時間：2023-06-06 09:00:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇防雷接地方案，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：接地網 電阻率防雷保護
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
一、前言
福建省為沿海多山省份，變電站選址不可避免的會遇到高土壤電阻率的站址。本文假設以某變電站選址在高土壤電阻率地區為例，簡單論述在此地質條件下，變電站接觸電阻的計算、應當采取的降阻措施方案及在此情況下變電站施工時注意事項。
110kV變電站A站址選擇在高電阻率地區，其實測土壤電阻率最大為700Ω?m，本工程變電站內接地網面積經估算約為3860m2。110kV變電站A遠景雙回路接入220kV變電站B，A站與B站間線路長度為7公里。
二、工程實例
1、變電站A接觸電阻計算：
1.1安全接地體設計計算
1.1.1最大運方下，發生不對稱短路時流經接地裝置的短路電流值：
按遠景A變電站雙回接入220kV變電站B（系統邊界阻抗X1=0.0436，X0=0.02）、線路長度7公里計算Imax=8.56kA，Iz=1.26 kA；實測場地電阻率700Ω?m。在站內發生接地短路時，流經接地裝置的電流：
I=（Imax -Iz）×（1-Kf1）=(8.56-1.26)×0.5=3.65kA
2. 接地引下線與水平接地極截面積的選?。?/p>
設短路電流的持續時間為2 S (te)。
a．110kV等級
Sg≥= =73.74mm2。
若接地扁鋼腐蝕率按0.065mm/年考慮，接地引下線可選60×6mm2鍍鋅扁鋼，可滿足50年運行要求，水平接地極截面則選60×6mm2鍍鋅扁鋼。
1.2安全接地網設計計算
1.2.1. A全站接地電阻值估算：
接地網面積=3860m2 (ρ=700?m)
水平接地體總長為2500m。
接地電阻R≈=5.273
根據DL/T621-1997《交流電氣裝置接地》要求,接地電阻值R≤2000/I=2000/3650=0.548，但根據福建電力有限公司“辦基建〔2008〕20號(關于印發協調統一基建類和生產類標準差異條款（變電部分）的通知) ”的規定，交流工作地的接地電阻不應大于4；安全保護接地的接地電阻不應大于4；防雷保護接地的接地電阻不應大于10，因此，本站接地電阻不滿足要求，須做外引接地、接地深井等輔助措施以滿足接地電阻要求。
故采用如下降低接地電阻措施：
a、外引接地部分：
利用站外道路和空地，向西南舊站方向進行敷設外引接地網，面積約800（其中水平接地體總廠按700米估算），外引1的接地電阻：R1≈=11.97
向西北方向進行敷設外引接地網，面積約800（其中水平接地體總長按700米估算），外引1的接地電阻： R2≈=11.97
同時向東北方向進行敷設外引接地網，面積約800（其中水平接地體總長按700米估算），外引1的接地電阻： R2≈=11.97
R 總≈R//R1//R2//R3=2.256
b、接地深井部分：
按初設方案，考慮四座接地深井。接地深井四座：
每座接地深井Re=300/（2×π×50）ln(4×50/0.1)=7.26
考慮互阻影響，本次接地網設計接地電阻：
R總=（7.26/3*1.5）//2.256=1.23
1.2.2. 接地裝置電位：
I入地1=3.65kA， Ug= I入地1R=3.65 kA×1.22=4453V
1.2.3. 接觸電勢和跨步電勢驗算：
a、110kV中性點直接接地，故接地裝置的接觸電勢和跨步電勢不應超過下列值：
Ut=174+0.17ρ/=174+0.17×700/=258.14V
US=174+0.7ρ/=174+0.7×700/=520.48V
b．本站最大接觸電勢：
Utmax=KtmaxUg=KdKLKnKsUg
其中 Kd=0.841-0.225lgd=1.18，其中d=0.03
KL=1，
Kn=0.076+0.776/n=0.1357,其中n=13
Ks=0.234+0.414lg=0.97
Ktmax=1.18×1×0.1357×0.97=0.1553
所以110kV所內兩相接地時：Utmax=691.65V＞Ut
c．本站最大跨步電勢：
Usmax=KsmaxUg
Ksmax=(1.5-α2)ln ln
其中α2=0.35=0.376
β=0.1=0.36
Ksmax=(1.5-0.376)lnln=0.188
所以110kV變電站A內兩相接地時：Usmax=835.2V＞US
經計算最大接觸電勢和最大跨步電勢均不能夠滿足要求應采取均壓措施。
2 變電站高電阻率情況下應采取的措施方案
2.1. 接地網設置原則：
變電站A接地網除了采用與大地有可靠焊接的建筑物金屬結構和鋼筋混凝土樁基基礎等自然接地體外（建筑物基礎管樁作深層接地），還設置了以水平接地體為主，垂直接地體為輔的復合人工接地網，該地網外緣閉合，外緣各角做成圓弧形，圓弧的半徑不宜小于均壓帶間距的一半。經校驗計算本工程水平接地體采用60×6鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用φ50χ壁厚4mm長2.5米的熱鍍鋅鋼管，設備接地引下線采用60×6鍍鋅扁鋼。水平均壓帶采用等間距布置，方孔式地網即每隔5m布置一處，接地網埋深大于0.8m（穿過電纜溝處應埋設于電纜溝下方），過道路埋深1.2m，地網外緣圓弧半徑不小于2.5m。
接地線的連接應符合下要求：接地線間、接地線與接地極間、接地線與電氣設備間應采用焊接連接，其搭接長度應為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍。嚴禁在一個接地干線上串聯幾個需要接地的接地線。
2.2 設備接地：
電氣設備金屬外殼、預埋管道、電纜金屬鎧及屏蔽線、電容器網門、鋼構架風機、照明配電箱、端子箱、電纜支架、基礎預埋件等規程規定需要接地的金屬構件均應按規程、規范可靠接地。110kV電氣設備、變壓器中性點避雷器、隔離刀閘、間隙、10kV電容器、接地變及10kV開關柜等設備基礎的接地均應用兩根及以上以單獨的接地引線與接地干線不同點相連接。主控通訊間設網狀接地網，通訊屏基礎預埋件通過接地扁鋼與地網相連。
進線門型構架、主變門型構架及戶外設備構支架都應可靠接地，即從構支架頂部鋼構件焊接接地扁鋼自上而下，并與地網可靠焊接。電纜溝內應預埋接地扁鋼作為電纜支架接地，在電纜溝出圍墻處經接地螺栓（可卸式聯接）與本地網外電纜溝的接地扁鋼相連。
主控配電綜合樓各層樓板三根基礎鋼筋要求與柱內對角鋼筋焊接，并與主地網可靠焊接，連接點不少于兩處。
2.3 降低接地電阻及改善接觸電勢和跨步電勢過高的輔助措施：
本站跨步電壓值不能夠滿足規程、規范需要，為了減小跨步電壓值不滿足要求的影響，采取以下措施進行解決：
因為本工程人工接地網上跨步電勢不能滿足規定值，需要在設備區采取每隔2.5米設一均壓帶措施來改善地網接觸電勢及跨步電勢；要求所有進站道路應在混凝土道路（路面）下鋪設瀝青混凝土層，其厚度不小于10cm；在有人出入的走道處敷設‘帽檐式’均壓帶。
2.4 等電位聯結措施：
變電站A主控綜合樓內采用總等電位聯結，要求建筑物中應將對下列可導電體部分應采用總等電位聯結線進行電氣互相可靠連接，使它們的電位基本相等并在進入建筑物處接向總等電位聯結端子板：PE線、電氣接地裝置的接地干線、建筑物內的水管等金屬管道以及便于連接的建筑物金屬支撐物、金屬框架等構件的導電部分。衛生間須作局部等電位連接。
3 在高電阻率情況下變電站A的施工注意事項
變電站A全站由四支25米高的避雷針和主控綜合樓頂女兒墻上的避雷帶構成全站的防雷保護網。主控配電樓按二類防雷建筑采取防直擊雷、防雷電入侵波、防感應雷措施。屋頂避雷網沿屋脊及屋檐等易受雷擊的部位敷設避雷帶，并按規程要求做好防雷措施。
3.1 避雷帶及避雷線接地
在主控綜合樓頂及樓梯間屋頂每隔1m用Φ12mm圓鋼設一支撐，高出屋頂150mm，然后用Φ12mm圓鋼圍繞所有支撐焊一圈，構成屋頂避雷帶，避雷帶敷設在屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊部位，并且在屋面組成不大于10mx10m或12mx8m的網格。然后從避雷帶焊接Φ12mm圓鋼沿主控樓外墻向下明敷與主地網可靠焊接，共五處。避雷帶同時還利用建筑物頂部的避雷帶和建筑物鋼筋砼柱內主筋焊接成網，并由柱內貫通焊接的主筋引下與主地網可靠焊接。
3.2 防雷電波入侵措施
在電纜線路埋地引入建筑物處，應將電纜金屬外皮及其保護鋼管就近與接地裝置連接。對各種金屬管道在引入引出建筑物處就近與接地裝置連接。
3.3 其它要求
3.3.1電氣設備施工安裝必須嚴格按照有關國標、部頒規程、規定、規范及施工設計圖紙要求進行。
3.3.2為確保接地部分施工和敷設的質量，所有與接地有關的隱蔽工程均需監理、甲方等現場簽證。應特別注意樓板暗敷的接地帶、屋頂避雷網、構造柱內的鋼筋的焊接、主地網及接地引下線等的焊接和敷設。
3.3.3所有接地材料都需經熱鍍鋅處理，所有焊接處均需防腐處理。
參考文獻：
[1]能源部西北電力設計院編.電力工程電氣設計手冊(第1冊):電氣一次部分 .中國電力出版社
[2]DL/T 621-1997，交流電氣裝置的接地
[3]GB 50059-1992，35-110kV變電所設計規范
[4]DL/T 620-1997，交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合
關鍵詞：公路；機電設備改進；機電防雷措施
引言
當前，我國的公路總里程數位居世界第一，國家為了繁榮經濟的需要也在不斷地增加公路的建設，各種各樣的機電設備被應用于公路上，但是由于機電設備一般沒有較強的絕緣性，所以很容易遭受到雷擊而毀壞。不僅如此，國內對公路機電設備的防雷措施也研究得不夠透徹，導致沒有行之有效的防雷手段，致使公路機電設備受到雷擊后而毀壞，甚至會導致整個系統的崩潰。基于這一背景，筆者對國內公路防雷接地中存在的問題進行深入的分析，分析傳統接地方式的不足以及對應的措施。
1國內公路機電設備防雷接地存在的不足
國內社會經濟在不斷的發展，形式多樣的設備被應用到公路機電工程里，設備對防雷的要求也越來越高，運用正確的接地方式是保護好這些設備的基礎，不可避免的，土壤的導電率又嚴重制約著接地的效果[1]。國內大部分建設公路的土壤的電導率都達不到防雷接地的標準要求，同時對公路機電設備的防雷措施對土壤的改良很不重視。如果使用普通的辦法進行防雷措施的施工難度也很大，花費也高，致使在進行公路機電設備的防雷施工時操作沒有按照規章制度嚴格執行，同時地方對其的管理也流于形式，所以雷擊中機電設備的情況在公路上極為常見。所以，對于土壤電導率較高的區域要進行科學有效的調整，根據情況的不同采取不同的整改手段，讓土壤的電導率達到公路施工建設的標準，有效地避免浪費工程成本的現象。
