摘要：

本文主要针对近年来洪水预警报系统频仍蒙受雷击而提出。

雷击缘由分析凭据国标《建筑物防雷设计规范》GB50057-94划定，建筑物的防雷区划分为LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn 1等区。今朝洪水预警报系统的测站和中继站位于LPZOA分区；中心站各装备分属LPZOA、LPZOB、LPZ1分区。从2004年度的装备损坏水平和领会当地工作人员的情况分析，损坏的直接缘由是直击雷和感应雷。而系统受雷击多是由于防雷装配的设计施工不够规范、过于简陋等缘由致使，和将电子装备同等于一般电气装备的防雷设计，这是极不应当的。由于电子信息系统属于微电子技术范围，其对电磁场是极为敏感的，而且网络装备的集成电路芯片耐压能力很弱，凡是在100伏以下，避免雷电波从其它渠道进侵是不成缺少的。直击雷LPZOA庇护区的防雷设计已为电气设计人员所熟知，主要由避雷网（带）、避雷针或夹杂组成的接闪器，经由过程引下线进进接地体，将壮大的雷电流引进年夜地。感应雷的庇护区LPZOB，LPZ1，LPZn 1即不成能直接蒙受雷击区域，对于电力工作者却是生疏的。但由于感应雷是由蒙受雷击电磁脉冲感应或静电感应而发生的，形成感应雷电压的机率很高，对建筑物内装备，尤其低压电子装备威胁庞大，所以在关注外部装备的直击类似时，也应对建筑物内电子装备的防雷庇护给予重视，非凡是避免感应雷的进侵。

经分析，由感应雷发生的雷电过电压过电流主要有三个途径：

（1）由供电电源线路进侵；

（2）由建筑物内计较机通讯等外来导体进侵；

（3）地电位还击电压经由过程接地体进侵。是以必需建立多条理的计较机防雷系统，层层防护，确保洪水预警报系统的平安。

随着2004年6月1日《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004尺度的实施，电子装备的防雷设计有了强制性的尺度。为此，作为监测水雨情的重要洪水预警报系统，探讨其防雷设计是有其迫切性。

3防雷方案

3.1建筑物防雷种别简直定雷击年夜地的年平均密度计较：　　　　　　　　　　　　　　　　　　式中：──年平均雷暴日。三类强雷区685.790.01710.1485三类0.1980三类斟酌到预警报系统的各测站虽属一般性建筑，但由于洪水预警报系统的通讯装备年夜量使用微电子电路，其抗过压能力很低，且从2004年度记实可知杜塘水库的雷击四次分析，年夜年夜跨越理论计较的最年夜值0.1980，同时洪水预警报系统就是要求在这类雷电暴雨的恶劣情况中运行靠得住。为此，建议重要站点及中心站应接纳防雷建筑物二类设计。

3.2建筑物电子信息系统防护品级肯定雷电防护品级划分有雷击风险评估和系统重要性、使用性肯定雷电防护品级。按建筑物年预计雷击次数N1和建筑物进户举措措施年预计雷击次数N2肯定N（次/年）值：当N＜NC时，其中：NC＝5.8×10－1.5/C（次/年）（C为各类因子，计较方式见GB50343-2004附件A），可不安装雷电防护装配；当N＞NC时，应安装雷电防护装配，按防护装配阻挡效率，肯定其雷电防护品级（A、B、C、D级）。按电子信息系统的重要性和使用性质肯定雷电防护分级：凭据GB50343-2004表4.3.1划定选择雷电防护品级。一般洪水预警报系统的测站、中继站选D级。因该系统要求在恶劣情况中运行靠得住，建议重要中心站选用C级。

3.3方案肯定凭据上述计较与分析，洪水预警报系统测站、中继站、中心站的防雷设计可按以下种别与品级防护设计。凭据GB50057-94与GB50343-2004划定并连系现实情况，建议选定防护设计方案以下：站点种别品级分区设计方案测站、中继站三类D级LPZ0A避雷针、引下线、外屏障、接地装配、共用接地系统中心站二类C级LPZ0ALPZ0BLPZ1避雷针、引下线、外屏障、接地装配、共用接地系统、屏障（隔离）、等电位毗连、合理布线、浪涌庇护同时，本文防雷系统斟酌采用内部、外部相连系的防雷措施为设计根蒂根基，依照GB50343-2004划定修建综合防雷系统图（如图1）。图1综合防雷系统图

