雷擊，如果缺乏相應的保護，設備都有可能受到很大損害甚至報廢。
3.2 防雷接地的原理
防雷接地裝置包括接地體和接地線，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。防雷接她要求接地電阻要小，接地電阻越小，散流就越快。被雷擊物體高電位保持時間就越短，危險性就越小。
3.3 防雷接地裝置的應用
按照GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》的要求，儀器房房內的安全保護地、信號工作地、屏蔽接地、防靜電接地和防雷器接地宜共用一組接地，接地電阻應小于4歐姆。地線接地電阻的大小與土壤的導電性能、導體尺寸、接地體與土壤接觸的松緊、埋設深度有關（見下表）。
根據避雷地線接地電阻
3.4 接地電阻測量
接地電阻是指埋入地下的接地體電阻和土壤散流電阻，通常采用ZC型接地電阻測量儀（或稱接地電阻搖表）進行測量。接地電阻測量儀還隨表附帶接地探測棒兩支、導線三根。
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Key : Structure; Characteristics; Measures; Lightning protection technology; Cable
中圖分類號：TU856 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
在微波通信、衛星通信、光纖通信三大傳輸手段中,由于光纖通信具有傳輸頻帶寬,通信容量大,而且不受環境的電磁干擾,因此光纖通信成為了當今通信傳輸最重要的手段之一。而含金屬構件光纜與電纜一樣,也會遭受雷電的侵害。但光纜遭受雷擊的概率比電纜小得多,因為光中繼采用當地供電,光纜線路自身的抗雷能力大約是電纜的7倍。因此容易引起人們對光纜線路防雷的松懈。但光纜也有防雷的弱點:光纜纖芯線徑小,金屬外護層較薄。由于光纖通信密集波分復用(DWDM)的應用,光通信容量不斷增大,一旦因雷擊造成光纜中斷事故,查找、維修比較困難,將造成巨大的經濟損失,影響通信傳輸。因此，應當重視光纖通信設備的防雷保護，采取積極、有效的措施，做到“防患于未然”。
1、光纜的結構
光纖介質是玻璃，直徑在8～50μm。光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆,包覆后的纜線即被稱為光纜。為增加光纜的抗拉強度，光纜中心多以單根鋼絲作為加強構件，周圍緊密排列著內含多芯光纖及油膏的松套管，松套管的間隙充滿阻水油膏，外包阻水包帶，再包軋紋鋼帶鎧裝，外護套則采用聚乙烯塑料等。
2、雷電活動的特點
雷電的形成與環境條件有密切關系,我國各地雷電活動基本符合隨緯度增加而逐漸減弱的趨勢。根據調查發現,易遭雷擊的地方有如下特點:①地形的突變或導電率突變的地區易遭雷擊,其導電率小的地方比導電率大的地方易遭雷擊;②地質構造上的斷層地帶,不同質巖的分界地帶,巖石區的沖積層;③礦泉、沼澤地、河流岸地灘部分,地下出水口處,以及地下水溝通過的地帶;④臨海邊、河床一面的山坡上,孤樹及森林邊緣;⑤地下含有導電性的礦物質較多的地區,在山區山的朝陽坡,大地導電率較大的山的山腰和山腳部分,大地導電率較小的山的山腰和山頂部分。
3、雷電對光纜通訊的影響
從光纜的結構可以發現，光纜內除了光纖還有金屬加強絲和金屬鎧裝護套，通過調查發現，雷電破壞光纜通信設備主要有3種：一是雷電直接對光纜的金屬鎧裝護層（或金屬加強鋼絲）發生作用，從而造成光纜損壞，此種情況多見于光纜架空場合，也有地埋光纜被雷擊的事例。如造成光纜金屬構件熔化，使外護層被擊穿。或使光纜塑料外護套發生針孔擊穿，從而降低光纜使用壽命。二是雷電襲擊光纜附近的金屬件，即雷電對地放電，造成雷電流在光纜周圍大地流過，致使土中產生巨大的熱能，并形成一股巨大的沖擊力，使光纜變形造成損壞，此種情況多見于埋地光纜場合，如造成光纜傳輸損耗增大乃至中斷通信。三是雷電感應電壓通過光纜的金屬構件傳到光通信收發設備端，導致這些設備被雷電過電壓擊穿損害，這也是常見的一種破壞形式。
4、光纜通信防雷措施
1）光纜接頭處兩側金屬構件實施機械連接,電氣斷開。進局站內光纜的金屬構件,相互連通并就近人地。當雷電流進人光纖或高壓線路的電場在金屬構件上感應出縱向電動勢,若光纜各盤間電氣連通,則雷電流會在光纖中進行流通、將會使光纜非金屬構件受壓增大,出現絕緣擊穿,甚至損壞光纖。而感應縱向電動勢也會各段疊加積累,出現很高過電壓,對維護人員和設備都不安全,嚴重時會損壞光纖。光纜中的金屬構件對大地處于懸浮狀態時,雷擊大地所產生的“漏斗電位”區既不受其電位影響,也不對電位施加影響,彼此不會發生電弧擊穿。若光纜金屬構件接地,雖然有利于雷電流的及時排泄,但由于接地電阻的存在,當有雷擊時雷電流將通過接地體反擊到光纜金屬構件回路上,若雷電流達到一定的幅值時,光纖有可能被損壞的危險。
2）易遭雷擊或光纜附近有單顆大樹、電桿,高聳建筑、礦泉、地下水出口處的間距不足25米時,采用消弧線保護光纜。通過埋設消弧線,降低光纜與高大物體間的電位差,當雷擊大樹等高大物體時,雷電流通過大樹等物體向大地放電,由于有消弧線存在,大量雷電流將通過消弧線泄放人地,從而可避免因雷擊發生電弧擊穿對光纜造成危害。消弧線可用兩根鋼絞線做成,其中一根與光纜埋深相同,另一根為光纜埋深的一半,兩根金屬線的兩端都應焊接在接地網上,地網的接地電阻小于10Ω,與光纜相距大于15米。當光纜與大樹等物體相距不足5米時,消弧線難以起到防雷保護作用,應采取其它防協雷措施。
3）采用地下防雷線。地下防雷線是直埋光纜普遍采用的防雷措施,應用在直埋光纜所經過路由土壤電阻率大于100Ω.M需要保護的地段較長,采用鍍鋅鋼絞線或甲6毫米鍍鋅鋼筋來制作。方法是:在光纜上方距光纜30厘米處,平行敷設兩條防雷線,相距40厘米。并將兩端引伸到大地導電率低的地方,其敷設長度要求每處不少于2000米。也可在排流線的兩端及中間每隔200米段做一次接地。
4）雷擊嚴重地區盡可能采用無金屬構件的光纜或采用加厚PE層的光纜。
5）架空光纜宜架設在有長途明線線條的下方,光纜吊線一般每隔1公里進行一次接地處理,在雷擊嚴重的地區可架設架空防雷地線,架空防雷線應架設在光纜上方,其保護角應不大于25°。在個別雷擊重點桿路,可采取避雷針裝置進行防雷。
