前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇防雷工程设计范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
石佛寺水库位于沈阳市沈北新区。据气象资料,年平均雷暴日在26.9d以上,为中雷区。其水库前方办公楼、调度楼有局通信网络机房、防汛视频会商系统、防洪调度综合自动化系统、闸门启闭系统、地下水监测系统、视频监控系统等多个重要系统。石佛寺水库库区历史上发生了多次雷击事故,通信网络机房等大批设备被击坏,网络通信全部中断,严重影响汛期正常防汛工作,并造成直接经济损失与重要数据损失。石佛寺水库防雷系统工程,主要保护对象为前方办公楼、前方调度楼、泄洪闸启闭机室。工程项目建设内容主要包括:直击雷防护措施,属于三类防雷建筑物,采用避雷针、带、网,引下线,均压环,等电位,接地体,将被保护范围内的直击雷引入大地泄放。对前方办公楼、前方调度楼两个建筑分别加装避雷针,即在每个建筑的两侧分别安装避雷针,在楼顶加装避雷带,并对避雷带做防腐处理;感应雷的防护措施,涉及到前方办公楼的网络通信机房、防汛视频会商控制机房、前方调度楼的启闭机控制室以及泄洪闸室;接地系统措施,包括接地设备选型、接地系统安装。
2防雷工程设计
2.1直击雷防护设计
根据现场的实际情况,按照三类建筑物进行防雷设计。在门卫室屋顶安装LTP-01-S避雷针。避雷针总高度不小于5m,避雷针安装引下线连接到防雷接地网。引下线材料可选用镀锌扁钢(圆钢)。避雷针与塔杆采用电焊或气焊,保证连接牢固,以满足直击雷防护的要求。
2.2感应雷防护设计
建筑物的供配电系统如果只加装一级防雷保护措施(电源避雷器),是无法满足要求的,感应雷在电源系统内部造成的过流过压无法有效释放会对电源系统造成破坏。因此,必须遵循“层层保护、级级泄放”的电源系统防雷原则,对其采取至少三级防雷保护措施。主要保护范围:建筑物电子信息系统(如信息机房)、计算机网络系统防雷保护、重要网络设备(如交换机、服务器等)、电话通信系统的电话交换机。此外,设计时应注意合理敷设均压环,等电位联接的形成,电位差的消除,对雷电入侵的有效防止等。在室外引入室内的有源线路(室外监控设备等)上,都要加装与设备相对应的电子避雷器。
2.2.1针对机房供电系统的防护
在后楼办公楼、门卫室的室内主配电处并联安装LTSPD40KA/4-S(共2套)型三相电源避雷器,作为防雷系统的电源保护。该避雷器具有模块更换和失效指示等功能,放电电流上限可达40kA,能对由外部电源传输线引入的感应雷电流进行有效抑制。在后楼办公楼、门卫室的室内分配电处并联安装LTSPD20KA/2-S(共2套)型单相电源避雷器,作为防雷系统的保护。该避雷器具有模块更换和失效指示等功能,放电电流上限可达20kA,能对由外部电源传输线引入的感应雷电流进行有效抑制。在前办公楼二、三楼的楼层主配电处并联安装LTP380-40/385V-S(共2套)型三相电源避雷器,作为防雷系统的电源保护。该避雷器具有模块更换和失效指示等功能,放电电流上限可达40kA,能对由外部电源传输线引入的感应雷电流进行有效抑制。在前办公楼二、三楼的楼层分配电处并联安装LTSPD20KA/4-S(共2套)型单相电源避雷器,作为防雷系统的保护。抑制由外部电源传输线引入的感应雷电流。该避雷器带失效指示、可更换模块等功能,最大放电电流达20kA。
2.3接地系统设计
2.3.1接地设备选型
接地系统的安全有效运行离不开接地设备的合理选择,接地设备的接地方式也是要慎重考虑的一个方面。设备接地方式一般分为六类:建筑接地、防雷接地、直流接地、交流接地、设备接地、静电接地。严格依据国家有关设备接地原则(“同地不同线、地线分类接、禁止串共用、一点接地法”)的规定,应用不小于40mm×4mm镀锌扁钢连接地网,以最小接地电阻值将接地电阻接入电路。同时将不同类别的接地母线合理布置,即分别单独地从外引至机房形成汇流排,方便机房内其他设备工作地线的引出,以此有效减少因接地线布局不合理而造成的干扰杂波对系统正常运行的影响,还能及时将电源发生故障时的大电流或者雷电流引入地下。同一地网不同接地引线的引入点距离需在5m以上。
2.3.2接地系统安装
