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防雷接地地網的接地電阻的測量有多種方法，一般有電壓、電流法、比率計法、電橋法等檢測方法[3]。如圖1所示，無論采用哪種檢測方法，均需要采用二到三根輔助地極放至于合適的位置上，并采用相應算法的儀表—接地地阻測試儀進行測試。以接地電阻檢測最常用的一種方法-電壓、電流檢測法為例進行探討，在實際檢測中，防雷接地電阻檢測中要增加輔助地極及地極引線，每次的檢測均需要花費大量的時間進行輔助地極的選點（輔助地極插入點）并安插到地面泥土層及引線接線，比較麻煩。當選點處后期被占用，如加上了水泥、瀝青地面、其他裝飾構件或建構物等，這樣就對檢測造成困難或無法檢測。

3防雷接地地網的周期檢測的實用性方案探討

針對于檢測的特性及每次檢測時所花費的時間與精力，及由于加上了水泥、瀝青地面、其他裝飾構件或建構物等影響后期的檢測問題，均有理由對檢測方式方案進行進一步的改進。為解決以上所提出的問題，第一步可以在從開始地網建設時就設立好檢測點，并在檢測點上安裝上檢測輔助地極，并從輔助地極處敷設好導線，導線一端連接輔助地極，一端在接地電阻檢測儀檢測點處引出，每次檢測時，只要將接地電阻測試儀和引出導線連接上即可檢測。輔助地極導線的敷設可按現場情況敷設，建議采用管道保護，從而增加其耐用性。當輔助導線敷設好后，復檢時就不再受檢測點處的再建物的影響（當再建物在建設時，應當對所敷設的導線進行保護），且每次檢測時花費時間更小，又因輔助地極選點無變化，得到的數據對比性更強。

4實現接地地網的實時監測方案探討

如上述，接地地網解決了選點問題和再建物的影響問題，但仍然要操作人員選擇時間并到現場進行檢測，對地網的監測仍然達不到實時監測的要求。要做到接地地網接地電阻值的實時監測，則應進行進一步的改造?？梢栽谳o助地極引出導線處加入智能檢測儀表，或增加控制線路，控制線路可使儀表周期性動作，時間可內定，并可讀取接地地阻測試儀所檢測的數據。讀取數據后再由一個如DTU（無線數據發送模塊）的設備通過GPRS網絡進行無線發送至服務器或其他方式的數據發送到服務器，通過服務器的數據處理后，再由服務器通過Inter⁃net網絡傳送到監測端如用戶電腦，用戶電腦并安裝相應的軟件平臺，用戶電腦接收數據后并分析，對防雷接地地網電阻值進行統計出表，對不合格的地網進行報警或告知管理人員，從而實現接地地網接地電阻的實時監測。

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當電子衡器遭受雷擊時，有強大的電流通過傳感器的彈性體，此電流產生的電磁場強度足以破壞傳感器內部應變電路和電子電路，進而波及到與其相連的二次儀表及計算機系統。這也是大型電子衡器容易遭雷擊而損壞的原因之一；架空的供電電源也極易遭受雷電襲擊，所以架空電源也是大型電子衡器易遭雷擊而損壞的原因之一?？傊彩桥c電子衡器系統有電路連接或信號聯系的地方，都有可能引入雷電襲擊而產生浪涌電壓，造成衡器系統損壞。

二、電子衡器防雷技術

電子衡器防雷技術是一個復雜的綜合保護系統，要求在防雷的同時電子衡器的計量性能不變，不能影響衡器的正常使用，這既是電子衡器防雷的關鍵、特色之處，也是設計的難點，我們按照現代防雷技術的要求，建立“綜合防護、系統防護、逐級限壓”的全面防護的感念，做到：方案優化、技術合理、經濟有效、安全可靠，此外還要考慮秤體結構的特殊性，具體的安裝位置等把雷電災害降低到最低水平。

1、對傳感器、二次儀表等電子衡器整體的各個部分，作特殊的等電位防雷保護。等電位保護是電子衡器雷電保護系統的核心和根本。雷擊時，在強大的雷電流瀉入大地的瞬間，由于接地線存在電阻和電感，因此整體衡器系統對地可產生幾萬甚至幾十萬伏的高電位，此電位對電子衡器的各個部分甚至整體系統都是毀滅性的。本系統對整體衡器系統的各部位（傳感器、儀表和計算機）的各種接口均做相應的等電位保護，使整體衡器系統的基礎電位隨地線電位的變化而變化，這就避免了雷電流產生的高電位對電子衡器造成的破壞。

2、切斷傳感器與秤臺的連接通道，另外提供電流的泄放通道。

只做等電位保護還不夠，還必須切斷傳感器與秤臺的電氣連接。將傳感器輸出端加分流裝置，與秤體連接接地，當有雷電流時，通過傳感器分流裝置，使得雷電流不經過傳感器瀉入大地，從而避免了雷電流產生的電磁場對傳感器的破壞。

3、供電系統做多級防雷保護。

對二次儀表及計算機系統的供電系統采用多級防雷保護，進行等電位連接，然后將接到接地極。電子衡器系電源統采用三級防雷保護，第一級電源防雷模塊安裝在系統供電開關后，第二級電源防雷模塊安裝在穩壓電源前，第三級電源防雷模塊安裝在設備前，此外三級防雷保護做到共地，并與秤體共地，做到等電位。

4、在秤臺周圍（包括秤臺基礎）構建防雷接地網（接地井）。

在秤臺周圍構建包括基礎在內的防雷接地網（接地井），整個系統在秤臺附近接單接地極。這樣，整體衡器系統只有一個基礎電位，并與室內設備等電位連接器及房屋接地相連接，做到共地，當發生雷擊時，此電位就會隨著接地點的電位起伏而變化，確保整體電子衡器系統安然無恙。

5、網絡監控系統防雷保護

由于萊鋼集團自動化部電子衡器計量實現遠程無人值守，其“眼睛”就是網絡監控系統，所以對網絡監控系統的防雷保護也是非常重要。根據現場需要及監控系統的特點，對硬盤錄像機、交換機等設備做到等電位連接，對視頻信號、控制信號等安裝防雷模塊，并作等電位連接。

三、電子信息系統綜合防雷技術

二十世紀五十年代以后，由于大量電子設備尤其是微電子設備的廣泛應用，電子器件的集成化、小型化水平不斷提高，而其耐過壓水平、耐過流、抗雷電電磁脈沖的能力大大降低。國際電工委員會標準將各種類型的電子系統，如計算機、通信設備、工業和商業自動化控制系統等歸為信息系統。

電子信息系統綜合雷電防護原則：整體設計，綜合治理，系統實施。

信息系統的防雷及過電壓保護是一種系統工程，必須貫徹整體防護的思想，綜合運用分流（泄流）、均壓（等電位）、屏蔽、接地和保護等各項技術，構成一個完整的防護體系，才能取得最佳效果。電子衡器防雷技術正是按照這一要求進行設計的。

由于電子衡器防雷系統按照現代防雷技術的要求，結合電子衡器的結構原理，衡器安裝現場地狀況，按照設計規范標準，采取了“綜合防護、系統防護、逐級降壓”的設計方法，所以它具有規范性、可靠性和先進性。

4、結束語

電子衡器防雷技術是一個性能先進的綜合復雜的雷電保護系統，對受保護的電子衡器系統不做任何改動，不影響衡器的計量性能。當有雷電襲擊時不用停電，電子衡器（包括動、靜態電子軌道衡、電子汽車衡，高爐秤、配料秤、皮帶秤等各種電子衡器系統）能夠正常計量，并根據其所處雷區的雷電特點，選用不同的設計方案。

摘要：電子衡器防雷技術是一個性能先進的綜合復雜的雷電保護系統，主要采用了傳感器、儀表等電位保護、傳感器電流泄放通道、電源多級防雷保護，尤其是安裝防雷接地網等現代雷電防護技術。廣泛適用于電子軌道衡、電子汽車衡和高爐配料秤等。

關鍵詞：衡器；防雷技術。

參考資料：

〔1〕《國際建筑物防雷設計規范》IEC1024-1，1990.

〔2〕《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000年版）.

〔3〕《計算機信息系統雷電電磁脈沖安全防護規范》.GA267-2000.

〔4〕《電磁兼容試驗和測量技術浪涌（沖擊）抗擾度試驗》GB/T17626.5-1999.

〔5〕《電子秤技術》施漢謙、宋文敏，中國計量出版社，1991年9月第1版.