6）做好光纜的施工,保證光纜外護套層的完整無損,使金屬外護套對地絕緣保持良好,可提高光纜PE護套的瞬間耐壓能力,相應也提高了光纜的抗雷電的浪涌能力。
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化工企業油庫生產場所由于具有很大的特殊性，決定了其具有很大的危險性，會發生爆炸、火災等災害，尤其在雷雨天氣條件下，造成巨大的經濟損失和人員傷亡事件。由于化工企業油庫大都暴露在室外，受強雷雨天氣影響，一旦遭受雷擊可導致高壓連續產生，操作壓力高、裝置規模大，出現雷擊災害事故的機率上升。要避免和降低油庫遭受雷擊，就需要良好的防雷設計來降低雷擊事故的發生，同時還要加強油庫周圍環境的防雷安全保護，確保雷電天氣無意外事故出現，保障企業安全生產順利開展。
1化工油庫特點及其防雷重要性
化工企業用油庫包括戶內和戶外各種裝置，其中用于儲存油類的工藝裝置通常為塔、容器、儲罐等，這些裝置大都為室外露天擺置高壓存放，泵體等一些小型設備安置在室內，還有安設在控制室等處的一些精密儀器以及變配電室。油庫中不同的設備、構建筑物具有不同的特點和用途，其防雷要求各異，而且即使技術再精湛，也不可能做到所有工藝裝置、管道、連接點都天衣無縫，達到絕對密封性，罐中可燃氣體多少都存在著泄露現象，同時根據設備工藝要求，裝置上存在著正常的釋放點和有故障時而產生的釋放點，同樣會出現可燃氣體向周圍環境中的泄放，這些可燃氣體泄放到空氣中后，一旦遇高溫、電弧或火花等極易引起爆炸，造成火災事故。
油罐的露天放置和高壓存放現象，使得油罐在雷雨天氣下較其他建筑物（體）遭受雷擊的風險更大，而且油罐周圍的泵房、變配電室等弱電設備也極易遭受雷擊，可見，整個油庫處于較為復雜的環境之中。雷雨天氣條件下，人為對油庫內部及周邊環境的嚴密控制能力明顯降低，雷云與大地之間產生放電過程，其中先導放電接近地面時，受高場強烈電離空氣影響，先導放電端部可出現等離子區，該等離子區域沿先導放電通道向上傳播形成一條具有高電導率的等離子體通道，協助雷云中電荷與大地異性電荷中和后發生迅速、巨大的主放電過程，短時間內產生幾十千安、甚至幾百千安的電流，致使放電通道溫度升高至20000℃以上，雷電流擊中油罐可致其崩潰、爆炸等，而且雷電流電磁感應會在雷擊點周圍產生交變電磁場，經線路感生出感應電流，引起油庫變電設備局部過熱或形成火花放電造成火災事故；而且油庫周圍環境發生雷擊放電，各種管道、線路均會產生過電壓，干擾或損壞電子元件。可見，雷雨天氣的放電過程很大程度增加油庫危險事故發生率，油庫防雷安全工作至關重要。
2 油庫防雷技術分析
2.1 直擊雷防護設計
油庫直擊雷防護裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成。接閃器為金屬構件，常見的油庫接閃器為接閃桿，雷電直接擊中接閃桿，雷電流再經引下線和接地裝置最后導入大地。在設計安裝時，被防護物體應與接閃桿保持足夠的距離，這樣才能確保被保護物處于接閃桿安全防護范圍內，避免防護不足或接閃桿導入電流而引起電磁感應造成雷電二次效應，或是選用截面積≥50mm?的熱鍍鋅鋼鉸線或銅絞線。
引下線的作用是將擊中接閃器的雷電流引入地下，因此在選用引下線材質時，需要特別注意引下線材質的機械強度、耐腐蝕性和熱穩定性。油庫防雷裝置引下線通常為兩根，以保證引下線的暢通，暗裝引下線體應適當放大線體截面積。還可利用油庫中金屬構件作為引下線，雷電流沿罐體結構中的金屬構件直接向大地泄流，保證電氣形成通路，避免電壓累積。
接地裝置是將引下線帶來的雷電流泄入大地的裝置。接地體埋設在地下，有垂直埋設和水平埋設兩種方式，引下線通常一直埋入地下與地下接地體相連接；油庫直擊雷防護設計中應視油庫所處具體環境選擇合適的接地體。一般情況下，水平埋設接地體應埋入地下不超過0.5m的深度，采用多根接地體排列成陣與深入地下的引下線下端連接；垂直埋設接地體以垂直向埋入地下，采用與水平接地體一樣數量的接地體排列成行垂直埋入土壤，其上端與引下線下端牢固相連。如果利用油罐自身作為接閃器時，壁厚不應小于2.5mm，當油罐一旦被雷擊穿，其內的介質對周圍環境造成危險時，壁厚不應小于4mm。雷電擊中罐頂后，可迅速將雷電泄入大地，否則雷電流沿輸油管線消散致使電位增高，對周圍建筑物（體）產生反擊，或是雷電流經輸油管線進入油泵房引發二次雷擊事故，因此要保證接地油罐電阻≤4Ω。
2.2 油庫配電及信息系統防雷設計
2.2.1 配電系統防雷技術
化工企業油庫大部分裝置處于露天環境，極易遭受雷電威脅引發火災或爆炸，其中雷電電磁脈沖是造成油庫配電系統及信息系統受損的原因之一。油庫架空輸電線路極易遭受雷雨天氣直擊雷襲擊，當受到直擊雷時，金屬線路所有浪涌可達到100KA及以上。因此要做好現代大型油庫電力線路系統防雷安全保護措施，應采取多級系統保護法，一是利用泄流電路吸收過電壓暫態能量，然后再將雷電流泄入地下，二是利用限壓電路作為浪涌保護器裝置，通過限制電路中產生的殘壓來實現對線路的保護。通過泄流、限壓雙重防雷保護措施的相互配合，最終對油庫配電設備、系統起到較好的防雷保護作用。
2.2.2 信息系統防雷技術
油庫電子信息監控系統在油庫安全保護方面發揮著重要作用，電子信息系統屬弱電設備，而且大部分油庫電子信息系統設備絕緣強度不高，抗擊電磁脈沖干擾的能力不強等，一旦防護不到位就會遭受雷電危害，雷電電磁脈沖通過傳導、輻射、耦合的方式進入設備致使油庫監控系統癱瘓，甚至出現人員傷亡事件。根據各個電子信息系統特點設計屏蔽、接地以及安裝浪涌保護器等具有針對性、實用性的防雷方法。油庫場區內電氣、儀表、通信設備等外露可導電部分應就近與接地線可靠連接，所連接接地線需采用-25×4mm的熱鍍鋅扁鋼至通信設備、電動閥、儀表，并沿儀表、通信設備基礎引上地面0.5m處預留接地點，其他設備系統可采用-40×4mm的熱鍍鋅扁鋼連接接地干線。
3 結語
化工企業油庫儲存的原料和產品大多為易燃易爆品，儲存罐通常安置在室外露天地帶，雷暴天氣極易遭受雷擊而引發災害事故，因此應做好油庫防雷安全管理，避免和降低油庫雷擊災害發生率。除做好桿塔、油罐及多個金屬管道的外部防雷外，還應加強室內配電系統、信息系統等內部防雷設計，防范雷電感應、雷電波和雷電電磁脈沖侵害，根據化工企業油庫所處環境條件、實際情況等進行防雷設計分析，確保油庫環境整體防雷安全，盡可能將雷電災害發生機率降至最低。