此次地网施工地点选定为门卫室的外侧空地,接地体按联合地网形式组合,纵向埋深为600~800mm,横向埋距为5m,采用40mm×4mm镀锌扁钢连接地网,连接点焊接处理,并做好防腐措施。在外墙距地面1.5m处或是合适位置做接地测试盒,引上线采用BVR35铜线引至实验室内汇流排。
a.接地材料选择。工程选用非金属接地模块、铜包钢接地棒、降阻剂。其中非金属接地模块具有吸湿效果好、保湿性和抗腐性能强、无污染、使用寿命长的优点,还能通过扩增接地体本身散流面积的方式降低土壤层间的接触电阻并保持长期稳定。
b.施工工艺。严格依据国家有关设备接地原则(“同地不同线、地线分类接、禁止串共用、一点接地法”)的规定,应用不小于40mm×4mm镀锌扁钢连接地网。同时,为减小接地模块及接地极间的相互影响,其埋设间距不小于接地材料的2倍。接地模块连接采取并联方式。用镀锌扁钢做汇集与接地模块的集心进行焊接。焊接必须符合工艺要求,不允许虚焊、漏焊。坑槽回填,以降阻剂与细沙为原料,搅拌均匀后分层填设,每次添加填料约为30cm厚,适当洒水浇实。必须要注意的是,要将不同系统不同用途的接地母线分别独立引至机房形成汇流排,确保其他设备接地地线和工作地线的合理引出。根据标准要求,此次工程接地阻值不大于4Ω。具体安装方法为:非金属接地模块、铜包钢接地棒和降阻剂组成接地网,在门卫室的外侧空地挖接地沟,深度距地面600~800mm深以下,安装接地模块、铜包钢接地棒,回填物也由降阻剂与良好的土壤均匀搅拌回填。后办公楼的接地利用原有接地系统做引线入户为防雷使用。
3结语
关键词 科目二考场;直击雷、雷电感应和雷击电磁脉冲防护
中图分类号:TM86 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)15-0076-01
1 莱芜市交警支队科目二考场简介
莱芜市公安交警支队科目二考试场地位于莱城区高庄镇安仙村西南侧,场地长约242米,宽约为136米,地势比较开阔,2层办公楼1座,考场内共有室外摄像头58个,室内安装有交换机、录像机、监控设备,电脑等电气设备,2013年底竣工投入使用。
2 防雷工作设计
2.1 设计依据
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010);《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012);《雷电灾害风险评估技术规范》(QX/T85-2007)等技术规范,进行直击雷、雷电感应和雷击电磁脉冲防护设计。
2.2 雷电活动的时空分布
为了准确获取项目所在地的雷电活动资料和雷电信息等资料,首先对项目所在地进行精确定位。本项目利用GPS定位仪,测得项目所在处中心的地理位置为经度:北纬36.1637712904°,东经117.686209006°。根据山东省雷电定位系统监测的闪电数据资料,科目二考试场地所在区域年平均地闪密度约为Ng=8.83次/(km2a),如图1显示以科目二考试场地所在区域为中心方圆5公里范围内地闪密度分布渐变图。综合比较属于较高雷电密度区,为雷击易发生区,容易造成雷击灾害。
图1
2.3 防直击雷防护
2.3.1 办公楼直击雷防护措施
办公楼位于考场的东南侧,所处地势相对较高,办公楼共2层,高度约为8 m,沿办公楼屋脊、屋檐、屋角和檐角敷设接闪带,接闪带采用Φ10圆钢,高度约为15 cm;利用构造柱内的钢筋引下线,柱内钢筋为Φ10镀锌圆钢;接地体采用基础接地体,并围绕办公楼四周敷设环开接地体,环形接地体采用的材料为40×4镀锌扁钢,接地电阻小于等于1欧姆。
2.3.2 科目二场地直击雷防护措施
科目二场地长约242 m,宽约为136 m,地势比较开阔,相对地势较低,东、西、南三面被高度约为3 m的山地环绕,西北侧、东北侧和东侧有低矮的建筑物,北侧比较开阔,无任何建筑物。根据国家强制规范GB50057-2010中直击雷防护滚球法计算公式:
独立避雷针保护范围计算公式
其中rx为避雷针在hx高度上的保护半径;
hr是滚球半径,在本工程中hr=45米;
hx为被保护物的高度。
