時間：2022-11-05 12:42:39
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篇防雷技術，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。
0 引言
雷電是自然界中一種常見的放電現象。關于雷電的產生有多種解釋理論，通常我們認為由于大氣中熱空氣上升，與高空冷空氣產生摩擦，從而形成了帶有正負電荷的小水滴。當正負電荷累積達到一定的電荷值時，會在帶有不同極性的云團之間以及云團對地之間形成強大的電場，從而產生云團對云團和云團對地的放電過程，這就是通常所說的閃電和響雷。
近年來，隨著我國現代社會的快速發展，高大建筑和大型廠站的興建，雷電災害的發生越來越頻繁，損失也越來越大。因此在建筑物施工中必須有足夠小的接地電阻值和安全可靠的接地裝置，使電路運行穩定、質量可靠，保證設備和工作人員的安全，保護建筑物及強、弱電設備的安全運行。
1 雷電的主要特征
（1）放電時間短，一般約50-100微秒。
（2）沖擊電流大，其電流可高達幾萬到幾十萬安培。
（3）沖擊電壓高，感應電壓可高達萬伏。
（4）釋放熱能大，瞬間能使局部空氣溫度升高至數千度以上。
（5）產生的沖擊壓力大，空氣的壓強可高達幾十個大氣壓。
此雷電極具破壞力。
2 雷擊規律
雷擊規律的影響因素。大量雷害事故統計資料和試驗研究證明，雷擊的地點和建筑物遭受雷擊的部位是有一定規律的，這些規律稱為雷擊規律。地面上建筑物的性質、形狀，以及建筑物的結構、內部設備情況對雷擊的選擇都會產生影響。當雷電先驅發展到離地面不遠的空中時，地面上的電場不斷增強，在高大建筑物的尖頂和邊緣上場強最大，構成雷電發展的良好條件。雷電先驅就自然被吸引到這些地方，因此高大建筑物就容易遭雷擊。
3 避雷針的設置
3.1 安裝避雷針是防止直擊雷的主要措施
當施工現場位于山區或多雷地區，變電所、配電所應裝設獨立避雷針。正在施工建造的建筑物，當高度在20m以上應裝設避雷針。施工現場內的塔式起重機，井字架及腳手架機械設備，若在相鄰建筑物、構筑物的防雷設置的保護范圍以外，且在表1中規定范圍內，則應安裝避雷針。若最高機械設備上的避雷針，且應保證最后退出現場，則其他設備可不設避雷針。
3.2 施工現場機械設備需安裝避雷針的規定
避雷針的接閃器一般選用？椎16mm圓鋼，長度為1～2m，其頂端應車制成錐尖。接閃器須熱鍍鋅。
機械設備上的避雷針的防雷引下線可利用該設備的金屬結構體，但應保證電氣聯接。機械設備所有的動力、控制、照明、信號及通信等線路，應采用鋼管敷設。鋼管與機械設備的金屬結構體作焊接以保證其接地通道的電氣連接。
3.3 避雷帶的設置
一般民用建筑都采用屋面女兒墻頂敷設避雷帶的方式，只要用直徑8mm以上鍍鋅圓鋼與避雷帶焊接即可，注意焊接處做防銹處理。為適應這種屋面后裝修的需要，可在這種暗式防雷系統的設計、施工中，先在屋面適當位置布置若干外露的防雷接線柱頭。
獨立避雷針的接地裝置應單獨安裝，與其他保護的接地裝置的安裝分開，且保持有3m以上的安全距離。
3.4 接地裝置
除獨立避雷針外，在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。接地極宜選用角鋼，其規格為40mm×40mm×4mm及以上；若選用鋼管，直徑應不小于50mm，其壁厚不應小于3.5mm。垂直接地極的長度應為2.5m；接地極間的距離為5m；接地極埋入地下深度，接地極頂端要在地下0.8m以下。接地極之間的連接是通過規格為40mm×4mm的扁鋼焊接。焊接位置距接地極頂端50mm。焊接采用搭接焊。扁鋼搭接長度為寬度的2倍，且至少有3個棱邊焊接。扁鋼與角鋼（或鋼管）焊接時，為了保證連接可靠，應事先在接觸部位將扁鋼彎成直角形（或弧形），再與角鋼（或鋼管）焊接。
4 防雷接地一些常見質量問題及預防措施
4.1 防雷接地常見以下質量問題
4.1.1 帶間及引下線采用對焊或單面焊接，在接地引線中電線的質量不過關，搭接長度不足，焊接口銹蝕現象嚴重；支架問距太大，帶形變形、支架脫落，彎角及引下角呈銳角，引下點間距偏大。
4.1.2 屋面金屬物未做作防雷接地，在屋面的設計中沒有安裝雷電接受裝置。