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1.2雷電的傳播途徑

通常情況下，雷電的傳播途徑主要包含了三種：①通過避雷器、避雷針等將雷電直接傳入到大地，進而造成地網點位上升，使高壓電進入到設備中引起破壞，直擊雷的傳播主要是這種途徑。②用引線作為介質，將雷電傳入至大地，形成磁場，進而使附近金屬線路或者管道過電，最終被破壞，感應雷的傳播主要是這種途徑。③雷電程度比較大，產生的直擊雷或者感應雷對建筑物造成雷擊，最終使其內部的電子設備遭到破壞。

2電網運行防雷電安全技術的分析

2.1管型避雷針技術

和高壓防雷技術相比，管型避雷針技術更加先進，它使用的一種具有噴氣熄弧功能的間隙裝置，防雷效果良好。同時，管型避雷針技術的應用是在噴氣熄弧功能間隙裝置兩個間隙固定在絕緣件上。當雷電襲擊電網時產生的高壓電，在穿過間隙時管型避雷針內部受熱，產生大壓力氣體，隨之氣體也將會作用在兩個間隙處，進而阻隔高壓電作用電力設備或者線路，最終防止了導線或設備遭受高壓電的破壞。但是，在使用管型避雷針時應該注意避雷具有的劣勢，防止管型避雷針使用效果下降。管型避雷針在技術方面的劣勢是其對安裝位置有要求，線路最小或者最大均會對使用過程造成影響，同時其使用壽命相對較小，應該針對管型避雷針進行定期檢查，一旦其管內徑增大幅度擴大，熄弧能力就將下降甚至會徹底消失，這就表明管型避雷針的防雷作用不好，甚至是已經失去了防雷的能力，這時應該及時撤換管型避雷針。

2.2高壓防雷技術

這項防雷技術目前已在國內電網中被廣泛應用，是一種比較傳統的防雷安全技術措施。在電網運行過程中，高壓防雷技術的應用主要是在電力設備或者導線上制造絕緣薄弱點，這一點一般被叫做間隙裝置。電網在正常運行時產生的電壓不會受到間隙裝置影響，而且此時間隙裝置處在一種隔離絕緣的狀態之下。然而電網一旦受到雷電襲擊，將會產生很大電壓，電壓經過間隙裝置時將會被雷電擊穿，形成接地保護。高壓防雷技術在使用電力裝置的初期是一種十分有效的技術措施。

2.3碳化硅避雷器技術

這項技術是當前一種較為新型的避雷技術，它能夠有效將間隙與SiC閥片實現結合，進而形成碳化硅避雷器結構，并應用瓷套把碳化硅避雷器結構固定在一起，它在電網中主要是應用在架空線路的穩定安裝上。如果電網被雷電襲擊，碳化硅會利用SiC閥片所具有的非線性特點，減小高壓電阻，釋放大量高壓電，而未能被釋放的電壓則在通過電力設備或導線時不會產生影響。碳化硅避雷器防雷安全技術應用效果良好，不僅在防雷方面得到應用，在高壓設備中同樣也有應用。然而，碳化硅避雷器技術也存在一定問題，因而還需要相關工作者對其進行完善。

2.4氧化鋅避雷器技術

氧化鋅避雷器英文簡稱為MOA，它是一種全新的防雷安全技術措施。與碳化硅避雷器相比，這種防雷技術在效果上更加顯著，它可以有效保護電力設備或者導線免受雷擊的威脅，具備很強的流通性，有助于保障電網供電的安全性。與此同時，氧化鋅避雷器結構較為簡單、穩定性強、易于操作、耐污性佳，它的構成是充分按照氧化鋅避雷器技術，并針對其結構和功能進行優化而形成的。在電網中應用氧化鋅避雷器是采用ZnO閥片所具有的非線性特點，減小雷電產生的高壓電電阻，進而流失掉大量雷電電流，剩下的電壓將會被氧化鋅避雷器具有的流通功能傳輸至大地中，最終被徹底釋放掉。

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（一）電源系統的防感應雷

目前市場上有三相四線組合型電源浪涌保護器和單相組合型電源浪涌保護器，有箱式帶雷擊數計數的和簡易型，單相又有并式和串式，還有多種直流電源浪涌保護器。各種場合均有相應的電源浪涌保護器。這些電源避雷器性能穩定，安裝方便。一般應在總電力室、樓層配電屏和機房等設三級來防護電源系統的感應雷，采用者三級防護來實現逐級泄流的作用。

（二）數據信號線防感應雷

1、用交換網進行遠程通信的廣域網，在Modem前用兩線信號浪涌保護器。

2、在異步串行通信端口用RS－232－C25針9線或9針9線速率在20Kbps或64Kbps以下的數據信號浪涌保護器。這種浪涌保護器使用場合較多，比如Modem與主機或終端間作為二級防護；以太網或Novell網總線結構粗纜網路由器與Modem間作二級保護；在終端服務器與終端間以保護終端服務器；各銀行系統營業部服務器與各終端通過RS－232－C接口的地方都可使用這種避雷浪涌保護器。

3、局域網總線結構細纜網BNC連接速率100Mbps的數據信號浪涌保護器，用于以太網、細纜Novell局域網與終端串接，安裝方便。

4、通過HUB采用星形連接方式的10BASE－T網絡，用RJ45連接器連接雙絞線傳輸的數據信號浪涌保護器。

5、兩線平衡傳輸的數據信號浪涌保護器，用于監控系統或自動控制以及電流環的地方。

6、采用衛星數據通信的廣域網，在室內收／發單元或室外單元使用衛星數據通信同軸浪涌保護器。這些信號浪涌保護器安裝方便、性能好，能有效地防止感應雷擊。安裝后不影響數據傳輸和通信。具體安裝多少個信號浪涌保護器，要根據具體單位的設備位置和布線來確定，一般是信號線上樓或到別的房間要考慮安裝，以防感應雷擊。

三、防止地電位反擊

系統的接地是比較復雜的問題。我們的看法是防雷與接地是一個整體，而且接地是做好防雷的基礎。我們主張接地系統能分開則分開好，分不開或高層建筑物及綜合通信系統應采取聯合的接地方式。或采用分開接地方式，對于弱電電子設備，各接地系統應相距20米以上。這樣的接地體才是獨立的，不致于造成地電位反擊。因為雷電流是屬于高頻沖擊波，在地中傳播時，電壓隨距離的衰減成一個嗽叭口的曲線形狀。按照GB50174－2008《電子計算機機房設計規范》中的規定，計算機機房應采用四種接地方式：

交流工作接地，接地電阻不應大于4歐；

安全保護接地，接地電阻不應大于4歐；

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近些年來，在電力工業建設發展速度持續提升的背景作用之下，輸電線路，特別是110k v輸電線路的覆蓋面正呈現出極為顯著的發展趨勢，由此也導致雷擊作用力影響下110 kV輸電線路運行事故有所加大，經濟效益及社會效益的發揮受到了一定程度上的阻礙。根據相關統計資料數據顯示：在2010 ―2011年間所發生的110kV輸電線路跳閘事故當中，有近70%比例左右的原因來自于雷擊事故。針對110 kV輸電線路進行合理且有效的防雷設計處理，其重要意義是可想而知的。本文從110 kV輸電線路遭受雷擊的產生機理以及輸電線路防雷設計的基本思路入手，進而從路徑選擇、避雷線架設以及絕緣水平提高這幾個方面，針對輸電線路防雷設計的幾大關鍵措施進行了分析與研究。

1. 10kV輸電線路防雷設計的必要性分析

作為區域性電能輸送與轉化作業的核心，110 kV輸電線路在輸配電性能穩定性及可靠性程度方面備受各方工作人員的特別關注與重視。各種可能會對110 kV輸電線路運行穩定性產生不利影響的因素均應當得到及時且有效的排除。相關統計資料數據顯示：110 kV輸電線路遭受雷擊并出現跳閘反應的危害程度同多個方面因素均存在較為密切的關系。在當前技術條件支持下，110 kV輸電線路多地處空曠山區或是野外地區，惡劣的自然環境條件使得110 kV輸電線路在所處運行空間的性能發揮受各類型客觀因素影響與制約。與此同時，在較大線路長度處于雷擊事故高發地帶的情況下，雷擊現象的產生將極有可能導致110 kV輸電線路絕緣子串閃絡部件出現損壞或是燒毀問題，由此也可能引發整個110 kV輸電線路的瞬時性跳閘。

2. 110 kV輸電線路遭受雷擊作用力的產生機理分析

線路設計人員應了解雷擊作用于110 kV輸電線路過程當中對線路發生影響的機理，在此基礎之上明確與之相對應的防雷設計思路。具體示意圖如圖1所示。簡單來說，整個110 kV輸電線路遭受雷擊而引發線路運行故障的基本原因可以作如下分析：當存在內含大量電荷成分的雷云出現在110 kV輸電線路輸電線路附近上空，這部分雷云勢必會在地面及負載電荷作用力的影響下形成強大的電場，在雷云不斷移動并經過110 kV輸電線路附近的過程當中，較高的桿塔使其極有可能破壞整個雷電電廠中的空氣絕緣形態，由此導致雷云通過輸電線路桿塔進行放電。在這一過程當中，雷云所含大量電流將直接自空中注入輸電線路桿塔裝置，并以桿塔裝置頂端位置為載體，以電流行波的方式進行傳播。更為關鍵的一點在于：在此過程當中所產生的雷擊過電壓會完全施加于110 kV輸電線路桿塔裝置絕緣子部件當中。受此影響，一旦桿塔絕緣子部件的閃絡電壓參數低于電流放電電壓參數，則110 kV輸電線路架空輸電線路將極有可能在雷電作用力影響下出現明顯的絕緣性閃絡問題。閃絡過程中所產生的工頻電弧可能會導致110 kV輸電線路二次保護系統同時接收到來自于電流互感器裝置以及電壓裝置上的信號，并產生與之相對應的保護動作，此過程當中同樣可能導致110 kV輸電線路出現瞬時性跳閘問題。