通过计算,在考场内需要安装18米高的避雷针3×6支才能有效的保护考场内人员及设备的安全,结合考场周边环境和雷电活动的途径,本着节约的原则,拟安装18米高避雷针5支,安装位置分别处于西北侧牵引起伏路处、东北侧牵引车直角转弯处、西侧大客车限宽门处、东侧牵引车桩考处,场地的中间部位小型车回车道处,18米避雷针支柱,内部采用热镀锌钢管,外面套不锈钢管。
2.4 感应雷防护
2.4.1 电源系统雷电保护
低压配电室进线处安装一最大通流容量大为80 kA电源电涌保护器作为第一级保护;在机房配电箱进线端安装一最大通流容量大为40 kA,电源电涌保护器作为第二级保护;各用电设备前安装一最大通流容为20 kA,电源电涌保护器作为第三级保护。
2.4.2 信号系统雷电防护
从室外进入监控机房的视频线及数据控制线路,采用穿金属管埋地引入。并在画面分割器的视频接口处安装与之相适配的视频信号电涌保护器对设备进行保护。在云台控制器控制接口处安装前加装与之相适配信号电涌保护器对控制设备进行保护,从而保障数据通讯正常工作。
2.4.3 监控系统雷电防护
由于监控摄像头室大都分布在场地内,及易遭受直击雷的损害,因此在其杆顶加装避雷短针及接地处理,并在解码器前端安装综合避雷器作保护。
2.4.4 等电位处理及屏蔽
在机房内设置总等电位母排,把机房内金属支架、金属机柜、防静电接地等均连接到其上,其目的是消除各地网之间的电位差,保证设备不因雷电的反击而损坏。
3 小结
1)做好科目二考场的雷电综合防护工程对避免和减少雷电灾害损失具有重要作用。
2)设计原则按照安全可靠、技术先进、经济合理进行设计。
3)直击雷的防护、等电位连接、屏蔽接地、安装浪涌保护器、完善合理的共用接地系统,一个完善的防雷系统是保障科目二考试系统安全运行的综合防雷措施。
参考文献
[1]GB50057-2010建筑物防雷设计规范.
[2]GB/T50311-2007建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范.
[3]GB50174-2008电子计算机机房设计规范.
[4]GB50200-94有线电视系统工程技术规范.
[5]GB50198-2011民用闭路监视系统工程技术规范.
[6]YD5078-98通讯工程电源系统防雷技术规定.
[7]GB50054-2011低压配电设计规范.
[8]GB12158-2006防止静电事故通用导则.
[9]GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范.
[10]99D562建筑物、构筑物防雷设施安装.
关键词 防雷工程;设计;环境
中图分类号X4 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)40-0086-02
0 引言
在自然灾害中,雷电引起的灾害是世界十大自然灾害之一。雷电过程表现为强大的冲击波、剧变的电磁场、强烈的电磁辐射和炽热的高温。这些效应将造成人员伤亡,建筑物击毁,森林起火,电子信息系统及网络设备损坏等,带来无法挽回的经济损失。
雷电灾害的孕育、发生、发展与区域环境状况有密切关系,主要表现在区域地理地貌、土壤状况、人文环境、气候环境等方面,有很大的随机性。防雷工程保护的对象为建(构)筑物、设备和人。在工程设计之前,应调查研究本地区具体情况,考虑所处的地理环境和气候因素,因地制宜,设计出即经济又安全的防雷工程。防雷工程设计主要考虑建筑物自身空间、所处地理环境和其建筑物内部各种电气设备的条件等因素。而该地区的年平均雷暴日、落雷密度、土壤情况、该地区的地形地貌及被保护物所处高度等因素,是防雷工程设计所考虑的环境因素中重要参数。
1 防雷工程设计所考虑的环境问题分析
1.1 雷电活动的规律、频数及强度
1.1.1 雷电活动的规律性
热、湿的地区比干、冷的地区雷暴要多。山区的雷暴多于平原,平原多于沙漠,陆地多湖海。我国西北地区年平均雷暴电日在20日以下,是少雷区;长江以北地区在20日~40日之间,是多雷区;北回归线以北地区在 40日~60日之间,是高强雷区;北回归线以南地区超过 60日,是强雷区。
1.1.2 雷电活动的频数
区域内发生雷击的年平均次数。各地闪电发生率是不同的,同一地区不同年份、不同月份,闪电发生率也不同。掌握本地区的雷电活动概貌和观测情况,作出本地区闪电发生率的统计分布图是防雷设计的重要资料。