4.2 預防措施
4.2.1 帶間引下線及接地線焊接必須采用雙面焊接，電線在安裝過程中必須按照國家規定標準檢查其質量問題。搭接長度按國家規范要必須大于6dl3]，焊口處應做防腐處理。支架安裝距離應在1.0m～1.5m之間，一至三類防雷建筑物防雷引下點間距分別小于12m、18m、25m。
4.2.2 屋面金屬物必須與防雷系統做電焊焊接連通，在屋頂必須直接或者間接的雷電接受系統。
5 結語
隨著人們生活水平的提高，人們對電氣安裝工程的防雷接地安裝質量有了更高的要求。防雷與接地是關系建筑物及人身生命安全的頭等大事，在建筑物遭受雷擊的過程中，會產生高壓電流，不但破壞建筑的質量問題，更對人體造成傷害。雷擊時有強大電流通過，產生機械力和熱效應，破壞建（構）筑物和電氣設備。但是在施工過程中施工人員對防雷接地重視不夠，認為其技術性不強，工藝較簡單，范圍又窄小，在以往的施工過程中由于施工的不規范和作業紕漏而忽視了防雷設計問題。現在防雷問題中主要存在的問題有防雷接地系統設計的不合理。電氣安裝關鍵在于它的安全性、可信性、維修性及可實施性，建筑物的防雷接地系統是電氣安裝中的非常重要的一項。
【參考文獻】
[1]99D501-1建筑物防雷設置安裝[S].
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.
關鍵詞：航標 防雷 接地
Key words:Aids to navigation; mine; grounding
作者簡介：丁官權,男,漢,1956年11月,湖北省隨州市人，學歷：大專 研究方向：航政管理 職稱：助理工程師 單位：天津海事局大連航標處
【中圖分類號】TP 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7069（2009）-06-0118-02
一、引言
航標設備的防雷與接地，應從工程設計階段就應加以考慮，根據當地地區雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等情況，通過技術經濟比較，采取切實有效的防雷方案和措施，以確保機器設備不遭雷電損壞。
雷電的危害是有目共睹的，然而，結合航標系統來講，燈塔、機房、建筑物、發射天線等，有相當一部分是前蘇聯、日本建造的。這些設備建筑物的防雷接地有一定的局限性，一些技術人員可能對這些機器設備的防雷接地保護認識不足，以致造成曾經的雷害事故。因此，有必要探討航標設備的防雷接地問題。
二、雷電的屬性與地線的選用
1.雷電具有尖端放電的特性，這一地域的制高點，如：山頭、天線塔、建筑物，海平面的突出處等。
2.航標設置點，因航海、導航、助航的需要，大多建造在海島、海邊的甲角、海岸的凸出處、半島等處。
3.地線選用。不同的金屬材質、粗細、其導電性、電阻值是不同的。金銀的導電性、電阻值不容質疑，其導電性能好，但價格昂貴[1]。那么，怎樣才能選到既經濟又適用的金屬材料作地線呢？合格的接地線應該是用優質導體銅材料制作，線徑符合要求。一要根據設備的等級大小；二要結合當地地區雷電活動的強弱和土壤地阻率高低的情況；三要通過技術與經濟的比較。目前銅帶、裸銅線或鍍鋅偏鋼，這三種材料被廣泛選用，為地線首選材料。
三、機器設備的防雷與建筑物的防雷
航標設備、電子設備的防雷離不開建筑物的防雷。按照國家最新的標準GB50057-94, 對建筑物與設備的防雷接地應采用“等電位連接”，而不是傳統上分別做獨立的接地網[2]。所謂“等電位連接”，就是把建筑物本身和其內外各種導電物用導體焊接起來，以保證等電位。由于雷電流峰值非常大，流經之處都立即升至很高的電位（相對大地而言），因此，對附近尚處在大地電位的機器設備、電子設備和人產生旁側閃爍，容易發生設備和人身事故，采用“等電位連接”可大大分散雷電流，并削弱了建筑物內所有設備所受到的脈沖電磁場沖擊幅，因為接地體是分布在地下四周的鋼筋混凝土基礎，可形成均勻分布的均壓網，與大地接觸面廣，接地電阻低且又穩定，所以“等電位連接”是防雷的關鍵措施之一[3]。
四、建筑物的防雷
建筑物本身的防雷裝置是建筑物內機器設備、電器設備及系統防雷的第一道屏障。因此，建筑物本身的防雷性能直接影響到內部的機器設備的防雷，這一點非常重要，所以必須首先重視建筑物本身的防雷。