4外部防雷设计4.1接闪器的设计：斟酌到测站、中继站、中心站的现实情况和假设中心站的机衡宇面己无需庇护其它装备，屋面接闪器己采用避雷带与建筑物混凝土内的钢筋相连组成暗装避雷网。若天线安装在铁塔上或屋面仍未受庇护，可加装避雷针庇护，如图2所示，设接闪器的滚球半径为R、天线顶端距地高度为h米，距避雷针的距离为d米。则避雷针高H（米）计较为：图2避雷针示意图避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成，针长1m以下采用圆钢φ12mm或钢管φ20mm。针长1～2m采用圆钢φ16mm或钢管φ25mm。避雷网和避雷带宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢，防腐处置。

4.2引下线的设计：引下线宜优先采用圆钢或扁钢，并经最短路径接地，多根引下线时宜装设断接卡，并接纳防腐措施和庇护举措措施。

4.3接地网的设计：依照水平网状方式安插的地网，其接地电阻计较公式为：式中：ρ为土壤电阻率,S为地网中面积，L为接地体总长度包括垂直接地体，d接地体直径，h为接地体埋深。依照水平网状加垂直接地体的夹杂方式安插的地网，其接地电阻计较公式为：零丁接地体的冲击接地电阻：零丁接地体的工频冲击接地电阻零丁接地体的冲击系数水平加根垂直接地体的冲击接地电阻：每根垂直接地体的冲击接地电阻(Ω)水平接地体的冲击接地电阻(Ω)接地体的冲击哄骗系数垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢；水平接地体宜采用扁钢或圆钢；接地线应与水平接地体的截面不异。垂直接地体的长度宜为2.5m，垂直接地体间距及水平接地体间距为5m，埋设深度为0.8m。在高土壤电阻率地域，应接纳措施下降防直击雷接地装配的接地电阻，毗连采用焊接，并在焊接处作防腐处置。接地装配工频接地电阻的计较应合适国标《工业与平易近用电力装配的接地设计规范》GBJ65-83划定。测站、中继站的装备应有优秀的接地，建议接地电阻取用4Ω，高土壤电阻率地域可放宽至<10Ω。但中心站应采用专用接地装配时，其接地电阻不得年夜于4Ω。采用综合接地网时，凭据国标GB50343-2004强制性条则5.2.5划定取用最小值，在此建议接地电阻一般不年夜于1Ω。优先哄骗自然接地体，接地电阻达不到要求时增加人工接地体，在建筑物四面散水坡外年夜于1m处埋设成环形接地体，并可作为总等电位毗连带使用。

4.4外部装备屏障:为削减电磁干扰的感应效应，连系发射与接收装配的现实情况，外部装备屏障措施接纳金属外壳屏障。

5内部防雷设计:内部防雷设计主要是电磁脉冲的防护,即在建筑物蒙受直击雷或四方圆雷击的情况下，避免线路和装备发生过电流和过电压即电涌。

5.1电源线路的防雷设计斟酌电源线路应改用电缆进出，由于供电是TN交流配电系统，接地方式采用TN—S。同时配电线路装备的耐冲击过电压、浪涌庇护器安装位置及漳州市洪水预警报系统的电源装备分类均依照划定设计（如图3、图4）。在LPZ0A或LPZ0B与LPZ1交壤处应安装经由过程I级分类实验的浪涌庇护器或限压型浪涌庇护器作为第一级庇护；从LPZ1区起各分区交壤处安装限压型浪涌庇护器。毗连线要求平直、简短并在划定答理值范围内。图3耐冲击电压种别及浪涌庇护器安装位置（TN_S）