1.1.3 雷电活动的季节性
夏季雷暴最频繁,冬季则最少。雷暴的高峰一般出现在7、8月份。
1.2 雷击年平均密度
1.2.1 雷击年平均密度
雷击年平均密度是指区域单位面积上雷击大地的年平均次数,表示雷云对地放电的频繁程度和强烈程度,它与雷电日呈指数关系。它是确定雷电对地面或地下建筑物和各类电气设备以及人员产生危害的重要参数,是确定建筑物防雷类别设计保护等级的主要依据。反应出不同地区雷电活动的强度和雷电发生的频数。可用公式计算,单位为次M()。其中Td是年平均雷暴日,可根据地方气象站资料确定。年平均雷电日数越大的地区,对地雷击密度就越大。它对防雷保护设计具有实际意义。
1.2.2 建筑物年预计雷击次数
N=KNgAe
式中:N为表示建筑物年预计雷击次数(次/a);
K为表示校正系数(一般取1);
Ng为表示建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/(km 2a));
Ae为表示与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2)。
当建筑物的长、宽相同时,建筑物越高,则等效面积越大,建筑物受雷击次数也就越多。高层建筑物比一般建筑物更应重视防雷保护。
1.3 土壤电阻率
土壤电阻率与土壤结构、土质构造、湿度、温度以及土壤中含有的可溶性化学物(酸、盐、碱)有关,因其成分的多样性,使土壤电阻率数值有很大差别。土壤越干燥,电阻率就越大。当土壤温度生高时,电阻率下降,在0℃时土壤由于水分冻结而使电阻率迅速增加。
ρ=(1.5/P-0.5)ρv
式中:ρ为土壤电阻率(Ωm);
P为土壤中水分占的相对体积;
Ρv为土壤中水分的电阻率(Ωm)。
土壤电阻率这些特性,在接地装置设计中有重要的实用意义。
1.4 雷击的选择性
凡地面物能够提供低阻抗的地方,对闪电放电通道都有吸引作用,阻抗越小,吸引作用会越大,它是防雷设计的一个重要因素。
1.4.1 地质结构
由于地质结构不同,使得地面土壤电阻率分布的不均匀,电阻率低的土壤,其导电性好,易于为雷电流提供低阻抗通路。土壤电阻率有突变的地点,雷击易发生。再有地下有金属矿藏及金属管线密集处,更易落雷。
1.4.2 地理位置
当放电通道发展到离地面不远的空中时,电场受地面物体影响而发生畸变。山地的东、南坡比西、北坡易发生雷击,山口、风口的地点易引雷多。山地中的平地比峡谷多发生雷击。临水的低洼潮湿地点、高耸建筑物和空旷的孤立建筑物、铁路集中的枢纽和终端、高压输电线路转角处等易于受雷击。
1.4.3 地面设施
建筑物结构材料所能积蓄电荷的多少直接影响建筑物接闪的频率。建筑物结构中,如墙、板、梁、柱和基础内的钢筋较多,金属屋顶、金属构架、电梯间和水箱等部位,附属在建筑物上的突出物,如电视天线、旗杆、屋顶金属柱杆等都容易接闪。建筑物上部排气的烟道、透气管、天窗和工厂排出导电尘埃的烟囱及废气管等也容易接闪。它们冒出的热气柱和烟囱常含有大量导电微粒和游离分子气团比一般空气易于导电,等于加高了烟囱的高度。建筑物的雷击频率是随建筑物增高而增加的。
1.4.4 内外设备
建筑物内部安装的大型金属设备、通入建筑物内的架空和地下金属管线等都可积蓄大量电荷。也是防雷工程设计前应充分考虑的相关环境因素。
2 结论
防雷工程设计工作是一门涉及诸多方面因素的系统工程。防雷设计人员不仅要懂得防雷方面的专业知识,还要懂得建筑方面、电气方面及气象等方面有关知识。防雷设计应本着经济、实用、可靠的原则,严格遵照执行国家有关标准及有关防雷技术的标准要求。
参考文献
关键词:电力系统;存在问题;总结研究;变电所;保护
中图分类号:TJ41 文献标识码:A
一、关于雷击的形成及其防护模块的分析
在变电所工作过程中,电力系统经常遇到防雷上的困恼,所谓的雷击现象,就是由于大气层的距离火丁,其内部静电摩擦产生的放电,其内部负电荷与正电荷相互摩擦,产生空间电场的作用,带电离子的方向不断的变化,引起了一系列的正负电荷的积累摩擦,保证分层电荷的雷云的产生。这与其大气的运动也是密切相关的,雷云往天空的不断移动,下方地面产生静电感应情况,就产生了相反电荷的地面阴影的产生。如果此时出现一个金属球,就可能产生尖端放电的情况。