2降低接地電阻的方法
2.1深埋法
由于土壤在公路施工路段一般都沒有達到標準的電阻率，對于防雷接地施工來講是不合適的，要是進行普通的施工不僅拉長工期、難度大還導致成本增加，所以需要將其深埋地下，這種辦法對機電設備避雷的作用是顯著的，同時還不用考慮土壤的干燥程度是否對土壤的避雷效果造成影響。
2.2深井接地法
公路施工路段土壤土質達不到避雷設備的要求，并且不適宜進行深埋法作業的時候，就需要用到深井接地法[2]。該方法主要是通過鉆機在地上鉆孔，然后在孔內打進鋼管，并向鋼管內澆筑適宜電阻率的混凝土或泥漿。
2.3換土法
不難理解，這種辦法的核心就是換土。該方法是通過用低電阻率的土和高電阻率的土進行交換，根據當地的經濟條件以及土壤地質，對土壤進行更換的時候可以隨用隨買，盡可能地降低對土壤的破壞。
2.4污水引入法
如果遇到施工地段比較特別，以上三種辦法都不適宜使用的時候，污水引入法就可派上用場。這種辦法的核心就是使用沒有腐蝕性的污水接引導線埋入土壤里面，以達到減小土壤電阻率的目的。
2.5人工處理法
這種辦法是通過人為的在接地附近加入一些電阻率較小的絕緣材料，按照要求需要不易流動、物理性能好、具有較強的吸收水分的能力，同時還必須具有較強的抗腐蝕能力[3]。一般情況下，人為的降低電阻的辦法是使用一些鹽類，例如硫酸鎂，碳酸氫鈉等，這些措施的使用可以有效地降低施工地點的電阻率，但是缺點也很明顯：不持久、易流失，因此使用的并不是太廣泛。
2.6降阻劑法
這種辦法是把降阻劑灌注到接地上，這對降阻劑的要去比較嚴格，能作為降阻劑使用的材料一般電阻率都不會超過幾歐姆，使用降阻劑的時候要將其放置在接地附近，并和接地體緊緊地貼在一起。
2.7非金屬接地法
上面介紹的接地方法當遇到較高地勢、砂石層加厚、地下水位較低的公路施工時往往會失去避雷作用，由于對接地體加深又會增加工程量，使用降阻劑的則會因為其時效性而需要經常更換，無形中增加了公路的維護費用。所以，非金屬接地法是最明智的選擇。經過國內建設單位的實踐，這七種降低接地電阻的方法都可以有效地解決公路電阻率較高的土壤問題，同時效果非常的理想[4]。但是究竟選用何種方法就需要施工技術人員對施工現場的土壤和地貌有所把握后再做決定，而不是絕對的使用任何一種辦法，應該因地制宜，靈活運用。不可以一味的不辨區域、地點的使用一種接地方法。
3合理接地的方法
建筑物一般情況下都會使用避雷針或者其他設備，他們的接地行為除了進行建筑物內部鋼筋結構接地外，有的還要進行鋪設引線構筑接地網。要是只是運用一種接地方式，可能不會起到良好的避雷效果。目前，國內對配電體系以及強電設備的接地方法已經非常了解，配電技術也比較的成熟，所以使用得也比較廣泛，還沒有出現差錯，在此不再討論[5]。自動控制的計算機系統是一個比較特殊的體系，主要包括：體系接地的安全保護方式、安全的接地、直流電接地、聯合接地等。由于其特殊性，所以就應該使用特殊的接地措施。
4系統防雷接地方案
這種辦法比較適用于山區的公路，因為在山區不僅電力線路錯綜復雜，地質地貌也波瀾起伏，因此比較容易被雷擊中。同時在這種地區沒有重視公路機電設備的防雷問題，所以就這些情況進行阻攔、屏蔽、隔離光電、均衡攤壓等綜合措施積極地防護公路機電設備避免被雷電擊中，從而達到較好的保護機電設備的效果。
4.1聯合接地
當前，收費站附近、辦公區附近的接地體系一般都是由施工單位負責建造的，所以導致了機電系統和公路機電系統沒有形成暢通的連接。要是條件比較好的話，最合適的辦法就是把建筑設備和機電設備系統地聯合在一個系統之中。如果建筑系統和機電系統使用聯合接地的方法時，一般自然接地的方式使用得比較多[6]。如果自然界滿足下面幾個條件，就可以在該地區使用。應注意建筑系統和電氣通路一定要連接，形成有效的閉合回路，回路和地面的距離大于0.7m，如果這樣的話就沒有必要再另行設置人工接地。
4.2攔截方案
對于收費站、電腦房等的攔截要求要嚴格地遵守建筑物避雷規范的要求進行，這個接閃器和引線要分布均勻，這樣才能有效地把閃電電流引入地下。在外面的設備要安裝避雷針，同時還要完善地設計避雷系統。
4.3均壓和分流
收費站的機房、一些金屬管道、電線電纜等金屬結構，要對電氣設施接到保護裝置上。導致電子系統設備毀壞的主要因素是雷電感應后出現的過電壓。為了避免設備免受過電壓的損害，機電設備在電纜電線上加入避雷設施或者是保護裝置。
4.4隔離光電
最近幾年，國內光電設備的價格一直呈下降趨勢，所以在條件適合的情況下要傾向于選擇光設備，例如收費站到機房的收費數據的傳輸等就可以利用光纖來完成，這樣可以有效地防止電波的入侵。
5結語
由于國內建設公路的環境比較復雜，因此普通的接地方式可能不適應所有的環境，可能要進行降低電阻率的操作。本文對主要的降低電阻率方法進行了介紹，并對系統防雷接地方案進行論述，要進行深入的對公路機電設備防雷措施的研究，為保護公路正常的運行保駕護航，為國家經濟的繁榮守護好大動脈。
參考文獻：
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[2]劉明，劉曉東，徐學文，等.高速公路機電系統的雷電防護探討[J].內蒙古氣象，2009（1）：44-46.
[3]趙洋楊.探討高速公路機電通信系統新技術[J].城市建設理論研究，2013，8（3）：151-152.
[4]魏曉葵.高速公路收費站機電設備防雷方案[J].中國交通信息產業，2009（2）：106-107.
[5]董明華.深度探討高速公路機電通信系統的組成與架構[J].科技資訊，2010，25（14）：78-79.張長偉.許平南高速公路收費站機電設備防雷方案[J].
我們都知道，冷暖空氣在春季和夏季、夏季和秋季相交的時候活動非常的頻繁。不斷上升的暖氣流在高空隨著氣溫的降低逐漸冷卻，凝結成小水滴，然后在重力的影響下逐漸下降。水滴和極速上升的氣流相互摩擦，分裂成了帶著不同電荷的并且大小不一的水滴。而在云層中，正電荷位于云的上部,負電荷在云的下部,正負電荷的不斷分離便加大了云和云之間、云的不同部位之間、云和地面之間的電位梯度。而每當電位梯度達到一定程度時，就會在雷暴云之間或在暴云對地之間放電，這種現象便是雷電。雷電是由大氣環流和具體地方的氣候現象所決定的。
雷電作為一種自然現象,對通信設備是極具破壞性的。在日常生活中，每當遇到雷電天氣，我們都會采取切斷電源等相應的防雷避雷措施。而在雷雨多發季節，我們總還是會聽到說，某某地方某某人家中因為遭受雷擊，家中線路出現短路的現象，燒壞了家口所有的家用電器。這種事情在雷雨多發季節，雷雨多發地斷是屢見不鮮的。而我們也都知道，雷電中的電壓是高得可怕的，最高時可達到數百萬伏的程度,而且它的瞬間電流也能夠達到數十萬安培的數量。這對于在外和藏在建筑里的通信設備是一個不小的危脅。更何況通信網絡設備的硬件結構的集中化程度相對而言是比較高的,這也就使得其中板件抗過電壓、過電流的能力下降,最終導致通信設備更容易受到雷電的破壞。而接口損壞導到數據丟失，主機損壞致使通信中斷都是因為雷雨天氣遭受雷擊而出現的問題。所以為維護正常生活和工作，我們必須對通信網絡中關鍵的系統和設備采取防雷措施，從而達到避雷防雷的作用。
2.通信工程項目防雷
在每個工程項目開始建設之前，建造公司都會出一成套的設計案來對建造方式、建造材料、建造程序等等有關于整個建筑工程的細枝末節加以論述，加以標明，力求為整個工程項目建設夯實基礎，自然通信工程的防雷項目建設也不例外。
防雷設計是通信工程防雷項目建設的基礎。如果項目施工前，沒有一套系統的、明確的、有效的設計方案，在施工現場僅憑施工人員的主觀臆斷去進行布局與施工，那么這個通信網絡要不會存在很多的安全漏洞，要不就根本無法使用。在施工的過程中，施工人員會遇到很多的問題，而這些問題都是需要工作人員根據實際情況進行分析綜合，然后得出結論并加以解決的。這在有一個系統的施工方案時是對方案進行及時的補充，是有效地解決問題的方式方法。但是如果沒有一個對工程進行全方位考慮的設計方案，那么這樣做只是解決了許多問題中的一個，對于解決整個大問題便沒有了實際性的意義。而沒有設計方案這種做法不僅不夠專業，而且還會給工程項目留下大量的安全隱患。防雷設計的必要性不僅僅在于設計方案本身的重要性，還在于雷電災害的毀滅性。所以說，通信工程項目中的防雷設計是非常有必要的。
喜歡看新聞的朋友，可能有看過這樣一則有趣的新聞：一個英國人因為缺乏防雷常識，在一個雷電交加的天氣站在一棵大樹下躲雨，邊躲雨還邊塞著耳塞聽歌。而就在此時，突然一道閃電劈在了他的身上。但是奇跡也在這時出現了，他盡然沒有事，最大的問題也僅僅是一點皮膚損傷，生命卻安全無虞。這是為什么呢？后帶經過專家的分析才知道，原來是他的MP3救了他。因為電流在到達他身體的那一瞬，被MP3導到了地上，這才險險的躲過了一劫。而這也就體現了現代防雷措施的一種方式——疏導。疏導即是通過將引線把云中的電荷導向大地，從而使得雷擊電流無法流經通信設備，以此來保護建筑物和通信設備免受雷電打擊的一種方法。
3.防雷設計
通信工程項目的防雷設計必須要根據雷發地區的實際情況來進行具體的設計。由于雷擊主要可以表現為三種形式，即直擊雷、感應雷以及球形雷。因此，針對以上三種形式的雷擊危害，相關的工程設計人員必須在掌握它們共有屬性的基礎上，然后再根據其特有屬性采用不同的的設計方法。下面就對一些通信項目的防雷設計進行簡要分析：
（1）接地防雷。為了達到被保護物避免遭到直擊雷或感應雷危害的目的，使雷電流泄入大地的一種有效措施。在該項目的防雷設計中要將所有的建筑物、線路、電氣設備、網絡等不帶電金屬的部分和金屬護套，一切水、氣管道等都納入與防雷接地裝置作金屬性的連接中。防雷接地裝置包括避雷針、帶、線、網，接地引下線、接地引入線、接地匯集線、接地體等。所以在通信工程項目的防雷設計中，我們還要不斷的加深對防雷設備和防雷技術的了解和掌握，力求在不斷的努力中大幅減少雷電災害。
（2）架設耦合地線。避雷線本身就具有分流作用，對于一些經常遭遇雷擊的線路，可以采取在導線下面外掛耦合線提高線路的防雷性能。耦合地線不僅具有降低接地電阻的作用而且還能有效的起到分流作用，所以架設耦合地線能夠極大的降低線路的跳閘故障。具體通過在輸電線路上采用耦合地線，并且使耦合地線與導線間在檔距中央應該保持足夠的垂直距離，防治遇到大風、冰雹、雨雪時發生導線與耦合線相接處發生短路，或者雷擊塔桿時發生反擊導線事故。
（3）采用不平衡絕緣方式。目前在高壓輸電線路上，同桿架設的雙回路線路日益增多，對于這種線路傳統的防雷措施無法達到要求，應該采用不平衡絕緣方式來降低雙回路雷擊同時跳閘率，以保障線路的連續供電。不平衡絕緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數有差異，這樣，雷擊時絕緣子串片數少的回路先閃絡，閃絡后的導線相當于地線，增加了對另一回路導線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發生閃絡，保障了另一回路的連續供電。
