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防雷技术

时间:2022-11-05 12:42:39

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇防雷技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

防雷技术

第1篇

【关键词】防雷技术;避雷;雷击规律;避雷针

0 引言

雷电是自然界中一种常见的放电现象。关于雷电的产生有多种解释理论,通常我们认为由于大气中热空气上升,与高空冷空气产生摩擦,从而形成了带有正负电荷的小水滴。当正负电荷累积达到一定的电荷值时,会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场,从而产生云团对云团和云团对地的放电过程,这就是通常所说的闪电和响雷。

近年来,随着我国现代社会的快速发展,高大建筑和大型厂站的兴建,雷电灾害的发生越来越频繁,损失也越来越大。因此在建筑物施工中必须有足够小的接地电阻值和安全可靠的接地装置,使电路运行稳定、质量可靠,保证设备和工作人员的安全,保护建筑物及强、弱电设备的安全运行。

1 雷电的主要特征

(1)放电时间短,一般约50-100微秒。

(2)冲击电流大,其电流可高达几万到几十万安培。

(3)冲击电压高,感应电压可高达万伏。

(4)释放热能大,瞬间能使局部空气温度升高至数千度以上。

(5)产生的冲击压力大,空气的压强可高达几十个大气压。

此雷电极具破坏力。

2 雷击规律

雷击规律的影响因素。大量雷害事故统计资料和试验研究证明,雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的,这些规律称为雷击规律。地面上建筑物的性质、形状,以及建筑物的结构、内部设备情况对雷击的选择都会产生影响。当雷电先驱发展到离地面不远的空中时,地面上的电场不断增强,在高大建筑物的尖顶和边缘上场强最大,构成雷电发展的良好条件。雷电先驱就自然被吸引到这些地方,因此高大建筑物就容易遭雷击。

3 避雷针的设置

3.1 安装避雷针是防止直击雷的主要措施

当施工现场位于山区或多雷地区,变电所、配电所应装设独立避雷针。正在施工建造的建筑物,当高度在20m以上应装设避雷针。施工现场内的塔式起重机,井字架及脚手架机械设备,若在相邻建筑物、构筑物的防雷设置的保护范围以外,且在表1中规定范围内,则应安装避雷针。若最高机械设备上的避雷针,且应保证最后退出现场,则其他设备可不设避雷针。

3.2 施工现场机械设备需安装避雷针的规定

避雷针的接闪器一般选用?椎16mm圆钢,长度为1~2m,其顶端应车制成锥尖。接闪器须热镀锌。

机械设备上的避雷针的防雷引下线可利用该设备的金属结构体,但应保证电气联接。机械设备所有的动力、控制、照明、信号及通信等线路,应采用钢管敷设。钢管与机械设备的金属结构体作焊接以保证其接地通道的电气连接。

3.3 避雷带的设置

一般民用建筑都采用屋面女儿墙顶敷设避雷带的方式,只要用直径8mm以上镀锌圆钢与避雷带焊接即可,注意焊接处做防锈处理。为适应这种屋面后装修的需要,可在这种暗式防雷系统的设计、施工中,先在屋面适当位置布置若干外露的防雷接线柱头。

独立避雷针的接地装置应单独安装,与其他保护的接地装置的安装分开,且保持有3m以上的安全距离。

3.4 接地装置

除独立避雷针外,在接地电阻满足要求的前提下,防雷接地装置可以和其他接地装置共用。接地极宜选用角钢,其规格为40mm×40mm×4mm及以上;若选用钢管,直径应不小于50mm,其壁厚不应小于3.5mm。垂直接地极的长度应为2.5m;接地极间的距离为5m;接地极埋入地下深度,接地极顶端要在地下0.8m以下。接地极之间的连接是通过规格为40mm×4mm的扁钢焊接。焊接位置距接地极顶端50mm。焊接采用搭接焊。扁钢搭接长度为宽度的2倍,且至少有3个棱边焊接。扁钢与角钢(或钢管)焊接时,为了保证连接可靠,应事先在接触部位将扁钢弯成直角形(或弧形),再与角钢(或钢管)焊接。

4 防雷接地一些常见质量问题及预防措施

4.1 防雷接地常见以下质量问题

4.1.1 带间及引下线采用对焊或单面焊接,在接地引线中电线的质量不过关,搭接长度不足,焊接口锈蚀现象严重;支架问距太大,带形变形、支架脱落,弯角及引下角呈锐角,引下点间距偏大。

4.1.2 屋面金属物未做作防雷接地,在屋面的设计中没有安装雷电接受装置。

4.2 预防措施

4.2.1 带间引下线及接地线焊接必须采用双面焊接,电线在安装过程中必须按照国家规定标准检查其质量问题。搭接长度按国家规范要必须大于6dl3],焊口处应做防腐处理。支架安装距离应在1.0m~1.5m之间,一至三类防雷建筑物防雷引下点间距分别小于12m、18m、25m。

4.2.2 屋面金属物必须与防雷系统做电焊焊接连通,在屋顶必须直接或者间接的雷电接受系统。

5 结语

随着人们生活水平的提高,人们对电气安装工程的防雷接地安装质量有了更高的要求。防雷与接地是关系建筑物及人身生命安全的头等大事,在建筑物遭受雷击的过程中,会产生高压电流,不但破坏建筑的质量问题,更对人体造成伤害。雷击时有强大电流通过,产生机械力和热效应,破坏建(构)筑物和电气设备。但是在施工过程中施工人员对防雷接地重视不够,认为其技术性不强,工艺较简单,范围又窄小,在以往的施工过程中由于施工的不规范和作业纰漏而忽视了防雷设计问题。现在防雷问题中主要存在的问题有防雷接地系统设计的不合理。电气安装关键在于它的安全性、可信性、维修性及可实施性,建筑物的防雷接地系统是电气安装中的非常重要的一项。

【参考文献】

[1]99D501-1建筑物防雷设置安装[S].

第2篇

Abstract:Water is an important navigation aids to navigation marks. Summer, beacon of natural hazards faced by mainly lightning. To ensure the safety of navigation equipment, the general large-scale buoy is equipped with a special lightning protection facilities. The author in this article combines navigation for many years engaged in the work of management experience and professional knowledge of lightning protection, lightning protection equipment for the aids to navigation in a number of practical issues to discuss, come to the navigation method of lightning protection equipment. And the results of an example proof.

关键词:航标 防雷 接地

Key words:Aids to navigation; mine; grounding

作者简介:丁官权,男,汉,1956年11月,湖北省随州市人,学历:大专 研究方向:航政管理 职称:助理工程师 单位:天津海事局大连航标处

【中图分类号】TP 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7069(2009)-06-0118-02

一、引言

航标设备的防雷与接地,应从工程设计阶段就应加以考虑,根据当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况,通过技术经济比较,采取切实有效的防雷方案和措施,以确保机器设备不遭雷电损坏。

雷电的危害是有目共睹的,然而,结合航标系统来讲,灯塔、机房、建筑物、发射天线等,有相当一部分是前苏联、日本建造的。这些设备建筑物的防雷接地有一定的局限性,一些技术人员可能对这些机器设备的防雷接地保护认识不足,以致造成曾经的雷害事故。因此,有必要探讨航标设备的防雷接地问题。

二、雷电的属性与地线的选用

1.雷电具有尖端放电的特性,这一地域的制高点,如:山头、天线塔、建筑物,海平面的突出处等。

2.航标设置点,因航海、导航、助航的需要,大多建造在海岛、海边的甲角、海岸的凸出处、半岛等处。

3.地线选用。不同的金属材质、粗细、其导电性、电阻值是不同的。金银的导电性、电阻值不容质疑,其导电性能好,但价格昂贵[1]。那么,怎样才能选到既经济又适用的金属材料作地线呢?合格的接地线应该是用优质导体铜材料制作,线径符合要求。一要根据设备的等级大小;二要结合当地地区雷电活动的强弱和土壤地阻率高低的情况;三要通过技术与经济的比较。目前铜带、裸铜线或镀锌偏钢,这三种材料被广泛选用,为地线首选材料。

三、机器设备的防雷与建筑物的防雷

航标设备、电子设备的防雷离不开建筑物的防雷。按照国家最新的标准GB50057-94, 对建筑物与设备的防雷接地应采用“等电位连接”,而不是传统上分别做独立的接地网[2]。所谓“等电位连接”,就是把建筑物本身和其内外各种导电物用导体焊接起来,以保证等电位。由于雷电流峰值非常大,流经之处都立即升至很高的电位(相对大地而言),因此,对附近尚处在大地电位的机器设备、电子设备和人产生旁侧闪烁,容易发生设备和人身事故,采用“等电位连接”可大大分散雷电流,并削弱了建筑物内所有设备所受到的脉冲电磁场冲击幅,因为接地体是分布在地下四周的钢筋混凝土基础,可形成均匀分布的均压网,与大地接触面广,接地电阻低且又稳定,所以“等电位连接”是防雷的关键措施之一[3]。

四、建筑物的防雷

建筑物本身的防雷装置是建筑物内机器设备、电器设备及系统防雷的第一道屏障。因此,建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的机器设备的防雷,这一点非常重要,所以必须首先重视建筑物本身的防雷。

现在建筑物防雷主要由顶部避雷带、网状接闪器,建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线,利用地下钢筋混凝土基础作为接线体。在建筑物设计和施工时就要考虑到,作为网状接闪器、引下线和接地体的钢筋网络之间的电气连接,使之成为较理想的“法拉第笼”式避雷器。防雷网与建筑物钢筋混凝土相结合,已成为国内外公认的既经济又实用的防雷方式。因此在设计施工时,应预留出各层楼板、梁、柱内的钢筋焊出接头,以便于与室内外接地线相连。