所谓的雷云放电理论就是间隙放电理论,在雷云的地面放电过程中,其需要进行不同阶段的放电,比如云中放电模块、对地先导模块、定向闪击模块,通过对雷击防护工作的开展,有利于提升雷电保护的效益,保证感应雷击的有效防护。为了保证对雷电的有效疏导,进行防雷系统的健全是必要的,这需要进行相关工作模块的协调,进行直接雷击防护及其感应雷击防护工作的开展,提升其工作效益。保证建筑物的雷击遭受的预防,保证人员的身体安全的保证,保证其内部防雷系统工作的开展,进行雷电过电压的侵入避免,保证设备的积极保护,避免其内部电击的产生,进行建筑物内部防雷电保护工作的开展。
二、电源系统的设计体系的健全
1 在电源系统工作中,多种多级保护模块的开展是必要的,这需要进行各级过电压保护工作的开展,进行电源系统整体配电工作的开展,进行配电回路的控制,提升配电回路的管理效益。进行不同级别的电源防护工作的开展。比如进行低压总配电箱安装工作的开展,进行防护工作程序的协调,实现对雷电流的有效传输及其疏导,保证电源设备的有效防护,这需要进行防雷模块工作的开展,提升其安装的效益,保证浪涌保护器的雷击损坏保护,避免电源的对地短路情况,这需要进行保护器的积极设置,更需要进行短路保护装置的应用。
在机房工作过程中,进行分配电柜工作的开展是必要的,提升变电站的电能管理效益,实现电压及其电流的安全交换。这就需要展开变电站工作模块的优化,进行电压变换工作及其电能分配工作的开展,提升变电所的工作效益,进行雷击事故的避免,从而实现对国家及其人民的有效保护,这就需要进行变电所防雷工作的开展,提升防雷的工作效益,进行不同工作场景下变电所雷击情况的避免。比如针对变电所设备的雷击情况,展开变电所工作模块的优化,进行架空线路的雷电感应工作的开展,实现变电所工作模块的优化。架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。其具体表现形式如下。直击雷过电压。雷云直接击中电力装置时,形成强大的雷电流,雷电流在电力装置上产生较高的电压,雷电流通过物体时,将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
2 通过对感应过电压的控制,进行变电站侵入波防护工作的开展是必要的,从而保证过电压的积极优化保护,提升避雷器的安装效益,进行变电站内部避雷器的安装,提升电力网络的整体防雷效益,这就需要相关工作人员进行变电站雷击防护方案的准备,从而有效应对电力变压器及其相关设备的防雷保护情况,保证下序工作的开展。电力变压器防雷保护,电力变压器绕组各侧设防的耐雷可靠性应一致,不论哪一侧绕组损坏,变压器都要停运和修理。根据容量大小、损坏影响程度及供电重要性来决定电力变压器防雷保护的简繁。采用避雷线、避雷针其主要作用是防止雷直击导线。同时还有以下作用:在雷击塔顶时起分流作用,从而减小塔顶电位。
3 针对比较高的输电线路进行避雷线效果的提升是必要的, 这需要进行全线避雷线的积极假设,保证导线屏蔽作用的提升,进行避雷线的积极保护,实现避雷线保护角的控制,但在超高压线路上,将避雷线经一小间隙对地绝缘。当线路正常运行时,避雷线是绝缘的;当线路出现强雷云电场或雷击线路时,小间隙击穿,避雷线自动转为接地状态。
通过对杆塔接地电阻的控制,可以保证线路耐雷效益的提升,进一步的提升雷击跳闸工作的效益,保证综合成本的控制,这也需要进行耦合地线的积极假设,保证避雷线工作模块的优化,保证导线间耦合系数的控制,耦合地线可使雷击跳闸率下降50%左右。采用中性点非有效接地方式我国35kV及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。线路跳闸率约可下降1/3左右。
4 通过对线路绝缘工作的开展,可以进一步的提升避雷工作的效益,这就需要进行绝缘子片数的增加,保证导线及其避雷线距离的控制,避免对不平衡绝缘方式的应用,保证绝缘子片数的积极控制,进行耦合电线工作方案的优化,这也需要进行自动重合闸装置的优化,进行线路的雷击事故几率的降低。加强监测构建雷电探测系统未来主要的发展重心着力于加强雷电定位技术的开发和应用研究,进一步完善雷电定位系统设备,开发全国雷电监测站网的综合定位技术,作为今后探测业务发展的主要任务之一。因此,从本地区的实际情况出发,发展具有独立知识产权的卫星