參考文獻
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一 、FTTx基本情況
FTTx技術主要用于接入網絡光纖化，范圍從區域電信機房的局端設備到用戶終端設備，局端設備為光線路終端（OLT）、用戶端設備為光網絡單元（ONU）或光網絡終端（ONT）。根據光纖到用戶的距離來分類，可分成光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB+XDSL或FTTB+LAN）及光纖到戶（FTTH）等3種服務形態，可統稱FTTx。固網運營商在建設改造接入網時，會綜合考慮CAPEX、OPEX、ROI，新業務對帶寬的需求、現有銅纜資源的優化利用，靈活選擇FTTx建設模式，以獲得最優的投入產出比。
二、FTTx網絡現狀和存在的問題
固網運營商新建駐地網小區主要采用FTTH方式接入寬帶用戶，對于老舊小區或商務寫字樓主要是采用FTTC或FTTB方式接入。因室外網絡機柜防雷設計缺陷導致ONU設備故障高發是FTTC和FTTB方式故障率高于FTTH的一個重要原因。
室外網絡機柜防雷設計存在的主要問題有：
1.室外網絡機柜沒接地或是接地不符合要求
2.存在已開通的設備沒有重新設置防雷保護地線。
3.大部分樓道ONU的過流過壓保護（ONU本身具有一定的防護性能）接地是通過其三芯交流電源插座的接地極來實現的，必須共用樓道配電系統的保護接地。
4.樓道ONU至用戶的電纜或是五類線，沒有采取任何防雷保護措施。
三、 雷擊情況分析
根據雷電的放電原理，當雷云對地閃絡時，其附近的架空輸電線、金屬通信電纜芯線就會感應過電壓，感應電壓是造成室外ONU端口損壞的主要原因。因此，必須做好室外ONU的各項防護措施，才能有效地減小雷電帶來的損害。
四、解決措施
（一）規范要求
1.根據目前的實際情況，要解決樓道ONU的防雷問題，則必須解決其接地的問題，其接地電阻應
2.ONU機柜安裝在公共建筑物時應利用建筑物的基礎地網作為接地體。
3.當ONU機柜安裝位置無基礎地網，可利用樓宇內現有電氣防雷接地裝置。
4.機柜地排接地線線截面積應大于16mm2，當距離較長時，截面積應大于35mm2。
5、網絡柜引入無金屬護層電纜時，需套金屬軟管保護，金屬軟管應做可靠接地處理。
6、網絡柜引入有金屬護層電纜時，需將電纜金屬護層與地線排可靠連接。
7、網絡柜引入光纜時，需將光纜金屬護層和金屬加強件與地線排可靠連接。
8、網絡柜引入市話電纜是，需采用具有防雷功能的MDF模塊，并可靠接地。
9、網絡柜引入交流電源應采用防雷單元。
（二）對于已安裝或已開通的樓道ONU
1.落實住宅樓配電箱內交流布線是否采取單相三線，若是，則表明該住宅樓安裝有保護地線（否則沒有保護地線）。可在其配電箱內將地線引出至ONU的交流電源插座內。但必須對配電箱內的地線進行測試，確認其是否可靠。
2.對于沒有裝設保護地線（或有地線，但不可靠的）的住宅樓，則必須重新敷設地線。如果住宅樓為鋼混結構，可找到該住宅樓的建筑主鋼筋直接引入至機箱作為保護地線。
3.對于雷害較嚴重的區域，則適當考慮在樓道ONU的交流電源端口以及100Mbps銅纜網線口加裝相應的防雷保護器。
（三）對于新建寬帶接入網系統
1.安裝樓道ONU的機箱必須提供保護接地的匯接端子排（作等電位連接用），機箱應具有屏蔽作用。
2.樓道ONU的接地方案可按第二條第1、第2點同樣處理。
3.樓道ONU至用戶的10Mbps非屏蔽5類雙絞線必須在樓道內進行敷設。若條件確實不允許非得繞外墻敷設，則必須布放具有屏蔽的5類雙絞線。屏蔽層在機箱內與接地端子進行等電位連接。
4.對于雷害較嚴重的區域，則適當考慮在樓道ONU的交流電源端口以及100Mbps銅纜網線口加裝相應的防雷保護器。
參考文獻
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1 DCS系統防雷技術介紹
雷擊是一種自然現象，它的巨大能量眾所周知。DCS是分散控制系統（Distributed Control System）的簡稱，國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統。隨著電腦通信設備的大規模使用，雷電以及操作瞬間過電壓對DCS系統的危害越來越嚴重。以往的防護體系已不能滿足電腦通信網絡安全的要求。應從單純一維防護（避雷針引雷入地=無源防護）轉為三維防護（有源和無源防護），包括：防直擊雷，防感應雷電波侵入，防雷電電磁感應，防地電位反擊以及操作瞬間過電壓影響等多方面作系統綜合考慮，因此總的防雷原則是：將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散（外部保護）； 阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓波（內部保護及過電壓保護）；限制被保護設備上浪涌過壓幅值（過電壓保護）。這三道防線，相互配合，各行其責，缺一不可。
2 雷電對DCS的危害
雷電電磁脈沖干擾對DcS控制系統的危害是：由強大的雷閃電流產生的脈沖電磁場，它對DCS系統的干擾有如下兩種形式：當控制室建筑物的防直擊雷裝置接閃時，在引下線內會通過強大的瞬間雷電流，如果在引下線周圍的一定距離內設有連接DCS系統的電纜（包括電源、通信以及I/O電纜），則引下線內的雷電流會對DCS的電纜產生電磁輻射，將雷電波引入DCS系統，干擾或損壞DCS系統；當控制室周圍發生雷擊放電時，會在各種金屬管道、電纜線路上產生感應電壓。如果這些管道和線路引進到控制室把過電壓傳到DCS系統上，就會對DCS系統產生干擾或損壞。此外，當空中攜帶大量電荷的雷云從控制室上空經過時，由于靜電感應使地面某一范圍帶上異種電荷，當直擊雷發生后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻大，以至出現局部高電位，它會對周圍的導線或金屬物產生影響，這種靜電感應電壓也會對DCS系統產生干擾或損壞。如防雷及接地措施不當，雷擊發生時，由于雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢，誘發強大的雷擊電磁脈沖，經感性耦合、容性耦合或電磁輻射產生脈沖過電壓和過電流損壞DCS系統I/O單元、主控單元等硬件和通訊系統。