（4）預放電棒與負角保護針。預放電棒的作用原理是減小導線與地線的間距，增大耦合系數，降低桿塔分流系數，加大導線、絕緣子串對地電容，改善電壓分布，負角保護針可看成裝在線路邊導線外側的避雷針，其目的是改善屏蔽，減小臨界擊距。預放電棒與負角保護針經常配合使用，具有一定的效果。另外還具有制作安裝簡單、維護方便、經濟費用低等優點。
關鍵詞：專盤專線；供配電方案；柴油發電機組；主接線
中圖分類號：TU852 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0096-02
本項目位于青海省東部，路線走廊所經地區位于拉脊山區，總體地勢中高南北低。本項目為單洞單向上下行分離的隧道，隧道左線長5 530 m，隧道右線長為5 564 m，設計行車速度為60 km/h。本文主要介紹該隧道高壓供配電方案、低壓供配電方案、主接線形式、保護與電力監控、應急電源系統、等主要設計內容。
1 隧道高壓供配電設計方案
根據本項目的特點在隧道的進口、隧道中心里程、隧道出口各設一座變配電所，分別是1#變配電所、2#變配電所、3#變配電所。由于本項目所在地公共電網比較貧乏，無法提供可靠獨立雙路10 kV電源，為保證本項目供電可靠性要求，本工程1#、3#變配電所采用單市電+柴油發電機供電方案。由于2#變配電所處與隧道內部，隧道的排煙通風的問題較嚴重，無法解決柴油發電機的排煙問題，故2#變配電所采用雙10 kV電源方案，供電方案如圖1所示。
1#變配電所從洞口端的地方公共電網接引一路獨立的10 kV電源，10 kV電源要求專盤專線。1#變配電所的高壓配電系統采用單母線不分段方案，饋出兩路10 kV電源分別至1#變配電所的兩臺變壓器，饋出一路10 kV電源至2#變配電所。
3#變配電所從洞口端的地方公共電網接引一路獨立的10 kV電源，10 kV電源要求專盤專線。3#變配電所的高壓配電方案與1#變配電所相同，同樣饋出一路10 kV電源至2#變配電所。
2#變配電所的兩路10 kV電源分別從1#、3#變配電所引來，兩路10 kV電源經自動切換柜（一路10 kV失電，另一路自動投入）后為2#變配電所的兩臺變壓器供電。
為保證在變壓器檢修作業過程中人身設備安全，采用Fortress機械聯鎖系統即變壓器門與高壓開關柜連鎖，只有高壓側的開關柜先斷電后變壓器門才能打開；變壓器門鎖定后高低壓柜才能合閘送電。
2 隧道低壓供配電設計方案
在1#變配電所的10/0.4 kV低壓開關柜室設置兩臺10/0.4 kV變壓器，變壓器容量為2×800 kVA，正常情況下，兩臺變壓器同時工作，當一臺變壓器停電時時，由另一臺變壓器為全所有一、二級負荷提供電源。變電所的低壓主接線采用單母線分段接線方式。在低壓母線處各設一組電容器，進行無功集中補償，以滿足功率因數達到0.95以上，由于本所的兩臺變壓器由同一段10 kV母線配電，為保證本所的一二級負荷供電的可靠性在本所設置柴油發電機組一座。柴油發電機組與兩臺變壓器的低壓出線連鎖，當兩臺變壓器均不工作時柴油發電機組自動投入，為本所的一二級負荷供電。本所的負荷主要包括：變配電所內的動力照明、射流風機、加強基本照明、檢修負荷、通信監控設備負荷、深水泵、消防泵、電伴熱等。
3#變配電所的低壓配電方案與1#變配電所的低壓供電方案一致。
2#變配電所設兩臺10/0.4 kV干式變壓器，容量為2×630 kVA，正常情況下，兩臺變壓器同時工作，當一臺變壓器停電時時，由另一臺變壓器為全所有一、二級負荷提供電源。變電所的低壓主接線采用單母線分段接線方式。在低壓母線處各設一組電容器，進行無功集中補償，以滿足功率因數達到0.95以上。本變電所的負荷主要包括：變配電所內的動力照明、射流風機、基本照明、檢修負荷、通信監控設備負荷等。
3座變配電所兩臺變壓器的低壓配電柜均設三級負荷總開關，在一臺變壓器停運時或兩臺均變壓器停運時，自動切除三級負荷。
隧道配電系統為TN-S系統，PE線單獨設置。隧道的低壓配電系統采用放射式與樹干式相結合的方式。從配電所的低壓柜至照明配電箱、監控配電箱及檢修插座采用樹干式配電；由于水泵、風機等設備的容量較大，采用放射式供電。
3 不間斷電源系統
為確保隧道事故情況下疏散及救援工作的安全進行，本項目設置不間斷電源供電系統，在1#、3#變配電所均設置一臺在線式的30 kVA的UPS，在2#變配電所設置一臺50 kVA的在線式UPS，要求在外電故障情況下，UPS的供電時間不小于60 min。不間斷電源供電系統的供電范圍為：應急照明、疏散指示、隧道監控等設備。
4 直流屏電源
在三座變配電所均設置一套直流電源柜，主要作為高壓開關柜的操作電源、保護電源。直流電源柜采用高頻整流鉛酸免維護蓄電池直流裝置，該裝置有直流配電屏、直流蓄電池屏組成。直流屏電源的兩路電源由兩臺變壓器低壓配電回路引來，一主一備供電，輸出DC220 V回路。
5 電力監控系統
本項目的變配電所采用微機綜合自動化保護裝置，各保護模塊分散設置于10 kV高壓開關柜內，該系統具有10 kV電網運行必須的保護、測量、監控和指示功能，具備有遠方通信條件。保護裝置主要設置如下：10 kV進線斷路器采用帶時限過流速斷、過電流、低電壓保護；10kV饋線斷路器采用電流速斷、過電流、單相接地信號；10 kV變壓器饋線斷路器采用電流速斷、過電流、過負荷、溫度、單相接地信號。
在三座變配電所設置獨立的監控單元，通過光纖把三個變配電所的主控單元連接一起，實現數據的傳輸、共享。監控單元對高壓柜的均出現、低壓柜重要回路的進出線、低壓補償的自動切投退裝置、UPS電池運行狀態；直流屏控制母線、柴油發啟動控制設備等進行實時監控。
6 防雷及接地
1#、3#變配電所按照二類建筑物防雷標準進行防雷設計。采用裝設在屋頂的避雷帶作為接閃器，利用建筑物柱子內的鋼筋作為引下線，采用埋與土壤中的人工接地體作為接地裝置。
本工程的隧道接地主要采用聯合接地設計，即防雷接地、保護接地共用一套接地裝置，接地電阻小于1 Ω。在左右兩隧道各敷設一條-40×4的鍍鋅扁鋼與在橋加上敷設一條BV-1×16的導線，與隧道內的綜合接地網可靠連接。隧道內的強弱電設備的金屬外殼、金屬構架、等分別與接地干線可靠連接形成良好的電氣通路。2#變配電所的接地系統與隧道的綜合基地網相連。
隧道洞口采用重復接地裝置，重復接地裝置的電阻不大于1 Ω。
7 結 語
本項目供電方案經濟、優質、可靠、環保，能很好的滿足隧道運營對供電的需要。
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雷電災害是目前我國十大自然災害之一,2007年全國雷電災害統計,共發生雷擊3560次,造成傷亡1018人,經濟損失5357.871萬元。高山廣播電視臺站一般都處在制高點,機房及附屬設備極易遭到雷擊。更重要的是,隨著科技的進步,計算機控制系統、數字發射機等精密電子設備被廣泛應用,而這些設備普遍絕緣強度低,抗過壓、過電流及電磁脈沖的能力極低,特別容易遭受雷電侵害,嚴重威脅廣播電視安全。
雷電主要有直擊雷和間接雷。云塊對地上物體直接放電,叫直擊雷。間接雷又分為感應雷和傳導雷,雷電在放電過程中產生的強大靜電感應和磁場感應形成的過電壓叫感應雷;由于雷電對架空線路或金屬管道作用產生的沖擊電壓,沿線或管道傳入建筑物的叫傳導雷。雷電防護是通信、廣播電視臺站特別是高山臺站設計的重點項目之一,雷害防護方案應包括對直擊雷和間接雷的防護,兩者缺一不可。
防雷的基本途徑就是為雷電提供一條雷電流對地泄放的合理的阻抗途徑,控制雷電流的轉換和泄放。防雷的主要方法是做好設備接地、良好屏蔽及安裝有效的防雷保護系統。良好接地:最好的防雷措施就是將閃電能量泄放入地;良好屏蔽:簡單的說就是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來,避免雷擊;防雷保護系統就是采用避雷器讓雷電流逐級分流泄放,電壓逐級降低。
為了擴大邢臺電臺覆蓋面,落實村村通廣播工程,我臺在海拔1130米的太子巖建設調頻轉播臺,發射機房所在建筑物的防雷屬于第二類,發射機房信息系統雷電防護等級為A級,按照設計規范,防雷系統應包括機房防雷;電源、信號、天饋線浪涌保護器,以及避雷針、屏蔽、接地等。
直擊雷防護設計
直擊雷防護主要靠架設在鐵塔頂部的避雷針、引下導電體、發射機房鋼結構等形成一個屏蔽“法拉第網”,保護天線和機房頂部不受直擊雷擊,避雷針通過獨立的引下線直接接入地網。鐵塔地處山頂海拔1130米,且處于空曠地帶,其年預計雷擊次數較大,同時考慮該地區的雷電能量具備更大、破壞性更強(地電位反擊、跨步電壓等),在鐵塔建設之初就需要安裝限流型避雷針。
采用特殊材料(導電硅橡膠高分子電阻材料)和結構(半導體少長針輻射裝)的限流形避雷針,是在富蘭克林避雷針基礎上發展起來的新型現代避雷針。在滿足保護范圍的同時,利用材料的阻抗特性,延緩雷閃主放電時間,使雷電流波形變寬、幅值降低、拉長雷電流波頭使其平緩并衰減雷電流陡度,被限制了的雷電流將以較長的時間通過限流避雷針,從而有效地減弱感應雷和高電位反擊造成的損害,完全克服了傳統避雷針的缺陷。我們采用300KA限流型避雷器,抗風40米/S。
間接雷防護設計
間接雷主要經天饋線、室外交流電源線、光纜等侵入機房,損壞設備。我們的防護措施也主要集中在這幾個可能的侵入通道上。
(1)配電系統防雷解決方案
電源系統分布較廣,相對而言最易受間接雷危害,據統計,雷害80%是從電源線引入。由于雷電產生了強大的過電壓、過電流,采用一級電源避雷器很難滿足一次性在瞬間完成泄流和限壓,電源配電系統的防雷必須采取多級梯度防護方式,層層設防來保證供配電系統避免雷電災害導致用電設備的損壞。
1、交流電力變壓器高壓側的三根相線,應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器;電力變壓器低壓側的每根相線應分別就近對地加裝氧化鋅無間隙避雷器。變壓器的機殼、低壓側的交流零線,以及與變壓器相連的電力電纜的金屬外護層,應就近接地。低壓傳輸電纜應采用帶有金屬鎧裝層的電纜,電纜的鎧裝與接地排連接。
2、在室外引入電源至總配電柜處,并聯安裝一臺高能電源電涌保護器,作為泄能級電源第一級防護,并以最短路徑接線,原則上連接線總長應
3、電源經穩壓進入電源分配箱后并接一臺電源電涌保護器,作為電源二級保護。在與前級浪涌保護器配合使用過程中,應注意與前級浪涌保護器間的線路長度應不小于10 米,若不能滿足此要求時,應在兩級浪涌保護器間的線路中增加去耦裝置以彌補因線路長度不足帶來的能量配合不合理的問題。我們選用了一個80KA的防雷模塊。