结语
通过对空间综合探测设备的应用,可以进一步的提升雷击的防护工作,进行全国雷电监测网综合定位技术的应用,保证三维观测模块的正常开展,这需要进行地面雷电站工作模块的优化,保证雷电监测工作体系的健全,展开雷电监测站网的性能展开积极的评估,保证探测效率的提升。最大限度地发挥雷电探测系统的效益。广泛的应用现有新技术安装线路可控避雷针使由于雷击所产生的过电压超过一定的幅值时动作,给雷电流提供一个低阻抗的通路,使其泄放到大地,从而限制了电压的升高,保障了线路、设备安全。
参考文献
[1]赵飞燕,赵先堃.氧化锌避雷器在电力系统中的应用问题分析[J].科技信息,2007(05).
关键词:防雷系统;气象观测站;完善工程;雷电灾害防御;雷击灾害
1概述
南昌市气象局观测站始建于1950年,地处北纬28.6°、东经115.92°的市郊。现有三层的综合观测业务楼、十层的雷达楼及一些一层的附属房,由于地势比四周高,所以比较容易发生观测仪器设备被雷击现象。随着现代社会科技的进步,高科技的气象观测仪器设备不断更新,集成度也越来越高,雷击观测仪器设备的现象每年都会发生几次,虽然前期台站也做了一些防雷工程和设施,但一直不是很理想,仪器设备被雷击的情况仍时有出现。为了进一步改善南昌市气象局观测站的业务运行环境,保障气象观测仪器设备的安全可靠运行,南昌市气象局计划对观测站防雷系统进行完善。
2现场勘测情况及存在的问题
我们经过测试、调查、询问台站工作人员,对南昌市气象局观测站整个防雷状况有了较全面的了解。具体情况及存在问题如下:
2.1综合观测业务楼
2.1.1一楼电源线路暗敷引入,无地线。不能给机房用电设备提供安全保护接地。UPS机房从墙缝处插入电源,插入处无安全保护接地。因前端市电输入无安全保护接地,所以凡用UPS输出电源的设备同样没有安全保护接地。当设备产生静电或漏电时无法及时释放,影响设备的安全运行及人员安全;电话通信线路从室外直接引入,输入端有电话信号防雷器,但防雷器未接地,线径偏小、地线过长。当感应雷及雷电波沿着电话线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效的释放,从而影响网络通信设备安全运行:值班室电脑的电源线及网络线输入端未采取防感应雷及雷电波侵入措施。当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效的释放,从而影响网络通信设备的安全运行。电脑曾遭雷击损坏;一楼所有设备未做等电位联接,静电地板未接地,接地引入母线线径偏小。当感应雷及雷电波侵入时不能迅速形成等电位,从而影响机房设备的安全运行,不能迅速形成等电位而造成的电位差造成设备击穿损坏现象。2.1.2二楼电源线路暗敷引入,无地线。不能给用电设备提供安全保护接地;新增的6kVA/UPS市电引入无处接,UPS输出未敷设线路。市电墙缝插入处无安全保护接地。因前端市电输入无安全保护接地,所有用电设备都无安全保护接地。当设备产生静电或漏电时无法释放,影响设备的安全运行及人员安全;二楼电话通信线路从室外引入,输入端安装了电话信号防雷器。但保护电平偏高,地线连接太长,防护效果不良。当感应雷及雷波沿着电话线路侵入时不对侵入的过电压进行有效释放,从而影响网络通信设备的安全运行;二楼电源及网络线输入端未采取防感应雷及雷电波侵入措施。当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效释放,从而影响网络通信设备的安全运行。电脑曾遭雷击损坏;所有设备未做等电位联结,机柜、电缆槽、静电地板未接地,接地引入母线线径偏小。当感应雷及雷电波侵入时不能迅速形成等电位,从而影响机房设备的安全运行。不能迅速形成等电位而造成的电位差造成设备击穿损坏现象;值班室从室外气象自动观测站及雷电定位仪引入的信号线路安装了信号防雷器。信号防雷器选择及安装位置不恰当,防雷器地线与计算机外壳连接,而计算机外壳未能与安全保护地连通,又没有等电位接地,所以当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效的释放,从而使机房电脑设备及串口隔离器易遭雷击损坏。