3 DCS系統雷擊案例分析
3.1 DCS系統雷擊案例
公司某裝置控制系統在雷擊中發生故障，許多數據無顯示，部分控制輸出不起作用，故障診斷中I/O卡件及部分數據轉發卡閃紅燈，控制柜內卡件閃紅燈。經排除更換了故障卡件后恢復系統正常運行，共損壞卡件42 塊，其中SP313卡21塊，SP233卡7塊，SP316卡9塊，SP322卡5塊。經浙大中控專家檢測分析卡件故障原因主要是：強浪涌電壓（雷擊）信號接入，導致卡件上的各通道芯片被擊穿或燒壞造成無法正常工作，卡件上元器件特別是集成電路基本上全部損壞；強浪涌電壓（雷擊）干擾通過某部分通道接入卡件，導致相應的通道故障。
系統也曾遭受過雷擊的損壞燒壞了4塊，8萬t合成氨裝置也出現過雷擊時模入信號變化很大，通訊系統出現“死機”現象。并且都導致過UPs電源跳到旁路或UPs輸出故障，導致裝置停車。
3.2 雷擊DCS系統現場原因分析
1）強浪涌電壓（雷擊）通過I/O信號進入系統。通過對現場控制系統損壞的卡件檢查，主要是I/O卡件的輸入輸出接口元器件損壞，當雷電發生時，裝置上I/O電纜極易接收遭受雷電放電時產生的強大的脈沖電磁場，在信號線上感應數以千伏計的浪涌電壓，并通過卡件形成電流回路擊壞相應的卡件通道或公共電路。
2）強浪涌電壓（雷擊）通過DCS控制系統的接地點進入系統。當雷電產生后，通過I/O電纜的走線橋架和建筑物接地引下線的電流產生的電感性耦合，會在附近的I/O金屬線纜上感應出數以千伏的浪涌電壓。
3）強浪涌電壓（雷擊）通過電源線進入UPS系統
當雷電發生時，暴露在空中的電力電纜極易受到雷擊影響，在其電纜上感應形成數以千伏計的的浪涌電壓，通過電力系統損壞UPS（不間斷電源）系統設備。
4 DCS系統的防雷系統技術改造
針對公司DCS系統現狀，影響DCS系統安全穩定運行的防雷系統主要因素有：1） DCS系統部份信號線外部I/0電纜敷設不規范；2）DCS系統接地電阻不斷增大易受雷電電磁脈沖干擾；3）DCS供電系統（UPS）受雷擊干擾導致輸出電壓故障
4.1對外部信號線改造
對外部信號線的敷設進行整改，將暴露在橋架外的信號線，穿金屬套管，且金屬套管每隔30米進接地；保持外部I/O電纜走線槽之間的良好連接并接地，將電纜走線槽的蓋板之間用電焊將其焊接為一個整體橋架，并進行接地。使整個橋架成為一個屏蔽金屬體，防止雷擊形成的強浪涌信號進入控制系統。
4.2 重新改造防雷接地系統
1）DCS系統接地環境改善
首先改變接地體周圍的土壤結構。在接地體周圍的土壤2m~3m范圍內，摻入不溶于水的、有良好吸水性的物質，如木炭、焦碳煤渣或礦渣等，該法可使土壤電阻率降低到原來的1/5~1/10。
再用食鹽、木炭降低土壤電阻率，用食鹽、木炭分層夯實。木炭和細摻勻為一層，約10cm~15cm厚，再鋪2m~3m的食鹽，共5~8層，鋪好后打入接地體，此法可以使得電阻率下降至原來的1/3~1/5。
2）選用銅棒Φ20×2800mm接地樁作等邊三角形接地網
3）在UPS電源市電輸入端增加防浪涌保護器
篇10
1、在規劃設計上強調規程，脫離實際。在線路防雷、接地設計時，設計人員往往是根據設計手冊中全國各地平均雷電日分區及城市歸屬地來判斷本地雷電強度，并以此作為設計參數。
2、在工程建設中沒有“因地制宜”。接地裝置施工時，施工人員往往只是按照標準施工圖集下料做接地極，而不論當地土壤電阻率實際大小和土質的變化，具體問題沒有具體分析。搖測時也不注意季節、天氣的影響而給予校正。新設施投運前驗收程序不規范，往往造成潛在缺陷。
3、配電網運行環境條件差。在西安地區農村，有些電力設施老化嚴重，部分線路從50、60年代建成運行至今，配電線路脆弱。配電網設備陳舊，3600余臺配變運行時間超過30年，有50%左右的開關、絲具運行超過15年。10千伏架空鋁芯主干線導線截面規定不小于120平方毫米，有70%的線路達不到這個標準。分支干線截面應為95平方毫米，而農村35平方毫米導線仍在運行，占線路總長的51.33%。部分縣區所處地區近幾年雷電日明顯增多，強度明顯加大。
4、在維護保養工作中清掃不
及時，執行規章制度不到位。過去規定的線路、設備“逢停必掃”的制度不再執行，線路瓷件檢修取消。運行維護人員責任心不強，線路巡視不到位，消缺不及時，造成線路、設備帶病運行，抵抗自然災害能力下降。
二、防雷減災技術措施研究與建議
1、提高對防雷減災工作的認識，建立氣象預警機制，制訂相關法規隨著我國電力事業的發展，配電網對雷電敏感的設備也多了起來，因此電力系統各級管理人員，要提高對防雷減災技術的思想認識，對防雷減災技術措施進行廣泛深入的研究。需要建立科學、完善的氣象預警機制，以減少雷電危害，保證配電網安全穩定運行。近聞湖北省電力公司有關部門已與武漢中心氣象手，在該公司網站主頁上開辟了調度氣象服務功能，并設立了7個氣象站點分別與湖北省境內12個地區負荷站相“掛鉤”。武漢中心氣象臺每3個小時向湖北省電力公司上傳一次溫度、濕度、雷電等方面的最新數據，湖北省電力公司根據氣象動態信息，適時把握用電負荷可能出現的變化，確保安全生產。全國各省市供電系統應該考慮設立一個專門的部門，認真研究各自地區的天氣情況，尤其是災害性天氣經常發生的地區，要結合各種輸變電設備的性能、所處地區的天氣特征等，通過網站、短信等方式，不定期向各單位及時天氣信息及注意事項，以便及早制定事故防范措施，努力預防事故的發生，或減少事故造成的損失。目前這種“各自為戰”的狀況難以適應新形勢的需要，因此由一個權威部門統一相關信息，并建立氣象預警機制勢在必行。我國2005年已頒布了《防雷減災管理辦法》，江西南昌市政府在2006年下發了《關于切實做好防雷減災工作的通知》，電力系統應當以此為依據，借鑒地方政府的經驗，結合電力行業特點制訂出切合電力系統特點的防雷減災辦法，并逐步建立和完善防御雷電災害的組織管理體系。
2、規劃設計中要提高防雷減災系統技術含量