圖1 110 kv輸電線路遭受雷擊作用力的產生機理示意圖

圖2 地雷線保護角角度控制方式示意圖

3. 110 kV輸電線路的防雷思路分析

在明確有關110 kV輸電線路雷擊產生機理的情況下，針對整個110 kV輸電線路進行防雷處理的前提在于將110 kV輸電線路所處地區雷擊發生的可能性盡量控制在較低范圍。與此同時，在雷擊問題不可避免的情況下，應當最大限度的確保110 kV輸電線路外部絕緣部件所承受過電壓參數能夠始終維持在最低限度。對于110 kV輸電線路防雷設計工作人員而言，應當深入110 kV輸電線路運行實際進行系統分析與觀察，結合相關部門人員的有效溝通與配合，為110 kV輸電線路防雷設計提供必要的數據支持與保障，其目的在于提高110 kV輸電線路的整體耐雷水平，在此過程當中確保電網運行的安全性與可靠性。

4. 110 kV輸電線路防雷設計關鍵措施分析

4.1 輸電線路路徑的合理選擇

110 kV輸電線路進行防雷設計的過程當中，首先要予以關注的是盡可能的將110 kV輸電線路的敷設區域劃定在該地區雷擊現象多發區區域之外。從線路路徑選擇上盡量減少雷擊的可能性。若受到客觀性因素的顯著與影響，110 kV輸電線路不得不跨越雷擊現象多發區的情況下，設計人員應對該段線路設計相應加強的防雷措施，如增強絕緣，采用地線防護角較小的桿塔等。可以說，對輸電線路路徑的合理選擇一直以來都是110 kV輸電線路防雷設計的前提與基礎所在。從現階段我國相關電網運行部門的實踐工作經驗角度上來說，對于110 kV輸電線路而言，比較容易遭受雷擊影響的地點往往集中分布在110 kV輸電線路的局部位置，通常將此類局部位置統稱為110 kV輸電線路中的“易擊區”或是“選擇性雷擊區”。正確把握這兩種易遭受雷擊地區在110 kV輸電線路路徑設計及制定過程中的分布規律可以說是輸電線路路徑選擇的關鍵所在。一般情況下，“易擊區”或是“選擇性雷擊區”主要分布在以下幾類區域中：①.首先是我們所俗稱的“雷暴走廊”地區，主要是指處于順風狀態下的峽谷或是河谷地區，以及山區迎風風口位置；②.其次是處于山丘包圍狀態下的潮濕性盆地地區，此類區域主要是指110 kV輸電線路桿塔裝置周邊的湖泊、水庫以及沼澤地等地區；③.再次是部分地質勘查結果顯示該區域土壤電阻率參數較低且未形成連續性分布狀態的地區，此類區域多以兩種形態區域的交界處為集中表現形式。對于110 kV輸電線路路徑選取而言，涉及較多的有山坡與水稻稻田交界位置、土壤與巖石結構構造交界位置以及地質斷層位置等，在此類地區較低的土壤電阻率參數作用之下，雷擊產生的可能性始終維持在較高水平；④.再次是部分地質勘查結果顯示地下水水位較高或是地下存在導電性礦資源分布區域，判定110 kV輸電線路路徑選取區域是否屬于此類雷擊好發地區主要借助于前期地質勘查工作所提供的相關數據信息；⑤.最后是110 kV輸電線路桿塔裝置所在地區土層結構性分布情況較好，土壤電阻率各測定點測定結果差異性較小且周邊植被分布情況較為良好的地區，該區域內雷擊作用力的發生往往集中在山丘向陽坡坡面或是山丘頂部突出位置。以上幾類“易擊區”以及“選擇性雷擊區”均應當在110 kV輸電線路路徑選取過程當中有效避免。

4.2 輸電線路避雷線的合理架設

通過針對110 kV輸電線路進行避雷線的合理架設處理能夠有效防止雷直擊導線問題。與此同時，避雷線的安裝相對于110 kV輸電線路防雷作業還有著如下兩個方面的關鍵作用：首先，避雷線的安裝能夠針對雷擊電流進行有效分流，減少桿塔塔頂高電位；其次，避雷線與110 kV輸電線路導線所發生的耦合反應使得線路絕緣子位置的電壓參數得到了極為有效的控制；再次，110 kV輸電線路導線的感應電壓參數因受到避雷線導線屏蔽作用的發揮同樣呈現出明顯降低作用。

大量的實踐研究結果表明：110 kV輸電線路電壓參數的高低水平與輸電線路避雷線裝置的實際避雷效果存在較為顯著的正比例相關關系。另外，增加避雷線在線路工程造價中所占比例較低，而減少雷擊獲得的經濟效益較高，從這一角度上來說，避雷線的架設應當作為線路防雷的首要選擇手段。

為減少繞擊率，使避雷線在110 kV輸電線路過程中的防雷有效加強，可在線路桿塔選擇過程中，選擇合理的避雷線保護角角度，對110kV線路，一般情況下宜將其控制在20 °～30 °范圍之內，且做好桿塔的接地處理。

4.3 輸電線路絕緣水平的強化分析

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在領導和同事的指導與幫助下，__于20__年評為__市551人才，20__年擔任省局法規處主持的《__省雷擊風險評估技術規范》的主要編寫人，20__年__市氣象局考核優秀，同年編寫了科普資料《雷電防護手冊》、在__各縣（市）區發行，20__年參與編寫了《__省防雷裝置檢測實施細則》，并獲得“__市氣象宣傳信息先進個人”稱號，積極參與全省防雷服務管理年活動，協助輔導__市代表隊參加全省防雷技能大比武取得了好成績。在國際會議、核心期刊、專業期刊上發表約20篇論文，其中第一作者論文為17篇，多篇論文在國際會議和全國會議上進行了大會交流；《__市雷電災害特征分析》等3篇論文獲得優秀論文獎勵。先后主持開展和參與了《__市雷電災害重點防御區研究》等3個科研項目。

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雷電,是眾多大氣現象中的一種,但雷電產生的強大電磁脈沖(LEMP),具有極大的破壞性。它具有發生范圍廣、頻率高、強度大等特點。隨著現代化進程的加快,特別是信息產業的迅猛發展,自動控制、通信和計算機網絡等微電子設備和電子系統在各行業內外得到日益增加的廣泛應用,雷擊事故帶來的損失和影響也越來越大,為此必須要加強對防雷減災技術應用方面的研究。

本論文主要結合智能建筑的電子設備防雷需求,對智能防雷減災技術的應用展開分析探討,以期從中能夠找到合理有效的防雷減災技術的應用,并以此和廣大同行分享。

1傳統的防雷減災技術應用探討

由于閃電的電磁脈沖無孔不入地從空間各方面侵襲各種現代科技設備,所以現代的防雷措施必須采取全方位的防護,層層設防,綜合治理,把防雷工程看作一個系統工程?？紤]到各行各業的不同特點,傳統的防雷方法主要有如下幾種。

(1)避雷針:我們稱為避雷針的裝置,其英文原名是“Lightning rod”,又稱“Lightning Conductor”,其愿意并不是“避雷的針”,而是“閃電棒”,更正確地說,應是“閃電傳導器”,即是指它的功能是把閃電傳導入地,這才是富蘭克林對它發明的避雷針的作用的愿意。他的這一看法及所采取的措施,迄今仍是正確的,有效的。

(2)接地:防止直擊雷害的完整一套系統,良好的接地才能有效瀉放閃電的能量入地,降低引下線上的電壓。接地也是為其它防雷措施服務的,接地不好,電子設備的功能就不可能完善,所以它是整個防雷系統工程中最基礎的一環,特別重要,也是最費錢、費工的一環。

(3)屏蔽:屏蔽就是用金屬網、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來。從物理上看,就是把閃電的電磁脈沖波從空間的入侵通道全部阻斷,使得閃電無隙可乘。

2智能防雷減災技術應用探討

2.1 弱電系統的雷擊電磁脈沖的防護具體步驟

首先,根據電磁兼容理論,提高信息系統自身的電磁兼容性可從控制干擾源和提高信息系統自身抗電磁干擾能力兩方面考慮。其次,采用等電位聯合接地和屏蔽技術是信息系統雷電綜合防護最簡易最經濟的方法。第三,雷擊風險評估時,強調雷電磁場分布的預測。為減小雷電磁場對信息系統的侵襲,要求信息技術設備和網絡系統處在雷電感應能量最小區,且不超過信息系統所要求的磁場環境條件要求。第四,為降低各類金屬導體間的相互藕合,必須保證相互間的安全隔離距離。信息系統內各類線纜敷設縱橫交錯,易形成相互間的電磁干擾。因此,綜合布線系統的雷電防護也是信息系統雷電綜合防護工程中不可忽視的一個基本問題。最后,選擇合理級數和技術參數的電涌保護器(SPD)也是信息系統雷電安全的重要保證。