4、在每個用電設備前端并聯安裝一臺電源電涌保護器,作為限壓級三級保護。我們在三個5KW個發射機、空調前各加裝一個40KA防雷模塊,共四臺。
5、1KW發射機、光端機、監控等屬于精密設備,單相供電系統,所以在電源前端串聯三個20KA防雷插座作為三級防雷保護精密設備。
6、發電機房的市電輸入端和輸出端,加裝電源防雷箱,實現發電機房的保護第一級防護
7、將浪涌保護器接地線連接到就近的接地排或均壓環。
8、進、出機房的電源線路不宜采用架空線路,宜埋地引入機房,埋地長度不小于50m,埋地深度大于0.7米
(2)天饋線防雷方案:
天饋線上端一般都安裝在塔體的頂部,下面進入機房,直接和發射機連接,防雷擊的措施必須到位。天饋線浪涌保護器,一般串聯安裝在設備的射頻出、入端口處,并將浪涌保護器接地線連接到就近的接地排。天饋線浪涌保護器的選擇,應根據被保護設備的工作頻率、平均輸出功率、連接器形式及特性阻抗等參數,選用插入損耗及電壓駐波比小適配的天饋線路浪涌保護器。
具有多副天線的天饋傳輸系統,每副天線都應安裝適配的天饋浪涌保護器。天饋線應從鐵塔中心部位引下,同軸電纜在其上部、下部和經走線橋架進入機房前,屏蔽層應就近接地,當天饋傳輸系統采用波導管傳輸時,波導管的金屬外壁應與天線架、波導管支撐架及天線反射器作電氣連通。
我們共有2付調頻天線,一個功率15KW,一個5KW,我們選擇了兩個天饋線浪涌保護器,并按照規范進行了安裝。
(3)信號系統防雷措施
進入發射機房的信號電纜一般有網線、音視頻信號、控制線纜、數據線纜等。為了避免因通信電纜引入雷電的可能性,這些信號線路在進入設備前首先接入信號避雷器,信號避雷器的選擇,應根據線路的工作頻率、傳輸介質、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式、特性阻抗等參數,選用電壓駐波比和插入損耗小的適配的信號避雷器。
進、出機房的信號線纜,宜選用有金屬屏蔽層的電纜.并宜埋地敷設。電纜金屬屏蔽層應做等電位連接并接地,信號避雷器的接地端及電纜內芯的空線對應接地。
由于光纜本身為非金屬線纜,并不會傳導電流,所以不需要對光纜進行特別的防護處理。僅需在其進入機房的光分線盒處將內部金屬加強芯及金屬的防潮層做接地處理即可。我們的信號線纜僅為光纜,在進入機房前30米入地埋設。
(4)防雷接地
接地是防雷工程最重要的一個分項,接地不好,所有防雷措施都不能有效的發揮作用,防雷接地也是高山臺驗收中最基本的安全要求。
1、接地方式,宜采用聯合接地方法,就是將各部分防雷裝置、建筑物金屬構件、低壓配電保護線(PE)、等電位連接帶、設備保護地、屏蔽體接地、接地裝置等連接在一起的接地系統。這種接地是目前國際上推舉的最佳接地方式。采用這種接地方式時,接地裝置的接地電阻值必須按接入設備中要求的最小值確定。根據設備要求這次我們設定的設計值是小于5Ω。
2、低阻地網的建立
系統接地主要由接地體、引入線連接線等組成接地網絡,利用機房建筑物基礎自然間橫豎梁內的主鋼筋組成網格不大于3米×3米的機房地網。引下線應為兩根,分別引至鐵塔的塔腳(對角引設),并保證接地系統的接地引出線與鐵塔塔腳可靠連接。
接地在塔體每個塔腳引一個接地到塔四周的等電位環,根據地形、地勢、土質分布情況,在機房地網四角設置四個輻射式外引接地體。接地體采用1*1*0.004米鍍鋅鋼材,開挖坑為2×2×2M方坑,塔四周的等電位環及與接地體連接的水平連接采用40×4MM的鍍鋅扁鋼。因為高山地質條件都不太好,一般都應采用降阻劑,現在物理降阻劑相對好些。
施工工藝問題:就是各項指標都合格的接地材料還要通過合理的施工和正確的施工工藝才行,比如降阻劑的均勻施加問題,埋深問題,回填土問題,如果有一個環節發生問題,就會影響降阻劑的降阻效果或對接地體造成腐蝕。水平接地連接扁鋼埋設,開挖深度為0.8米,寬度0.4米溝槽,首先用黃土回填20CM,填20CM降阻劑,把鍍鋅扁鋼鋪在溝的中間,再填20CM降阻劑,上面回填20CM黃土,回填黃土不要夯實,過一周后再夯實(但不必過份用力),回填黃土時,適量灑水。注意接地體間距離要大于5米。在現場以降阻劑/水=3/1的比例加水,快慢攪拌1-2分鐘,均勻,整體成糊狀,立即倒入地坑中。接地體、等電位環等的連接,應采用搭接焊,搭焊長度不得小于扁鋼寬度的兩倍(即80MM),且應多邊焊接,確保連接牢靠,須仔細清除焊渣,并在焊接部位涂覆瀝青或其他防腐涂料。
3、機房內的走線架應每隔5米作一次接地。走線架、吊掛鐵件、機架(或機殼)、金屬通風管道、金屬門窗,以及其它金屬管線,均應良好接地并相互妥善連通。
4、變壓器接地網應由電力部門實施,接地電阻不應大于10歐姆。
5、接地匯集線:接地匯集線一般設計成環形或排狀,材料為鍍鋅鋼材。機房的接地匯集線可設在地槽內、墻面適宜位置或走線架上。等電位連接線采用BVR4、10、16、35平方的銅纜。
防雷的日常管理
機房安裝了防雷系統,并不代表可以高枕無憂,還要加強后期維護。雷雨季節,加強外觀巡視,經常檢查防雷設備的性能標識,及時更換失效設備,每年至少在雨季來臨之前,由專業防雷機構對防雷系統進行一次安全檢測,定期測量地阻。
關鍵詞 民爆器材；防雷工程；設計；施工；問題；改進措施
中圖分類號 TU856 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）17-0210-03
Abstract Explosive materials warehouse belongs to the first kind of lightning protection，and it may result in very serious consequences if the lightning protection facilities are not perfect. Taking Suzhou City Thunder Explosive Materials Co. Ltd. for example，based on the analysis of the prominent problems of explosive materials warehouse design and construction of lightning protection，economic and reasonable solution and improvement measures were put forward，in order to provide reference for industrial explosive materials warehouse of lightning protection engineering design and construction.
Key words explosive equipments；lightning protection engineering；design；construction；problems；improvement measures
民用爆破器材是各種工業火工品、工業炸藥及制品的總稱，是具有易燃易爆危險屬性的特殊商品，因此民爆器材倉庫防雷安全尤為重要。其防雷工程主要包括樁基礎的焊接、引下線焊接及均壓環、接閃網、接閃桿的安裝等。
本文以宿州市雷鳴民爆器材有限公司（以下稱雷鳴公司）民爆器材倉庫防雷工程為例，系統分析了防雷工程設計中存在的常見問題，提出了經濟合理的解決方案及改進措施，以期達到提高炸藥庫房防雷工程安全防護的目的。
1 民爆器材倉庫防雷工程概況
1.1 地理位置
民爆器材倉庫通常建在荒無人煙的山區、郊外偏僻地點。雷鳴公司民爆器材倉庫位于宿州市符離鎮橫口行政村東側，占地1 hm2，倉庫東、北、南三面環山，地勢較高，四周空曠，易遭受雷擊。
1.2 地質條件
由于地處山區土壤電阻率較大。雷鳴公司民爆器材倉庫東、北、南三面環山，地質條件差，土壤電阻率較大且分布不均勻，不利于炸藥庫防雷地網的施工。
1.3 倉庫容量
民爆器材倉庫內部儲存的大量炸藥，危險性極高。雷鳴公司建有16T炸藥庫2座，索類30萬m，1座雷管庫設計儲存量30萬發。庫房面積均為78.75 m2。
2 民爆器材倉庫原設計方案
2.1 直擊雷防護
2.1.1 接閃器。
（1）獨立接閃桿（與接閃線組合）。庫房長10.5 m，寬9 m，庫房高度（距室外地坪）為3.6 m，接閃桿桿塔端距庫房室外地坪12 m，其中針為1 m。距接閃桿端2 m處之間安裝1根架空接閃線，架空接閃線為不小于35 mm2的鍍鋅鋼絞線，按照滾球法的計算得之架空接閃線兩端的保護半徑為9.751 m>4.5 m，能有效保護炸藥庫、雷管庫（圖1、2）。
（2）接閃帶。屋面為鋼筋混凝土屋面，其鋼筋焊接成閉合回路，接閃帶規格Φ10 mm鍍鋅圓鋼，接閃帶支架沿屋頂挑檐預埋，并與屋面內鋼筋可靠連接。平屋面上所有凸起的金屬構筑物或管道均與接閃帶連接。突出屋面的放散管、風管等金屬物須在接閃帶保護范圍內，且符合安全距離要求。
2.1.2 引下線。獨立接閃桿采用自身的桿塔作為引下線；炸藥庫建筑物四周每隔19 m引下線1次。
2.1.3 接地裝置。每座獨立接閃桿均應有其獨立的接地裝置，接地極應采用鍍鋅材料，防直擊雷的接地極與防感應雷的接地極間距不小于5 m，接地體頂端距地面不小于0.8 m，接地電阻不大于10 Ω。根據現場土壤情況，可適當增加1組接地極以降低該接閃桿桿塔的沖擊接地電阻。
2.2 感應雷防護
該炸藥庫入戶門為防爆防盜金屬門，與防雷電感應接地裝置可靠連接。炸藥庫內所有設備、管道、構架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物均需做等電位連接。在炸藥庫進門處安裝防靜電門簾以消除人員進出帶來的靜電，防靜電門簾必須與防雷電感應接地裝置可靠連接。
3 設計施工存在的問題
3.1 防雷工程設計
3.1.1 防雷類別未標注，接地方案未勘查。民爆器材倉庫設計圖紙僅從整個炸藥庫的高度涵蓋了直擊雷、感應雷的防護，未明確炸藥庫、雷管庫、值班室等單體的防雷類別。民爆器材倉庫三面環山，地基結構由白云巖、石英巖、磷礦石、瓷石、堿石、石灰石、紫砂頁巖和墨玉，洪積物、坡積物或沖積物構成，驗收接閃桿等沖擊接地電阻為260 Ω。
3.1.2 圖紙部分設計不符合國家強制規范。根據《民用爆破器材工廠設計規范》（GB50089―98）、《建筑物防雷設計規范》（GB50057―2010）規范要求，炸藥庫、雷管庫須按第一類建筑物設計施工，但該項目圖紙在庫房設計與施工中引下線間距19 m，屬三類防雷做法，不符合國家強制規范的要求。
3.1.3 缺少感應雷的防護措施。設計者注重炸藥庫防雷的設計即防直（側）擊雷的設計，對炸藥庫內部設備的防雷尤其是對信息系統的防雷方面往往考慮不夠全面。