配電網一般由35千伏及以下線路和變電所組成。在規劃設計時，要開展雷擊風險評估工作，將評估結果作為建設工程可行性論證的重要依據。要充分考慮全國各地平均雷電日存在很大的不同，現場勘探當地土質及其電阻率的差異，因此不同區域應設置不同的技術規范，采用不同的技術措施。在設計中，應重視柱上變壓器雷電過電壓從高壓側過渡到低壓側、雷電電磁干擾變電站控制系統技術防范措施。對雷暴日超過40天的多雷區域，進線段保護距離比規范規定的長1~2厘米時防雷效果更佳。針對架空絕緣導線雷擊斷線后對人身、設備安全造成很大危險，應不斷研制新的感應雷屏蔽線。近聞揚州供電公司專門研究出了“10千伏架空絕緣導線防雷擊斷線用感應雷屏蔽線”新專利產品，改變了原加裝防雷金具、安裝帶間隙的氧化鋅避雷器的做法，收到了很好的效果。
3、防雷減災工程質量必須確保萬無一失
為保證防雷減災工程質量萬無一失，在配電網建設改造工程中，應以防雷減災工程為一個單項工程，以一個變電所及其所有進出線防雷施工為一個單位工程，以每條線路、變電所站內防雷施工為一個分部工程。施工隊伍在整個工程施工中，要根據具體情況，編制防雷擊技術措施的施工方案以及質量控制點。嚴格按照ISO9002質量體系的要求對現場進行全過程管理，要完整地闡述施工及驗收所遵循的工藝、標準、程序，堅持執行嚴格的竣工驗收制度，同步填報施工記錄與檢查驗收資料。并對施工工程實行質量保證制度，在一定時期（通常以5年為限）出了質量問題要由施工單位負責改建，造成損失的要由施工單位進行理賠。有了以上施工措施，可有效解決由于施工質量帶來的雷害損失。
4、貫徹預防為主方針，保證防雷減災設備的正常運行
配電網設備在設計施工時就要考慮到地形、天氣、環境等方面的因素。防雷擊設備長期暴露在自然環境中，野外環境的變化、線路走廊附近工廠的污染，人為的破壞以及桿塔塔基周圍取土挖土的隨意性，會使防雷、接地裝置發生避雷器損壞丟失，絕緣瓷套污染，桿塔接地引下線斷股，桿塔接地裝置缺失，需要及時更換補缺，所以防雷減災工作要貫徹預防為主的原則。
每年的春季是雷雨多發期。在年末或者來年初春，應組織專業技術人員統一對防雷、接地裝置進行一次全面地普查搖測，消除缺陷，防患于未然，提高設備健康水平，以迎接雷雨天氣的到來。
篇11
1 輸電線路防雷的意義
電力系統輸電線一般是的架設在離地20～60 m的空中，鋪設距離長，跨度廣。它聯通我國各個省市的發電廠和用電負荷中心，是輸送電力的主要通道，也是國民的經濟命脈。但是其突出于地面其他物體且具有良好的導電性能，很容易遭受雷電的入侵。一方面造成輸電線絕緣子閃絡或爆炸，對輸電線絕緣水平造成永久性損傷，形成單相或多相接地短路故障，引起繼電保護和斷路器的觸動。另一方面雷電波可能沿輸電線入侵變電站或發電廠，將會對變壓器發電機等大型設備造成難以修復的損傷，引起大面積的斷電。無論哪種情況都會對人民的生活和企業的生產造成巨大的影響和損失。因此，輸電線路的防雷具有遠大重要的意義。
2 我國防雷技術現狀
我國輸電線路的防雷技術水平總體上處于世界較為先進的水平，防雷技術水平主要的衡量指標是：雷擊跳閘率和耐雷水平。雷擊跳閘率是指全年折算成40個雷電日的情況下100 km輸電線路上由于雷擊造成的跳閘次數。耐雷水平是指：在雷擊線路時，其絕緣尚不至于發生閃絡的最大電流幅值或能引起絕緣閃絡的最小雷電流幅值，單位為kA。雷擊跳閘率包括雷擊桿塔時的跳閘率和雷繞擊導線時的跳閘率，他們是衡量線路防雷性能的綜合性指標。其計算公式如下：
雷擊桿塔時的跳閘率
n1=Ng×δ×η×P1（次/l00 km?40雷電日）
雷繞擊導線時的跳閘率
n2=Ng×Pa×η×P2（次/100 km?40雷電日）
其中：Ng表示在40個雷電日下每百公里線路上雷擊桿塔的次數；P1為雷電電流的幅值大于雷擊塔頂的耐雷水平 I1的概率；P2為雷擊導線時雷電流超過耐雷水平I2的概率；η為建弧率；δ為擊塔率；Pa為線路繞擊率。
根據以上內容可知，輸電線路總的雷擊跳閘率應為雷擊桿塔時的跳閘率與雷繞擊導線時的跳閘率之和（n=n1+n2）。
在我國，目前35 kV及以上電壓等級的輸電線路上基本都實現了架設避雷線，110 kV及以上電壓等級沿線路全線架設，330 kV及以上電壓等級的輸電線路更是全線架設雙避雷線。避雷線的保護角度一般取在20～30？，在變電所和發電廠的進線段處以及500 kV及以上電壓等級的超高壓、特高壓線路避雷線的保護角在15？及以下。對指定的絕緣子片在不同電壓等級的輸電線路使用片數也做出了明確的規定：以X-4.5型絕緣子為基準，35 kV電壓等級輸電線路使用3片，110 kV電壓等級輸電線路使用7片，220 kV電壓等級輸電線路使用13片，500 kV電壓等級輸電線路使用28片。
3 提高防雷水平的措施
雷電過電壓主要分為感應雷過電壓和直擊雷過電壓。感應雷過電壓是指累計線路附近大地，由電磁感應在導線上產生的過電壓，一般只對35 kV以下線路有威脅。直擊雷過電壓包括雷直擊桿塔或避雷線造成的反擊和雷直擊導線造成的繞擊。為了有效地減少雷電過電壓對電力系統造成巨大的損失，有必要采取一些有用的措施來提高輸電線路的防雷技術水平。本文在考慮系統運行方式、線路電壓等級以及重要程度等因素后，提出以下幾種基本的防雷措施和補充措施。
3.1 合理選擇路徑
根據實地考察整個輸電線路所通過的路線區域內的雷電活動強度、地質地形地貌特點、土壤電阻率等自然條件，在前期規劃時就避開山區風口和順風河谷等雷暴走廊、土壤電阻率有突變的地帶以及地下有導電性礦產的地面等易遭受雷擊的地段。如果實在不能避免，則要對該易遭受雷擊的區段加強絕緣保護和防雷保護。
3.2 架設避雷線
避雷線是用來防止雷直擊導線的基本措施之一，同時避雷線可以分流減小桿塔頂端的電位、對導線屏蔽降低導線感應過電壓，并且能與導線耦合降低絕緣子兩端的電位差。避雷線的保護角一般取在20～30？，500 kV及以上線路保護角小于15？，目的是為了降低繞擊率，對于某些特殊線路或線路段，保護角甚至有可能取為負角度。
超高壓線路常將避雷線通過一個小間隙接地，通過這種方式來降低正常運行時避雷線中感應電流的附加損耗并利用避雷線兼作高頻通道。這樣正常運行時避雷線對地絕緣，雷擊時與地相連，起來避雷線應有的作用。
3.3 降低桿塔接地電阻