2.2 直(側)擊雷的防護

防雷保護是一個系統工程,其第一道防線就是受雷(或稱接閃)、引流(或稱引下)、接地(散流系統)。采用金屬材料作為接閃裝置攔截雷電閃擊,使用金屬材料做引下線將雷電流安全地引下并泄流入大地,是目前唯一有效的外部防雷方法。而智能建筑大多屬于一類建筑,應該按照一類建筑物的防護措施設計。防直(側)擊雷的完整裝置包括接閃器、引下線和接地裝置三部分。避雷針、避雷線、架空避雷網和避雷帶都是接閃器,智能建筑大多使用避雷帶和法拉第籠作為接閃器。建筑結構內有縱橫交錯的鋼筋,在沒有澆筑混凝土前就像一個大鐵籠子,可以將屋面的鋼筋引到女兒墻以上明裝避雷帶,利用多根垂直鋼筋為引下線,利用基礎結構鋼筋為接地裝置。而且結構內部縱橫交錯、密密麻麻的鋼筋還可以對雷電空間電磁場起到初級的保護作用。

2.3 雷擊電磁脈沖的防護

雷擊電磁脈沖(LEMP)是由于雷云對大地間放電產生的雷電電磁脈沖感應到附近的導體中形成的過電壓,這種過電壓可高達幾千伏,對微電子設備的危害最大。它的主要通道是通過電源線路、各類信號傳輸線路、天饋線路和進入建筑物的各種導體侵入設備和系統,造成破壞。因此,對雷擊電磁脈沖的防護,應該在入侵通道上將雷電過電壓、電流瀉放入地,以達到保護的目的。主要方法有隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓、過流保護、接地等。目前主要采用各系列電涌保護器安裝在各系統或者設備的外連線路中,將地線按聯合接地的原則接入系統的地線,避免造成電位反擊,從而真正起到安全保護接地的目的。

2.4 智能接地的保護應用

(1)保護接地:保護接地就是將設備正常運行時不帶電的金屬外殼(或構架)和接地裝置之間作良好的電氣連接。即將建筑物內的用電設備及設備附近的一些金屬構件,用PE線連接起來,但不能將PE線與N線連接。如果不作保護接地,當電氣設備其中一相的絕緣破損,產生漏電而使金屬外殼帶上相電壓時,人一接觸就引發觸電事故。實行保護接地后,設備的金屬外殼和大地已經有良好的連接,只要接地電阻符合要求,發生漏電時可保障人身安全。

(2)防雷接地:以防雷害為目的的接地稱為防雷接地,主要是為了把雷電流迅速導入大地。智能建筑內有大量的電子設備(如通信自動化系統、火災報警及消防聯動控制系統、樓宇自動化系統、保安監控系統、辦公自動化系統及閉路電視系統等)以及與之相應的布線系統。建筑物的各層頂板、底板、側墻、吊頂內幾乎被各種布線布滿。這些電子設備及布線系統一般屬于耐壓等級低、防干擾要求高、最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會使電子設備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。因此,對智能建筑的防雷接地設計必須嚴密、可靠。智能建筑的所有功能接地必須以防雷接地系統為基礎,建立嚴密、完整的防雷結構。

3結語

雷電對于智能建筑而言,其危害性是巨大的,是不可估量的,因此必須要研究和應用面向智能建筑的防雷減災技術。本論文在分析了常用的防雷技術的基礎上,重點針對智能建筑的防雷要求,詳細探討了智能防雷減災技術的應用,對于進一步提高智能建筑的防雷減災水平,無論是在理論上還是在實踐上都具有較好的指導意義。

參考文獻

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上世紀80年代，玻璃幕墻進入我國建筑行業，很快就以其亮麗的外觀和非常好的光線透射性，受到建筑師的熱烈歡迎和喜愛。作為一種美觀新穎的建筑墻體，玻璃幕墻在建筑設計中得到了飛速發展，在工程建筑尤其是高層建筑中得到廣泛采用。各色絢麗的玻璃幕墻建筑，成為了現代建筑派的主要表現特征，為城市文化注入了新的活力，更給城市增添了一道道亮麗的風景線，是現代高層建筑時代的顯著特征。然而玻璃幕墻存在的問題也不容忽視，包括防火、光污染和防雷擊等，其中防雷問題的影響最嚴重。

二、雷電對玻璃幕墻的危害性

玻璃幕墻通常都是大面積采用，作為脆性材料，一旦遭遇雷擊破裂成碎片，勢必成為極大的安全威脅。高層建筑玻璃幕墻，通常離放電云層比較近，導致地表的電場分布產生畸變，其電場強度遠大于一般建筑物，容易導致雷電發展條件的發生，加之高層建筑距云層較近，所以易遭受雷擊。同時，高層建筑玻璃幕墻在對高層建筑物進行圍護后，建筑物的防雷裝置被玻璃幕墻所屏蔽，導致很難防止直接的雷擊，容易造成對玻璃幕墻的直接雷擊。玻璃幕墻其自身金屬材質因為雷電效應，導致靜電感應作用的發生，當電場形成時，幕墻的金屬體很容易積聚和雷云極性相反的感應電荷，數量很大，雷云瞬間發生放電之后，電場突然消失，而幕墻的金屬體感應電荷，卻無法以相應的速度流散，這就會造成高達萬伏以上的對地電位產生，形成靜電感應電壓，造成危害。

高層建筑玻璃幕墻的防雷應與一般的建筑物的防雷有異曲同工之處，普通建筑物的防雷裝置有三部分，分別為：接閃器，引下線和接地裝置。接閃器：根據被保護物體的不同，接閃器形狀不同，主要有避雷針、避雷網、避雷帶，其主要作用是直擊雷起到接閃功能。在60年代，英國人提出雷擊距離理論--滾球法，依據雷電閃擊距離為基礎用來確定接閃器的保護作用，當雷擊被導達到接閃器放電距離以前，其閃擊點有一定的范圍要求，被保護的建筑物的接閃器有若干個上行先導，最后在容易放電擊穿的路徑上形成主放電，接閃器正好設置在被保護的閃電擊點概率較高的點。引下線對接閃器的接閃的雷電起導流作用。接地裝置主要的作用是消耗雷電產生的能量。

三、玻璃幕墻防雷設計方案

本文中以某建筑玻璃幕墻建設工程為例，具體分析其防雷設計。此工程中該建筑所處的地理位置屬于雷電多發地，建筑樓內擺放有大量電子儀器設備，建筑樓長為105.6米，寬為21米，建筑面積大約1.6萬平米，建筑結構采用鋼筋混凝土框架――剪力墻的結構。三個主要立面都將使用玻璃幕墻，而幕墻總面積有6500平方米。玻璃幕墻在最高檐口處的高度是36.5米。

1.雷電防護的基本措施

一般情況下，建筑物防雷系統，就是由避雷針、避雷網或避雷帶組成的接閃器，主體結構的柱、板鋼筋或者外接引下線所組成的引下裝置，和利用承臺、底板鋼筋等基礎自然接地體或者人工接地體，形成一個接地裝置合成，整個建筑呈現出法拉第籠狀態，把雷電流引入到地面。

此大樓處于雷電的多發地區，而且雷電流的強度比較大，而大樓擺放很多電子儀器設備，如遭破壞，將導致無法挽回的損失，需加強防范雷電措施。

2.玻璃幕墻防雷設計的具體措施

幕墻頂部女兒墻的蓋板，作用相當于引雷作用的接閃器。用鍍鋅圓鋼沿著女兒墻的周圈進行安裝，并且和防雷引下線相焊接。而在蓋板內側，則安裝40ram×4ram×4ram鍍鋅角鋼，每塊鋁板上都安裝兩段角鋼，其中每段長300毫米，兩段之間則用中12鍍鋅圓鋼焊接連通，同時，用中12鍍鋅圓鋼一端和女兒墻頂l2鍍鋅圓鋼進行焊接，另外一端則和角鋼焊接。每段角鋼與鋁板之間，可用四個M6×20mm不銹鋼自攻螺絲壓接，注意在角鋼和鋁板之間加墊1毫米厚不銹鋼墊片，然后加上不銹鋼平墊和彈簧墊。所有的豎向主龍骨的連接處，都使用40mm×4mm鋁合金所制成的可伸縮的歐姆彎做壓接，在連接處上下分別使用兩個M8不銹鋼壓接穿螺栓，注意：可動的一端應避開插芯，然后加上不銹鋼平墊以及彈簧墊。對于均壓環的樓層，在所有豎向主龍骨與橫向龍骨的連接處，通過40mm×4ram鋁合金兩端，分別使用兩個M6不銹鋼壓接穿螺栓，并且加不銹鋼平墊和彈簧墊。而充當防雷引下線的柱子內的對角縱向鋼筋上下則采用焊接連接，使其上下相互貫通。焊接則采用雙面焊接，焊縫長度大于2Od，d為鋼筋直徑。每三層框架梁內的兩根主鋼筋焊接，繞建筑物成均壓環，然后將其和所有的引下線鋼筋焊接。焊接使用雙面焊接，焊縫長度大于2Od。

每樓層處，充當防雷引下線的柱子外皮處，應當預先埋下一根40×4鍍鋅扁鋼，并和柱內防雷引下線鋼筋焊接，焊接的長度為200mm。雙面施焊，為了保持玻璃幕墻豎向鋁合金主龍骨接地貫通，用40mmx4ram鍍鋅扁鋼一端和均壓環相焊接，焊接長度應當是其寬度的2倍，并且做三面施焊，另一端則用兩個M8不銹鋼對穿螺栓與豎向主龍骨進行壓接，為了防止鍍鋅扁鋼與鋁合金的電化學腐蝕，可在其間加墊l毫米厚不銹鋼墊片，并且加不銹鋼平墊和彈簧墊。