現在建筑物防雷主要由頂部避雷帶、網狀接閃器，建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內的主鋼筋作引下線，利用地下鋼筋混凝土基礎作為接線體。在建筑物設計和施工時就要考慮到，作為網狀接閃器、引下線和接地體的鋼筋網絡之間的電氣連接，使之成為較理想的“法拉第籠”式避雷器。防雷網與建筑物鋼筋混凝土相結合，已成為國內外公認的既經濟又實用的防雷方式。因此在設計施工時，應預留出各層樓板、梁、柱內的鋼筋焊出接頭，以便于與室內外接地線相連。
五、室外設備的防雷
航標管理站的有些導航設備是安裝在室外的，如電霧號、雷達應達器、燈塔、電子發射天線等。為了防止直擊雷，根據室外設備需要，應安裝一支或多支避雷針，計算其保護范圍以達到保護所有設備要求為原則[4]。對室外發射天線、燈塔可專設獨立的高出燈塔、天線塔一米以上的避雷針，室外做一接地網，所有設備的接地引線都與該接地體焊接，以保證等電位。
六、室內機器設備的防雷
室內各種機器設備應設專用地線，將每臺機器設備用螺栓或導體焊接相連，以保證接觸良好，形成一個整體，與室外接地網形成一個完整的接地網。設備基座、金屬導線管、柜角腿等，不可作為接地線使用。
計算機、自動化電子設備的防雷接地，應與大樓（建筑物）主鋼筋預留的引下線相連，以形成電子設備的第一道保護屏障。如AIS、GPS的信號是通過信號電纜與室外的發射天線塔相連，因此，信號電纜的外皮必須做好接地，并與大樓、室外接地網連接起來，形成等電位，同時可以加裝避雷器。對于室內的各種機器設備，自動化電子設備，最重要的就是將各個獨立的接地網連成一個共用接地系統，其它如分開、獨立、專用等接地方案都是不妥的，也沒有實際意義[5]。對于所有室內的機器設備，還應采取逐級防雷保護措施，首先要做好建筑物和電源的防雷接地，其次在機房和各設備端口安裝相應的避雷器才能真正起到防止雷電波的侵入和損害。
七、防雷設備設計、安裝實例
1997年夏季，一聲沉悶雷聲之后，沿燈塔高壓線路居住的大地村幾十家農戶的家用電器被損壞，南大圈燈塔變壓器亦被燒壞，低壓配電柜多處損壞。自從這一事故發生后，我便深深感到預防雷擊的重要性，因為解決防雷擊可以保護國家財產。所以我加快了這方面知識的學習和探研。此后，我帶著自己研制的低壓配電柜防雷接地的地線設計和方案，請示領導同意后，從物資站領到Φ16cm的銅線38米（為主線），和一塊銅板（30cm×20cm×0.3cm）。首先，將銅線截成2m 、3m、4 m、5 m長的四根線段（為次線）。其次在主線的一端焊接上銅板。再其次，在主線上每間隔5米的距離成“十字形”依次焊接（2m 、3m、4 m、5 m）次線。整條地線成如下形狀。（如圖）
焊點采用氣焊跑光技術，以降低阻值。然后成地線圖形挖60公分深，30公分寬的溝，用細爐渣拌入30%（自燒）木炭作填料物。①用填料物鋪底10公分。②下入地線。③再填入填料物10公分。④澆適量的水。⑤填粘土20公分。⑥全部回填后，將主線的另一端與低壓配電柜相連接。⑦測試地阻值為3歐姆。
用填料物與粘土的作用：①爐渣、木炭有吸濕保潤的作用。②有延緩腐蝕銅線的作用。③粘土起保濕與地面粘合作用。實踐證明，防雷效果良好。
實際考評：①取材廣泛、容易、經濟實用。②實用于高山、島嶼地質少土的各站點。③制作簡單，方便群眾參與制作。
2000年，我又在低壓輸入配電柜線路中并接了避雷器。還利用機房改造之機，將所有機器設備實現了等電位連接，使低壓配電柜又多了兩道避雷保護的屏障，解決了雷電的損害和危害。實踐證明：近十年來，大窯灣航標管理站南大圈燈塔再也沒有遭受雷電損害。
八、總結
航標設施的防雷工作，應依據現代防雷的觀點，根據航標設施所處地理位置、氣象條件、土壤、環境、設備配置情況和防雷要求，合理選擇防雷器材，系統設計和施工，達到防雷減災的目的，使航標設施能更好地、更有效地提供助航服務。
參考文獻：
[1]鹿繼續, 羅頂瑞, 朱兆華.《電工安全技術》、化學工業出版社, 2006
[2]GB 50057-1994建筑物防雷設計規范[S], 1994 .
[3]GB 50303-2002建筑電氣工程施工質量驗收規范[S], 2002 .