（1）在實際檢測工作中證實，造成炸藥庫防雷先天不足的主要因素是設計者對炸藥庫內部設備的防雷尤其是對信息系統的屏蔽防護方面考慮不夠全面。據統計，在每年所發生的雷擊事故中，感應雷擊事故占所有雷擊事故的90%，85%以上的雷災事故是從低壓架空線路、架空信息線路侵入的高電位造成的。
（2）圖紙設計中對安全距離含糊其辭，甚至只字不提。炸藥庫防感應雷問題中，安全距離尤為重要。因此，需要在防雷圖紙設計時根據《炸藥庫防雷設計規范》計算好接閃桿與被保護建筑物的相對距離，以及設備、引下線、接地體間的相對距離，以防止地電位反擊的發生。民爆器材倉庫設計區中安全距離的設計內容缺失嚴重，施工中很多重要設備均未考慮安全距離的問題，留下了安全隱患。
3.2 防雷工程施工
3.2.1 地網施工中存在的問題。接地網的施工，首先要對施工對象場地土壤地質情況進行勘探，針對勘探情況，采取相應的措施。如對電阻率較小的土壤，建立地網可以利用基礎進行接地網的建立。而對土壤電阻率較大的山區，地質條件差就必須在施工前進行必要的降阻處理，并經初步試驗滿足設計要求后，方可進行下一步工序。為保險起見，還應預留措施進行增補接地。
民爆器材倉庫三面環山，現場取4點，測試土壤電阻率情況見表1。進行水平和垂直土壤電阻率分析后可知，平均土壤電阻率為818.56 Ω?m。
根據不同測量間距的土壤電阻率垂直分布特征（圖3），可得到結論：土壤垂直分布情況較為復雜，隨著深度的增加土壤電阻率降低不明顯且數值較高，不利于降低工程造價。
總體而言，項目周圍土壤情況較差，土壤電阻率值在水平方向分布不均勻，其中位置3、4的土壤電阻率較低，位置3為2#炸藥庫路北側山溝自然坑道，位置4為1#雷管庫路東側山溝自然坑道，施工時應優先選擇在位置3、4做小型接地網，以降低施工難度和成本，而相對位置1、2建立接地網的難度和成本較高。圖4為不同測試點的土壤電阻率水平分布特征。
3.2.2 防感應雷施工中存在的問題。當炸藥庫進出各保護區的電纜、金屬管道、電線、電話線、閉路電視線等未安裝過電壓保護裝置或未進行良好防護時，雷電感應就可能產生放電火花，破壞電器設備，甚至引起火災、爆炸或造成觸電事故。信號線造成的雷電波侵入是造成炸藥庫安全事故的一大成因，在民爆器材倉庫設計庫區中部水泥桿上裝設全景監控設備，與值班室架空線連接，架空電纜線未采取任何保護措施，這大大增加了雷電波侵入的可能性。
4 改進措施
4.1 根據相關標準，確定防雷區域
炸藥庫房防雷類別的判定依照《建筑物防雷設計規范》（GB50057―2010）第3.0.2條第一款[1]：“凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者”為一類防雷建筑物，值班室為三類防雷建筑物。
4.2 引下線符合強制規定
炸藥庫、雷管庫按照一類防雷建筑物的標準進行防護。2座炸藥庫、1座雷管庫接閃網格尺寸不應大于5 m×5 m或6 m×4 m。引下線間距一類應小于12 m。須加密防雷網格尺寸和增加2根引下線數量，滿足規范要求。
4.3 降阻措施因地制宜
本工程根據現場實際地質條件，舍棄花費昂貴、工程造價高的降阻棒接地、深井接地和巖石爆破制裂壓力灌漿法接地，采用成本最低的部分換土構建多個小型接地網的方法，將接地電阻降至圖紙設計要求。
具體做法：根據現場勘查在2#炸藥庫路北側山溝自然坑道（深約3 m、長6 m、寬3 m），3#炸藥庫路南側山溝自然坑道（深約4 m，長、寬各3 m），1#雷管庫路東側山溝自然坑道（深約3 m、長4 m、寬3 m），選取3塊區域做防雷接地小型接地網。以2#炸藥庫路北側山溝自然坑道做小型接地網為例，選取不小于50 mm×50 mm×5 mm的28根2.5 m長垂直接地體熱鍍鋅角鋼或28根2.5 m長垂直接地體φ50 mm、壁厚不小于3.5 mm的熱鍍鋅鋼管。實際施工采用28根2.5 m長φ50 mm、壁厚不小于3.5 mm的熱鍍鋅鋼管。按1 m×1 m網格尺寸縱橫間隔打入28根垂直接地體，打入深度0.5 m。用黏土覆蓋約2 m，在深約2 m處焊接水平接地體，水平接地體采用40 mm×4 mm的熱鍍鋅扁鋼焊接成網孔不大于1 m×1 m、面積6 m×3 m的扁鋼網，水平接地體與垂直接地體連線用40 mm×4 mm的熱鍍鋅扁鋼焊接，用4根40 mm×4 mm的熱鍍鋅扁鋼在接地網的四角與垂直接地體可靠焊接，并在四角分別引出。上層再覆蓋約1 m深黏土，覆蓋的回填土應分層夯實。此外，建議在下水口用水泥石塊切成護土墻防止雨水沖刷接地網上的黏土，避免泥土流失過多，影響接地效果。對角引出的水平接地體分別與2#炸藥庫接閃桿等可靠連接，另一對角引出的水平接地體分別與3#炸藥庫、1#雷管庫接閃桿等連接，并在人員出入處埋深0.5 m，以防跨步電壓或接觸電壓造成危害[2-5]。
用同樣做法施工3#炸藥庫、1#雷管庫接地網，通過施工并測試所有接地沖擊接地電阻值均在2 Ω以下，經過多年實踐證明，其改進與施工的小型接地網的做法是可行的，較好地保護民爆器材倉庫的防雷安全。
4.4 重視感應雷防御措施
在庫區中部水泥桿與值班室電纜線加橫擔或穿鋼管，防御雷擊對線路造成感應危害，損壞電器或監控等設備。
5 結語
本文以宿州市雷鳴民爆器材有限公司炸藥庫為例，系統地分析了炸藥庫防雷裝置設計和施工中發現的問題。針對存在問題，根據相關標準、經驗及現實情況，提出經濟合理的解決方案及改進措施，以期減少炸藥庫雷擊事故的發生，確保人民生命財產的安全。
6 參考文獻
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關鍵詞：供電線路 35 kV 避雷系統 改造
中圖分類號：U28 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（a）-0043-02
1 概述
1.1 斌郎煤礦35 kV供電系統簡介
達竹煤電集團公司斌郎煤礦地面35 kV變電所35 kV母線采用全橋單母線接線方式，變電所安裝兩臺主變壓器，型號為SZ11-5000/6。礦區供電電源來自本（集團）公司自備電廠石板選煤發電廠，供電線路雙電源三回路，分別由礦區電網的石（石板電廠）斌（斌郎）線，石（石板）斌（斌郎）金（金剛）線和?。ㄐ『泳祝┍螅ū罄桑┚€組成。三回線路供電電壓均為35 kV，全部采用LGJ-120 mm鋼芯鋁絞線。供電線路距離分別為：石斌線6 km，石斌金線7.67 km，小斌線13.08 km。
35 kV供電線路避雷系統設計安裝于20世紀80年代，線路避雷器采用管型避雷器，線路進出線端2.2 km采用GJ-35鋼絞線作為避雷線防雷，電桿避雷引下線則采用混凝土電桿鋼筋體穿頂引入埋于地下。
1.2 礦區系統供電現狀
礦區供電線路主要以金屬橫擔的砼桿為主的架空線路，線路主要按山地架設，送電線路多經過山林地帶，地形較為復雜、土壤多為盆地頁巖沙質電阻率變化較大，接地電阻難以達到規范要求，在歷年的雷雨季節常發生線路閃絡、供電瞬間中斷事故，嚴重影響了線路的安全可靠供電。通過對2006-2007年對35 kV供電線路的地阻測試和避雷器不合格率以及供電事故的統計，見表1?？梢娬麄€35 kV線路接地系統存在著極大的安全隱患；線路接地不合格率2007年比2006年增加了4.4%，避雷器2007年的不合格率比2006年增加了2.5%，雷擊事故占總中斷事故的85%以上。
2 礦區35 kV供電線路存在的主要問題
35 kV供電線路在每季的接地電阻測試中，接地電阻阻值變化較大，不合格率較多，進而事故率增加。說明整個35 kV線路的防雷系統存在著極大的安全隱患，急需改造。通過對每條線路的實地勘查，主要存在以下問題。
2.1 礦區35 kV線路設計上存在的問題
（1）在接地方上由于采用簡單人工體裝置，線路主要是按山林地架設，表層土質薄，下層為頁巖沙石，土壤電阻率高，對桿塔的接地電阻影響較大。有的部分桿塔所在地段基本上全為巖石，接地電阻的降阻困難大。線路設計建造時，沒有提供每基桿塔所在位置測量的土壤電阻率及其分布情況，在設計接地裝置時隨意性較大，不是根據每根桿塔的地形、地勢情況合理設計桿塔的接地裝置，結果與實際情況不符，造成部分桿塔的接地電阻偏高。
（2）避雷線上由于35 kV供電系統只有在線路進出線2 km的范圍內，因大氣雷電的隨機性和復雜性，再加上送電線路處于大自然之中，遭受自然的破壞可能性極大。對送電線路造成閃絡或跳閘的主要原因是反擊還是繞擊等問題。這此因素都造成了防雷措施的針對性不強。
（3）避雷器的選擇上管式避雷器采用的是自吹滅弧原理。放電伏秒特性較陡，時間較長，沖擊放電和工頻放電能力較差。
2.2 礦區35KV線路在維護上存在的問題
（1）接地體的腐蝕，特別是在山區的酸性土壤中，或風化土壤中，最容易發生電化學腐蝕和吸氧腐蝕。由于腐蝕使接地體與周圍土壤的接觸電阻變大，甚至使接地體在焊接頭處斷裂，導致桿塔接地電阻變大，或失去接地。
（2）在山坡坡帶，由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露，失去與大地的接觸。
（3）在施工時使用化學降阻劑，或性能不穩定的降阻劑，隨著時間的推移降阻劑的降阻成份流失或失效使接地電阻變大。
（4）因線路已不斷老化，維護不到位，使線路桿塔接地也存在著比較嚴重的缺陷。如：接地裝置年久失修，銹蝕嚴重，殘缺不全，接地電阻逐年增加。這些損壞的接地裝置將導致系統耐雷水平嚴重下降，造成系統閃絡。
3 35 kV小斌線供電線路避雷系統改造方案
針對斌郎煤礦35 kV供電線路避雷系統存在的安全隱患引起集團公司和礦領導的高度重視，經過可行性研究認為35 kV小斌線避雷系統改造勢在必行，并于2008年1月實現了其避雷系統改造。
3.1 礦區35 KV供電線路接地系統技術改造方案
根據該地區域的地形、地貌、地質情況以及35 kV供電線路存在的具體問題，結合現場實際情況制定35 kV供電線路桿塔接地系統方案。
（1）每基電桿的接地引下線重新設計。有避雷線的電桿從避雷線上作接地引下線，其余電桿從導線橫擔上作接地引下線。
（2）礦區35 kV線路進出線端避雷線電桿和地形地貌較為突出易遭雷擊、巖石土壤的桿塔采用放射式接地方式向電桿四周延伸。接地線采用直接接地方式，桿塔的接地裝置采用水平布置接地體與原人工接地體相結合，接地體埋設深度為0.4～0.8 m。接地體采用φ10鍍鋅圓鋼，接地體引出線采用φ12鍍鋅圓鋼。根據不同的土壤電阻率選擇其長度在96～200 m，很大程度上降低了接地電阻，增強了抗雷擊的能力。
（3）引下線應分別接入地網以減少電感效應，每根接地射線均應直接連至桿塔接地引出端。桿塔的接地引出端附近設置一個鋼并鉤，便于接地射線的連接，便于檢測接地射線的連通情況。
4 雷擊跳閘分析
高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關：線路絕緣子的50%放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；桿塔的接地電阻。