2.1.3三楼机房光端机通信线从室外气象台一楼用光缆引入,输出端与集线器设备联连接。光端机电源端口、集线器的电源、信号端口未采取防感应雷及雷电波侵入措施。当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效的释放,从而影响机房设备的安全运行。机房电源线路暗敷引入,无地线,不能给机房用电设备提供安全保护接地。2.1.4综合观测业务楼电源系统已在2011年进行了一次整理,有防感应雷及雷电波侵入措施。但总配电柜的市电电源从室外架空引入,应选择10/350us波形的防电涌保护器。现完善的是8/20us波形的防电涌保护器;业务楼有接地网,接地电阻6欧姆左右(要求小于4欧姆),机房没有等电位接地汇流铜条;未做等电位连接措施;大楼电源线路从配电室的总配电柜引入,在大楼背面墙上位置分支,未设置断路器,存在安全隐患。2.1.5一楼、二楼、三楼机房有部分从室外引入室内的电缆直接从窗户引入,存在防雨、防鼠安全隐患,并且影响机房美观。大楼房顶避雷针使用时间较长,表面已轻微腐蚀,存在安全隐患。
2.2室外气象观测场
气象观测场位于观测业务楼东面,内有两套自动气象观测站,其风塔避雷针直接安装在风塔上。不符合《气象台(站)防雷技术防范》(QX4-2000)要求,存在安全隐患。后面那套的风塔自带避雷针,避雷针引下线为BVR16mm2铜芯线,线径偏小,存在安全隐患;气象自动观测站的各种观测仪器设备的金属外壳已接地,但由于有些接地使用时间较长,连接点腐蚀严重,接地电阻很大,存在安全隐患。观测仪器设备前端的各种采集通信线路及电源线路输入端未采取防感应雷及雷电波侵入措施。当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效的释放,从而影响采集器设备的安全运行。数据采集器、雷电定位仪至机房的通信线路没有全程屏蔽至机房,不能起到良好的屏蔽作用,从而响通信的安全运行。室外L波段测风雷达在观测场的西边,处于避雷针保护覆盖范围以内,接地电阻良好。
2.3雷达楼
十层的雷达楼位于观测场正南80m左右,一楼光缆光端机通信线从室外用光缆引入,输出端与集线器设备联连接。光端机电源端口、集线器的电源、信号端口未采取防感应雷及雷电波侵入措施。当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效的释放,从而影响设备的安全运行。整栋大楼有良好的地线。九楼雷达机房光端机通信线从一楼用光缆引入,输出端与路由器设备连接。光端机电源端口、路由器的电源、信号端口未采取防感应雷及雷电波侵入措施。当感应雷及雷电波沿着这些线路侵入时不能对侵入的过电压进行有效释放,从而影响机房设备的安全运行。
3方案设计依据和准则
《建筑物防雷设计规范》(GB50057•94/2010)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)《新一代天气雷达站防雷技术规范》(QX2-2000)《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》(QX3-2000)《气象台(站)防雷技术防范》(QX4-2000)
4防雷工程建设总体设计
本防雷工程的设计在既有的防雷装置基础上进行完善,在不影响整体效果的前提下能利用既有防雷装置的尽量利用。具体设计方案如下:
4.1综合观测业务
4.1.1在大楼总配电柜输出端,安装WLF-DBJ-50-385-3+1(10/350us)型电源电涌保护器以更换既有的(8/20us)型电源电涌保护器。对从室外电力线路侵入的感应雷及雷电波进行B级过电压防护。4.1.2在大楼背面墙上新设一只分配电箱,以减少安全用电隐患。分配电箱总断路器的输出端再安装从总配电柜换下的(8/20us)型电源电涌保护器。对从室外电力线路侵入的感应雷及雷电波进行C级过压防护。4.1.3在一楼机房UPS电源前端设置WLF-DBl-20-385/1+1型及WLF-DBl-10-385/12电涌保护器,WLF-DB1•20-385/1+1型电涌保护器与WLF-DBl-10-385/12电涌保护器中间串接30A滤波器。对从电源线路侵入的感应雷及雷电波进行D级过电压防护。