用作防雷引下線的柱子內的貫通主筋與基礎鋼筋焊接進行連接，焊接使用雙面焊接，焊縫長度大于20d，并且將與貫通主筋連接的基礎鋼筋與之相交的基礎鋼筋點焊進行連接。

四、防雷設計中應注意的事項

在玻璃幕墻的防雷過程中應注意以下三點：

一是，充分利用建筑物的接閃器、引下線、接地裝置。

二是，將均壓環層的幕墻橫豎向龍骨聯結成一個電氣通路，并與建筑物防雷網聯通。

三是，將首層的幕墻的橫豎龍骨聯結成一個電氣通路,并與建筑物的防雷網聯通。

通過以上，玻璃幕墻在遭受雷擊的過程中，由于其玻璃幕墻的防雷與建筑物防雷聯成一體，則玻璃幕墻將能獲得的電能，通過建筑物的接地系統迅速地輸送到地下，從而達到保護建筑物和玻璃幕墻免遭雷電的破壞。

高層玻璃幕墻的頂部為了美觀，一般都采用鋁板，鋁板是入地較好的導體，它沿建筑物頂部分布，其電場強度很大，雷電就很容易被吸引過來，受雷擊最大的部位，鋁板則是很好的接閃器，可以接受雷電流，將固定鋁板的主橫擔與建筑物避雷系統聯成一體，這樣就可以安全的將雷電流導入大地。高層建筑的玻璃幕墻頂部的接閃器可以有效地防雷直擊，但不能防止側雷擊，在玻璃幕墻防側雷時，其要根據建筑物防雷等級來確定其作法：一類防雷30米，二類防雷在45米，三類防雷在60米，綜合建筑物的防雷等級在30米、45米或60米以上的高層玻璃部位，每層設一個均壓環，并將建筑物防雷網及玻璃幕墻防雷系統聯通，形成一個電氣通路，為了防止球形雷,將玻璃幕墻首層的橫豎龍骨聯結成一個電氣通路,并與建筑物的接地網聯成一體。

五、結語

在玻璃幕墻設計和安裝時，采取上述措施后，雷電發生時，不管是發生可能性極小的側擊雷直接擊中玻璃幕墻產生的雷電流，還是因為靜電感應聚集的大量電荷，兩者都可以得到快速而有效的釋放引導，從而對建筑物實現保護效果。

參考文獻：

[1]朱貴剛 高層建筑玻璃幕墻防雷設計 [期刊論文] 《科技創新導報》 2010

[2]蔣玄 論高層建筑玻璃幕墻防雷接地技術 [期刊論文] 《江西建材》 2010

[3]王軍 建筑防雷施工淺析 [期刊論文] 《浙江建筑》 2006

篇9

1 別墅商住小區簡介

上海御翠園商住小區八期別墅總用地面積約六萬平方米，總建筑面積約四萬平方米。其中三層聯排別墅24幢（不包括地下一層），三層商鋪三幢（不包括地下一層），都為鋼筋混凝土框架結構。論文格式。

生活住宅小區包括強電、弱電、自來水管、煤氣管道、消防管道、園林燈光和背景音樂等設施。其中弱電系統包括家居智能系統、電信系統、電視系統、寬帶網絡系統。家居智能系統主要由主機、紅外探測器、煤氣泄漏探測器、門磁開關、緊急求助按鈕、智能車庫、室外探頭監控等組成。

本別墅屬于三類防雷，各別墅獨立設置防雷接地裝置。論文格式。防雷接地裝置利用別墅鋼筋混凝土底板及地梁主筋作為自然接地體，柱內主筋作為引下線，接地電阻要求不大于4Ω。

2 別墅防雷接地安裝方法

2.1 施工材料的選用及質量要求：用于連接鋼筋混凝土柱與底板的為?16圓鋼，利用柱子的主筋為引下線；避雷針直接購買成品，注意必須為熱鍍鋅產品；避雷帶選用40mm×4mm熱鍍鋅扁鐵；所有材料必須有合格證或者產品質量證明書，每一批材料進場都要做好材料進場記錄表，并通知監理到場查看材料質量并在材料記錄表上簽名確認才可以用到工程上，這是確保工程質量的前提。

2.2 接地體一般分為人工接地體和自然接地體，本工程是利用別墅鋼筋混凝土底板及地梁主筋的自然接地體。自然接地體的施工主要注意兩個關鍵質量控制點，一個是底板鋼筋搭接施焊要形成一封閉回路，使得整個底板成為一個整體，另一個是柱主筋與底板筋的焊接質量要過硬；并將接地連接板設在主筋室外側地面以下，及時請監理進行隱蔽檢查，同時做好隱蔽檢查記錄。

2.3 由于利用柱主筋為引下線，所以測量接地電阻的斷接卡子設在離地面0.5米的外墻處，統一靠大門右邊邊柱位設置，采用暗盒裝入，加裝盒蓋并做好接地標記，及時請質檢部門進行電阻搖測檢驗，并將測量數據記錄好。

2.4 接下來主要講述本工程避雷帶的安裝

根據本工程別墅的建筑平面圖可知別墅屋頂呈多處尖屋頂形狀，易受雷擊的部位主要就是這些突起的尖屋頂，那么避雷帶的走向布置就要依據別墅屋頂的形狀來決定了，遵循實用與美觀相結合的原則，別墅屋頂防雷具體布置如圖一所示：

圖一 別墅屋頂層防雷平面圖

Fig1 Villa Rooflayer of mine plan

圖一中的避雷帶材料為40mm×4mm的熱鍍鋅扁鐵，為了保證避雷帶安裝質量，圖中各轉彎位置的連接件都是從建筑市場上采購的，鍍鋅扁鐵敷設前要調直，調直作業一般在平板上用手錘完成，直線段上不能有明顯的彎曲；前面提到別墅是利用柱主筋作為防雷引下線的，每幢別墅有四根防雷引下線，分別為別墅四根邊柱的主筋，在進行頂層混凝土澆筑時，分別用半米熱鍍鋅扁鐵與每根邊柱的主筋焊接好，焊接長度不小于100mm，必須三面施焊，焊后把藥皮敲掉，刷上防銹漆，避雷帶敷設到這四根預留鍍鋅扁鐵時與在焊接在一齊，搭接長度不小于扁鐵寬度的2倍，三面施焊。

本工程避雷帶的安裝時機也很有講究，因為別墅屋頂澆筑好后要進行找平屋、防水層、保溫層、掛瓦層以及琉璃瓦層的施工，那么避雷帶應該安裝在那一層上面呢，設計上把避雷帶安排在保溫屋上面，掛瓦層下面，這樣既美觀又便于施工，更重要的是便于以后的維護；因為如果安裝在保溫層下面，那么雷擊到屋頂時有可能會破壞保溫層，避雷帶必然也要進行維護，那么這時就要掀開保溫層才能對避雷帶進行維護，這樣做既麻煩又加大維護費用；假如安裝在掛瓦層上面，既給避雷帶的固定帶來困難，又對掛琉璃瓦造成影響。既然避雷帶安裝在保溫層上面是最合理的，那么接下來就要考慮避雷帶的支架安裝問題了，在樓面打平層施工完成后，施工人員就根據圖紙沿著避雷帶的敷設線路安裝m12拉爆地腳螺栓，安裝深度為50mm，地腳螺栓的間隔為1.5米，考慮到防水層與保溫層的厚度，地腳螺栓高出找平層的長度為150mm，這樣就給避雷帶的安裝留出足夠的空間；待防水層及保溫層施工完成后就可以進行避雷帶與地腳螺栓的連接工作，避雷帶與地腳螺栓采用焊接連接，焊接時在保溫層上敷設石棉板，防止火星飛濺或焊渣灼傷保溫層，焊縫要注意去藥皮，并刷防銹漆；到此為止，避雷帶就安裝完畢，接下來講述避雷針的安裝過程。論文格式。

2.5 本工程所用的避雷針都是從市場上購買回來的現成品，為熱鍍鋅產品，這樣做也是應業主的要求，既美觀，質量又可以保證，經核算成本也沒有增加，因為如果用人工自行加工的話，不僅質量及美觀度沒成品好，反而要花費比較多的工時。屋頂避雷針安裝大樣圖如圖二所示：

圖二 屋頂避雷針安裝大樣圖

Fig1 Lightning rod installation of largeroof-like diagram

從圖中可以看到，避雷針為?12熱鍍鋅圓鋼，長度為300mm，針尖長度70mm～75mm；首先在屋面進行澆筑時就按圖紙預埋好避雷針支座上的四顆m8地腳螺栓，待找平屋完成后，就將5mm厚支座鋼板的底板固定在預埋的m8地腳螺栓上，先焊上一塊4mm的加厚助板，接著將避雷針立起，找直、找正后進行點焊，然后加以校正，焊上其它三塊加厚助板，最后將避雷帶焊在底板上，清除藥皮刷防銹漆；在其他專業做好掛瓦層，進行琉璃瓦掛瓦施工時，我們要配合在有避雷針的位置進行瓦片開孔，瓦片開孔處打防水膠封堵，避免雨水由此進入。到此為止，別墅的防雷接地工作也就完成了。