規程規定土壤電阻率在100～300 Ωm的地區，除自然接地外，還應設人工接地裝置。在土壤電阻率在300～2 000 Ωm的地區，一般采用水平敷設的接地裝置。在土壤電阻率大于2 000 Ωm的地區，采用放射形接地體或連續伸長接地體。在高土壤電阻率地區，如在鐵塔基礎附近有土壤電阻率較低的地帶，可部分采用引外接地與放射形接地裝置相結合的方式。此外，還可以采用接地電阻降阻劑、爆破接地技術、多支外引式接地裝置以及伸長水平接地體等方式來降低桿塔接地電阻，其中使用降阻劑是相對常用而且有效的方法。在降低高土壤電阻率地區接地電阻時，應根據當地原有運行經驗、氣候狀況、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，綜合分析，采用合適的方法來降低桿塔接地電阻。
3.4 架設耦合地線
當遇到采用降低桿塔接地電阻十分困難的情況時，一般可以在導線下方架設耦合地線從而來提高防雷水平。，用以增加避雷線與導線之間的耦合作用，降低絕緣子串上的過電壓，從而達到降低線路斷路器雷擊跳閘率的目的。同時，耦合地線也可以增加對雷電流的分流作用，進一步降低桿塔頂端的電位。運行經驗證明，這的這一效果非常顯著。
3.5 采用不對稱絕緣
現代輸電線線路中為了減少輸電線占用的土地資源，越來越多的使用了同塔雙回輸電線的架設方式。對于此類輸電線，可以使用不對稱絕緣的方式來提高雷擊情況下的供電可靠性。不對稱絕緣是指同電壓等級的兩回輸電線路的絕緣子串數不相同，在雷擊情況下絕緣子串片數少的一回輸電線路先閃絡。閃絡后，該回導線接地，相當于地線并與另一回未閃絡的輸電線耦合，進而提高其耐雷水平，保證供電的可靠性。兩回輸電線絕緣子串片數的差異應根據各方面技術經濟比較來決定，一般提倡兩回輸電線路的絕緣水平差異為1.73倍的相電壓峰值。
3.6 安裝線路型避雷器
避雷線并不能使繞擊率降為零，并且在特別大的雷電過電壓情況下，反擊發生的概率也非常大，在線路上安裝管型避雷器能很好地免除線路絕緣沖擊閃絡，并能使建弧率減為零，從根本上降低雷擊跳閘率。當雷擊避雷線或導線時，沿線的避雷器動作，將雷電流通過導線傳播到相鄰的鐵塔上，在雷電流通過避雷線和導線時，由于耦合作用提高了導線電位，減小了導線和塔頂之間的電位差。
3.7 采用自動重合閘裝置
一般的雷電沖擊閃絡不會產生永久性的絕緣損傷，空氣具有自恢復的功能，在閃絡發生后很快就會自動恢復為絕緣介質，因此，使用自動重合閘對供電可靠性和及時恢復供電有極大大的幫助。在我國，110 kV及以上的高壓線路重合閘成功率達一般在75%～95%之間，35 kV及以下的線路成功率一般在50%～80%之間。由于雷擊閃絡一般為單相閃絡，故一般采用單相的自動重合閘裝置即可。
4 結 語
輸電線路是整個電力系統的大動脈，是輸送電能的唯一通道。保證輸電線路不因雷擊造成短路接地以及跳閘等故障影響電力系統的供電可靠性和穩定性是輸電線路防雷技術研究的重要課題。充分利用現有的各種運行數據和積累的氣候資料，經常總結現有的防雷保護工作經驗，結合現有的幾種防雷措施，尋找更加有效、經濟實惠的新措施是輸電線路防雷技術的發展方向。
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篇12
Key words:Aids to navigation; mine; grounding
作者簡介：丁官權,男,漢,1956年11月,湖北省隨州市人，學歷：大專 研究方向：航政管理 職稱：助理工程師 單位：天津海事局大連航標處
【中圖分類號】TP 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7069（2009）-06-0118-02
一、引言
航標設備的防雷與接地，應從工程設計階段就應加以考慮，根據當地地區雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等情況，通過技術經濟比較，采取切實有效的防雷方案和措施，以確保機器設備不遭雷電損壞。
雷電的危害是有目共睹的，然而，結合航標系統來講，燈塔、機房、建筑物、發射天線等，有相當一部分是前蘇聯、日本建造的。這些設備建筑物的防雷接地有一定的局限性，一些技術人員可能對這些機器設備的防雷接地保護認識不足，以致造成曾經的雷害事故。因此，有必要探討航標設備的防雷接地問題。
二、雷電的屬性與地線的選用
1.雷電具有尖端放電的特性，這一地域的制高點，如：山頭、天線塔、建筑物，海平面的突出處等。
2.航標設置點，因航海、導航、助航的需要，大多建造在海島、海邊的甲角、海岸的凸出處、半島等處。
3.地線選用。不同的金屬材質、粗細、其導電性、電阻值是不同的。金銀的導電性、電阻值不容質疑，其導電性能好，但價格昂貴[1]。那么，怎樣才能選到既經濟又適用的金屬材料作地線呢？合格的接地線應該是用優質導體銅材料制作，線徑符合要求。一要根據設備的等級大小；二要結合當地地區雷電活動的強弱和土壤地阻率高低的情況；三要通過技術與經濟的比較。目前銅帶、裸銅線或鍍鋅偏鋼，這三種材料被廣泛選用，為地線首選材料。
三、機器設備的防雷與建筑物的防雷
航標設備、電子設備的防雷離不開建筑物的防雷。按照國家最新的標準GB50057-94, 對建筑物與設備的防雷接地應采用“等電位連接”，而不是傳統上分別做獨立的接地網[2]。所謂“等電位連接”，就是把建筑物本身和其內外各種導電物用導體焊接起來，以保證等電位。由于雷電流峰值非常大，流經之處都立即升至很高的電位（相對大地而言），因此，對附近尚處在大地電位的機器設備、電子設備和人產生旁側閃爍，容易發生設備和人身事故，采用“等電位連接”可大大分散雷電流，并削弱了建筑物內所有設備所受到的脈沖電磁場沖擊幅，因為接地體是分布在地下四周的鋼筋混凝土基礎，可形成均勻分布的均壓網，與大地接觸面廣，接地電阻低且又穩定，所以“等電位連接”是防雷的關鍵措施之一[3]。
四、建筑物的防雷
建筑物本身的防雷裝置是建筑物內機器設備、電器設備及系統防雷的第一道屏障。因此，建筑物本身的防雷性能直接影響到內部的機器設備的防雷，這一點非常重要，所以必須首先重視建筑物本身的防雷。