二楼机房UPS电源前端:设置WLF-DBl-20-385/3+1型电涌保护器,对从电源线路侵入的感应雷及雷电波进行D级过电压防护。4.1.4在一、二、三楼网络通信线路输入端设置WLF.FL909EN.5-12-JRJ45型的网络信号电涌保护器,对从网络线路侵入的感应雷及雷电波进行防护;大楼全部电脑设备的电源线路输入处安装WLF-DBTl-10/2+1型电涌保护器,对从这些线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护。大楼的机房增加引入一条不小于25mm2的接地母线,增加接地汇流铜条。把机房静电地板、金属外壳、电缆槽道做等电位接地联结处理。4.1.5在二楼的室外气象自动观测站通信线路输入处安装WLF.FL90981-5-24-RS232数据信号型多功能电涌保护器,对数据信号线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护;二楼机房设一只配电箱,用YJV4+l0电力电缆从总配电柜处引入市电。在配电箱市电总断路器输出端设置WLF-DB1•40-385/3+1型的防电涌保护器。6kVA/UPS从配电箱接市电,UPS总输出(220V)电源进配电箱50A两路双电源断路器,当发生UPS故障维修时手动切换。双电源输出处设三路断路器及WLF-DB1•20•385/1+1型的防电涌保护器,三路断路器分别对一、二、三楼的UPS电进行控制。三路UPS电分别敷设至一、二、三楼机房。4.1.6在三楼机房设置等电位接地回流排,在光端机设备的电源线路及网络通信线路的输出处安装WLF-DBTl-10-RJ45型多功能电涌保护器及WLF-FL909C1-5-12.RJ45•8L型电涌保护器,对从这些线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护。在三楼大气监测仪前端电源线路及网络通信线路的输出口安装WLF-DBTl-10/2+1型及WLF-FL909EN-5•12-RJ45电涌保护器,对从这些线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护,并做好等电位联结接地。4.1.7统一整治大楼内凌乱的线路,把窗户引入的线路改为从墙上开孔引入机房,并做好防水、防鼠及防火处理,把机房多余及没用的线路清除掉,以改善机房的整洁度;监控系统的所有设备目前都已损坏,建议重新安装监控系统,把旧的线路拆除,并做好防感应雷及雷电波侵入措施。
4.2室外自动气象观测站
在室外自动气象观测站数据采集器前端的各种采集通信数据线路输入口安装WLF-FL90981•5-*-*数据信号型多功能电涌保护器,对数据信号线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护。在观测站数据采集器前端的电源线路输入端设置WLF-DBS16-10/2+1型电涌保护器,对电源线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护。观测站内对设备接地不达标的进行整改,并做好防腐蚀处理。拆除存在安全隐患的室外观测场南面的旧避雷针,安装新的独管式避雷针。
4.3雷达楼
4.3.1在一楼光端机电源线路输入端及网络线输出端设置WLF.DBTl-IO-RJ45型多功能电涌保护器,对从这些线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护。4.3.2在九楼机房内光端机电源线路输入端及网络线输出端设置WLF-DBTl-IO-RJ45型多功能电涌保护器,对从这些线路上侵入的感应雷及雷电波进行防护。在设备的通讯接口输入端(曾遭雷击)设置WLF-FL909EN.5-12。RJ45型数据信号电涌保护器,对从数据信号线路上侵入的应雷及雷电波进行防护。
作者:吴骁 单位:南昌县气象局
参考文献
[1]李良福,杨俐敏.计算机网络防雷技术[M].北京:气象出版社,1993.
[2]R.H.Golde.雷电[M].北京:电力工业出版社,1982.
[3]张小青.建筑物内电子设备的防雷保护[M].北京:电子工业出版社,2000.