3 防雷接地施工要注意的事項

（1）材料質量的把關，材料質量是工程質量的基礎，材料質量得不到保證，施工人員的施工水平再高也無用武之地。

（2）跟其他專業的配合工作要及時高質地完成，這是一項看到起不起眼的工作，工作量小卻相對費工時，如預埋配件、預留孔洞，但如果當時沒有做好這項工作，那么事后可能花上數倍的工時也無法達到當然及進跟進的效果。

（3）各熱鍍鋅焊接處的焊接質量及防腐工作，如焊接長度不夠，焊接不飽滿，焊渣沒有敲掉，焊接位置沒有刷防銹漆等。

（4）關鍵質量點的監控，如接地連接板、各層樓板連接樓板與柱主筋的圓鋼焊接質量，斷接卡子的電阻測試等都要請監理或相關質檢部門到場進行隱檢或者電阻測量工作，并做好書面記錄，只有這些工序完成了，才能允許進行下一道工序的施工。

4 別墅防雷接地施工質量驗收

防雷接地工程作為一個子分部工程，按照規范規定要進行單獨驗收。施工完后我們進行接地電阻值的搖測自檢工作，都達到設計及施工規范的要求；接著我們按照上海市防雷接地驗收要求報請有防雷檢測資質的檢測單位到現場進行了防雷檢測，并一次性通過了防雷接地驗收。到此，別墅的防雷接地施工也就完成了，只要施工中認真執行上述幾個步驟，整個建筑的使用功能、安全和使用壽命就會得到更好的保證。

【參考文獻】

[1]《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000版）.

[2]《防雷技術標準規范匯編》1999年增訂版.

篇10

該隧道位于江山市峽口鎮與廿八都鎮之間的群山峻嶺之中,在達塢隧道出口的群山腳下為收費所、達塢隧道所辦公大樓,兩者和隧道之間有近百條電力電纜、控制電纜、通信電纜及視頻信號電(光)纜相連接,收費站廣場邊有一排高度為20m的高桿金屬照明燈，離其幾十米處的互通有4桿25米高桿金屬照明燈，隧道與隧道之間都有25米的高桿金屬照明燈及室外可變情報板。隧道所辦公樓倚山而建,其下方是地勢低的多的廿八都古鎮,土質為砂質土壤,土壤電阻率約為400Ω.m,土壤電阻率較高。但在雨季時,由于地下水豐富,其地理地貌十分有利于雷暴的生成發展。免費論文。根據江山市中心氣象臺提供的資料,該地區平均雷暴日為57天,經計算,該建筑物年預計雷擊次數為0.31次/天,屬于雷電活動頻繁、雷擊事故高發地區。免費論文。該建筑物為二類防雷建筑物。近年來,頻繁的雷擊已對隧道的監控系統、通信系統、計算機系統以及室外情報板等造成了一定的危害,因此隧道及建筑物的防雷工作刻不容緩。

一、雷擊的特性

雷電破壞作用與峰值電流及其波形有最密切的關系,雷電波頻譜是研究避雷的重要依據。從雷電波頻譜結構可以獲悉雷電波電壓、電流的能量在各頻段的分布,根據這些數據可以估算通信系統頻帶范圍內雷電沖擊的幅度和能量大小,進而確定避雷措施;即使在電力系統中,了解雷電波頻譜分析,也有助于采取相應的避雷措施。典型的雷電流為近似的雙指數函數曲線,可用下式表示:

i= I0 (e-α-e-β)

式中: I0――雷電流峰值(從數kA到數百kA);

α――波前衰減系數;

β――波尾衰減系數;

i――雷電流瞬時值。

雷電流曲線峰值的左邊部分稱為波前,從峰值至電流下降到峰值的一半的E點這部分稱為波尾。雷電流波形的波前很陡,通常只有零點幾微秒到十幾微秒,并包含豐富的諧波電流。通過計算(過程從略),可求得雷電波的能量比率積累的頻率分布。雷電波能量比率積累的頻率分布:低頻部分增值快,頻率越高,增值越慢,說明雷電的能量大多分布在低頻部分。從典型雷電波計算得到的數據可知,90%以上雷電能量分布在20 kHz以下。免費論文。即在防雷工程中,只要防止20kHz以下頻率的雷電波侵入,就能把雷電波的能量削減掉90%以上。

二、隧道電氣設備防雷工程設計

該隧道監控系統設備屢遭雷擊損壞,從損壞的電氣設備分析,都是弱電部分的接口電路或電源電路(如:攝像機解碼板、電源板及攝像頭等)損壞,而且無嚴重燒焦及機械性破壞,推斷應是受到感應雷即雷電電磁脈沖的沖擊影響所致。根據我國《建筑物防雷設計規范GB50057-94》,參照國際電工委員會IEC1024防雷與接地的有關規定采取屏蔽、泄放、消峰、分流、均壓等電位聯接的原理進行防雷工程的綜合設計和改進。

（一）接地系統及措施

接地是防雷的基礎,接地系統的設計與施工直接影響防雷的效果。只有良好的接地才能為入侵的雷電流提供暢順的入地泄放通道,同時才能使屏蔽效果得到保障。該隧道建在花崗巖石之中,洞內無法利用基礎鋼筋作接地體,只能在電纜溝底部建造接地裝置。為了減小接地電阻,可采用復合接地體,即水平接地體和垂直接地體相結合的方式,并在接地極周圍填充長效降阻劑。垂直接地體的優點是在雷雨季節能積聚一定的山水,有利于改良接地極周圍的土壤電阻率,降低接地電阻。而水平接地體能擴大地網的接地面積,使隧道成為一個大的均壓體,減少閃擊放電的機會,提高泄放雷電流的能力。

（二）屏蔽

隧道內的電氣設備,外部電磁干擾主要有三種:雷電的電磁脈沖;電力系統中各種操作過電壓;靜電放電。由于雷電波主要是通過電磁感應和靜電感應,在隧道內的電源線和信號線上產生過電壓波,并沿電纜向兩端傳播沖擊,使得隧道及監控室內的監控設備被擊壞,而雷電從隧道口繞擊進洞內的可能性很小。因此屏蔽只側重于隧道外及洞口附近的各種電纜,將電源線和信號線分別敷設于鍍鋅線槽內,線槽每隔一定距離,按標準進行接地,從而使雷電作為干擾源的影響大大減小。

（三）均壓、等電位聯接

在隧道的電纜溝內及監控室內建立等電位連接帶,將設備外殼及金屬架構物進行可靠的搭接,就近接地,使整個監控系統處于準等電位水平,在隧道內形成一個均壓帶,避免被保護設備之間在雷擊瞬間形成電位差而產生二次閃擊、閃絡現象而遭損壞。

（四）專用避雷器

在采取以上措施的同時,為防止感應雷電對一些重要的電氣設備的沖擊,須在其電源或信號輸入端加裝專用避雷器。避雷器的性能必須滿足以下幾點要求:

(1)避雷器不會對線路的正常運行造成影響;

(2)要有較好的箝位效果,沖擊殘壓盡量小,并在設備的耐壓范圍內;

(3)要有足夠的雷電通流容量,雷電發生時自身不會損壞,并能反復使用;

(4)能適應惡劣的工作環境;

(5)漏電流要小。響應時間要盡可能短,一般要求達ns級。

根據理論分析及實際經驗,在下列易受感應雷影響的電氣設備前加裝相應的專用避雷器:

(1)在低壓母線、監控系統電源輸出端加裝三相或單相電源避雷器,以防止感應雷電通過電源線損壞監控系統設備;

(2)在隧道內攝像機部分解碼器輸入輸出端加裝控制信號避雷器,以防止雷電通過控制信號線損壞攝像機解碼器;

(3)在攝像機視頻信號輸入輸出端加裝同軸電纜避雷器;

(4)在通信機房配線架裝設交換機配線避雷器;

(5)洞外廣場攝像機安裝云臺、鏡頭控制線避雷器。

通過以上的技術處理,可有效防止雷電對隧道內電氣設備的影響,最大限度地將雷擊災害減至最小。

三、結語

隨著國民經濟、科學技術的飛速發展,公路隧道機電設備的自動化程度越來越高,計算機用于自動控制及營運管理也越來越普遍。隧道內機電系統包括:照明、通風、火災報警、閉路電視監控、通信、交通監測控制及供配電系統等都不可避免地會受到雷電災害的影響,如何將雷電災害的影響降至最低,是隧道機電系統在設計、施工及管理中一項非常重要的工作,必須予以充分重視。

參考文獻：

1 公路隧道設計規范JTJ026-90

2 建筑物防雷設計規范GB50057-94

篇11

一、概述

隨著國民經濟的快速發展，人們對于網絡通信質量的要求越來越高，通信基站的數量不斷增加，類型也區域多樣化，大量車間通信機房得以建設。而信息化技術的快速發展，大量的微電子產品和設備應用在通信基站內，來調節和控制移動網絡通信信號的傳輸[1]。微電子產品的廣泛應用，提升通信設備性能的同時，也大大降低了車間通信機房的耐壓能力，加大了車間通信機房在雷電防護問題上的難度，尤其是安裝在電源主控室內的通信設備，受到雷擊的概率更是大于其他機房。所以對雷電災害的研究進行深入研究來了解車間通信機房收雷電擊中而發生災害的原理，對于車間通信機房的雷電防護問題具有很大的現實意義。