五、室外设备的防雷

航标管理站的有些导航设备是安装在室外的,如电雾号、雷达应达器、灯塔、电子发射天线等。为了防止直击雷,根据室外设备需要,应安装一支或多支避雷针,计算其保护范围以达到保护所有设备要求为原则[4]。对室外发射天线、灯塔可专设独立的高出灯塔、天线塔一米以上的避雷针,室外做一接地网,所有设备的接地引线都与该接地体焊接,以保证等电位。

六、室内机器设备的防雷

室内各种机器设备应设专用地线,将每台机器设备用螺栓或导体焊接相连,以保证接触良好,形成一个整体,与室外接地网形成一个完整的接地网。设备基座、金属导线管、柜角腿等,不可作为接地线使用。

计算机、自动化电子设备的防雷接地,应与大楼(建筑物)主钢筋预留的引下线相连,以形成电子设备的第一道保护屏障。如AIS、GPS的信号是通过信号电缆与室外的发射天线塔相连,因此,信号电缆的外皮必须做好接地,并与大楼、室外接地网连接起来,形成等电位,同时可以加装避雷器。对于室内的各种机器设备,自动化电子设备,最重要的就是将各个独立的接地网连成一个共用接地系统,其它如分开、独立、专用等接地方案都是不妥的,也没有实际意义[5]。对于所有室内的机器设备,还应采取逐级防雷保护措施,首先要做好建筑物和电源的防雷接地,其次在机房和各设备端口安装相应的避雷器才能真正起到防止雷电波的侵入和损害。

七、防雷设备设计、安装实例

1997年夏季,一声沉闷雷声之后,沿灯塔高压线路居住的大地村几十家农户的家用电器被损坏,南大圈灯塔变压器亦被烧坏,低压配电柜多处损坏。自从这一事故发生后,我便深深感到预防雷击的重要性,因为解决防雷击可以保护国家财产。所以我加快了这方面知识的学习和探研。此后,我带着自己研制的低压配电柜防雷接地的地线设计和方案,请示领导同意后,从物资站领到Φ16cm的铜线38米(为主线),和一块铜板(30cm×20cm×0.3cm)。首先,将铜线截成2m 、3m、4 m、5 m长的四根线段(为次线)。其次在主线的一端焊接上铜板。再其次,在主线上每间隔5米的距离成“十字形”依次焊接(2m 、3m、4 m、5 m)次线。整条地线成如下形状。(如图)

焊点采用气焊跑光技术,以降低阻值。然后成地线图形挖60公分深,30公分宽的沟,用细炉渣拌入30%(自烧)木炭作填料物。①用填料物铺底10公分。②下入地线。③再填入填料物10公分。④浇适量的水。⑤填粘土20公分。⑥全部回填后,将主线的另一端与低压配电柜相连接。⑦测试地阻值为3欧姆。

用填料物与粘土的作用:①炉渣、木炭有吸湿保润的作用。②有延缓腐蚀铜线的作用。③粘土起保湿与地面粘合作用。实践证明,防雷效果良好。

实际考评:①取材广泛、容易、经济实用。②实用于高山、岛屿地质少土的各站点。③制作简单,方便群众参与制作。

2000年,我又在低压输入配电柜线路中并接了避雷器。还利用机房改造之机,将所有机器设备实现了等电位连接,使低压配电柜又多了两道避雷保护的屏障,解决了雷电的损害和危害。实践证明:近十年来,大窑湾航标管理站南大圈灯塔再也没有遭受雷电损害。

八、总结

航标设施的防雷工作,应依据现代防雷的观点,根据航标设施所处地理位置、气象条件、土壤、环境、设备配置情况和防雷要求,合理选择防雷器材,系统设计和施工,达到防雷减灾的目的,使航标设施能更好地、更有效地提供助航服务。

参考文献:

[1]鹿继续, 罗顶瑞, 朱兆华.《电工安全技术》、化学工业出版社, 2006

[2]GB 50057-1994建筑物防雷设计规范[S], 1994 .

[3]GB 50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范[S], 2002 .

第3篇

1、防雷系统的施工要点

防雷系统主要由接闪器、引入线和接地装置三部分组成,其中,接 闪器包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网等等。下面就防雷装置的选 择和施工要点做一具体分析: 3.1接闪器 避雷针适用于保护较低的库房和细高的建筑物,尤其适用于防雷 导线和室内管线隔离的场所。避雷带适用于山墙、通风管道和平屋顶的 边沿处。避雷网适用于面积很大的屋顶。避雷线适用于长距离的高压供 电线路。在确定合适的接闪器后,要注意对接闪器都应进行热镀锌并涂 漆的处理,并且要注意公用天线杆顶上的接闪器不能直接用来保护建 筑物,而应该和防雷系统的引下线相焊接后再来使用。 3.2引下线 引下线分为明装和暗装两种形式,常常采用的是暗装形式。 暗装引下线常常利用直径不小于12mm的结构柱钢筋作引下线。由 于在高层建筑中,引下线的敷设困难,并且易产生高电位,所以在高层建 筑中不宜采用专门的扁钢作为引下线。常常采用的措施是将引下线与各 楼层的等电位连接母线相连,从而降低了室内的反击电压。所以,应该 在高层钢筋混凝土建筑物的每层都预埋与房屋结构内防雷导体相连的 等电位连接板,以便于和接地主干线相连。 3.3接地装置 接地装置中的接地极一般采用的是圆钢或者是角钢。人工接地体 在土壤中埋设的深度不应小于0.5m,垂直接地体长度宜为2.5m,其间 距以及人工水平接地体的间距均宜为5m,并且两个接地极之间要用扁 钢焊接或者采用接地母线。接地极还可以采取周围式的接地方式,即在 靠近建筑物的基础沟槽的外延进行敷设,此时不用再注意与外墙的距 离了,因为靠近基础钢筋能有效的均衡电位。与独立式接地方式相比, 周围式接地的冲击电阻小,并且和各种金属管道的连接方便,所以,周 围式接地方式要优于独立式接地方式。

2、防雷接地系统的质量控制

2.1做好预控工作监理人员首先需要熟悉设计图纸、理解电气设 计中的供电方式、对防雷系统有全面而深入的认识,这是做好防雷工作 的基础。2.2严格控制材料质量 监理人员要严格的控制材料的质量,包括 材料的规格、材料的三证和材料是否符合施工要求等方面。并且,要注 意在接地材料的选择中,优先选择热镀锌材料,避免劣质材料现象的发 生。2.3审查专业队伍资质 在实际工程中,由于施工人员的专业技术 不过关而造成的防雷工程不合格的现象时有发生。防雷接地焊接贯穿 于整个施工过程,所以,要对焊接工人进行严格审查,保证防雷接地队 伍的资质等级和专业人员的高水平操作能力。2.2加强对关键部位和工序的控制 为了保证防雷接地施工的质 量,一定要加强对关键部位和工序的控制:找出施工中易出现质量问题 的环节,具体表现如下:2.2.1地基接地焊接。在接地施工中,地基接地焊接是第一个环节。 在焊接前,要按照基础图逐一检查接地点,确认伸缩缝处的基础钢筋是 否能够跨接连通。焊接后,通过对接地电阻值的测试来确认是否符合要 求,若是出现偏差,则要采取相应的补救措施。2.2.2柱筋为引上线的接地网的焊接。在焊接过程中,要防止漏焊 或者错焊问题的出现,所以要查清钢筋的焊接根数,并且要在每层按轴 线位置将每根柱子的位置标清。特别是在转换层的位置要反复核实。2.2.3避雷针和避雷网了。避雷针和避雷网的施工质量直接影响着 防雷接地的可靠性,所以,要加强对避雷针和避雷网的监控力度。表现 如下:(1)选择符合设计要求的规格;(2)保证安装的牢固和可靠;(3) 要与金属物体焊接为一个整体;(2)引下线要选用规定直径的镀锌圆钢 与结构柱内主筋。2.2.2门窗等金属物等电位连接。等电位连接是用等电位连接导体 或者电涌保护器将分开的导电装置各部分做等电位的连接,其目的是 减小建筑物金属构件与设备之间或者设备与设备之间由于雷电流产生 的电位差。所以,对于高层建筑物来说,在门窗等金属物的位置进行等 电位连接能够有效的预防侧击雷,减少雷电灾害。2.2.5浪涌保护器。随着科技网络信息的迅速发展,感应雷防护也 成为大家关注的问题。对于建筑物来说,电源系统、网络信号系统安 装浪涌保护器也成为一种趋势。浪涌保护器的作用原理是把窜入电力 线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围 内,或者将强大的雷电流泄流入地,从而保护系统或设备不受冲击而损 坏。 结语 建筑防雷系统与建筑内外的设备、人员的安全具有直接的联系,所 以,在对防雷系统的设计中,要综合考虑多方面因素,选择最合适的材 料规格,并且要加强对施工过程的管理和监督工作,保证防雷系统的方 方面面都能满足各项施工要求。

作者:莫秋娟 单位:湛江市防雷技术服务有限公司

第4篇

关键词:输电线路;防雷技术;措施分析

中图分类号:TM72 文献标识码:A

1 传统避雷措施效果分析

1.1 输电线路发生故障的主要原因是雷击事故造成,因此,提高线路的绝缘能力,增强输电线路的外绝缘。线路绝缘能力的增强,加大了雷击过电的距离,降低了跳闸现象。但是经过研究,发现使用的复合绝缘子经雷击之后的绝缘效果就明显降低,如果长时间用于防雷,输电线路同样会受到雷击的破坏,出现线路故障。所以,这种使用绝缘子的防雷措施不能够长期运用。