5.2浪涌庇护器选择：电源线路浪涌庇护器SPD1、SPD2、SPD3……的型号选择，可依照装备庇护分级、防雷分区、安装位置级别，凭据浪涌庇护器的各参数值查GB50343-2004表5.4.1-2选定。图4漳州市洪水预警报系统的电源装备分类图 5.3天馈线路的防雷与接地如上所述排挤天线己接纳避雷针庇护，置于直击雷防护区(LPZ0B)内。为此，天馈线路浪涌庇护器可凭据被庇护装备的各特征参数值查GB50343-2004表5.4.1-1、表5.4.1-2选择。由于受避雷针庇护，其雷电波主要是感应雷电流，幅值一般低于KA，而高频电缆不能装过量的浪涌庇护器增加消耗，是以，设计在接收与发射装配的射频出、进端口处安装浪涌庇护器即可。多副天线的天馈传输系统，每副天线安装适配的天馈浪涌庇护器。接地端采用截面积不小于6mm2的多股尽缘铜导线毗连到LPZ0A或LPZ0B与LPZl交壤处的等电位接地端子板上；另馈线从天线上下来应每隔5米，将馈线屏障层与铁塔进行电气毗连，以避免侧击，在进口处与其屏障层、机房内汇流排毗连，同轴电缆的上部、下部及进机房进口前应将金属屏障层就近接地。5.4旌旗灯号线路的防雷与接地进出建筑物的旌旗灯号线缆，选用有金属屏障层的电缆．并埋地敷设．如电话网、有线电视网、计较机网络也必需凭据国标GB50343-2004第5.4.4、5.4.5、5.4.9条划定做好防雷与接地庇护。在LPZ0A或LPZ0B与LPZl交壤处电缆金属屏障层做等电位毗连并接地。系统的旌旗灯号线缆内芯线响应端口安装适配的旌旗灯号线路浪涌庇护器，浪涌庇护器的接地端及电缆内芯的空线对应接地。浪涌庇护器应凭据各特征参数值查GB50343-2004表5.4.1-1、表5.4.1-2选择。光纤接进在进口处做好接地庇护。5.5外来导体处置：所有水管和电缆金属穿管要求埋地进进机房，水管和电缆铠装外皮和庇护金属管在进进机房时接地，电缆选用铠装电缆或穿金属管埋地进进机房电缆相线和中线经由过程浪涌庇护器接地。5.6屏障与布线要求洪水预警系统装备机房的屏障合适国标GB50343-2004第5.2.5条划定，线缆屏障应合适第5.2.6条划定。线缆敷设按第5.3.3条划定，合理安插线缆主干线的金属线槽，并凭据GB50343-2004表5.3.3-1和表5.3.3-2的划定，合理安插线缆与引下线、庇护地线、给水管等其他管线的间距和线缆与电力电缆、变电室、配电箱等装备的间距。同时施工时，要求注重系统旌旗灯号线缆的路由走向，减小线缆自体态成的感应环路面积。5.7等电位毗连与共用接地系统设计为改良电磁情况，机房斟酌等电位毗连与总汇流排做好金属毗连，并与防雷装配相连。机房设等电位毗连网络，等电位毗连网络的结构形式采用S型和M型两种结构形式组合，各装备以最短的距离与等电位网相毗连。LPZ0A或LPZ0B与LPZ1交壤处应设置总等电位接地端子板，每层楼设置楼层等电位接地端子板，装备机房设置等电位接地端子板。共用接地装配与总等电位接地端子，经由过程接地干线引至楼层等电位接地端子板，由此引至装备机房的局部等电位接地板。接地干线要求采用多股铜芯导线或铜带，其截面积不应小于16mm2。接地干线在电气竖井内明敷，并应与楼层主钢筋作等电位毗连。分歧楼层的综合布线系统装备间或分歧雷电防护区的配线交接间设置局部等电位接地端子板。楼层配线柜的接地线采用尽缘铜导线，截面积不应小于16mm2。优先选择自来水管等自然构件和配电的庇护接地系统等与防雷装配组成一个共用接地系统，并预埋等电位毗连板。

6竣事语：防雷庇护设计是一项复杂的工程设计，想做到满有把握是很难的。但只要年夜家在现实工作中多注重、多查找防雷相关资料，严酷依照国家规范善为经营、精心设计，并做好洪水预警报系统防雷的施工、验收、维护和治理等环节工作。相信洪水预警报系统的防雷问题是能够解决，系统发生数据中断的几率也会越来越少。参改资料：国标：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004建设部第215号通知布告国标：《建筑物防雷设计规范》(2000年版)GB50057-94建设部第24号通知布告国标：《工业与平易近用电力装配的接地设计规范》GBJ65－83国家计划委员会部标：《电信专用衡宇设计规范》YD5003-94国家信息工业部部标：《移动通讯基站防雷与接地设计规范》YD5068-98国家信息工业部戈东方钟年夜文《电力工程电气设计手册》水利电力出书社1989.12附录：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004强制性条则以下：5.1.2需要庇护的电子信息系统必需接纳等电位毗连与接地庇护措施。5.2.5接地与交流工作接地、直流工作接地、平安庇护接地共用一组接地装配时，接地装配的接地电阻值必需按接进装备中要求的最小值肯定。5.2.6接地装配应优先哄骗建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。5.4.1（2）电子信息系统装备由TN交流配电系统供电时，配电线路必需采用TN—S系统的接地方式。5.4.10（2）基站的天线必需设置于直击雷防护区(LPZ0B)区内。7.2.3检验不及格的项目不得交付使用。

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