1、防雷系統的施工要點
防雷系統主要由接閃器、引入線和接地裝置三部分組成，其中，接 閃器包括避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網等等。下面就防雷裝置的選 擇和施工要點做一具體分析： 3.1接閃器 避雷針適用于保護較低的庫房和細高的建筑物，尤其適用于防雷 導線和室內管線隔離的場所。避雷帶適用于山墻、通風管道和平屋頂的 邊沿處。避雷網適用于面積很大的屋頂。避雷線適用于長距離的高壓供 電線路。在確定合適的接閃器后，要注意對接閃器都應進行熱鍍鋅并涂 漆的處理，并且要注意公用天線桿頂上的接閃器不能直接用來保護建 筑物，而應該和防雷系統的引下線相焊接后再來使用。 3.2引下線 引下線分為明裝和暗裝兩種形式，常常采用的是暗裝形式。 暗裝引下線常常利用直徑不小于12mm的結構柱鋼筋作引下線。由 于在高層建筑中，引下線的敷設困難，并且易產生高電位，所以在高層建 筑中不宜采用專門的扁鋼作為引下線。常常采用的措施是將引下線與各 樓層的等電位連接母線相連，從而降低了室內的反擊電壓。所以，應該 在高層鋼筋混凝土建筑物的每層都預埋與房屋結構內防雷導體相連的 等電位連接板，以便于和接地主干線相連。 3.3接地裝置 接地裝置中的接地極一般采用的是圓鋼或者是角鋼。人工接地體 在土壤中埋設的深度不應小于0.5m，垂直接地體長度宜為2.5m，其間 距以及人工水平接地體的間距均宜為5m，并且兩個接地極之間要用扁 鋼焊接或者采用接地母線。接地極還可以采取周圍式的接地方式，即在 靠近建筑物的基礎溝槽的外延進行敷設，此時不用再注意與外墻的距 離了，因為靠近基礎鋼筋能有效的均衡電位。與獨立式接地方式相比， 周圍式接地的沖擊電阻小，并且和各種金屬管道的連接方便，所以，周 圍式接地方式要優于獨立式接地方式。
2、防雷接地系統的質量控制
2.1做好預控工作監理人員首先需要熟悉設計圖紙、理解電氣設 計中的供電方式、對防雷系統有全面而深入的認識，這是做好防雷工作 的基礎。2.2嚴格控制材料質量 監理人員要嚴格的控制材料的質量，包括 材料的規格、材料的三證和材料是否符合施工要求等方面。并且，要注 意在接地材料的選擇中，優先選擇熱鍍鋅材料，避免劣質材料現象的發 生。2.3審查專業隊伍資質 在實際工程中，由于施工人員的專業技術 不過關而造成的防雷工程不合格的現象時有發生。防雷接地焊接貫穿 于整個施工過程，所以，要對焊接工人進行嚴格審查，保證防雷接地隊 伍的資質等級和專業人員的高水平操作能力。2.2加強對關鍵部位和工序的控制 為了保證防雷接地施工的質 量，一定要加強對關鍵部位和工序的控制：找出施工中易出現質量問題 的環節，具體表現如下：2.2.1地基接地焊接。在接地施工中，地基接地焊接是第一個環節。 在焊接前，要按照基礎圖逐一檢查接地點，確認伸縮縫處的基礎鋼筋是 否能夠跨接連通。焊接后，通過對接地電阻值的測試來確認是否符合要 求，若是出現偏差，則要采取相應的補救措施。2.2.2柱筋為引上線的接地網的焊接。在焊接過程中，要防止漏焊 或者錯焊問題的出現，所以要查清鋼筋的焊接根數，并且要在每層按軸 線位置將每根柱子的位置標清。特別是在轉換層的位置要反復核實。2.2.3避雷針和避雷網了。避雷針和避雷網的施工質量直接影響著 防雷接地的可靠性，所以，要加強對避雷針和避雷網的監控力度。表現 如下：（1）選擇符合設計要求的規格；（2）保證安裝的牢固和可靠；（3） 要與金屬物體焊接為一個整體；（2）引下線要選用規定直徑的鍍鋅圓鋼 與結構柱內主筋。2.2.2門窗等金屬物等電位連接。等電位連接是用等電位連接導體 或者電涌保護器將分開的導電裝置各部分做等電位的連接，其目的是 減小建筑物金屬構件與設備之間或者設備與設備之間由于雷電流產生 的電位差。所以，對于高層建筑物來說，在門窗等金屬物的位置進行等 電位連接能夠有效的預防側擊雷，減少雷電災害。2.2.5浪涌保護器。隨著科技網絡信息的迅速發展，感應雷防護也 成為大家關注的問題。