1.2 我国地形比较复杂,因而多地有架空线路,如果架空线路遭到雷击的情况,维修难度比较大。人们采用的架空避雷线降低了雷击对架空线路的侵害,同时也加强了避雷线对导线的保护。

1.3塔杆接地线阻和雷电泄流通道是塔顶点为的重要参数,因此,需要考虑降低塔杆接地线组并对雷电泄流通道加以改善,降低了雷电对架空线路的冲击。

2 输电线防雷的工作重点

2.1明确管理目标并及时消除雷击隐患

关于输电线路防雷措施的加强和改进,首先需要工作人员明确管理目标和重点保护区域。对线路比较复杂、雷击现象频繁或是人群比较集中的地方进行重点防雷措施的保护,安装防雷设备的前要对当地环境条件做以准确的分析。防雷措施的整改是一项系统的工程,各个环节的测定和维护都需要严格的把关,如地质土壤,要考虑到接地装置。

2.2 测试方式要规范

现在防雷措施的研究和改进已是电力行业积极讨论的重点问题,因此采用比较新型的防雷技术很必要。传统使用的电阻检测仪器和技术都比较落后,这方面的改造以及事故发生分析是测试方式改进的重要内容。组织人员在检测过程中积极采用新型的测试设备或仪器,准确、可靠测量出接地电阻在雷电能力脂肪中存在的不足。

2.3 采用针对性措施

许多地区雷击现象严重,发生事故频繁。因此,针对这些地区的防雷措施要对输电线路耐雷击强弱进行分析,如输电线路大跨越式、架空线路、输电线路之间的大档距或是大高差等问题。结合这些特点详细制定防雷技术措施,针对这些频发区域加强防雷设定的管理。

2.4 技术要求统一

对一些高土壤和大跨越式的输电线路的防雷保护,要加强技术手段应用。有的地区大跨越式杆高超过40米与接地电阻之间产生一定的矛盾,不利于防雷保护,因此要改进接地线的长度和接地线根数以及接地线延伸等方式,降低塔杆的接地电阻。

3 提高防雷设定的措施

3.1 以新型的防雷装置和措施为基础进一步研究新型防雷措施

3.1.1 使用大直径绝缘子,让绝缘子串电场均匀分布,同时在其绝缘子串的首末端采用大直径绝缘子。如果现在发生雷击的情况下,输电线路发生故障的能够及时发现并进行维修,防止在遇到强大的雷电冲击时受压强线路出现严重损害。

3.1.2 可控避雷针的使用能够在地势起伏比较大的条件下,防止大范围雷电直击的可能性。是一种能够避免强烈的雷击装置,使得放电的电流减小,提高防雷技术的可靠性。

3.1.3 一般容易受到雷击,并且雷击现象较严重的区域安装有避雷器。避雷器是一项比较有效的防雷装置,能够将雷电快速释放。如果将避雷器和绝缘子串联,有效的降低了雷击电流对绝缘子的损害。

3.1.4 如果发生双回雷击跳闸时,采用不平衡的绝缘方式是最为可靠的。不平衡绝缘方式在发生雷击的情况下,能够在双回线路中的绝缘子线路中产生差异。绝缘子片数少的回路先进行闪络,保障另一条线路的连续供电,增强了输电线路防雷击的能力。

3.2 综合法防雷措施

单一的防雷措施不能够进行长期的防雷保护,需要对单一防雷措施进行全面的分析如实际运行情况和输电线路所处的环境。需要将各种防雷技术加以总结比较或是改进,研制出一套比较耐防雷的技术,减少因雷击输电线路带来的财产、物品、生命损失。防雷措施的提高和改进主要是对两个方面展开,整治工作的有效性和针对性。

3.3 分流方式

居住地的防雷措施,借助分流将室外的导线与接地线连接诶到一种比较合适的避雷器上,如果出现雷击现象,这些感应会随着线路位置传输到避雷器中,降低雷击对线路的危害。分流技术能够将闪电的电流分流到地面,使得避雷器的电阻值不断降低。同时现代化电子信息产业的迅速发展,带动了分流避雷技术广泛应用于电气电子设备中。

3.4 均压连接方法

均压连接就是将处于电位导体的电位连接起来,并和接地装置关联,较少因雷电引起高压电位上升带来的闪络危险。雷击过程中如果输电线路的防雷措施没有高效的保护措施,会引起下线电位不断升高,造成电气设备和人员伤害。

3.5 屏蔽和接地方式

屏蔽就是组织闪电带来磁场对输电线路的入侵,首先屏蔽要使用的导体材料包括舶、金属网和管子等,将所要保护的输电线路包裹起来。接地方式就是将防雷系统中存入的雷电能力进行合理的释放,在释放的过程中压形成一种良好的接地方式,这样才不会使雷电能力出现反击的现象,同时这种接地防雷技术室防雷系统中的一个重要环节。

4 输电线路防雷改造的原则

根据防雷技术经验研究消雷器的防雷技术存在一定问题,不能够全面保护输电线路正常传输电量。因此,消雷器杆塔部分需要进行改造,加强消雷器的防雷效果。可控放电避雷针对地形标比较复杂的区域使用有很好的作用,减少了工作人员的巡视困难。同时可控避雷针的防雷效果比较明显,维护工作量较少,对接地电阻的的要求比较低,但是使用范围有限,比较适合输电线路档距较小的线路段。避雷器在遇到雷击的情况下能够及时迅速的运作,能够满足可控避雷针存在的问题,如使用范围局限、档距小的路线段、对接地电阻的要求比较高等,对导线的防雷保护有很大作用和意义。

结语

因雷击引起的输电线路故障多发生在南部山地,慢慢的也逐渐转向平原地区,国家应该提高对输电线路防雷措施的认识。同时,要降低电力系统过电压能力,提高防雷保护水平,优化电力系统的经济效益。我国的地形比较复杂,多山地、盆地和丘陵,防雷措施的改造和加强势在必行。

参考文献

[1]吴桂芳,陈巧勇,蓝磊,文习山.110kV线路避雷器在输电线路防雷中的应用研究 [J].电瓷避雷器,2002(2).

第5篇

【关键词】 配电网 防雷 技术 研究

随着经济的迅速发展,电力的输送不断得到加强,对于配电线路的重要不言而喻,由于配电网有时无法避免雷击保护,其自身的绝缘能力有限,比较容易发生雷击灾害,进而影响到用电安全和用电需求,严重就会导致人身和财产受到威胁。对于雷电的危害中,防雷技术一直在不断地加以研究和讨论,使避雷和防雷得到有效控制和改善。

1 配电网的防雷技术的现状

对于配电网中设备较多、分布线路较广,和用户关系较为密切的线路配电中,例如10kV的配电网,其自身的绝缘能力较差,还容易发生雷击事故。对于配电网的防雷措施当中,过去一般都把防雷的重点放到开关和变台方面,对于配电线路没有给予充分的准备和重视。对于配电线路的规划也没有相关的具体措施和规定。如果采用重合闸以及消弧线圈在雷击之后能够起到恢复配电的情况下,如果雷击把瓷瓶击碎并对接地线路进行短路和相关的断线,那么就没有办法进行恢复输电了。由于防雷设施的老化、接地装置的被盗以及受地质条件的影响等,很多接地装置都因为电阻达不到相应的运行要求和标准。

在雷击产生故障的情况下,基本上都是配电网在雷电瞬间压闪络,产生电弧放电的方式,但电流在停留的时间很短,如果雷电在两三相中的不停电杆行出现闪络,然后形成了金属短路,就会引起电弧能量的迅速骤增,就会把相关电气设备击穿、破坏。

2 配电网的防雷技术

关于配电网的防雷技术有配电设备防雷技术以及中压配电网线路的防雷技术等。对于配电线路中,主要有架空线路以及电缆线路两种,电缆线路主要在地下进行深埋,对雷电的影响较小,而架空线路的防雷则是重点进行的防雷要求。对于架空线路的防雷中基本上包括架设避雷线的方式和安装线路避雷器以及防弧金具等。

对于架设避雷线的做法是我国国内在中压架空线路中最基本和普遍进行的防雷措施。在对35kV的架空线路中主要对变电站和发电站的相关出线和进线进行相关架设避雷线1-2km,根据实际情况,如果是重要线路和雷击的重点防护区,则可以全线进行架设避雷线。而对于10kV的架空线路一般情况下不再架设避雷线,如果是特殊原因,可架设单根的避雷线。

还可对配电网进行线路避雷器的安装,能够使避雷水平得到大幅度的提升,使雷击的跳闸率得到一定程度的下降。特别是在雷电活动和发生频率较高的山区和相关地方,可安装避雷器的方法进行防雷。不仅可对35kV线路进行相关的避雷器安装,也可对10kV的配电线路进行安装,其避雷的效果非常明显。

对于安装防弧金具的情况,可以从防雷金具上把雷击电流进行相应的疏导,使导线免遭雷电的击损。对于安装防弧金具,在我国的沿海江浙地区应用较为广泛,得到了良好的防雷效果。

除了线路防雷技术之外,还可以进行设备的防雷技术,如利用配电变压器进行相应的防雷技术,可在变压器的低压侧进行安装避雷器进行相应的防雷,也可以在开闭所的进线和出线以及母线上进行装设避雷器进行防雷,一旦出线雷击时,通过避雷器的动作,使雷电通过电流导入地来进行设备的保护。对于开关设备的防雷技术也有大量的应用,很多国内的开关线路和一些分支线路中的开关设备都采取了装设避雷器,能够有效地进行防雷。