4.1 高壓送電線路繞擊成因分析
山區高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的3倍。山區送電線是不可避免會出現大跨越、大高差檔距，這是線路耐雷水平的薄弱環節；在雷電活動相對強烈時，使某一地區段的線路較其他線路更容易遭受雷擊。
4.2 高壓送電線路反擊成因分析
雷擊桿塔或避雷線時，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔，另一部分雷電流經桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表示。
當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時，將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-U1>U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響，則為Ut-（U1+Um）>U50。因此，線路的耐雷水平與3個重要因素有關，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。
5 礦區35 kV線路防雷技術改造方案
35 kV線路本身的絕緣水平較低。當雷擊架空線路時，不論是感應雷、繞擊雷過電壓還是直擊雷過電壓都極易引起絕緣子閃絡放電，造成單相接地時的工頻續流不能盡早熄弧，進而發展成相間短路而導致線路跳閘。因此降低35 kV線路雷擊跳閘率的關鍵是使線路避雷線的接地沖擊接地電阻小。因而必須做好如下防雷措施。
（1）增加絕緣子降低建弧率，提高線路的絕緣強度，將直線桿原3片瓷瓶的增加到4片，耐張桿由原來的4片增加到5片。
（2）減小接地引下線的過渡電阻、接地網除銹補焊防腐。通過降低線路桿塔的沖擊接地電阻等措施在一定程度上可提高線路耐雷水平和降低絕緣子閃絡概率。
（3）安裝線路型避雷器。
通過實踐證明在線路上安裝YH10WX1-51/170復合外套金屬氧化物避雷器，可以極大地提高架空輸變電線路的抗雷擊性能，降低線路雷擊跳閘率。如線路桿塔有下列幾種情況下須安裝線路避雷器。
①土壤電阻率較大的山區，在有金屬礦床的地區、山坡與稻田接壤的地段和不同電阻率土壤的交界地段。
②湖沼、低洼地區和地下水位高的地方。
③線路桿塔之間出現大檔距使得避雷線屏蔽作用失效。常發生繞擊、側擊等現象的桿塔，需在桿塔上安裝避雷器。
④接地電阻難以達到技術要求，同時又有遭受雷擊可能的桿塔。需在本桿塔和相鄰接地電阻小的桿塔上安裝線路避雷器。
（4）搞好線路的維護工作。
①每月定期進行巡視檢查，每年應進行一次定期維護，清掃絕緣子片，發現有放電、擊穿的絕緣子應進行更換，提高線路的絕緣水平。
②定期對絕緣子進行測定，用不低于5000 V的兆歐表進行測定，當絕緣子的絕緣電阻小于500 MΩ時，即絕緣子不合格，應進行更換。
③每季定期進行每基桿塔接地電阻測定，對接近10 Ω的接地極進行檢查并整改。
6 經濟效益和社會效益
通過上述對礦區35 kV供電線路的接地系統及防雷技術改造后接地電阻明顯減低，平均電阻在3.5 Ω左右，提高了防雷擊的能力。因氧化鋅避雷器具有響應迅速，殘壓低，通流容量大，無續流，工作穩定，保護可靠，可耐多重雷擊等特點，有效地保證了礦區電網的安全運行。雷擊閃絡次數大幅降低。改造后的35 kV避雷系統，大幅度降低了維修量及維修費用，又鍛煉了職工隊伍。
7 結語
輸電線路和線路雷電防護是一項長期工作，隨著地區經濟不斷開發，山體地貌的變化，以及氣候變化、雷擊活動加劇，雷害事故明顯增多，加強雷電參數及線路防雷分析，開展防雷改造、采取有效的防雷措施顯得尤其重要。礦區35 kV供電線路避雷系統改造，施工工期短，改造費用低，安全運行效果好，既提高了供電的可靠性，又節省了大量維修費用。
參考文獻
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1 五臺山雷暴特征概要
1.1 雷暴日數多。五臺山年平均雷暴日數為40.5天,最多年份可達60天,是典型的雷擊災害頻發地區。
1.2 時空分布不均勻。時間上,全年均有雷擊發生的可能性。其中,6-8月份最為集中,占全年雷暴日數的75%,4-5月份占全年雷暴日數的13%,9-10月占全年雷暴日數的12%,年變化曲線呈“單峰型”。空間上,南邊多北邊少,山頂多山谷少。而五臺山南臺普濟寺處在山頂多雷區,這也是我們開展防雷工作的重點區域所在。
1.3 雷電強度大、直擊雷危害嚴重,這也是高山區雷電普遍特征。
2 寺廟建筑的結構特點以及防雷工程設計措施探討
2.1 寺廟建筑的結構特點
a) 南臺普濟寺海拔2474米,建在地勢較高的山脊,是周圍的最高點,占地約5300平方米,所處地理環境孤立、空曠,容易遭受雷擊危害。
b) 寺廟在結構上雄偉、挺拔,且都有高聳的屋脊,有利于雷雨云下行先導放電。
c) 寺廟屋脊中有銅獸等金屬飾物,而這些都沒有可靠的接地,增加了建筑物接收閃電的可能性。
d) 寺廟主要是木質或磚木結合結構,均為易燃材料,加上寺廟內有大量的經幡、幔帳等易燃物。一但受到雷擊,極易引起火災,且滅火十分困難,易造成人員及財產嚴重損失。
2.2 五臺山普濟寺防雷設計措施探討
普濟寺是五臺山南臺的主要景點,寺內由大雄寶殿、古佛殿、三大士殿、普賢塔,天王殿等重要建筑設施組成。整體建筑于山頂,海拔2474米。由于山體多為風化巖結構,巖石縫隙和低凹處僅有少量地表風化土,土壤電阻率極高,通過打入接地極方法難以實現,而防雷接地又是防雷工作的重點。
通過認真地實地勘察,同時考慮不影響寺廟結構風格和整體美觀,根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-94、《古建筑木結構維護和加固技術規范》GB50165等國家標準,我們對普濟寺防雷工程做了如下設計:
? 2.2.1 全部建筑安裝防雷帶
a) 接閃器
為保護寺廟建筑的可靠防雷,接閃器采用避雷帶方式,接閃材料選用∮10毫米鍍鋅圓鋼,采用10M×l0M和12 M×8M的避雷網格帶,帶高12厘米,支柱間距1米,與傳統的防雷帶不同的是支柱立在下面的鍍鋅鋼筋網格上,這樣做的好處是減小對古建筑的破壞。根據寺廟結構接閃的規律,對易受雷擊的部位,如屋脊、挑檐、左右獸頭處增設避雷帶并增設高出10CM的短支架,間距1M,使得建筑不但可以良好地接受閃電,而且整個廟宇都處于保護范圍之內,又不影響建筑物的整體風格。在鋪設避雷帶時,為了減小雷電流產生的電動力危害,避雷帶在拐彎處均采用了圓弧型彎曲并可靠焊接。
b) 引下線
防雷引下線根數少則雷電流分流就小,每根引下線所承受的雷電流也就越大,易產生雷電反擊和雷電的二次效應危害。對于普濟寺防雷引下線的設計,我們將引下線設計在寺廟的后墻,引下線采用5毫米乘50毫米的鍍鋅扁鋼,引下線不應少于兩根,且均勻、對稱,間距不應大于18米,每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10歐,以加大雷電流的分流。
c) 接地裝置
根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-94要求,寺廟的防雷沖擊接地電阻不應大于10歐姆。但普濟寺所處之地多為風化巖石,土壤電阻率極高,并且大殿和寮房之間多為人行通道,游客較多。為此,我們對大殿和寮房分別做了接地裝置,根據實際情況采用了兩種不同方法。
⑴ 對于大殿接地裝置,我們主要采用“法拉第籠”結構。利用大殿附近有少量土層,制作了人工接地池,加大了接地體接觸面積,然后填土夯實,并添加高山用化學降阻劑,從而改善了接地處的土壤電阻率。
⑵ 對西窯、西僧舍、正房、客堂、五觀堂、東耳殿、西耳殿、東大門、南寮采用傳統接地方法。我們在風化的巖石土中多處預埋接地體做接地體,用4×40毫米鍍鋅扁鐵焊連成網絡,將多根引下線分多處進行等電位連接,形成環形人工接地。
2.2.2 增加防側擊雷和雷電過電壓波入[，！]侵措施
南臺普濟寺所處海拔較高,受側擊雷、旁絡閃擊的概率較大。我們對原有建筑的屋脊、挑檐等都做了等電位連接,接地引下線盡可能沿寺廟外側懸崖面敷設,避開人行通道,以保護游客安全。
2.2.3 防二次雷擊措施的考慮
南臺普濟寺現在還沒有通電,當通電后很多電器設備如電視、電腦等,各種線路從山下一直延伸到寺廟內時,雷電過電壓波就容易沿導線傳導進入寺廟,對寺廟里的人員及設備造成很大危害。這就要通過在配電盤入端加裝多級電源避雷器,并在電話及有線電視等弱電系統入端加裝信號SPD,有效地減輕了過電壓波對設備的破壞力。同時,對寺廟的各種線路,做到穿金屬管并盡量埋地進入寺內,防止雷電電磁感應在室內設備上產生的靜電高壓,避免設備的旁絡閃擊。 結束語
關鍵詞：學校，安全，雷電防護
1、雷電概述
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云中，因此常伴有強烈的陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風。積雨云頂部一般較高，可達20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使云中產生電荷。云中電荷的分布較復雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產生放電，這就是我們常見的閃電現象。閃電的的平均電流是3萬安培，最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦，相當于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中，由于閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產生沖擊波，導致強烈的雷鳴。 帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。會破壞建筑物、電氣設備，傷害人畜。感應雷擊的過電壓、雷電電磁脈沖以及操作過電壓等，是造成大量弱點系統設備損壞的主要原因。雷電損害造成的事故有逐年上升的趨勢。學校作為教育教學的地方，對雷電防護的工作更為重要，為確保在校師生生命和財產安 ，避免或減輕雷電災害事故的發生，學校的防雷措施更不得馬虎。
2、雷擊侵入建筑物及設備的途徑
2.1 直接雷擊
直接雷擊是指雷電直接擊在建筑物構架、動植物上，因電效應、熱效應和機械效應等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器（針、帶、網、線、）引下線和接地裝置構成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。