對于建筑物來說，電源系統、網絡信號系統安 裝浪涌保護器也成為一種趨勢。浪涌保護器的作用原理是把竄入電力 線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍 內，或者將強大的雷電流泄流入地，從而保護系統或設備不受沖擊而損 壞。 結語 建筑防雷系統與建筑內外的設備、人員的安全具有直接的聯系，所 以，在對防雷系統的設計中，要綜合考慮多方面因素，選擇最合適的材 料規格，并且要加強對施工過程的管理和監督工作，保證防雷系統的方 方面面都能滿足各項施工要求。
作者：莫秋娟 單位：湛江市防雷技術服務有限公司
關鍵詞：輸電線路；防雷技術；措施分析
中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A
1 傳統避雷措施效果分析
1.1 輸電線路發生故障的主要原因是雷擊事故造成，因此，提高線路的絕緣能力，增強輸電線路的外絕緣。線路絕緣能力的增強，加大了雷擊過電的距離，降低了跳閘現象。但是經過研究，發現使用的復合絕緣子經雷擊之后的絕緣效果就明顯降低，如果長時間用于防雷，輸電線路同樣會受到雷擊的破壞，出現線路故障。所以，這種使用絕緣子的防雷措施不能夠長期運用。
1.2 我國地形比較復雜，因而多地有架空線路，如果架空線路遭到雷擊的情況，維修難度比較大。人們采用的架空避雷線降低了雷擊對架空線路的侵害，同時也加強了避雷線對導線的保護。
1.3塔桿接地線阻和雷電泄流通道是塔頂點為的重要參數，因此，需要考慮降低塔桿接地線組并對雷電泄流通道加以改善，降低了雷電對架空線路的沖擊。
2 輸電線防雷的工作重點
2.1明確管理目標并及時消除雷擊隱患
關于輸電線路防雷措施的加強和改進，首先需要工作人員明確管理目標和重點保護區域。對線路比較復雜、雷擊現象頻繁或是人群比較集中的地方進行重點防雷措施的保護，安裝防雷設備的前要對當地環境條件做以準確的分析。防雷措施的整改是一項系統的工程，各個環節的測定和維護都需要嚴格的把關，如地質土壤，要考慮到接地裝置。
2.2 測試方式要規范
現在防雷措施的研究和改進已是電力行業積極討論的重點問題，因此采用比較新型的防雷技術很必要。傳統使用的電阻檢測儀器和技術都比較落后，這方面的改造以及事故發生分析是測試方式改進的重要內容。組織人員在檢測過程中積極采用新型的測試設備或儀器，準確、可靠測量出接地電阻在雷電能力脂肪中存在的不足。
2.3 采用針對性措施
許多地區雷擊現象嚴重，發生事故頻繁。因此，針對這些地區的防雷措施要對輸電線路耐雷擊強弱進行分析，如輸電線路大跨越式、架空線路、輸電線路之間的大檔距或是大高差等問題。結合這些特點詳細制定防雷技術措施，針對這些頻發區域加強防雷設定的管理。
2.4 技術要求統一
對一些高土壤和大跨越式的輸電線路的防雷保護，要加強技術手段應用。有的地區大跨越式桿高超過40米與接地電阻之間產生一定的矛盾，不利于防雷保護，因此要改進接地線的長度和接地線根數以及接地線延伸等方式，降低塔桿的接地電阻。
3 提高防雷設定的措施
3.1 以新型的防雷裝置和措施為基礎進一步研究新型防雷措施
3.1.1 使用大直徑絕緣子，讓絕緣子串電場均勻分布，同時在其絕緣子串的首末端采用大直徑絕緣子。如果現在發生雷擊的情況下，輸電線路發生故障的能夠及時發現并進行維修，防止在遇到強大的雷電沖擊時受壓強線路出現嚴重損害。
3.1.2 可控避雷針的使用能夠在地勢起伏比較大的條件下，防止大范圍雷電直擊的可能性。是一種能夠避免強烈的雷擊裝置，使得放電的電流減小，提高防雷技術的可靠性。
3.1.3 一般容易受到雷擊，并且雷擊現象較嚴重的區域安裝有避雷器。避雷器是一項比較有效的防雷裝置，能夠將雷電快速釋放。如果將避雷器和絕緣子串聯，有效的降低了雷擊電流對絕緣子的損害。
3.1.4 如果發生雙回雷擊跳閘時，采用不平衡的絕緣方式是最為可靠的。不平衡絕緣方式在發生雷擊的情況下，能夠在雙回線路中的絕緣子線路中產生差異。絕緣子片數少的回路先進行閃絡，保障另一條線路的連續供電，增強了輸電線路防雷擊的能力。