3 配电网防雷技术的相关建议和分析

对于架设避雷线进行防雷时,在限制过电压是会有一定的作用,但由于绝缘的水平较低,对于雷击,严重时会导致雷击断线的情况发生。一般10kV线路是无法进行有效的利用避雷线进行防雷保护的,况且,对于架设避雷线的造价较高、难度很大。一般情况下,对于10kV的线路主要是考虑其接地装置的情况和适当对绝缘进行加强作用。

在对于中性点的不同接地方式要进行不同的避雷器的选择,因为中性点的相关接地系统对绝缘水平的要求比中性点的非有效性的相关接地系统要低一些。因此,要采取金属氧化的避雷器进行防雷。

对于35kV的线路进行防雷时,要采用避雷器来提高防雷要求,由于35kV的相关输电线路的绝缘水平也比较差,对于塔杆设计时如果没有进行加装相应的避雷设置时,再对绝缘子进行加强和对接地电阻进行降低也补救不了雷击的可能性。因此,建议对避雷器的安装,对于安装避雷器,主要的有脱离装置的避雷器,一般主要是无间隙的和间隙型这两种,如果采用间隙型的避雷器,基本上有纯空气间隙以及复合绝缘子的间隙两种,对于间隙性的避雷器的使用和安装,能够任意地进行选取,不仅能够降低其维修的时间和工作,在运行的过程中没有电流,对功率的损耗不大,而且其使用的寿命也较为理想。35kV线路在选择纯空气间隙型的避雷器时,能够解决相应的无间隙避雷器因受到污染的相关问题。

对于输电的网络消弧线圈主要有自动消弧线圈以及固定消弧线圈两种。对于自动消弧线圈能够在电网中有效地检测电流,可以调整其电流的控制,不让接地电弧的连续,降低和减少相应的跳闸率。而固定的消弧线圈存在一定的问题,逐渐被自动消弧线圈所代替。在目前较为通用的和先进的相关技术主要是气吹消弧装置,能够对雷电发出相应的强烈消弧气流,从而使气流在电弧通道中脱离电极,使其熄灭。

4 结语

配电网的防雷技术对本地区的电力的经济和社会效益产生很大的影响,防雷技术的高低,对配电线路的跳闸率的降低有重大的意义。针对配电线路的防雷技术的探讨和研究,要进一步加强对配电网的防雷技术标准的提高,根据实际情况,减少雷击故障,加强对雷击故障的排查和检修。

参考文献

[1]喇元,胡贤德,彭发东等.10kV配电网防雷技术研究[J].能源工程,2013,(4):16-19.

第6篇

    气象防雷技术工作中的重点分析

    气象防雷技术的定位定位是气象防雷技术的非常重要的环节,这主要涉及到在整体气象工作中它的重要性以及地位,特别是对于国家的财产安全方面是不可少的。雷击事件的频发对于社会生活造成的巨大危害已经使得我们看到防雷工作已经是目前最为重要的工作。对于防雷检测机构的定位也是十分的重要的,尤其是其社会生活的重要性,它不属于社会的生产部门,其工作宗旨不是直接指向于经济利益和盈利,而是为民服务,保证社会的和谐稳定,这才是它的主要的目的。气象防雷技术工作已经成为气象业务系统中的一个重要部分,而且规范制度建设方面也发挥了重要的作用,并且取得了一些成绩,不过在实际的工作执行过程中,我们的相关的工作人员并没有遵照相关的规定对防雷技术进行严格的测定,致使我们获取的防雷预测信息往往出现一些失真的情况,而导致一些意外的情况的出现,给我们的生活造成一定的损失。所以说,我们要做好防雷工作的定位以确保所获取的信息真实可靠性,这是非常重要的。与此同时气象防雷部门应该精确定位自己的角色,它不是指向于社会盈利目的的,而是基于社会职责职能而建立的功能性部门,只有准确的定位才能够确保气象防雷工作的有效运行。

    气象防雷技术工作的投入

    第二个非常重要的工作就是气象防雷技术工作的投入安排。首先气象防雷网络的投入,社会管理网络的构建需要大量的资金,要充分的考虑其经济性以及有效性问题,构建气象防雷网络有助于气象信息的及时有效的传播以及采取必要的措施。其次是要针对防雷技术的规范管理进行一定的投入。这项任务主要是基于气象管理等相关人员能够依照严格的规章制度进行实施工作,从而确保气象信息的准确性。因为只有相关的设备以及仪器的高度精密性才能够确保雷电信息的高度精确性,从而使得我们能够及时有效的传播雷电的精确信息,避免发生不必要的损失以及相关的伤害,才可以进行及时有效的预警,我们要不断的加大科研投入力度以确保防雷技术的提高。最后是要对气象相关的工作人员进行相关的教育培训等,这也需要进行一定的投入,防雷技术的应用最终是要落实到人的身上,所以这个环节是非常的必要的,它关系到我们的现实实践活动的有效性以及最终的落实情况,只有培养了一批高技术性的人才,才能够更好的开展相关的工作,所以要对相关的工作人员进行一定的培训教育,使得他们能够紧跟时代的步伐,不断的更新自己的知识体系,以新技术新方法投入到气象实践工作中。

    运用遥测信号线进行防雷

    气象站的温度、雨量以及湿度、风向采集的气象要素变化信号经过各个信号传输线汇集在专用的信号箱的信号专用传输线中,由于采集箱接口电路内有防雷击功能,所以应避免系统由于长的信号线缆带来雷电的干扰,所以在遥测信号的线缆处不用使用电涌保护器,但是应该注意将信号箱与观测的地网连接起来,从而保证信号箱接地的可靠性,并且其输出线还应该用金属线槽屏蔽,并时金属线槽首端与观测场地网连接,将其尾端与值班室中的工作地网相接,将两端接地牢固,就能够实现通过遥测信号侵入的雷电波的幅值,并将幅值保证在采集箱接口电路允许的范围内,就能够有效避免设备的损坏。还可以通过采用通信线路进行防雷,在采用通信线路防雷时,也应该将铜芯线穿过金属线槽沿着自动站线缆地沟埋地线,并引入值班室,金属线槽的两端屏蔽,同时将通信线接入MOOEN接口的前端,并安装一个信号电涌保护器,以防止雷电从通信线路中侵入,其中信号电涌保护器的技术指标为:通流容量在5kA(8/20μs),其工作电压为170V,响应时间在10ns以下,残压在230V以下,损耗应该小于1dB以下,而接口方式应该为RJ11。

    结语

    随着社会的发展以及科技水平的不断发展,气象防雷方面的工作以及相应的技术必将会获得巨大的发展。而气象也会随着社会发展而不断的扩大自己的服务领域,逐渐的遍及我们生活各个角落。气象信息服务于气象工程服务是气象工作的两个大的服务领域,气象信息服务是基于气象信息的提供,从而服务于我们的社会生活,改善我们的周围的环境;而气象工程服务主要涉及的是气象在工程项目中的运用,其运用的范围是更为广泛的。在不久的将来气象防雷技术会朝向技术复杂以及防雷预警预测的方向发展。气象防雷技术工作要不断的走向正规,进行有计划的工作,同时建立专业化的队伍以更好的服务于气象防雷工作,以确保防雷工作的高效顺利开展。作为基于社会效益而产生的职能部门,气象部门要做好气象防雷的一系列的工作以推动社会以及经济的发展。

第7篇

[关键词]雷击;防雷技术;接地线;防雷器

中图分类号:TG363 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01

0 引言

随着勘探规模的扩大,生产区域由平原转入山地、丛林、沼泽等复杂地区,恶劣的天气也对采集设备造成很大的伤害,特别是雷电的伤害,为此,我们有必要对采集设备的雷电防护进行研究,有效提高地震仪器的防雷击能力,减少设备的损失,从而提高地震采集生产效益。

1 400系列采集链防雷技术研究

400系列采集链主要由数传电缆、采集站组成,其中采集站是核心部分。采集站主要由大线插头、电源电路、模数转换电路、接口电路、数据通讯电路、EEPROM六部分组成。具体的工作流程是:采集站首先接收来自电源站或交叉站的命令,将检波器拾取的模拟信号换成数字信号,并完成第一级滤波,再将数字信号经由数传电缆传送到下一个电源站或交叉站。

400系列数传电缆由两对双绞线组成的标准四芯线构成。A、C到D、B和B、D到C、A两对双绞线用于传输数字信号,传输方向总是从B、D到C、A,传输极性总是B、C为正,D、A为负。

1.1 雷电对采集链的入侵形式

1.1.1 雷电通过数传电缆侵入采集链

当排列上的采集链遭到雷击后,雷电产生的高压或电磁脉通过数传电缆传入采集站的输入变压器上,由于该雷电电压远远大于变压器所能承受的电压,将其瞬间烧毁,烧毁的变压器产生的高温将电路板烧焦。经分析我们知道该变压器和采集链中的4根传输线相连,因此判定雷电大部分是通过数传线侵入采集站而导致采集站损坏。

1.1.2 雷击通过检波器串侵入采集站

在野外受到雷击时,采集站通过检波器串接收的输入电压瞬时值远远大于采集站额定值,该输入信号加到模拟电路的前放和ADC数模转换模块,导致电路板受损。此类采集站的电路板无明显的过电流现象,只是在模拟电路和ADC数模转换模块对应外壳部分出现一个黑点,电路板侧面有轻微的开裂。因此可以判断雷电是通过排列上的小线检波器侵入采集站的。

1.2 目前防雷击技术及其缺陷

400系列采集链现有的防雷击技术主要包括以下几个方面:

①、在采集站对外通道上采用陶瓷气体放电管进行泄放雷电流,在检波器的输入端和每对传输电缆的输入端接有气体放电管。气体放电管的地通过采集站的印刷板地与不锈钢板相接,而不锈钢板与塑料外壳上的不锈钢卡子

和螺钉相联,当采集站直立放置时,螺帽与大地相联。当采集设备遭到雷击时,雷电压超过气体放电管放电电压,气体放电管通过地瞬间导通,起到避雷作用。

②、野外采集单元大多采用塑料外壳,以专门的尾椎接地作为雷电的入地泄放通道;这种专用的接地尾锥在实际使用过程中极不方便,容易划伤施工人员和采集链。

在使用的过程中发现,采集设备原有的防雷电路在雷电发生时却不能产生相应的防雷效果,分析发现原因有以下三点:

③、采集站的实际接地效果不好。当采集站接入检波器串后,在高处的插头以及线的重量使得排列上的采集站大部分呈侧向放置,因此底部的螺钉接地不良或未能接地。

④、防雷泄电器件的技术参数过低。400系列仪器配置放电管的直流启动电压为230V,响应时间长达25μs。而雷电流在11μs时达到峰值,25μs的响应时间对电子设备来说基本起不到保护作用。

⑤、防雷器件泄放雷电流是有次数限制的,防雷器件多次泄放雷电流之后,器件的性能就将变差而基本不再起作用。

2 400系列采集设备防雷装置研制

2.1 接地线的研制

防雷的基本途径就是要提供一条雷电流对地泄放的路径,而不能让其

随意选择放电通道。在复杂山区施工时,遇到溪流或沟壑常常需要把采集链架起,远离地面,为了保证采集设备良好的接地,决定人为的给采集链加上接地线。接地线由垫片、延长线及锥形铜棒组成,在延长线的选材上采用了电气性能好、导电性能稳定的铜芯线。接地线保证施工中的采集站在任何状态下都有很高的接地概率,而且,线状结构比较柔软,收放方便,不会损伤采集链,并且该设计在安装过程中不破坏400系列采集链的结构和防水等性能。

2.2 防雷器的研制

(1)设计原理

采集链主要受到两个方面雷击电流的伤害:检波器感应的雷电流和通过数传电缆感应的雷电流。因为地震检波器的线圈对电磁场非常敏感,所以我们设计在检波器接入采集站的信号输入端并联一个防雷器的方式,来增加一个雷电流的泻放路径。

(2)研制过程

考虑到浪涌电压对电子元件的损坏,该防雷器主要是是由一个启动电压230V,响应时间7μs的放电管和浪涌保护器组成,使用检波器的外壳对防雷器进行封装,检波器串信号线的两端分别与放电管的两端连接,放电管的地线地线则与检波器的尾锥相连。这样做的目的就是在使用该防雷装置的时候仅仅把装有放电管的单只“检波器”并联在检波器上即可,单只检波器像普通检波器一样接在小线夹子上,这样的设计还有一个优点就是不仅可以在400系列仪器上使用,也可以不做任何改动的在其他类型仪器上使用,达到防止雷电从检波器传入采集站的目的。

(3)测试试验

使用SMT-300检波器测试仪对并入防雷器的检波器参数进行指标测试。分别进行3次测试,测试结果如表1

表1 实验数据

从测试结果来看,并入防雷器后,检波器的各项指标都没有变化,证明检波器串加入防雷器后,不影响检波器的指标,理论上也不会影响检波器的接收,实际使用中对接收数据的影响好需要在野外生产中进行检验。

参考文献

第8篇

【关键词】雷电防护;接地线;防雷接地

现代社会随着环境条件的恶化,雷击引起的输电线路掉闸事故及设备损坏事故越来越多,极大的影响着我们的生产和生活。为了有效的减少此类故障的发生,综合防雷的措施也是多样的,为了规范的管理各类防雷措施,以下关于防雷技术应用进行阐述。

1 一般规定

建筑物电子信息系统的雷电防护等级应按防雷装置的拦截效率划分为A、B、C、D 四级。

雷电防护等级应按下列方法之一划分:

1.1 按建筑物电子信息系统所处环境进行雷击风险评估,确定雷电防护等级;

1.2 按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级。

1.3 按雷击风险评估确定雷电防护等级

1.4 按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级

2 对于接地线的使用和管理,存在普遍的问题解析如下:

接地线是保证工作人员人身安全的生命线,装拆接地线的操作是电气操作中危险性较大的操作,一旦发生事故,影响大、后果严重。确保装拆接地线的正确性是变电所安全可靠运行的一项重要工作。要杜绝人为责任事故的发生,就必须规范管理,从细微处入手,在多层次共同把关。

2.1 接地线该不该对号存放

《安规》第82条已有明确规定:每组接地线均应编号,并存放在固定地点。存放位置亦应编号,接地线号码与存放位置号码必须一致。操作票、工作票制度都要求接地线编号。

2.2 接地端该不该使用带微机五防装置的接地桩

在变电所一次设备检修时,为保证工作人员的人身安全要装设临时接地线,接地时一般都是采用接到设备构架接地引下线位置。若变电所的一次设备都适当安装了接地线微机防误闭锁装置,就可以有效地减少误操作事故的发生。

要使临时接地线的操作(装、拆)都纳入到规范化的管理中去,操作过程就必须经过防误闭锁装置的闭锁,也就是经过电子锁匙的记忆程序进行模拟及操作,彻底减少只是凭操作人员记忆或操作顺序操作那样容易出现漏拆误接现象,使其真正按电脑记忆的逻辑来进行操作,切实保证杜绝带地线合闸送电事故的发生。

2.3 电压互感器二次侧该不该装设短路的地线

一些供电公司的检修班组在变电所对10~500kV的电压互感器进行检修工作时,办理的变电第一种工作票安全措施要求只是对电压互感器的一次侧合上接地隔离开关(刀闸)或装设接地线,没要求要在电压互感器二次侧短路接地。

电压互感器二次侧的短路接地,对于保障检修人员的人身安全至关重要。电压互感器检修前虽然在其一次侧已合上接地刀闸或装设了接地线,并且退出了二次回路熔丝(保险)等安全措施。但在实际工作中,拆开电压互感器一次接线后,就会使其失去短路接地的保护,当二次回路发生误操作时,电压互感器的一次侧就会有反升电压,危及检修人员的人身安全。

2.4 装拆接地线该不该记录

变电所内一次设备装设和拆除接地线这一重要的操作内容。

接地线的操作作为电气倒闸的主要危险点,避开和控制危险点是防止发生电气误操作事故的有效方法,因此加强对接地线的管理,也就是对所内一次设备装设和拆除接地线这一重要的操作内容,值班人员按有关规程的规定在有关登记簿上记录清楚,就完全可以杜绝误操作事故的发生。

值班人员根据工作票,工作任务装设和拆除接地线,均应在运行日志和《接地线操作登记簿》上明确记录。恢复送电前,应首先检查运行日志和登记簿中的工作任务是否已全部结束,接地线是否已全部拆除,并在交接班时交待清楚

3 关于防雷接地技术总体可分为以下几点:

3.1 接地的目的和种类

接地是利用大地作为接地电流回路,在电气设备与大地之间实现低阻抗的电气连接,它将设备接地处的电位固定为所允许的值。接地的目的一是为设备的操作人员提供安全保障;二是防止设备损坏和提高设备工作的稳定性。接地电位的大小,除与电流的幅值和波形有关外,还和接地体的几何尺寸及大地的电磁参数有关。

在电气设备中,按照接地用途的不同,可分为工作接地、保护接地、屏蔽接地和防过电压接地。

3.1.1 工作接地:

利用大地作为电气回路或采用接地的方法减小电器设备与大地间的相对电位。

3.1.2 保护接地:

为防止由于电器设备的绝缘破坏而遭致人身事故,采用保护接地措施,它一方面降低接触电压,将电器设备的机架、机壳和走线架等金属部分与大地间的电压降到允许的数值,另一方面降低跨步电压,将电气设备与大地表明将存在的电位差降低,使得故障电流流入大地上层时,其扩散能力最小。

3.1.3 屏蔽接地:

为防止因外来干扰电磁场和电气回路间的直接耦合,利用屏蔽接地,减小回路间产生串音影响。

3.1.4 防过电压接地:

为避免因过电压引起的人身事故和电气设备的损坏而采取的接地措施。这种过电压的产生主要由雷电和设备的开关故障所引起。阻抗较低的接地位置,可将雷电流引入大地,并迅速流散在大地中。正确设计的接地系统,应当使电气和电子系统的所有部分,在任何时候都能通过所提供的低阻抗途径,均衡整个系统的能量并排泄入地,使其保持在同一电位上。接地系统的关键是地下的接地装置,这经常成为建立有效接地系统得最大困难。要提供最小而又能长期保持的低阻抗对地泄流,应考虑下列因素:

(1)土壤条件

(2)接地装置与土壤的接触面

(3)接地装置的长期效果(寿命)

3.2 接地的方法:

根据上述的接地种类,在一栋建筑物内,对于各种接地的问题是防雷工程界探讨复杂的问题。在二十世纪70年代以前,常采用“独立接地”形式,又称“三地”方式,虽可避免工频电源对信号系统的干扰,但往往发生因防雷接地与电源设备接地互不相连而造成的反击,致使设备损坏。2000年正式列为国家防雷标准《建筑物防雷设计规范》中一条:“防直接雷接地宜和防雷电感应、电器设备、信息系统等接地共用同一接地装置”(GB50057-94中第3.3.4条)。