2.2 感應雷擊
感應雷擊是由于雷雨云的靜電感應或放電時的電磁感應作用，使建筑物的金屬物線（如鋼筋、管道、電線等）感應出與雷雨云相反的電荷，而悄悄發生，因而不易被察覺。感應雷一般是由于空中電磁場發生劇烈變化使得在金屬導體上感應出一定的感應電壓，當這個電壓超過電子器件的耐壓值很多時，電子元器件就會被擊穿或燒毀，也就是說發生了感應雷擊。感應雷的特點是電子設備被擊穿或燒毀的地點距離雷擊的發生地還很遠，近則數百米，遠則數千米或幾十千米。由于目前大多數建筑物的防直擊雷的設施比較齊全完善，所以大多數的弱電設備的雷擊損壞都好似感應雷擊造成的。另一方面，由于感應雷雷擊時的電壓幅值遠高于電子器件的工作電壓值再加上雷雨時空氣的相對濕度比較高，電子器件間的爬電距離也會變小很多，線路板上密集的電子器件也會因此而導通發生短路現象，導致電器設備的損壞。2.3 電磁脈沖
由于雷電電流有極大的峰值和陡度，在它周圍會出現瞬變電磁場，處在這瞬變電磁場中的導體會感應出較大的電動勢，而此瞬變電磁場會在一定的空間范圍內產生電磁作用，也可以是脈沖電磁波輻射，這種空間雷電電磁脈沖波（LEMP）是在三維空間范圍里對一切電子設備都會發生作用。
3、雷電的綜合防護
系統防雷是一項綜合性工程，主要包括外部防雷和內部防雷兩個方面：接閃帶、接閃線和接地等構成的外部防雷系統，主要是為了保護建筑物本體免受雷擊引起的安全責任事故，而內部防雷系統則是防感應雷和其他形式的過電壓侵入設備造成損壞，這是外部防雷系統無法保證的。1、外部防雷包括接閃帶、接閃針、接閃線、接地極等等，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過接閃針、接閃帶、接閃線等，泄放入大地。2、內部防雷系統是為保護建筑物內部的設備及人員的安全而設置的。通過在需要保護設備的前端安裝合適的防雷器，使設備、線路與大地形成等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外。
4、具體防護設計
4.1、外部防護
1、按常規土壤電阻率500-3000 歐姆/米的條件下，設置一組10歐姆的地網。
2、在地面以下0.5--1米設置一根水平接地體，水平接地體采用4*40mm 鍍鋅扁鋼。
3、設置3 根垂直接地體，垂直接地體采用5x50x50mm 鍍鋅角鋼與水平接地體焊接連接，垂直接地體采用 2.5 米長度，垂直接地體的間距為5 米，如果實際情況操作有困難，最小不得小于垂直接地體的長度，焊接點須做防銹處理 （刷防銹漆）。用熱鍍鋅扁鋼從地網上引入機房做接地點。
4、土壤腐蝕嚴重時，水平和垂直接地體須作防腐處理。
5、接地體與人行道之間的安距離為3米。
4.2等電位及接地
弱電系統的核心設備都放置在機房機柜內，屬于LPZ2 區，做好等電位連接是保證弱電系統安全運行的重要措施。按GB50343-2004 《建筑物電子信息系統防雷技術規范》5.2 等電位連接與共用接地系統設計的規定，電子信息系統的機房應設等電位連接網絡。電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管道、槽、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地、安保護接地、電涌保護器接地端等均以最短的距離與等電位連接網絡的接地端子連接。為了防雷擊電壓對電子計算機系統設備產出反擊，采用共用一組接地體，可以降低雷擊時的電位差，
接地電阻應小于1，宜利用大樓的鋼筋混凝土中的鋼筋作為接地線和接地體可達到這個效果。
4.3合理布線
合理的布線對于弱電系統防御雷電電磁脈沖有著十分重要的作用。因建筑物的引下線和屏蔽網都在外墻處，雷電流經其引入接地裝置，在外墻處會形成強磁場，所以弱電系統的電源和信號主線路應盡量遠離外墻，最好設置在建筑的中心。另外，電源線路不要與信號線路同槽架設，數據接線端子與電源接線端子應保持一定距離。在機柜內內電源線路與信號線路應分兩邊走線，SPD 連接線嚴禁與進線平行綁扎在一起。
5、結束語
在現在雷電災害越發頻繁的今天，學校的雷電防護工作尤為重要。學校是一個人口密集，人流量大的地方，且各種電子儀器密集，受到雷電影響的概率較大。而中小學的學生由于年幼，遇到雷電災害缺乏自理能力和基本的自我保護能力，防雷保護工作也就顯得尤為重要。它不僅關系到學校的教學設備和儀器保護，更重要的是也關系到學校廣大師生的切身安全，所以中小學的雷電防護工作需要做到萬無一失。
參考文獻
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【關鍵詞】廣播電視發射臺；保護接地；機房；設計；方案
1.廣播電視發射臺機房接地系統的分類及其作用
廣播電視發射臺機房接地主要有兩個作用，一是抑制外來干擾信號，保證機房整個系統工作穩定性，二是保障工作人員工作時的人身安全。廣播電視發射臺機房接地系統按其作用大致分為以下四種類型。
1.1 直流工作接地
直流工作接地也成稱邏輯接地或者信號接地，廣播電視發射臺機房的直流工作接地是播出系統中所有邏輯電路中公共參考零電位。廣播電視設施涉及到的邏輯電路通常電平較低，信號的幅度也很小，因此，地電位差或者外界磁場對其干擾影響較大，裝設符合技術要求的直流工作接地，能夠有效消除地電位差和磁場對播出系統的影響。在廣播電視臺機房中常用的直流工作接地有：串聯法、匯集法、網格法三種。
1.2 交流工作接地
就是將電力系統中的某一點，直接或經特殊設備與大地作金屬連接。廣播電視機房絕大部分的設備運行都是依靠交流電，這些設備在正常運行中必須交流工作接地，交流工作接地一般運用中性點接入大地和中性線重復接入大地。
1.3 安全保護接地
安全保護接地的作用是預防電氣絕緣在損壞時，設備的外殼帶電而威脅人身安全。廣播電視設施的安全保護接地裝置能夠有效消除各類電磁輻射對電視或廣播信號造成的干擾。安全保護接地有接地方式與接零方式兩種，廣播電視臺的供電系統，基本上采用具有中性線接地的三相四線供電的系統供電，其安全保護接地要采用接零方式，就是將設備的金屬外殼通過導體接至零線，而不能將設備直接接地。設備接地應該從地網中引出接地母線后，再通過導線引至各個機器外殼上。
1.4 屏蔽接地和防靜電接地
屏蔽接地就是為了防止電磁干擾，在屏蔽體與地或干擾源的金屬殼體之間所做的永久良好的電氣連接。防靜電接地就是對帶靜電物體或有可能產生靜電的物體（非絕緣體）通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地。在廣播電視臺機房安裝屏蔽接地和防靜電接地能對空間傳播的雷電電磁干擾起到良好的防護作用。
1.5 防雷接地
防雷接地也成為過壓保護接地，就是為使雷電浪涌電流泄入大地，避免建筑物以及運行設備遭直擊雷或感應雷等浪涌過電壓、過電流的危害。防雷接地裝置都應該與廣播電視臺所有網絡等不帶電金屬部分、金屬護套、避雷器以及一切水、氣管道等做金屬性連接。
2.新建廣播電視臺發射塔機房接地系統方案設計
2.1 廣播電視臺發射塔機房接地系統設計目標
在廣播電視發射臺的機房內工程中，安全保護接地裝置、防雷接地裝置與弱電系統所用的接地極是與建筑物共用的，材料是基礎鋼筋。其目標是在一年年內工頻接地電阻要求小于1歐姆，廣播電視鐵塔的防雷保護接地電阻不大于4歐姆。
2.2 廣播電視臺發射臺機房接地系統接地體基本要求
廣播電視臺發射塔機房接地極一般把樓體的基礎當作接地體，樓體基礎底板上下兩層主筋沒入建筑物外圈焊接成環形，同時把主軸線上的基礎梁及結構地板上下兩層主筋相互焊接成網，這樣就構成了做接地體。如果接地電阻值小于或者等于1Ω，實測時沒有滿足相關技術需要，就必須架設人工接地體來滿足需要。同時滿足下列要求：一是任何環節的接地體引下線與樓體基礎接地網焊接牢固可靠；二是廣播電視臺的機房內綜合布線系統在如電纜屏蔽層組成接地網的設計時，每一段段的屏蔽層都應該保持連同同時接地；三是廣播電視臺的整個樓體采用等電位聯結方案設計，即整個樓內所有導電部分都與總等電位聯結線相互連接，譬如保護干線、接地干線以及進出樓體的管道金屬件等導電元件?？偟入娢宦摻Y主母線通常是40x4mm鍍鋅扁鋼沿墻內或地面內暗敷而成。
2.3 廣播電視發射臺防雷設計方案
無論廣播電視發射臺設有發射天線或天線塔，一般鐵塔和天線位置是臺站地面建筑的最高點。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產生感應雷的導體，因此，廣播電視發射臺的防雷設計要求非常重要。
廣播電視臺樓體防雷裝置接地極可以采用樁基礎底部鋼筋網作為接地極，接地極與樓體基礎地梁內主筋必須要進行鋼筋焊接，同時，要利用樓體的地梁主筋連接引下線。防雷裝置每個環節的接點在焊接時，不得出現虛焊、漏焊現象，確保牢固可靠，同時在焊接處要刷上防銹漆防銹，一些部件要鍍鋅。對于進出樓體的金屬管道，在其進出處要與接地裝置連接，一般是通過總等電位聯結端子箱實現。值得注意的是，防雷引下線只能單獨直接入地，不能有其防止樓體遭雷擊時損壞其他設備。
廣播電視臺鐵塔鐵塔防雷接地是使用鐵塔自身獨立基礎做接地體，鐵塔接地是網形狀，即四個塔基使用降阻劑，距塔基半米米處用熱鍍鋅扁鋼閉和環行連接，在地平面以下半米處，把四個鋼管以閉合回路方式焊接。密度可根據地形、防雷等級、天線塔種類來設計，一般臺站要≤10歐。條件允許的臺站可安裝AR限流避雷針來降低雷擊產生的二次效應。鐵塔接地電阻要求是不大于4Ω。
2.4 廣播電視發射臺機房等電位連接設計
在廣播電視發射臺的機房防靜電地板下，沿著地面要鋪設符合技術要求的銅排，從而形成閉合環接地匯流母排。機房內所有的配電箱金屬外殼、電源地、避雷器地、機柜外殼以及金屬屏蔽線等穿過各防雷區交界的金屬部件和系統都要進行等電位接地，此外，防靜電地板下的隔離架也要等電位接地。
3.廣播電視工程中接地裝設注意事項
在廣播電視系統安裝調試時，一定要注意系統信號接地和其他接地的連接次序，避免對系統處理信號帶來一些麻煩，安全接通常要求的接地電阻比小，而信號接地所要求的接地電阻較大。當前，數字技術在我國逐步推廣，一部分數字設備接地要求較高，有獨立的模擬接地與數字地，這就要求在設計時要分別接地后再匯聚接地，同時，靠近公共接地母線處進行接地效果最佳。同時日常的維護中，要不定期的對接地裝置進行檢查、測量接地電阻，保障其可靠性。
總之，廣播電視發射臺必須有良好的接地系統，來保障保證發射系統安全穩定運行，保護設備以及工作人員人身的安全。
參考文獻
[1]吳曉林,賈沛.電子信息系統機房零地電壓的解決方案探討[A].2006年湖北省氣象學會學術年會暨湖北省第一屆防雷論壇學術論文詳細文摘匯集[C].2006.