3.2 綜合法防雷措施
單一的防雷措施不能夠進行長期的防雷保護，需要對單一防雷措施進行全面的分析如實際運行情況和輸電線路所處的環境。需要將各種防雷技術加以總結比較或是改進，研制出一套比較耐防雷的技術，減少因雷擊輸電線路帶來的財產、物品、生命損失。防雷措施的提高和改進主要是對兩個方面展開，整治工作的有效性和針對性。
3.3 分流方式
居住地的防雷措施，借助分流將室外的導線與接地線連接誒到一種比較合適的避雷器上，如果出現雷擊現象，這些感應會隨著線路位置傳輸到避雷器中，降低雷擊對線路的危害。分流技術能夠將閃電的電流分流到地面，使得避雷器的電阻值不斷降低。同時現代化電子信息產業的迅速發展，帶動了分流避雷技術廣泛應用于電氣電子設備中。
3.4 均壓連接方法
均壓連接就是將處于電位導體的電位連接起來，并和接地裝置關聯，較少因雷電引起高壓電位上升帶來的閃絡危險。雷擊過程中如果輸電線路的防雷措施沒有高效的保護措施，會引起下線電位不斷升高，造成電氣設備和人員傷害。
3.5 屏蔽和接地方式
屏蔽就是組織閃電帶來磁場對輸電線路的入侵，首先屏蔽要使用的導體材料包括舶、金屬網和管子等，將所要保護的輸電線路包裹起來。接地方式就是將防雷系統中存入的雷電能力進行合理的釋放，在釋放的過程中壓形成一種良好的接地方式，這樣才不會使雷電能力出現反擊的現象，同時這種接地防雷技術室防雷系統中的一個重要環節。
4 輸電線路防雷改造的原則
根據防雷技術經驗研究消雷器的防雷技術存在一定問題，不能夠全面保護輸電線路正常傳輸電量。因此，消雷器桿塔部分需要進行改造，加強消雷器的防雷效果。可控放電避雷針對地形標比較復雜的區域使用有很好的作用，減少了工作人員的巡視困難。同時可控避雷針的防雷效果比較明顯，維護工作量較少，對接地電阻的的要求比較低，但是使用范圍有限，比較適合輸電線路檔距較小的線路段。避雷器在遇到雷擊的情況下能夠及時迅速的運作，能夠滿足可控避雷針存在的問題，如使用范圍局限、檔距小的路線段、對接地電阻的要求比較高等，對導線的防雷保護有很大作用和意義。
結語
因雷擊引起的輸電線路故障多發生在南部山地，慢慢的也逐漸轉向平原地區，國家應該提高對輸電線路防雷措施的認識。同時，要降低電力系統過電壓能力，提高防雷保護水平，優化電力系統的經濟效益。我國的地形比較復雜，多山地、盆地和丘陵，防雷措施的改造和加強勢在必行。
參考文獻
[1]吳桂芳，陳巧勇，藍磊，文習山.110kV線路避雷器在輸電線路防雷中的應用研究 [J].電瓷避雷器，2002（2）.
【關鍵詞】 配電網 防雷 技術 研究
隨著經濟的迅速發展，電力的輸送不斷得到加強，對于配電線路的重要不言而喻，由于配電網有時無法避免雷擊保護，其自身的絕緣能力有限，比較容易發生雷擊災害，進而影響到用電安全和用電需求，嚴重就會導致人身和財產受到威脅。對于雷電的危害中，防雷技術一直在不斷地加以研究和討論，使避雷和防雷得到有效控制和改善。
1 配電網的防雷技術的現狀
對于配電網中設備較多、分布線路較廣，和用戶關系較為密切的線路配電中，例如10kV的配電網，其自身的絕緣能力較差，還容易發生雷擊事故。對于配電網的防雷措施當中，過去一般都把防雷的重點放到開關和變臺方面，對于配電線路沒有給予充分的準備和重視。對于配電線路的規劃也沒有相關的具體措施和規定。如果采用重合閘以及消弧線圈在雷擊之后能夠起到恢復配電的情況下，如果雷擊把瓷瓶擊碎并對接地線路進行短路和相關的斷線，那么就沒有辦法進行恢復輸電了。由于防雷設施的老化、接地裝置的被盜以及受地質條件的影響等，很多接地裝置都因為電阻達不到相應的運行要求和標準。
在雷擊產生故障的情況下，基本上都是配電網在雷電瞬間壓閃絡，產生電弧放電的方式，但電流在停留的時間很短，如果雷電在兩三相中的不停電桿行出現閃絡，然后形成了金屬短路，就會引起電弧能量的迅速驟增，就會把相關電氣設備擊穿、破壞。