在该“规范”中对于电子设备的接地方法提出了可采用S型星形结构(又称单点接地),M型网状结构(又称多点接地)或S型与M型组合的三种方式中之一的规定,它们分别如图1和图2所示。由于星型连接可消除多共阻抗耦合和低频接地环路,因此能很好地工作于小于1MHZ频率以下低频电路。当信号或电磁干扰地频率相当高(>10MHZ)或采用高速逻辑时,分布电容的耦合效应将会产生耦合干扰(图3),这时必须采用M型网状连接。由于网状连接,存在许多接地环路,这对同时应用的较低频率的电路是有害的,此时可采用组合接地的方法。

第9篇

[关键词]防雷保护;过电压 ;接地技术

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0244-01

一、变电站雷击过电压的分类

供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值,通常情况下变电站雷击有两种情况:一是雷直击于变电站的设备上,二是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站。其具体表现形式如下

1.1 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。

1.2 感应过电压

当雷云在架空导线上方,由于静电感应,在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷,在雷云对大地放电时,线路上的电荷被释放,形成的自由电荷流向线路的两端,产生很高的过电压,此过电压会对电力网络造成危害。

1.3 雷电侵入波

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站,是导致变电站雷害的主要原因,若不采取防护措施,势必造成变电站电气设备绝缘损坏,引发事故。防雷措施总体一般概括为2种: ①避免雷电波的进入; ②利用保护装置将雷电波引入接地网。

防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。

二、变电站的防雷保护装置

防雷保护装置是指能使被保护的物体避免雷击,而引雷本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针、避雷线、避雷器和防雷接地装置。避雷针和避雷线可以防止雷电直接击中被保护物体,因此也称作直击雷保护;避雷器可以防止沿输电线侵入变电所的雷电过电压波,因此也称作侵入波保护;接地装置的作用是减少避雷针(线)或避雷器与大地(零电位)之间的电阻值,已达到降低雷击过电压幅值的目的。

2.1 避雷针(线)

避雷针(线)的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针(线)的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向,使雷电对避雷针(线)放电,再经过接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。

2.2 避雷器

避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量的吸收器,它与被保护设备并联运行,当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先动作,泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备。

2.3 防雷接地装置

防雷接地装置是用来将雷电流顺利泄入地下,以减少它所引起的过电压。各种防雷保护装置(避雷针、避雷线、避雷器)都必须配以合适的接地装置,将雷电泄入大地,才能有效的发挥其保护作用。

三、变电站的防雷保护

3.1 变电站的直击雷保护

为了防止变电站遭受直接雷击,需安装避雷针、避雷线和铺设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电站的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定的距离,因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大,则有可能在它们之间发生放电,这一现象称避雷针(线)对电气设备的反击或逆闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上,有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这一情况发生,被保护物体与避雷针(线)间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离,这是变电所的直击雷防护设计的主要内容。

避雷针的装设可分为独立避雷针和构架避雷针两种。

3.2 变电站的雷电侵入波保护

变电站限制雷电侵入波的主要措施是装设避雷器,避雷器动作后,可将侵入波幅值加以限制,使变压器受到保护。已在输电线上形成的雷闪过电压,会沿输电线路运动至变电站的母线上,并对与母线有联接的电气设备构成威胁。 在母线上装设避雷器是限制雷电侵入波过电压的主要措施。

3.3 变电站的进线段保护

所谓变电站的进线段保护就是在邻近变电站1-2km处装设避雷器,以使雷直击变电站附近的导线时,限制侵入波的陡度和幅值。当沿线路全长架设避雷线时,则这段线路应有更高的耐雷水平,以减少进线段内绕击和反击的概率。

3.4 变电站的变压器中性点保护

对于35~60kv中性点不接地或经大电感接地电网中的变压器,其中性点是全绝缘的,一般不需要保护。对于110kv及以上中性点有效接地系统,其中一部分是不接地的,一般应在中性点加装一台避雷针。

四、变电站防雷保护的计算

避雷针和避雷线这两种装置都是通过拦截措施,改变雷电波的入地路径从而起到直击雷保护的作用。小变电所多采用独立避雷针大变电所多在变电站构架上采用避雷针或避雷线,也或者可以两者相结合。直接雷保护的主要措施是安装避雷针。下面主要介绍避雷针(线)的保护范围。

避雷针保护范围 (1)首先介绍单根避雷针的保护范围,如图1。

Rx和hx表示为水平面上的保护半径

h≤30m时,θ=45°

在被保护物高度水平面上,其保护半径为

其中 其中

式中,p为高度修正系数,当h≤30m时,p=1;

当30

(2)多支避雷针:工程上多采用两支或多支避雷针以扩大保护范围。

等高双避雷针的联合保护范围要比两针各自保护范围的和要大。避雷针的外侧保护范围同样有单支避雷针的保护范围决定,而击于两针之间单针保护范围边缘外侧的雷,可能被相邻避雷针吸引而击于其上,从而使两针间保护范围加大,如图2所示。

五、结论

随着科技发展,生产和生活用电量越来越大,电已经成为最重要的资源之一。如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。雷击事故是电力供应部门最重要的灾害之一。在变电站的防雷击保护中,如何防雷显得十分重要,防雷击技术的研究已经取得了很大的发展,变电站防雷的保护措施会越来越多。在实际中,变电站的防雷保护是一个系统工程,需要因地制宜根据不同区域的地形地貌和气候特点,合理地选择防雷保护措施。严格按防雷接地规程办事,应用新技术新装置,采取综合性的防雷措施是确保变电站极大减少雷害的重要手段。

参考文献

第10篇

关键词:雷电、防雷、接闪器、引下线、接地

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

1引言

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。它能在瞬间已对建筑物中的设备产生巨大的破坏。我国江南地区是雷电高发地区,每年由于雷击所造成的损失不可估计,建筑物中的设备由于一夜雷击,损失可达几百万甚至上千万。做好建筑施工中的防雷接地保护措施,对于保障建筑设备的正常运行意义重大。

2防雷保护装置的组成:

防雷保护装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。

2.1接闪器:指的是接受雷电的导体,突出于建筑物,使雷电通过它导入大地而不经建筑物其他部位导入而起到保护作用,主要有避雷针、避雷带和避雷网。

1接闪器的保护范围:半径为R的球与接闪器和地面相切绕接闪器滚动一周所形成的阴影区域即为接闪器的保护范围。

2在保护范围内并不是没有雷击,只是雷击能量较小,滚球半径R越小,进入保护范围的雷击能量也越小,也就是说接闪器的防雷效果越好。

3接闪器并非越高越好,超过60米的接闪器在技术上是没有多大意义的,所以在高层建筑中采用防侧雷击(将距离地面45米及以上的金属窗、门框架,阳台金属栏杆以及面积较大的金属装饰物就近与钢筋网和金属构架连接)以解决这一问题。

2.2引下线:指的是由接闪器导雷引入大地构成路径的导体,可明敷于建筑物表面由上而下的圆钢、扁钢、裸导线等构成的避雷引下线;目前施工中,广泛利用建筑物钢筋混凝土结构中的钢筋引下线。

2.3接地装置:指的是埋入地内-0.7m以下的接地极组,是导雷入地的散流极,若是电气施工专门安装的称人工接地体;若利用建筑物钢筋混凝土桩基、底板内钢筋以及埋设的金属管道等作为接地装置散流极称为自然接地体,此外还有专门生产的成品如接地模块等。

3防雷保护装置的安装实施:

3.1施工程序

1新建房屋,采用暗线,由下而上施工,施工程序为:接地装置-〉引下线-〉接闪器

2老房屋改造,采用明线,由上而下施工,施工程序为:接闪器-〉引下线-〉接地装置

3.2施工要点

1土建工程施工时要做好建筑物顶层屋面上避雷带(网)等接闪器支持件的预埋和避雷针基础螺栓的预埋。

2明装的接闪器和引下线应采用热镀锌材料组成,以机械连接为宜,若有不可避免的熔焊连接,则在连接处应加强防腐涂层。

3明敷的避雷带、网及引下线应平直,转弯处应成圆弧状,不得形成锐角折弯。

4高层建筑的均压环应与防雷接地干线连接,不得以末端支线作为连续导体。

5以建筑物基础钢筋作为接地装置的应有多个引出的短段扁钢(如40×4)接续点,若自然接地体接地电阻值不能满足要求,可以人工接地体与之相连接,以达到整个接地装置的接地电阻值满足规定要求。

6每栋建筑物地面以上至少留有两个接地电阻测定用的测点,并标识明显清晰。

7整个防雷接地系统完工后应抽检系统的导通状况和对接地装置接地电阻值的测定,其结果必须符合设计要求。

4常见的相关施工技术安装要点:

4.1利用柱内主筋作接地引下线的安装在工业与民用建筑工程尤其是工业厂房、高层建筑中, 多数是利用柱子内两根主筋作为引下线, 不再另设其他引下线。如何确定柱内哪两根主筋作为引下线最佳, 需要考虑以下几个因素。1 柱子不设断接螺栓在这种情况下, 主要考虑在屋顶引出部位与避雷网(针)接闪器的连接方便即可, 通常可利用柱内靠内侧的两根主筋或左(右)侧中间两根主筋。2 柱子上设有断接螺栓在这种情况下, 首先要确定断接螺栓的位置。断接螺栓在柱子上的位置一般有两种情况:一种是设在室外, 可利用柱子靠外侧的中间两根主筋作为引下线;另一种是设在室内, 则可利用柱子靠内侧的中间两根主筋作为引下线。这样均可方便地从主筋上引出安装断接螺栓。