一、防直擊雷擊系統
建筑物外部應采用避雷針、避雷帶（網）或避雷線等防直擊雷保護，接閃器保護范圍按滾球法計算。所謂滾球法，就是以規定半徑的球體，沿需要防直擊雷的部位滾動，當球體只觸及接閃器（包括被利用作為接閃器的金屬物），或只觸及接閃器和地面（包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物），而不觸及需要保護的部位時，則該部分就得到接閃器的保護。
二、等電位連接防護系統
對于雷電可能通過地電位反擊電壓入侵建筑，若采用等電位連接，就可以起到良好的防護作用。所謂等電位連接，就是使建筑物內的各個部位都形成1個相等的電位。設計時是將建筑物內的結構鋼筋與各種金屬裝置及金屬管線，都連接成統一的良好導電體。在雷電流泄放時，各點的電位同時升高，以保證相互之間處于等電位。鋼筋混凝土結構的建筑，最具實現等電位的條件。設計時將建筑物的基礎鋼筋、梁柱鋼筋、金屬框架、建筑物防雷引下線可靠地焊接、綁扎或搭接在一起。為實現建筑樓層之間的等電位，應至少每隔3層增加1層有均壓環的連接，同時再把各種金屬設備和金屬管線與之焊接或卡接起來，形成閉合良好而接地的法拉第籠。將建筑物各部分的交流工作地、安全保護地、直流工作地、防雷接地與建筑物法拉第籠良好接地，可避免接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓的產生。
三、電磁屏蔽防護系統
建筑的防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設計方案是籠式避雷網。根據法拉第籠原理，可利用建筑物自身的鋼筋混凝土結構內的鋼筋，即建筑物內地板、頂板、墻面、梁、柱內的鋼筋，使之構成一個六面體的網籠，即籠式避雷網進行電磁脈沖屏蔽。屏蔽做得好，不僅能防御空間電磁波的輻射，而且還可使建筑物內部的分流和均壓達到最佳效果。
建筑物內部的屏蔽的做法應根據建筑物內微電子設備的要求來決定。由于設備性質不同，有的要求僅對設備本身做屏蔽，有的要求在設備與設備之間做屏蔽，還有的要求在機房做屏蔽。設計人員可以按照微電子設備的技術要求，設備多少、繁簡、重要程度、擺放位置及進出管線的具體情況設計，以確定對防雷區雷電電磁脈沖的屏蔽、等電位和接地等具體防護措施。
建筑的防御雷電電磁脈沖對接地的要求很嚴格。即所有的屏蔽裝置都必須接地，而且必須采用共用接地方式。即將防雷接地、電源的工作接地、各種裝置的金屬外殼、鐵管外皮和高頻電子設備的信號接地都接到建筑物的基礎上，或室外接地裝置上。
四、共用接地系統
按照以往的做法，對于1棟建筑物內部各種接地，一般都是采取單獨接地的方式。但是在實踐中，這種做法暴露了不少問題：
（1）單獨接地的裝置是多個的，接地體的組數則更多，需要占相當大的土地面積。在城市迅速發展、土地資源十分寶貴的今天，這是根本無法解決的。
（2）單獨接地體中，接地線分為工作接地、保護接地、交流接地、直流接地以及防雷接地等多種。它們在工程設計和施工中，經常相互交叉，再加上地下管線等設施，從電氣上很難將它們區分開來，因而出現干擾，甚至危及到設備的安全。
（3）單獨接地方式接地線眾多，很難確定誰是標準的零電位。在通信數據處理設備及電子計算機系統中，一般都要求有1個有效接地的基準電位，以保證系統的可靠運行。
（4）防雷接地與設備的其它接地是不同目的的2種接地。雷擊時，防雷接地體會使地電位產生危險的電位梯度；多種設備的其它接地裝置，會把這里的電位梯度差，通過不同系統的地線引入同一機房，形成危險源。
鑒于上述原因，在目前國際上通行的防雷技術設計中，都采用了共用接地系統方式。對于建筑而言，大廈內各個設備應建立良好的等電位接地，即交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等4種接地，宜共用1組接地裝置，其接地電阻按其中最小值確定。
五、安裝SPD對直擊雷和雷電波侵入的綜合防護系統
SPD（Surge Protective Device）即浪涌過電壓保護器，又稱電涌保護器。安裝使用SPD應考慮到以下因素：
（1）防雷區LPZ（Lighting Protective Zone）的劃分，采用相對應的防護措施和級別。
（2）注意利用建筑物外部防雷裝置和進入建筑物的金屬管線分流。
（3）按雷擊損害風險評估的評估結果進行分級安裝。
（4）按照各種不同接地型式的供電系統，進行相應的安裝。
（5）注意充分考慮電涌保護器的特性，并分別安裝。
【關鍵詞】廣播電視發射臺；保護接地；機房；設計；方案
1.廣播電視發射臺機房接地系統的分類及其作用
廣播電視臺發射接地系統不但保護電視臺的機房通信設備的通信質量和機房電源系統安全運行。同時能保護電視臺工作人員免遭靜電損害與電擊傷害。廣播電視發射臺機房接地系統按其作用大致分為以下四種類型。
1.1直流工作接地
直流工作接地也成稱邏輯接地或者信號接地，廣播電視發射臺機房的直流工作接地是播出系統中所有邏輯電路中公共參考零電位。廣播電視設施涉及到的邏輯電路通常電平較低，信號的幅度也很小，因此，地電位差或者外界磁場對其干擾影響較大，裝設符合技術要求的直流工作接地，能夠有效消除地電位差和磁場對播出系統的影響。在廣播電視臺機房中常用的直流工作接地有：串聯法、匯集法、網格法三種。
1.2交流工作接地
就是將電力系統中的某一點，直接或經特殊設備與大地作金屬連接。廣播電視機房絕大部分的設備運行都是依靠交流電，這些設備在正常運行中必須交流工作接地，交流工作接地一般運用中性點接入大地和中性線重復接入大地。
1.3安全保護接地
安全保護接地的作用是預防電氣絕緣在損壞時，設備的外殼帶電而威脅人身安全。廣播電視設施的安全保護接地裝置能夠有效消除各類電磁輻射對電視或廣播信號造成的干擾。安全保護接地有接地方式與接零方式兩種，廣播電視臺的供電系統，基本上采用具有中性線接地的三相四線供電的系統供電，其安全保護接地要采用接零方式，就是將設備的金屬外殼通過導體接至零線，而不能將設備直接接地。設備接地應該從地網中引出接地母線后，再通過導線引至各個機器外殼上。
1.4屏蔽接地和防靜電接地
屏蔽接地就是為了防止電磁干擾，在屏蔽體與地或干擾源的金屬殼體之間所做的永久良好的電氣連接。防靜電接地就是對帶靜電物體或有可能產生靜電的物體（非絕緣體）通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地。在廣播電視臺機房安裝屏蔽接地和防靜電接地能對空間傳播的雷電電磁干擾起到良好的防護作用。
1.5防雷接地
防雷接地也成為過壓保護接地，就是為使雷電浪涌電流泄入大地，避免建筑物以及運行設備遭直擊雷或感應雷等浪涌過電壓、過電流的危害。防雷接地裝置都應該與廣播電視臺所有網絡等不帶電金屬部分、金屬護套、避雷器以及一切水、氣管道等做金屬性連接。
2.新建廣播電視臺發射塔機房接地系統方案設計
2.1廣播電視臺發射塔機房接地系統設計目標
在廣播電視發射臺的機房內工程中，安全保護接地裝置、防雷接地裝置與弱電系統所用的接地極是與建筑物共用的，材料是基礎鋼筋。其目標是在一年年內工頻接地電阻要求小于1歐姆，廣播電視鐵塔的防雷保護接地電阻不大于4歐姆。
2.2廣播電視臺發射臺機房接地系統接地體基本要求
廣播電視臺發射塔機房接地極一般把樓體的基礎當作接地體，樓體基礎底板上下兩層主筋沒入建筑物外圈焊接成環形，同時把主軸線上的基礎梁及結構地板上下兩層主筋相互焊接成網，這樣就構成了做接地體。如果接地電阻值小于或者等于1Ω，實測時沒有滿足相關技術需要，就必須架設人工接地體來滿足需要。同時滿足下列要求：一是任何環節的接地體引下線與樓體基礎接地網焊接牢固可靠；二是廣播電視臺的機房內綜合布線系統在如電纜屏蔽層組成接地網的設計時，每一段段的屏蔽層都應該保持連同同時接地；三是廣播電視臺的整個樓體采用等電位聯結方案設計，即整個樓內所有導電部分都與總等電位聯結線相互連接，譬如保護干線、接地干線以及進出樓體的管道金屬件等導電元件。總等電位聯結主母線通常是40x4mm鍍鋅扁鋼沿墻內或地面內暗敷而成。
2.3廣播電視發射臺防雷設計方案
無論廣播電視發射臺設有發射天線或天線塔，一般鐵塔和天線位置是臺站地面建筑的最高點。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產生感應雷的導體，因此，廣播電視發射臺的防雷設計要求非常重要。廣播電視臺樓體防雷裝置接地極可以采用樁基礎底部鋼筋網作為接地極，接地極與樓體基礎地梁內主筋必須要進行鋼筋焊接，同時，要利用樓體的地梁主筋連接引下線。防雷裝置每個環節的接點在焊接時，不得出現虛焊、漏焊現象，確保牢固可靠，同時在焊接處要刷上防銹漆防銹，一些部件要鍍鋅。對于進出樓體的金屬管道，在其進出處要與接地裝置連接，一般是通過總等電位聯結端子箱實現。值得注意的是，防雷引下線只能單獨直接入地，不能有其防止樓體遭雷擊時損壞其他設備。
廣播電視臺鐵塔防雷接地是使用鐵塔自身獨立基礎做接地體，鐵塔接地是網形狀，即四個塔基使用降阻劑，距塔基半米米處用熱鍍鋅扁鋼閉和環行連接，在地平面以下半米處，把四個鋼管以閉合回路方式焊接。密度可根據地形、防雷等級、天線塔種類來設計，一般臺站要≤10歐。條件允許的臺站可安裝AR限流避雷針來降低雷擊產生的二次效應。鐵塔接地電阻要求是不大于4Ω。
2.4廣播電視發射臺機房等電位連接設計
在廣播電視發射臺的機房防靜電地板下，沿著地面要鋪設符合技術要求的銅排，從而形成閉合環接地匯流母排。機房內所有的配電箱金屬外殼、電源地、避雷器地、機柜外殼以及金屬屏蔽線等穿過各防雷區交界的金屬部件和系統都要進行等電位接地，此外，防靜電地板下的隔離架也要等電位接地。
3.廣播電視工程中接地裝設注意事項
在廣播電視系統安裝調試時，一定要注意系統信號接地和其他接地的連接次序，避免對系統處理信號帶來一些麻煩，安全接通常要求的接地電阻比小，而信號接地所要求的接地電阻較大。當前，數字技術在我國逐步推廣，一部分數字設備接地要求較高，有獨立的模擬接地與數字接地，這就要求在設計時要分別接地后再匯聚接地，同時，靠近公共接地母線處進行接地效果最佳。同時日常的維護中，要不定期的對接地裝置進行檢查、測量接地電阻，保障其可靠性。
4.如何檢修接地系統
（1）按照測量接地電阻的標準，用接地電阻測量儀進行測試。測試錢應將機房發射機即可和底線連接引線斷開，以免測量儀產生高壓損壞設備。如果發現接地先祖增大，應及時檢修恢復。以免造成事故。
（2）也可在平時利用萬用表定期測量底線和中性線之間的交流電壓，此數值應小于2伏?？烧J為底線正常。
（3）再有單機片控制發射機的系統，若發現有錯誤動作的現象，應及時對接地系統做必要的檢查。
以上不難看出，交流地、安全保護地和避雷地是發射系統中最基本的地線。如果機房設在發射天線塔下，發射塔的避雷系統跋扈角可確保機房免遭雷擊，則機房可不單設防雷保護地。但是，對于交流地和安全保護地，設備若采用保護接地的方法，必須這兩種地都具備，若發射機采用保護接零的方式，可以只做一個地線，但是必須是交流地。如果可能的話，建議最好還是交流地、安全保護地分別做。則使用效果會更好些。
總之，廣播電視發射臺必須有良好的接地系統，來保障保證發射系統安全穩定運行，保護設備以及工作人員人身的安全。
