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2024-05-02 02:00:01 487次浏览

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直击雷防护

风电机组易接闪的部位主要是叶片、机舱和其上的测风、测温等设备以及塔身。本章重点要讨论的是，如何从整体考虑的区域防雷来防止或减少风电机组遭受直击雷。

区域防雷主要思想是：依据雷击选择性、雷击电气-几何模型的理论以及“双极接闪针”能减少被保护物雷击几率的特性，将整个风电场看做一个整体，在风电场适当位置设置数个独立接闪针塔，机舱尾部上方安装一只“双极接闪针”。将风电场区域内强度大的雷电吸引到接闪针塔上，减少强度大的雷电击中风电机组的概率。根据雷击选择性，在一定区域内，在地面电场强度越大的地方，雷击越易发生。通过架设的独立接闪针塔与机舱尾部上方安装的“双极接闪针”相配合，在雷云接近机组时，独立接闪针塔顶处的电场强度远远高于风电机组上的电场强度，这就达到让雷击发生在接闪针塔上的目的。

当然，这一方法中独立针塔在风电场中架设的位置选择非常关键，需要对风电场的自然条件及雷电活动规律进行调查，根据风电场的气象、地理、风电机组布局和防护成本等实际情况来综合考虑

雷电防护装置应每年检测一次，易燃易爆场所雷电防护装置应每半年检测一次，发现不合格项应立即整改、完善。

企业应做好雷电防护装置的日常巡查工作，尤其在雷电过程结束后，应立即安排对雷电防护装置进行巡查，如发现雷电防护装置存在隐患，应及时采取措施。

企业应委托专业单位对雷电防护装置进行维护和保养，雷电防护装置如遭损坏或性能下降时时，应及时修复或进行更换。

企业应重视从多方面、多层次设置低压配电系统、电子信息系统、安防系统、消防系统的防雷电感应措施。对于已安装的电涌保护器，应加强对其进行外观检查和性能检测，出现外观明显损坏、故障提示或经检测发现性能下降或失效的，应及时进行更换。

天面新增设施或设备时，应同时增设雷电防护装置进行保护：一般金属结构或设备应设置直击雷防护措施，重要或敏感设备还应设置闪电感应防护措施；在室内的低压配电系统、电子信息系统、安防系统、消防系统等增加设备时，也应视其重要程度，合理配置闪电感应防护措施。

企业应定期或不定期开展雷电常识、雷电防护和各类急救知识的培训，制定雷电发生时的作业和避险指引，降低因雷击造成的人员伤亡和财产损失的事故风险。

由于闪电的电磁脉冲无孔不入地从空间各方位侵袭各种现代科技设备，所以现代的防雷技术必须针锋相对，即的防护、层层设防、综合治理，要考虑各行各业的不同特点，要同时保护人、物和设备这三种对象免受雷害，须把防雷工程看成一个系统工程。

  本文根据所在加油站之实际情 况，制定出弱电系统防雷改造设计方案。

  需求分析

  环境概况

  本站位于东营市孤岛城郊、四周空旷。站油库内设有油罐储存区、汽车加油区、卸油区、油泵房、润滑油品库房、实验室、办公区和固体油库房、50米高的铁塔避雷针等设施和建筑物组成。年平均雷暴天数为32.5天，处于中等防雷区，站内自动化程度较高，采用了大量的电子信息设备。

  雷击分析

  由雷电引起的雷电电磁脉冲能量通常达几百焦耳，峰值电流高达上千安培，对以集成电路为主的计算机、交换机等各种仪器设备造成严重威胁,而且通常它们的抗电强度仅为几十伏,而雷电感应引起的过电压通常都在几百乃至几千伏以上,足以对电子设备造成严重威胁甚至使其损坏。

  现有系统隐患

  本站已有防雷措施，对防直击雷及爆炸危险环境中设备的防雷防静电有效，但对防雷电脉冲和弱电子设备的干扰效果不很理想。

  从设备遭受雷击的现象来分析，加油机及其控制系统、大罐液位及温度控制系统、办公室内部计算机等弱电设备均无遭受直击雷的明显痕迹，而且以上设备分布较分散，分布面积较广，控制室、加油亭等接地系统未采用等电位联结端子板的一点接地方式，存在电位差，控制电缆穿钢管部分两端未接地，部分采用单层屏蔽电缆未采取双层屏蔽措施，由于存在以上原因，当弱电设备遭遇雷电电磁脉冲感应过电压时就会引起弱电设备损坏。

  防护原理

  整体的雷电防护系统由三部分组成，每部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防雷，由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护，由合理的屏蔽、接地、布线组成，可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防雷，由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。

随着电子设备的广泛使用，雷电电磁脉冲的危害也相对严重起来。1992年6月22日国家气象局中心大楼发生雷击事故，北京－东京的同步线路的调制解调器被击坏，致使线路中断46小时，另一主机的一块异步板被击坏，导致8条线路中断，影响了国际通讯。其他地点因雷电电磁脉冲干扰而导致电子设备损坏的例子还有不少。这类例子说明，只设计外部防雷装置而不配之内部防雷手段，接闪器再好，也无法获得好的防雷效果。

防雷工程是一种系统工程。笔者早在1960年作工程总结及写作《建筑物防雷设计》一书时就提出了建筑物防雷设计的六项重要因素，目的是提醒人们要整体地、地考虑建筑物防雷设计。这六项要素是：

（1）接闪功能：指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。

（2）分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于砖混结构064中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。

（3）均衡电位：指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

（4）屏蔽作用：屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是有效的措施。此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。

（5）接地效果：指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果和经济。笔者认为，当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的外边（不必离开建筑物3m以外）。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。