4.2断接螺栓的安装在施工中, 断接螺栓的安装往往不被重视, 而且经常被遗漏。其实断接螺栓不仅在技术上是不可缺少的, 而且同时也关系到建筑物的美观, 因此, 在施工中应加以重视。1 断接螺栓设置的位置断接螺栓究竟设在何处为合适, 需要考虑几个因素:一要便于使用, 即方便于测量接地电阻时的接线;二要不影响美观;三要安全, 人不易碰及。例如可设在建筑物的背面, 或设在地下室等比较隐蔽而又方便使用的地方。2断接螺栓的安装高度在图集 JD 中要求设在离地 2.0m 处, 也有的要求设在1.5~1.8m 处, 这应视具体情况而定。在高层建筑中, 利用柱内两根主筋作为引下线时, 在室外柱子上设断接螺栓, 如果设在1.5~1.8m 处, 既不美观, 又与人的高度相当, 行人容易碰及而发生事故;如果暗设在 0.5m 处, 既比较隐蔽、不影响美观, 行人也不会绊脚, 同时又方便于测量接地电阻时的接线。当断接螺栓设在室内时, 按高度为 0.5m 设置也较为合适。如果是多层建筑架空进户线的重复接地极的断接螺栓, 则设在 1.5~1.8m处较为合适。

4.3.混凝土构件中钢筋与接地极的连接利用混凝土构件中钢筋作为接地极或引下线时, 应注意以下几个方面:1柱内主筋与圈梁内主筋的连接主筋的连接应与上述地板钢筋之间的连接做法相同, 但连接件不一定使用同规格的钢筋, 用扁钢也可以。

2 地板钢筋之间的连接地板钢筋之间的连接不能用电焊直接将钢筋互相点焊在一起, 而必须用连接件将钢筋搭焊在一起, 连接件以采用与板内钢筋同规格的钢筋为好, 以免伤害板内钢筋。

3 柱内主筋与避雷带的连接无论避雷带是用扁钢或圆钢构成, 均应采用焊接或热剂焊的做法连接, 连接材料可采用扁钢或圆钢。

4.4 建筑屋面防雷建筑物竣工验收投入使用之后, 使用者为装饰、附加功能或商业广告等需要而进行的屋面装修。以致它们的存在增加了建筑物的金属含量, 雷雨时容易聚电荷, 增加了遭雷击的可能性,且不规则的尖凸布置都成了引导雷电的接闪器。因此必须对它们采取一定的防雷措施。对于已完成的装修应采取相应的补救措施。下面针对几种特定的屋面后装修, 提出相应的补救措施。

4.4.1 不带电的金属构件的处理措施:

1处理的原则:屋面设置的金属构筑物, 例如广告牌、角钢支架、金属栏杆、铁塔、旗杆等, 必须各自与建筑物避雷系统做好电气连接。

2处理的方法:一般民用建筑都采用屋面女儿墙顶敷设避雷带的方式, 只要用直径 8mm 以上镀锌圆钢与避雷带焊接即可, 注意焊接处做防锈处理。

3常用的操作方法:为适应这种屋面后装修的需要, 可在这种暗式防雷系统的设计、施工中, 先在屋面适当位置布置若干外露的防雷接线柱头。4.4.2 带电的金属设施的处理措施:

1处理原则:原则为屋面暴露部分寻求屏蔽和接地, 电源引出处装设避雷器。

2处理方法:

1)屋面设置的带电设施, 最典型的是建筑物轮廓彩灯。

2) 有许多是采用导线并接多个防水灯头, 缠绕在女儿墙上端避雷带上。从防雷的角度看, 这正是最糟糕的处理办法,没有做正规安装。

3)如果有避雷带的话, 可在避雷带下安装灯具, 以便得到庇护, 配线钢管与避雷带做电气连接。

4)如果没有明装避雷带, 宜采用带金属防护罩的彩灯,配线钢管同样需与作为暗式避雷带的结构钢筋做电气连接。

4.4.3 混乱的屋面建筑装修的处理措施:

1原因:对上述各种情况都有, 往往是多次重复装修而形成的局面。

2处理方法:

1)传统的各自接地的所谓重点保护方式,

2)采用各类消雷器,例如半导体消雷器等。

3)效果比较:消雷器保护角大( 一般可达 800 左右) , 防雷范围较明确, 覆盖状况较好。5 结语总之防雷接地是隐蔽工程中一项独特的、连续的、安全性强的工程项目。因此,建筑的电气接地工程的安装施工中, 应严格按其施工技术要求及操作规程组织施工, 高度重视防雷避雷问题, 尽量避免并减少可能发生的雷击事件。文献参考:[1]《建筑物防雷设置安装》99D501-1.

第11篇

关键词:加气站;防雷;探讨

1 引言

雷电是一种极具破坏力的自然现象,其电压可高达数百万伏,瞬间电流更可高达数百千安。落雷后在雷击中心1.5~2KM半径的范围内都可能产生危险过电压,损害线路上的设备。在联合国国际十年减灾委员会公布的对人类造成最严重危害的十大自然灾害中,雷暴由于其对人类生命、财产的巨大侵害,被列在了显著的地位。

随着清洁能源的发展和低碳环保概念的深入,作为一种清洁能源的天然气正在逐步取代汽油,越来越多的汽车加气站正在建设当中。作为易燃易爆场所,加气站不但含有极易爆炸的天然气,还有大量为管理加气站而建设的配电、网络、控制、报警、监控等弱电系统,这些系统是加气站的神经中枢系统,雷雨天气时,除了极易引发储气罐爆炸外,雷电产生的雷电电磁脉冲还对弱电系统构成严重的威胁,因此,加气站的直击雷和弱电系统的感应雷防护必须重视。

2 确定防雷类别

根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)第2.0.3条、《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2002)附录B对加油加气站内爆炸危险区域的等级范围划分及第2.0.3条的规定及加气站的安全要求,爆炸危险环境按“第二类防雷建筑”设计,正常环境的建筑物按“第三类防雷建筑”设计。

3 防雷设计方案

3.1 站内直击雷防护

3.1.1 站房、压缩机房部分

避雷带沿屋面、女儿墙外侧明敷,避雷网格不大于10m×10m或12m×8m,取材Ф10及以上热镀锌圆钢,支撑卡子水平间距1m,转弯处0.5m。引下线可以利用结构柱内钢筋上下通长焊接,当用材Ф16及以上钢筋时,两根一组,当用材10≤Ф<16钢筋时,四根一组。当柱筋小于Ф10时,另设-25×5热镀锌扁钢柱内暗敷引下;利用基础内的钢筋互相焊接连通做接地装置,并沿建筑物散水坡外敷设一圈环形接地装置,埋深1m,水平接地体取材-40×4热镀锌扁钢,垂直接地体取材L50×50×5、长2.5m的热镀锌角钢,间距不小于5m,并利用-40×4热镀锌扁钢将自然及人工基础互相连通,连接点不少于两处,宜在每处引下线所在位置与人工接地体连接,以便更好、更快泄流。

3.1.2 加气棚部分

根据加气棚的结构性质,利用金属网架做接闪器,充分利用每一根钢柱做引下线,人工敷设接地装置,做法、取材等同站房部分。彩色压型钢板、钢柱及人工接地装置互相连通形成良好泄流通道。

3.1.3 循环水池部分

露出地面的冷却水塔、循环水泵、水泵的控制箱、地面循环水管等的金属外壳应可靠接地。

3.1.4 储气井区、加气区

埋地储气井露出地面的工艺管道电气连接接地。埋地储气井区设环形接地装置,将地中、地面各金属构件、电气设备正常非带电金属外壳、金属管道等均可靠接地。

每个加气机处从人工环形接地装置处预埋引上一根-50×5热镀锌扁钢,终端露出地面2cm,做设备预留接地点。各加气机处设两个汽车防静电接地用焊接钳、自动双枪加气机正常非带电的金属外壳(金属构件)等与从基础引出的接地预留钢筋可靠连通。

3.1.5 联合接地

根据GB50156-2002第10.2.2条的要求,加油加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等,共用接地装置,其接地电阻不大于4Ω。各单体接地装置互相连接,确保全站形成整体环形接地网。储气井(罐)区环形接地系统与此接地系统互为相连。

3.1.6 等电位连接

电缆与天然气管道、热力管道(循环水泵的热水回收管)在不同的地沟内敷设,并保持一定的安全距离。特别是电缆与热力管道。当平行及交叉敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物,其净距小于100mm时采用金属线跨接,跨接点间距不大于30m。

正常情况下不带电,而当绝缘破坏时可能呈现电压的电气设备金属外壳均可靠接地。

工艺部分的主要金属装置、电机外壳等均可靠接地。

压缩机金属外壳、加气机外壳等设置均可靠接地。

地下金属管与接地装置应互相可靠连接。

3.2 电源防雷

站内电源供电方式采用TN-S接地保护系统,电源分三级进行防护:

第一级:在变配电室的低压侧(受电柜)安装标称通流容量60kA的通过复合波(1.2/50μs、8/20μs)波形的复合型电源SPD。

第二级:在各馈电柜、电容补偿柜、柴油发电机配电柜、办公楼总配电柜内分别安装标称通流容量为40kA的通过复合波(1.2/50μs、8/20μs)波形的复合型电源SPD。

第三级:在压缩机控制柜、脱水装置配电柜、营业用房配电柜、消防泵房、办公楼层配电柜内分别安装标称通流容量为20kA的通过复合波(1.2/50μs、8/20μs)波形的复合型电源SPD。

在站房计算机机房、UPS电源、加气机数据传输设备及其他精密设备(监控设备)的电源开关处使用通流容量15kA的通过复合波(1.2/50μs、8/20μs)波形的复合型电源SPD。