現在建筑物防雷主要由頂部避雷帶、網狀接閃器，建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內的主鋼筋作引下線，利用地下鋼筋混凝土基礎作為接線體。在建筑物設計和施工時就要考慮到，作為網狀接閃器、引下線和接地體的鋼筋網絡之間的電氣連接，使之成為較理想的“法拉第籠”式避雷器。防雷網與建筑物鋼筋混凝土相結合，已成為國內外公認的既經濟又實用的防雷方式。因此在設計施工時，應預留出各層樓板、梁、柱內的鋼筋焊出接頭，以便于與室內外接地線相連。
五、室外設備的防雷
航標管理站的有些導航設備是安裝在室外的，如電霧號、雷達應達器、燈塔、電子發射天線等。為了防止直擊雷，根據室外設備需要，應安裝一支或多支避雷針，計算其保護范圍以達到保護所有設備要求為原則[4]。對室外發射天線、燈塔可專設獨立的高出燈塔、天線塔一米以上的避雷針，室外做一接地網，所有設備的接地引線都與該接地體焊接，以保證等電位。
六、室內機器設備的防雷
室內各種機器設備應設專用地線，將每臺機器設備用螺栓或導體焊接相連，以保證接觸良好，形成一個整體，與室外接地網形成一個完整的接地網。設備基座、金屬導線管、柜角腿等，不可作為接地線使用。
計算機、自動化電子設備的防雷接地，應與大樓（建筑物）主鋼筋預留的引下線相連，以形成電子設備的第一道保護屏障。如AIS、GPS的信號是通過信號電纜與室外的發射天線塔相連，因此，信號電纜的外皮必須做好接地，并與大樓、室外接地網連接起來，形成等電位，同時可以加裝避雷器。對于室內的各種機器設備，自動化電子設備，最重要的就是將各個獨立的接地網連成一個共用接地系統，其它如分開、獨立、專用等接地方案都是不妥的，也沒有實際意義[5]。對于所有室內的機器設備，還應采取逐級防雷保護措施，首先要做好建筑物和電源的防雷接地，其次在機房和各設備端口安裝相應的避雷器才能真正起到防止雷電波的侵入和損害。
七、防雷設備設計、安裝實例
1997年夏季，一聲沉悶雷聲之后，沿燈塔高壓線路居住的大地村幾十家農戶的家用電器被損壞，南大圈燈塔變壓器亦被燒壞，低壓配電柜多處損壞。自從這一事故發生后，我便深深感到預防雷擊的重要性，因為解決防雷擊可以保護國家財產。所以我加快了這方面知識的學習和探研。此后，我帶著自己研制的低壓配電柜防雷接地的地線設計和方案，請示領導同意后，從物資站領到Φ16cm的銅線38米（為主線），和一塊銅板（30cm×20cm×0.3cm）。首先，將銅線截成2m 、3m、4 m、5 m長的四根線段（為次線）。其次在主線的一端焊接上銅板。再其次，在主線上每間隔5米的距離成“十字形”依次焊接（2m 、3m、4 m、5 m）次線。整條地線成如下形狀。（如圖）
焊點采用氣焊跑光技術，以降低阻值。然后成地線圖形挖60公分深，30公分寬的溝，用細爐渣拌入30%（自燒）木炭作填料物。①用填料物鋪底10公分。②下入地線。③再填入填料物10公分。④澆適量的水。⑤填粘土20公分。⑥全部回填后，將主線的另一端與低壓配電柜相連接。⑦測試地阻值為3歐姆。
用填料物與粘土的作用：①爐渣、木炭有吸濕保潤的作用。②有延緩腐蝕銅線的作用。③粘土起保濕與地面粘合作用。實踐證明，防雷效果良好。
實際考評：①取材廣泛、容易、經濟實用。②實用于高山、島嶼地質少土的各站點。③制作簡單，方便群眾參與制作。
2000年，我又在低壓輸入配電柜線路中并接了避雷器。還利用機房改造之機，將所有機器設備實現了等電位連接，使低壓配電柜又多了兩道避雷保護的屏障，解決了雷電的損害和危害。實踐證明：近十年來，大窯灣航標管理站南大圈燈塔再也沒有遭受雷電損害。
八、總結
航標設施的防雷工作，應依據現代防雷的觀點，根據航標設施所處地理位置、氣象條件、土壤、環境、設備配置情況和防雷要求，合理選擇防雷器材，系統設計和施工，達到防雷減災的目的，使航標設施能更好地、更有效地提供助航服務。
參考文獻：
[1]鹿繼續, 羅頂瑞, 朱兆華.《電工安全技術》、化學工業出版社, 2006
[2]GB 50057-1994建筑物防雷設計規范[S], 1994 .
篇13
Keywords: railway; Communication equipment; Lightning protection technology
中圖分類號：F53文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
前言
鐵路運輸系統在國民經濟中起到了重要作用,而現代化鐵路通信設備在現代化鐵路運輸系統中是必不可少的。信號設備是由電線路或鋼軌構成的電氣回路,在汛期雷雨季節，雷電較多，雷電通過電線路、鋼軌襲擊信號設備，會直接影響鐵路運輸的安全，因此，鐵路部門切實提高防雷工作標準，做好防雷的相關技術工作，確保鐵路的安全運行。
一、鐵路信號設備雷電防護特點
鐵路信號設備遭受雷擊過電壓和過電流的類型主要可分為三種，即：直擊雷、感應雷和傳導雷。結合信號設備的分布特點及雷電攻擊的途徑分析，鐵路信號設備雷電防護存在以下特點。
（1）信號設備占地面積較大，且很多設備分布在山區、曠野等易遭受雷電攻擊的地區。
（2）鐵路的鋼軌是雷電流的良好導體，與鋼軌連接的相關鐵路信號設備，如信號機、軌道電路、電動轉轍機等較容易受到雷電流的威脅。
（3）自動閉塞、半自動閉塞等信號條件線、控制線，在非電化區段大部分使用架空線，它們均架設于信號與通信混合線路或自動閉塞高壓信號線路上，由于它們暴露在曠野郊外，在雷雨季節容易遭受到雷電的襲擊，線路中的大電流會串入信號機房內部，從而引起對內部設備的損壞。
（4）雷電防護的原則是“等電位”，由于機房存在多類接地系統，其沖擊接地電阻不均衡，在雷擊發生時，雷電流引起地電位差，也容易造成“地電位反擊”，使人員或設備遭受損害。
二、雷電電磁脈沖侵入信號設備的途徑
（一）雷電直擊裝置有信號設備的建筑物及裝置有信號設備的場所附件的構筑物、地面突出物或大地時，雷電電磁脈沖將在信號系統內產生過電壓和過電流。該現象亦稱空間電磁感應。
（二）與信號系統設備相連的信號傳輸線路、鋼軌等設施上遭受直接雷擊時產生的電磁脈沖，或與信號 系統設備相連的信號傳輸線路附近遭受直接雷擊時，感應在信號傳輸線上的電磁脈沖，經線路傳導侵入 信號系統內的過電壓和過電流。
（三） 向信號設備供電的電源系統上遭受直接雷擊產生的電磁脈沖，或電源饋線附近遭受直接雷擊時感 應在電源線上的雷電電磁脈沖，經電源饋線傳導，在信號系統電源設備上產生的過電壓和過電流。