二、雷電災害形成以及對車間通信機房造成的災害

雷電是自然界中常見的帶電云層放電現象。當天空中有雷雨云層時，云層會攜帶大量的電荷而產生靜電感應作用。當地面某些特殊物體或者建筑物與帶電云層形成強電場而足以讓帶電云層進行對地方放電時就形成了雷電現象。一般的，雷電現象對車間通信機房造成的破壞有直擊雷災害和感應雷災害兩種形式[2]。直擊雷是帶電云層直接放電而造成的破壞，這類雷電放電具有瞬發性，短時間內形成高電壓并釋放大量的電流而對車間通信機房和通信設備造成強烈破壞。感應雷是由于帶電云層與車間通信機房的信號傳輸線、設備連接線形成強電場，強大的電磁感應對通信設備中的微電子元件間接造成破壞的災害現象。雖然沒有直擊雷造成的災害嚴重，但是發生的概率卻很大，而且強電場形成的電磁感應對微電子產品造成的過壓破壞會使通信設備產生故障而是車間通信機房癱瘓，對于整個通信網絡而言，造成的破壞也是不可估量的。所以感應雷是車間通信機房主要防范的雷電災害。

三、車間通信機房的防雷措施

車間通信機房的防雷措施主要以防止感應雷為主，直擊雷主要通過安裝避雷裝置和浪涌保護器等保護裝置來降低雷電對車間通信機房內電源和通信設備等的危害。另一方面，在建設車間通信機房時，要消滅機房內的防雷隱患等，確保將防雷工作做到最底層。

（一）安裝避雷裝置，減少電荷量

在車間通信機房上部安裝避雷裝置是車間通信機房的主動防雷，通過避雷裝置，可以將車間通信機房上部的帶電云層在聚集電荷足夠多之前就對和帶電云層運行形成通電回路而對帶電云層進行放電，并將多余的電荷導入到大地，從而避免車間通信機房由于帶電云層電量過多而進行放電造成的破壞。針對建筑物常見的避雷裝置有避雷針、避雷線、避雷器等，在建設車間通信機房時，可以根據當地的氣候條件來選擇避雷裝置，或者多種裝置結合輔助使用以增強車間通信機房的防雷能力。此外，安裝在車間通信機房內的電源避雷器的引入線不宜過長，以避免在雷擊發生時由于引入線過長而抬高雷電電位，同樣對通信設備造成過壓傷害[3]。一般的，車間通信機房內的電源避雷器的火線引線應該盡量短，加上和接地線總長度應盡量控制在5米以內，以確保雷電不會從交流引入線進入車間通信機房。同時，針對避雷裝置的安裝，針對車間通信機房的建筑、電源、通信設備等獨立、可靠接地，且相距一定距離，盡量避免保護地聯合使用，以避免使用同一接地線致使整體的防雷能力降低，防雷效果不佳。

（二）聯結機房等電位，消除電位差

針對車間通信機房防雷措施，雖然建筑、通信設備、電源等接地系統相互獨立，但是同類型內部應該進行等電位聯結。當車間通信機房遭受雷擊時，如果通信建筑之間或者電子設備之間彼此接電線沒有等電位聯結，那么彼此之間就會由于接地電阻而產生電位差，當電位差足夠大時，同樣會破壞車間通信機房的絕緣系統，造成設備破壞。針對車間通信機房建筑之間的等電位聯結，將建筑接地引下線與建筑柱內鋼筋焊接在一起，從而使建筑接地形成上端與頂層混凝土鋼筋相焊接，地部與地網相焊接，從而形成籠式避雷網，將雷電的高電流強電壓進行分流均壓。同樣的，針對電子設備的等電位聯結，需要將通信設備中的電氣、電子設備的金屬外殼、通信電纜外皮、設備機柜、各種浪涌保護器、安全保護器等接地端都應該以最短的距離聯結起來，以降低甚至消除電子設備內部防雷系統的電位差。

（三）加強通信設備雷電防護

車間通信機房的雷電防護要確保通信設備的正常運作，以保證通信網絡的正常運行。通信設備的保護包括電源保護和設備屏蔽兩部分。針對電源的雷電防護，需將避雷器加裝到車間通信機房總配電室的電纜內芯兩段來進行一級保護，同時在車間通信機房每個樓層的電纜內芯兩側加裝避雷器進行二級防護，最后在各種重要的通信設備以及UPS前段對地部分加裝避雷器作為三級保護，最終確保侵入電源系統內的雷電流通過分流技術將其泄入大地[4]。通信設備的屏蔽的主要目的是避免雷電產生的電磁場對通信設備進行干擾而擾亂通信網絡的正常運轉。通信設備屏蔽包括空間屏蔽和線路屏蔽，線路屏蔽是對網絡信號線和電源線進行屏蔽，此外還需對機房進行屏蔽，將其內部的金屬門、窗等以及防靜電專業地板進行接地，以減少雷電場對通信設備的干擾。

四、總結

車間通信機房的雷電防護措施主要從預防雷電災害的直擊雷和感應雷兩方面入手，通過為車間通信機房建筑、通信設備、電源等進行避雷設備安裝，以減少帶電云層放電時對車間通信機房造成的危害，同時通過內部接地系統的等電位聯結，降低甚至消除由于接地電阻產生的電位差，同時要加強通信設備的雷電防護工作，確保設備電源供應正常，設備運轉正常。車間通信機房的防雷工作要從細處入手，做到方方面面，一點疏忽就會造成整個防雷系統失效，所以我們要不斷努力，將車間通信機房的防雷工作做到細處，保證通信設備正常運轉，保證通信網絡正常提供服務。

參考文獻：

[1] 孔照林,郝世峰.信息化實驗室綜合防雷工程設計[A]. 第六屆中國國際防雷論壇論文摘編[C]. 2007

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1.1雷電的形成

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象。雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云（雷云）中，因此常伴有強烈的陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷。積雨云頂部一般較高，可達20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使云中產生電荷。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，云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產生放電，這就是我們常見的閃電現象。

雷云的產生必須具有以下三個基本條件：

a.空氣中應有足夠的水蒸氣。

b.有使潮濕的空氣能夠開始上升并開始凝結為水珠的氣象條件或地形條件。

c.使氣流能強烈持續上升的物理條件。

雷云是在某些適當氣象和地理條件下，由強大的潮熱氣流不斷上升進入稀薄大氣冷凝的結果。

大多數雷電發電發生在云間或云內，只有小部分是對地發生的。在對地的雷電放電中，雷電的極性是指雷云下行到地的電荷的極性。根據放電電荷量進行的多次統計，90%左右的雷是負極性的。

1.2雷電的參數

1.2．1雷電流幅值的積累概率

雷電流幅值與雷云中電荷多少有關，也與主放電形成過程有關，是一個隨機變量，他與雷電活動的頻繁程度相關。

1.2．2雷電通道的波阻抗Z

對雷電的研究，特別是雷電防護的研究，主要關心的是主放電通道的波阻抗。在主放電時，雷電通道每米的電容和電感取C=14.2PF/m,L=1.84uH/m,算出雷電通道波阻抗Z=■=359(歐姆)。波速v=1/■=0.65C(C為光速)

注：C、L的估算值是以圓柱長導體為模型。

2.鐵路通信機房及通信基站防雷設計

隨著鐵路建設的快速發展，鐵路客運專線運營里程不斷增加，目前我國投入運營的高速鐵路已達到7055公里，我國高速鐵路運營里程居世界第一位，正在建設之中的高速鐵路有1萬多公里。而CTCS-2及CTCS-3的運用，全線通信基站及通信機房不斷增加。僅以滬杭客運專線為例，滬杭高鐵由上海虹橋至杭州東站（杭州東站目前在建所以臨時引入杭州站）全長153.5公里，正線2條，全程高架無隧道。沿線設7個車站、3個線路所、3個中繼站和45個基站。如此高密度的機房和基站對其防雷提出了新的要求。

2.1通信基站的綜合防雷設計

2.1.1基站簡介

目前鐵路沿線使用的基站分為兩種類型，塔下基站和桿塔基站，而鐵路基站一般都建于郊外等空曠地區，地處雷暴強度較強、雷暴日較多，遭遇雷擊事故概率較大。而且基站內高集成高精密度設備對雷電的敏感度較強。雷擊事故成上升趨勢，據不完全統計，近年來遭遇雷擊的基站占到了總基站數的10%。影響了鐵路通信及運輸安全。

2.1．2基站防雷措施存在的問題

通過對通信基站的防雷設施檢測．根據調查及用現實情況，經過多方面的調研?；痉览状胧┩ǔ４嬖谝韵聠栴}。

(1)基站鐵塔上的避雷針與通信天線的垂直、水平距離太近，沒有按照滾球法計算，接閃過程中，天饋線的電磁感應電壓過高，損壞通信設備，鐵塔頂端至底端的過渡電阻I>0．03 歐姆，避雷針的接地電阻過大，不利于雷電流的泄流。

(2)基站天線鐵塔地網和機房地網沒有形成聯合接地。獨立鐵塔旁的機房或鐵塔下面的機房通信設備接地不規范，通信設備接地線從塔腳引入，沒有從地網處引入，存在地電位反擊。

(3)基站供電線路一般是采用架空引入，電力電纜金屬護套或鋼管兩端沒有就近可靠接地。配電屏中性線進站后重復接地，室內接地排與室外接地排沒有分開設計，沒有安裝適合的電涌保護器SPD，防止雷電波侵入。