3.3 信号防雷

在数据语音线(电话、网络)进线端口(程控交换机配线架)分别安装相应的电话信号SPD,保护后端的信号端口。

在网络交换机、服务器、防火墙等网络端口安装相应网络信号SPD,保护后端的网络信号设备。

在站房加气机总控制线、监控设备控制线上安装控制信号SPD,保护后端的信号控制设备。

在监控矩阵前端安装视频信号SPD,保护后端的监控设备。

在室外云台摄像头后端安装信号SPD,保护室外的监控摄像头。

4 总结

加气站的雷电防护是一个综合工程。最主要也最有效的措施是采取良好的等电位及联合接地。将突出地面的金属构件、电气设备正常非带电的金属外壳等进行良好接地;地下金属管道与接地装置进行可靠连接以形成电气通路,减少或避免地电位对其造成反击;长导电物的连接处保持过渡电阻不大于0.03欧;并设置位置合理、参数匹配的电源、信号SPD,防护雷电电磁脉冲的危害。

其总体思路归纳为如下几点:

a)站房、辅助用房、加气棚等露天建(构)筑设置合理的接闪、引下、接地措施;整个站区进行联合接地,接地电阻不大于4Ω。

b)站内各种金属管道(天然气管道、电源穿线管道、水管、信号线路穿线管道)埋地敷设,并保持整体电气导通连贯性,每隔20m接地一次。管道间平行及垂直敷设时保持既定的安全距离(100mm),受限不能保持该范围值时,应进行跨接。热力管道与各设备线管道等应保持足够的安全距离。

c)露天的油气罐、油气管壁厚<4mm时,采取独立避雷针(或架空避雷线、网)进行合理的范围保护。当厚度≥4mm时,利用罐、管本身作为接闪装置,并良好接地。

d)电源、信号系统设置位置合理、参数匹配的SPD以防雷电电磁脉冲。电源一般设三级雷电防护:第一级设在总进线配电处,第二级设在各二级配电盘和具有室外线路布置的配电盘处,第三级设在UPS、电子信息等敏感、精密设备、直流设备配电盘处。信号线路的雷电防护通常设在各线路进线、出线处。良好的线路屏蔽及接地,取得的防雷效果更好。

参考文献:

[1]《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156-2002(2006年版)

第12篇

关键词 自动气象站;防雷技术;方案

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0100-01

1 自动气象站的系统组成及工作原理

大部分都由自动站数据采集设备(通常所说的自动站)和数据接收处理中心两部分组成自动气象站系统。自动站数据采集设备主要有传感器单元、连接电缆、数据采集器、供电单元和通讯单元五个部分组成。自动气象站是通过微处理器进行实时控制和采集处理的。随着气象要素的变化,各个相应传感器输出的电量也产生变化,这种变化由数据采集器采集,并进行线性化和定标处理,实现工程量到要素的转换,对数据进行质量控制;通过预处理后得出各个气象要素的实时值,再传输到主控微机,并实时显示。

2 自动气象站数据采集特点

自动气象站数据采集是通过传感器获得的,由于数据的传输是微电流信号,所以经过采集器到计算机的信号对电磁环境十分敏感。恶劣的电磁环境会严重影响信号的传输乃至使信号失真。从传感器到采集器,再从采集器到计算机,传输线一般>40 m,而且数据传输线与电源线、接地线等是处在几乎相同的电磁环境,相互之间存在一定的影响。作为测风用的风传感器一般距离地面的高度在10 m~12 m以上,是所有传感器中最容易收集雷电信号的部件,而且数据传输线很难做到电磁屏蔽。现行设计的自动气象站信号采集器虽然设置了防雷模块过滤可能的雷电信号,但由于是参照程控电话防雷的参数设计,事实上不能很有效地防雷,大多数的雷击个例已说明问题。尽管后来设计的采集器从室外移至室内,但传感器和传输路径和环境并没有发生变化,因此采集器的采集核心在雷电信号面前仍然敏感和脆弱。

3 自动气象站雷灾的特征分析

1)雷电过电压的强度。据资料统计,低压输电线路上的雷电过电压在6 kV以下,电流为3 kA~10 kA。通信线路上感应雷电过电压约为5 kV,电流为几百安。1971年美国研究报告[AD722675]指出,电子计算机在雷闪时磁感应强度达到7×10-8 T时即会出现误动作,当达到2.4×10-6 T时出现永久性损坏。这两个数字相当于860 m和83 m处有一个100 kA的雷电流流人大地造成的结果。

对雷击地面产生电磁效应危及电子管设备系统的半径约为400 m~800 m;对晶体管设备为800 m~1 200 m;对微电子设备为2 000 m以上。如自动气象站各电子设备距雷击点10 m~100 m间,雷击电源线引起的磁感强度为0.6-2×10-5 T;雷击通信线产生的磁感强度约为107~106 T数量级。前者足以使微电子设备出差错或损坏,后者也可能使设备产生误动作,从而说明自动气象站抗雷电电磁脉冲的能力差,因此,对自动气象站采取雷电防护措施是十分必要的。

2)雷电入侵途径分析。①直击雷。直击雷直接击中自动气象站设备,造成气象设备部分或全部电路损坏。因自动气象站均安装有避雷装置,所以这种情况比较少见。普查汕头市及所辖地区的自动气象站,均尚未发生过这种雷击事故;②高电压脉冲。来自雷电的静电感应和电磁感应的高电压脉冲,在各种线缆中感应出几千伏到几十千伏的高电压。出现这种情况,一般会影响到各传感器。其中,风向传感器由于是自动气象站位置最高的仪器,且集合了大量的半导体元器件,在雷击故障中往往是首当其冲;③雷击引起电位的升高。在直击雷雷击点的附近引起地电位的升高,高电位通过设备的接地线引入到电路,造成电路元器件的损坏;④交流电电源线路的入侵。自动气象站的电源由低压输电线路提供,当电力线路遭到雷击时,沿输电线路以行波的方式引入到设备内,使其失效或损坏。直击雷击中高压输电线路时,所产生的过电压经过变压器耦合到次级,在低压线路上产生雷电过电压,同时雷电的静电感应与电磁感应在低压输电线路上感应出过电压也可能对设备造成损害。由于电源板与交流电连接,在对汕头市及所辖地区自动气象站的雷击事故的统计中,电源板是出现故障概率最多的设备。接连两个月内发生在南澳县气象局观测场内的2次强雷击中,采集器里面的电源板也均被击坏。

4 自动气象站防雷工作存在的问题

1)观测场避雷针保护范围不合格。参考《建筑物防雷设计规范》(GB/T50057-2000)附录4,用滚球法计算避雷针保护范围。

2)承载风传感器的铁塔与避雷针混合安装。参考在《建筑物防雷设计规范》(GB/T50057-2O00)里第3.2.1条。

3)金属护拦无接地,部分线路无穿钢管或金属槽敷设。屏蔽可以减小和防止雷电电磁脉冲干扰祸害。

4)无安装避雷带和避雷网格。避雷带的规范安装显得尤为重要,它起着“挡箭牌”的作用,只有正确安装好接闪器,才能起到快速分流的作用,最大限度保护建筑物免遭直接雷击。

5)总电源及各种通信线路无安装避雷器,避雷器的作用主要是泄放大的电流,一旦有雷电流(过电压)通过,避雷器会在断路器动作之前提前动作,把过电流泄放掉,从而保护电路及其后端的用电设备。

5 自动气象站防范雷击的应对措施

自动气象站是地面气象观测以及中小尺度天气预报的重要组成部分,防雷的好坏将直接影响探测质量,一次采集核心DTS00的损坏,直接经济损失就是4 000余元,更何况雷电状态下电磁环境对气象要素数据采集的长久负面影响。

1)单独设立避雷针。避雷针单独设立,避免了接闪时对风传感器和传输线的直接影响。条件可能的情况下,尽可能将避雷针系统与风传感器部分分开设置,按照防雷规范保持两个系统间有效的距离;受观测场地限制,确实难以做到分开的,也应考虑将避雷针保持与风传感器更大的距离,做好雷电流引下线与风数据传输线之间的电磁屏蔽。

2)等电位连接。避雷针与金属管作等电位连接,将固定避雷针的U型螺杆与金属管电气贯通,去掉相互间的绝缘材料,使其形成等电位连接,防止避雷针雷电流反击风向风速传感器。

3)接地极尽量安置在观测场围栏外。使得数据线缆等可以保持与接地连接线之间的安全距离。距离不够时。设法使线缆与接地线的交角增大.最好成直角。

4)合理设置引下线及信号线。各传感器的信号电缆必须放置在已经接地的金属管或带有金属屏蔽层的PVC套管内;做好接闪器的安装,避雷针引下线、信号线、电源线分管穿行。防止引下线上雷电流反击信号线或电源线影响信号线。

5)室内等电位接地板,最好用铜质材料,要有足够的面积和厚度,厚度至少大于3 mm,减少接地板的直流电阻和高频电阻;同理,接地线尽量平直粗短,为了减少接地线的电感,可以采取用接地板截断的办法来减少接地线长度。

6)安装电源避雷器。安装总电源避雷器,并在自动气象站设备使用的专线上加装电源避雷器。

自动气象站的防雷技术是难度很大的。本文探讨了防雷工作,提高了防雷水平。因此,要综合考虑自动气象站的特点而进行的防雷工作,需要不断归纳总结、不断完善,从而确保自动气象站的防雷安全,保障其在雷雨季节正常的运行。

参考文献

[1]郑西,李如强,岑剑.山西自动气象站防雷探讨[J].贵州气象,2009,33(2).

[2]曹兴锋,安学银,于艳敏.大监自动气象站一次雷击故障的分析与排除[J].山东气象,2009,29(3).

[3]GB/T 50057-2000建筑物防雷设计规范[S].