（四）雷擊信號設備場地建筑物的避雷針（或避雷帶、避雷網）時，雷電流沿避雷針（或避雷帶、避雷網）引下線進入接地裝置引起地電位升高，這時，在信號系統接地導體和其他導體間產生的反擊雷過電壓。
三、鐵路通信防雷技術措施
（一）安裝防雷保安器
鐵道行業標準TB/T3074-2003《鐵道信號設備雷電電磁脈沖防護技術條件》和TB1007-2006《鐵路信號設計規范》規定，所有與外線或鋼軌連接的含電子器件的信號設備，在線路與設備的端口處應當裝設專用防雷保安器。一般可對電源從室外進入室內的界面做第1級粗防護，泄放大部分雷電流；在機房電源、即電源屏等前做第2級粗防護或細防護；最后對用電設備，在UPS前做第3級細防護.由于第3級細防護的保護對象直接是信號設備電源，因此要求細防護保安器在雷擊時殘壓較低。由于空氣間隙、氣體放電管并聯在電源線后，在雷擊時會產生續流，導致電源短路；單純壓敏電阻器并聯在電源線后，由于電源正向波動時會出現劣化，導致電源短路，因此無人執守的機房和區間信號設備的電源防雷器，不得單獨使用空氣間隙、氣體放電管，壓敏電阻器等元件。
原則上，信號電纜與信號設備的界面應當都置防雷保安器。由于車站信號設備的進線很多，建議在電纜進入信號樓時，設置防雷柜集中防護，以便維護、更換和有問題時查找故障。防雷柜中的防雷保安器可以采用單級或多級。最后的殘壓應當限制在被保護信號設備端口的耐過電壓水平以下。ITU-TK20和K21建議，有條件的信號設備本身應當在內部設置防雷單元,以增加信號設備本身的抗擾度。防雷保安器接入信號系統后，不得改變原信號系統的性能，不得影響被防護設備的工作。
（二）采取屏蔽措施
為了減少外界雷電電磁干擾，除機房采用法拉第籠屏蔽措施外，室外電力電纜、通信電纜、塔燈電纜以及其他電纜進入通信機房前一定要采取屏蔽措施。（1）架空電線由終端桿引下后應改用屏蔽電纜，進入室內前應水平直埋l0m以上，埋地深度應大于0.6m，屏蔽層兩端應接地；如非屏蔽電纜則應穿鍍鋅鐵管，并平行直埋10m以上，鐵管兩端接地。（2）室外通信電纜應采用屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地，電纜進入室內前應水平直埋10m以上。（3）機房內的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜采用屏蔽電纜，或敷設在金屬管內。（4）特殊地段采用無金屬光纜。光纜線路雷害嚴重地區應采用特殊結構的防雷光纜，無金屬光纜適用于雷區和電力線感應嚴重的地區。能減少和防止損傷，但由于沒有防潮層，在有水的地區潮氣容易滲透。由于沒有金屬件，維護中發生故障時，地下探測極為困難，因此僅限于特殊地段才采用金屬光纜。這些措施對防止干擾是十分必要的，過去沒有采取這些措施的，應有計劃的逐步改進，有的非屏蔽電纜，也有采取兩個半面的鐵管或金屬管合起來作為電纜屏蔽層，這是對已運行中的非屏蔽電纜采取變通辦法，是否可行，具體情況需再做分析。
（三）通信鐵塔的接地與防護
(1)鐵塔地網應采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，將鐵塔四個塔腳地基內的金屬構件焊接連通，鐵塔地網的網格尺寸應不大于3m×3m。(2)鐵塔地網與機房地網邊緣距離大于15m時，鐵塔地網與機房地網宜相互獨立，分開設置。(3)鐵塔地網與機房地網邊緣距離在15m以內時，應采用不少于2根40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，在地下將鐵塔地網與機房外環形接地體焊接連通。熱鍍鋅扁鋼上應均勻設置垂直接地體，間距宜為垂直接地體的長度的2倍，以利于雷電流的充分泄放。(4)機房被包圍在鐵塔四腳內時，鐵塔地網與機房的基礎地網應聯為一體，機房外設環形接地體應在鐵塔地網外敷設，并與鐵塔地網多點焊接連通。機房被包圍在鐵塔四腳內時，機房頂可不再敷設避雷網、帶。(5)當鐵塔地網的接地電阻值達不到要求時，可敷設輔助地網，適當擴大地網的面積。即在地網增設1圈或2圈環形接地裝置。環形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，水平接地體周邊為封閉式，水平接地體與地網宜在同一平面上，環形接地裝置與地網之間以及環形接地裝置之間應每隔5m相互焊接連通一次；也可在鐵塔四角設置輻射式接地體，延伸接地體的長度宜限制在10-30m以內。環形接地裝置的周邊可根據地形、地質狀況決定其形狀。
（四）通信機房綜合防雷技術措施藩
1、防雷原則
①通信機房防直擊雷裝置設計時，根據雷電監測資料應按照首次雷擊電流考慮外部保護措施，應將絕大部分雷電流在室外直接引入地下泄放。②采用過電壓保護器阻塞沿電源線或數據線、信號線引入的過電壓波或限制線路上的電涌幅值。③電涌保護器通流容量的選取應參考近年的雷電監測資料。④作好機房內的靜電保護和等電位聯結措施。
線路防護
通信機房防直擊雷裝置設計時，根據雷電監測資料，應按照首次雷擊電流考慮外置設備，應在直擊雷保護范圍內，電源線、數據線、高頻信號線采用共地接地措施，進出線路安裝符合規范要求的專用電涌保護器，所有線路應采用屏蔽線并兩端接地或穿金屬管布置。藩 3、防雷接地系統
通信機房接地網應聯成網狀并采用聯合接地系統工頻接地電阻。機房內應鋪設環形接地母線，所有設備外殼、電纜走線架等金屬構件就近與之相連。將“一點多址”微波饋線金屬外皮的上端、中間及下端分別就近與鐵塔相連，在機房入口處與接地母線相連，各微波塔接地電阻測試符合規范要求。
結束語
鐵路通信系統是保障鐵路運輸安全，實現鐵路現代化和信息化的重要基礎設施。防雷是一個十分復雜的系統技術問題,多個環節共同發揮作用，才能起到整體的防雷功效，只要存在一處簿弱環節,雷擊損壞設備的情況就隨時會發生。因此一定要提高防雷技術措施，除了文中提到的安裝防雷保安器、采取屏蔽措施，還可以采取以下措施：
改善室外通信站、保護電源系統、保護計算機系統、鐵路通信設備金屬部件與接地系統的完好連接、機械室安裝法拉第籠式接地系統等。
參考文獻
[1] 鐵路信號設計規范(TB10007-2006)
[2] 鐵道信號設備雷電電磁脈沖防護技術條件(TB T3074-2003)
[3] 鐵路信號施工規范(TB-10206-99)