2 配電網的防雷技術
關于配電網的防雷技術有配電設備防雷技術以及中壓配電網線路的防雷技術等。對于配電線路中，主要有架空線路以及電纜線路兩種，電纜線路主要在地下進行深埋，對雷電的影響較小，而架空線路的防雷則是重點進行的防雷要求。對于架空線路的防雷中基本上包括架設避雷線的方式和安裝線路避雷器以及防弧金具等。
對于架設避雷線的做法是我國國內在中壓架空線路中最基本和普遍進行的防雷措施。在對35kV的架空線路中主要對變電站和發電站的相關出線和進線進行相關架設避雷線1-2km，根據實際情況，如果是重要線路和雷擊的重點防護區，則可以全線進行架設避雷線。而對于10kV的架空線路一般情況下不再架設避雷線，如果是特殊原因，可架設單根的避雷線。
還可對配電網進行線路避雷器的安裝，能夠使避雷水平得到大幅度的提升，使雷擊的跳閘率得到一定程度的下降。特別是在雷電活動和發生頻率較高的山區和相關地方，可安裝避雷器的方法進行防雷。不僅可對35kV線路進行相關的避雷器安裝，也可對10kV的配電線路進行安裝，其避雷的效果非常明顯。
對于安裝防弧金具的情況，可以從防雷金具上把雷擊電流進行相應的疏導，使導線免遭雷電的擊損。對于安裝防弧金具，在我國的沿海江浙地區應用較為廣泛，得到了良好的防雷效果。
除了線路防雷技術之外，還可以進行設備的防雷技術，如利用配電變壓器進行相應的防雷技術，可在變壓器的低壓側進行安裝避雷器進行相應的防雷，也可以在開閉所的進線和出線以及母線上進行裝設避雷器進行防雷，一旦出線雷擊時，通過避雷器的動作，使雷電通過電流導入地來進行設備的保護。對于開關設備的防雷技術也有大量的應用，很多國內的開關線路和一些分支線路中的開關設備都采取了裝設避雷器，能夠有效地進行防雷。
3 配電網防雷技術的相關建議和分析
對于架設避雷線進行防雷時，在限制過電壓是會有一定的作用，但由于絕緣的水平較低，對于雷擊，嚴重時會導致雷擊斷線的情況發生。一般10kV線路是無法進行有效的利用避雷線進行防雷保護的，況且，對于架設避雷線的造價較高、難度很大。一般情況下，對于10kV的線路主要是考慮其接地裝置的情況和適當對絕緣進行加強作用。
在對于中性點的不同接地方式要進行不同的避雷器的選擇，因為中性點的相關接地系統對絕緣水平的要求比中性點的非有效性的相關接地系統要低一些。因此，要采取金屬氧化的避雷器進行防雷。
對于35kV的線路進行防雷時，要采用避雷器來提高防雷要求，由于35kV的相關輸電線路的絕緣水平也比較差，對于塔桿設計時如果沒有進行加裝相應的避雷設置時，再對絕緣子進行加強和對接地電阻進行降低也補救不了雷擊的可能性。因此，建議對避雷器的安裝，對于安裝避雷器，主要的有脫離裝置的避雷器，一般主要是無間隙的和間隙型這兩種，如果采用間隙型的避雷器，基本上有純空氣間隙以及復合絕緣子的間隙兩種，對于間隙性的避雷器的使用和安裝，能夠任意地進行選取，不僅能夠降低其維修的時間和工作，在運行的過程中沒有電流，對功率的損耗不大，而且其使用的壽命也較為理想。35kV線路在選擇純空氣間隙型的避雷器時，能夠解決相應的無間隙避雷器因受到污染的相關問題。
對于輸電的網絡消弧線圈主要有自動消弧線圈以及固定消弧線圈兩種。對于自動消弧線圈能夠在電網中有效地檢測電流，可以調整其電流的控制，不讓接地電弧的連續，降低和減少相應的跳閘率。而固定的消弧線圈存在一定的問題，逐漸被自動消弧線圈所代替。在目前較為通用的和先進的相關技術主要是氣吹消弧裝置，能夠對雷電發出相應的強烈消弧氣流，從而使氣流在電弧通道中脫離電極，使其熄滅。
4 結語
配電網的防雷技術對本地區的電力的經濟和社會效益產生很大的影響，防雷技術的高低，對配電線路的跳閘率的降低有重大的意義。針對配電線路的防雷技術的探討和研究，要進一步加強對配電網的防雷技術標準的提高，根據實際情況，減少雷擊故障，加強對雷擊故障的排查和檢修。
參考文獻
[1]喇元，胡賢德，彭發東等.10kV配電網防雷技術研究[J].能源工程，2013，（4）：16-19.