(4)基站鐵塔高度≥60m．天饋線中間和進入機房前都沒有接地。饋線與通信機端口未設置饋線SPD。光纖架空敷設，光纖內加強芯、光端機及通信設備未作接地處理，使光端機和設備損壞。

2.2通信機房防雷設計

通信機房的防雷主要通過屋頂避雷網、避雷帶和引下線、接地系統和機房屏蔽四塊來實現。

2.2.1作用

導流、屏蔽。

2.2.2材料

采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼或不小于Φ8mm熱鍍鋅圓鋼，引下線與分線盤（柜）之間的距離不小于5m。引下線下端采用?準50mm的絕緣管將引下線套起，防止雷擊時，造成人員接觸電擊事故。絕緣管下端距地面距離30～50mm，絕緣管高度大于1.8m。

2.2.3設置

沿通信樓屋頂四周均勻設置4根以上，上端與避雷帶焊接連通，中間用膨脹螺栓固定在墻面上，引下線與墻面距離15mm。下端與地網焊接。引下線下端采用?準50mm的絕緣管將引下線套起，防止雷擊時，造成人員接觸電擊事故。絕緣管下端距地面距離30～50mm，絕緣管高度大于1.8m。

2.2.4工藝要求

所有扁鋼搭接處三面焊接，焊接長度必須大于寬邊的2倍。焊點平滑無毛刺，并做防腐處理，防腐層應在焊點四周延伸20-25mm，焊接處不得出現急彎（彎角不小于R90°），引下線與分線盤（柜）之間的距離不小于5m。與其它電氣線路距離大于1m。引下線的固定卡釘布置應均勻牢固，間距宜小于2m。

2．3接地系統

2.3.1接地系統

通信設備應設安全地線、屏蔽地線和防雷地線。通信設備的機架（柜）、控制臺、箱盒、梯子等應設安全地線，交流電力牽引區段的電纜金屬護套應設屏蔽地線，防雷保安器應設防雷地線，安裝防靜電地板的機房應設防靜電地線，微電子設備需要時可設置邏輯地線。上述地線均由共用接地系統的地網引出。

2.3.2地網

由各接地體、建筑物四周的環形接地裝置、基礎鋼筋構成的接地體相互連接構成。

【參考文獻】

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【 key words 】 human-centered residential electrical design applications

中圖分類號：TM930.2 文獻標識碼：A

隨著近幾年我國經濟的高速發展，人們對住宅的要求已不僅僅局限于日常居住的層面，而是人們生活現代化、個性化的重要的構成部分，而住宅高水準的電氣化又是住宅實現現代化、個性化的重要保證。但住宅的電氣化不能盲目地追求華麗、奢華設計，而應在保證滿足電氣設施功能要求及確保電氣設備安全的基礎上，更多地按照“以人為本”的設計原則，力爭做到設施安全、健康節能、經濟合理、方便實用、美觀大方、適應性好及易于建筑安裝操作，還應具備能根據住宅電氣的發展趨勢而更新換舊的發展性。

一、以人為本原則的含義

進入2l世紀，我國提倡以人民的利益為根本出發點，堅持以人為本，為人民的根本利益著想。在關于民生的居民住宅電氣設計方面，要從居民的角度出發，參考居民的看法，做到居民住宅的實用性與安全性相結合，這對電氣設計以及施工單位工作的順利進行起到了一定的推動作用。

二、“以人為本”原則要求電氣設計具備的其他原則

1、現代化原則。住宅電氣的設計與建設是人民生活的重要組成部分。目前，我國正朝著現代化的方向邁進，人民的生活水平與質量在不斷提高，對住宅電氣的要求也在不斷提高，這就促使住宅電氣不斷朝著現代化的方向邁進。

2、因地制宜原則。在對住宅電氣進行設計時，要根據不同的氣候環境、不同的地形條件以及不同的住房布局，做出有效地規劃，因地制宜，以保證住宅電氣設計的質量與品質。

三、“以人為本”的理念的運用

1、住宅用電量的確定。按照住宅設計規范的規定，按照小區住宅面積，多將住宅用電負荷標準設計為2.5KW或4KW左右。然而隨著人們生活水平及科學技術的進步，家用電器種類不斷增加，如微波爐、電磁爐、大容量冰箱、空調等，家用電器的廣泛應用，讓用戶實際用電負荷遠遠超過了住宅設計規范中規定的標準。在進行住宅電氣的實際設計時，在建筑面積低于90以下的住宅，可以將每戶容量設計為4KW-8KW，根據實際情況，合理確定住宅用電量。

2、線路。住宅的電源線路一般為電線穿鋼管或PVC 塑料管暗敷設。為了安全和防止電氣火災，當電線敷設于墻內、樓板內和吊頂內時要穿管敷設，護套絕緣電線在正常環境下可以直敷，但不能直敷于吊頂、墻壁和頂棚內?，F在市場上有做成踢腳板或頂角線外型的塑料布線槽，既美觀又安全，適用于住宅裝修。

3、系統插座設計與安裝。住宅插座設計是住宅電氣設計的重要環節，隨著家用電器多元化發展，住宅家用電氣設計中家電種類也繁多，這便對其中的插座設計與安裝提出了更高的要求。電氣系統插座的安裝需要參照插座高度與線路布局等要素進行住宅電器的安裝，其中尤其要注意微波爐、油煙機及冰箱等電器插座的設計與布局。

筆者基于住宅電氣設計規范與實踐應用，進行了相關電氣的插座安裝最佳高度標準，其中微波爐插座最佳高度為1．6m左右，油煙機插座最佳高度為1．7m左右，而冰箱插座安裝的最佳高度為0．3―0．5m之間，關于掛式的空調插座的最佳高度為2．4m左右，對于其它家用電器的插座中安裝高度低于1．8m的插座都要安裝相應的具有安全性能的插座。

4、電能表表箱的設置。住宅照明計量表箱不應設在靠近潮濕房間的墻體上，因為配電箱所在墻的另一面，往往是潮濕房間的0、1和2區，潮濕房間的水分是透過墻體而滲入配電箱內，造成電氣事故，這一點設計人員比較容易忽略。按照建筑住宅設計習慣，住宅的衛生間往往設計在靠樓梯側的住宅入口側，而樓梯間墻體和入戶兩側恰好是電氣設計人員喜歡布置分戶配電箱的地方，此位置至分戶配電箱設置在靠衛生間的墻上，留下安全隱患。

5、防雷設計。防雷設計是電氣設計保證居民安全的重要設計內容，是“以人為本”設計的安全設計的組成部分。（1）雷擊來源。住宅內部的雷擊來源主要包括室外天線、高處的金屬構件、電話線及低壓配電線等。(2)防雷設計。住宅防雷主要包括防直擊雷、防高電位入侵及防感應雷等內容。在進行防直擊雷設計時，可在屋面等容易遭到雷擊的部位設置接閃器，并應使下線與接地設備連接，在安置時應保證以上部件連接穩固可靠；而在進行防高電位入侵及感應雷時設計時，應保證絕緣子的鐵腳支架在電纜的進戶口處設置穩同地接地，還應選擇合理的部位安置如避雷器的過電壓保護器式裝置。

6、住宅弱電系統設計。在住宅電氣設計中，弱電系統的設計十分關鍵。弱電系統主要包括網線、電話、電視、報案報警等多種系統。在進行住宅電視系統設施設計時，需要根據當地有線電視網實際發展水平及發展速度相協調。在城市住宅中，家庭電視擁有量接近100%，甚至在一些家庭中，擁有兩臺或兩臺以上電視。為此，在進行設計時，可以客廳兩面墻上及臥室中進行電視終端盒的設置，電視終端盒距離地面0.3m，且與電源插座保持等高，從而滿足用戶多臺電視需求。在很多小區中，均鋪設有寬帶數據網，并在每棟樓中設有多個信息插座。保安系統的設計，需要結合電子門鎖、對講門鈴、報警系統等，實現遠程傳呼對講與遙控開門等功能。

7、消防安全系統?，F在的大型住宅中，電氣設備越來越多，越來越復雜，各種用電器更加容易發生故障，引發生活安全問題。因此，安裝必要的消防安全系統是保證住宅安全的必然要求。在安裝大型住宅的消防安全系統時，要做到以下幾點：(1)采用多種供電電源，一般可以采用常規電源與應急電源。(2)安裝緊急照明系統。(3)安裝應急手動火警報警系統，同時加強火災自動報警系統的建設。(4)所有電路的導線要符合國家防火安全規定。

隨著科技技術的進步和發展及“以人為本”的思想的深化，住宅電氣設計將被賦以更多的內涵，住宅電氣設計要以技術先進、實用可靠、經濟合理為原則，建設時要留有一定余地，應考慮技術的先進性、網絡的開放性、系統的擴展性和可靠性，盡量采用通用標準及設備，同時，住宅電氣設計中也應當做到安全、舒適、方便和環保，從而實現社會、經濟和環境效益的統一。

參考文獻：

[1]翟曉寧.電氣設計中節能措施的淺見[期刊論文]-價值工程2010,29(3)

[2]吳澤芳.住宅電氣安全的幾點建議[期刊論文]-應用能源技術2009(3)