气象局防雷项目设计方案

1 气象局防雷 项目设计方案 一、 雷电危害概述 雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象，雷电一般产行于对流发展旺盛的积雨中，因此常伴有强烈了阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云上的、下部之间形成一个电位差。当电位达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们 常见的闪电现象。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。 雷电放电具有高压、大电流、强电磁脉冲、瞬时和长距离放电的特点。雷电灾害给人类造成的损失和影响越来越大，是“联合国国际减速灾十年”公布的最严重自然灾害之一。雷电发生频率较高，据估计全世界约有 10 亿次雷发生。在近年来，随着现代高科技的民展及其 广泛应用于各个领域，所造成的损失更加重大，闪电可破坏高压输电线、诱发森林火灾、影响现代通讯和计算机的广泛应用，造成飞行事故 、干扰火箭和导弹的发射，破坏建筑物、造成人畜伤亡等。分析雷电的特点及危害形式，根据被保护物的形状及特点，采取不同的保护方法，可大大降低雷电的危害。 可见下图一。 2 直击雷：指雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地所产生的电击现象。 闪电感应：分静电感应和电磁感应两种。静电感应指云中电荷突然消失，导致地面物体静电感应的电荷产生很高的电压，引起放电，但比直击 雷的能量小，相应破坏的程度小于直接雷。电磁感应指越南雷在电通道周围空间产生磁场，使附近金属导体上激发感应或感应电流，致使 一些用电设备电击而毁坏。 雷电电磁脉冲：与雷电放电相联系的电磁辐射。所产生的电场和磁场能够耦合到电气和电子 系统中，产生破坏的暂态过电压和过电流。 雷电过电压侵入：指直击雷或感应雷使导体或金属管道产生过电压，沿着导线或金属管道从远处传来，造成设备击穿损坏。这种损坏有相当大的比重，是防雷的重点。 在经过科学的研究证明，在符合科学原则的前提下，同时兼顾经济性和可靠性而制定的 雷电防护方案，的确能大大减少人、财、物遭受雷电损害的危险性，或将雷电灾害造成的损失减少到最低程度。 3 二 雷电防护技术 接闪就是利用避雷针（网、线带）和建筑物自身的金属来遭受直击雷，以免建筑物自身受到损坏。 分流是指全部雷电流的一半输入防雷的接地装置，电流的另一半全部进入建筑物的各种线路中和设备中。 屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的 隔离，以控制电场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。 等电位连接是将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器相接起来以减少雷电流在它们之间产生的电位差 接地为防止触电或保护设备的安全，把电力电讯等设备的金属的外部或外壳接上地线，利用大好作电流回路接地线。在电力系统中，将设备和用电装置的中性点，外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地 合理的布线是指为了改善电磁环境，减少电磁干扰面采取的措施。为了改善电磁环境，与建筑物相关联的所有大尺寸金属部件就连接在一起并且与避雷器相连。 其相关的图如下 下图二。 4 （ 图二） ：本区内的各物体都可能受到直接雷击并导走全部雷电流，以及本区内的雷击吳场强度没有衰减时应划分为此区。 ：本区内的物体不可能受到大于所选滚球半径对应时应的雷电流直接雷击，以及本区内的雷击电磁场强度仍没有衰减时，应划分为此区。 区内的各物体不可能受到直击雷击，且由于在界面处的分流，流经各导体电涌电流比 及本区风的雷击电磁场强度可能衰减，衰减程度取决于屏蔽措施时，应划分为此区。 n:需要进一步减少流入的电涌和雷击电磁强度时 ，增设的后续区应划分此区中。见下图中及可。 5 6 三 防雷设计原则 为使建（构）物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建（构）筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲的电气和电子系统损坏或错误运行，做到安全可靠、技术先进、经济合理，应认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物体的特点等的基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。 7 四 现场对象 勘测分析 经过认真的勘测和相关资料的辅助证明，得到以下信息： （ 1） 气象站的区域的年平均雷暴日为 经 115053、，北纬 28036、，海拔为 （ 2） 观测站的长为 35m，宽为 25m，外边护栏的高度为 1m，四周为草地，电线的进入 式为埋地，外部的防雷装置有三根避雷针，其中有二个是借助风向标和风速标的金属杆为支撑的物体，上其上面加个避雷针及可，而另外一根避雷针在一座塔的顶部。 （ 3） 观测站的土壤电阻率为 120 M ， ，接地电阻为 ， （ 4） 站中的一些电线都是从地中进线的，并且采取了等电位连接。 (5) 气象站中 有高为 1米的金属栏杆，里面有两个风向标，有 3个雨量器，有 3个百叶箱，有 1个日照器，有一个测微器。风向标高为 15 米，风向标到长边为 4米到宽边为 5米，两个相距 15米 8 五 对象等级划分 因为南昌市 如下公式： N建筑物年预计雷击次数（次） K校正系数 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次 /） 与建筑物接受相同雷击次数的等效面积（） K=2 L=25M W=35M 610)200()200()(2 （ h 小于 100m） 代入数据可得 /a) 因为此类建筑物是民用的公共建筑物， 以该气象站属于第二类防雷建筑物。 9 。 六 设计依据 建筑物防雷设计规范 建筑物电子信息系统防雷技术规范 0169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 10 七 接地系统 接地是防雷 系统重要的组成部分，只有将雷电流的能量泄放到大地，才能可以保 子设备 免遭雷击灾害；等电位连接的目的，在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差，防止雷电反击。因此必须建立完善的接地系统及等电位连接 。 1、根据 地装置应满足下列接地要求： 1）、交流工作接地，接地电阻不大于 4欧姆； 2）、安全保护接地，接地电阻不大于 4欧姆； 3）、直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定； 4）、防雷接地，接地按 行。 5）、交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防 雷接地等四种接地共用一组接地装置时，其接地电阻按其中最小值确定。 接地体采用 4 40热镀锌扁钢，垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体与水平接地体的搭接采用双面焊接，焊接面积不小于 10添加降阻剂，达到要求的接地电阻。 11 八 防雷设计 方案 1、 直击雷的防护：采用 1010安装在宽的中央） ，基本思想就是用塔身做为 引下线，在塔的基础上，装一根钢管，用于接闪，然后在塔的底部打入钢筋，作为人工接地体，起到散流的作用。相关问题在附录图一中 2、 安装避雷器：在气象站的配电箱前端装入苦于 1级避雷器，在配电线和用电设备中也安装多个 2级避雷器。分别直到分流、限压的作用，也可以防止 电涌沿着电线传入设备中，造成设备的烧坏。 3、 等电位：在气象站的下面设立一个等电信端子排，将防直击雷的塔、引进设备中的信号线、电源线、埋地进入的金属管道、和护栏都连接到等电位端子排上，防止由于电势差引起反击的现象。 4、 在气象观测站外面，设一圈金属护栏，作用有二：一是 起到物理保护的作用，二是利用金属护栏做为多根短的避雷针，因为在观测站中，有过高的风向标，通过计算避雷塔 不能保护到此风向标，所以在风向标上安装一根钢管，起到接闪的作用。 5、 在护栏的下面用圆钢接地，并用采取共用接地的方法，与电子信息系统中的线路相接。 保护范围的论证见后面附图 数据分析： )2()2( 所以只需要避雷针在 1米处时的保护高度大于 ： 8)2()2( 得出 h=2 十、结束语 防雷系统必须讲究科学，经济适用，