氣象防雷技術工作中的重點分析
氣象防雷技術的定位定位是氣象防雷技術的非常重要的環節,這主要涉及到在整體氣象工作中它的重要性以及地位,特別是對于國家的財產安全方面是不可少的。雷擊事件的頻發對于社會生活造成的巨大危害已經使得我們看到防雷工作已經是目前最為重要的工作。對于防雷檢測機構的定位也是十分的重要的,尤其是其社會生活的重要性,它不屬于社會的生產部門,其工作宗旨不是直接指向于經濟利益和盈利,而是為民服務,保證社會的和諧穩定,這才是它的主要的目的。氣象防雷技術工作已經成為氣象業務系統中的一個重要部分,而且規范制度建設方面也發揮了重要的作用,并且取得了一些成績,不過在實際的工作執行過程中,我們的相關的工作人員并沒有遵照相關的規定對防雷技術進行嚴格的測定,致使我們獲取的防雷預測信息往往出現一些失真的情況,而導致一些意外的情況的出現,給我們的生活造成一定的損失。所以說,我們要做好防雷工作的定位以確保所獲取的信息真實可靠性,這是非常重要的。與此同時氣象防雷部門應該精確定位自己的角色,它不是指向于社會盈利目的的,而是基于社會職責職能而建立的功能性部門,只有準確的定位才能夠確保氣象防雷工作的有效運行。
氣象防雷技術工作的投入
第二個非常重要的工作就是氣象防雷技術工作的投入安排。首先氣象防雷網絡的投入,社會管理網絡的構建需要大量的資金,要充分的考慮其經濟性以及有效性問題,構建氣象防雷網絡有助于氣象信息的及時有效的傳播以及采取必要的措施。其次是要針對防雷技術的規范管理進行一定的投入。這項任務主要是基于氣象管理等相關人員能夠依照嚴格的規章制度進行實施工作,從而確保氣象信息的準確性。因為只有相關的設備以及儀器的高度精密性才能夠確保雷電信息的高度精確性,從而使得我們能夠及時有效的傳播雷電的精確信息,避免發生不必要的損失以及相關的傷害,才可以進行及時有效的預警,我們要不斷的加大科研投入力度以確保防雷技術的提高。最后是要對氣象相關的工作人員進行相關的教育培訓等,這也需要進行一定的投入,防雷技術的應用最終是要落實到人的身上,所以這個環節是非常的必要的,它關系到我們的現實實踐活動的有效性以及最終的落實情況,只有培養了一批高技術性的人才,才能夠更好的開展相關的工作,所以要對相關的工作人員進行一定的培訓教育,使得他們能夠緊跟時代的步伐,不斷的更新自己的知識體系,以新技術新方法投入到氣象實踐工作中。
運用遙測信號線進行防雷
氣象站的溫度、雨量以及濕度、風向采集的氣象要素變化信號經過各個信號傳輸線匯集在專用的信號箱的信號專用傳輸線中,由于采集箱接口電路內有防雷擊功能,所以應避免系統由于長的信號線纜帶來雷電的干擾,所以在遙測信號的線纜處不用使用電涌保護器,但是應該注意將信號箱與觀測的地網連接起來,從而保證信號箱接地的可靠性,并且其輸出線還應該用金屬線槽屏蔽,并時金屬線槽首端與觀測場地網連接,將其尾端與值班室中的工作地網相接,將兩端接地牢固,就能夠實現通過遙測信號侵入的雷電波的幅值,并將幅值保證在采集箱接口電路允許的范圍內,就能夠有效避免設備的損壞。還可以通過采用通信線路進行防雷,在采用通信線路防雷時,也應該將銅芯線穿過金屬線槽沿著自動站線纜地溝埋地線,并引入值班室,金屬線槽的兩端屏蔽,同時將通信線接入MOOEN接口的前端,并安裝一個信號電涌保護器,以防止雷電從通信線路中侵入,其中信號電涌保護器的技術指標為:通流容量在5kA(8/20μs),其工作電壓為170V,響應時間在10ns以下,殘壓在230V以下,損耗應該小于1dB以下,而接口方式應該為RJ11。
結語
隨著社會的發展以及科技水平的不斷發展,氣象防雷方面的工作以及相應的技術必將會獲得巨大的發展。而氣象也會隨著社會發展而不斷的擴大自己的服務領域,逐漸的遍及我們生活各個角落。氣象信息服務于氣象工程服務是氣象工作的兩個大的服務領域,氣象信息服務是基于氣象信息的提供,從而服務于我們的社會生活,改善我們的周圍的環境;而氣象工程服務主要涉及的是氣象在工程項目中的運用,其運用的范圍是更為廣泛的。在不久的將來氣象防雷技術會朝向技術復雜以及防雷預警預測的方向發展。氣象防雷技術工作要不斷的走向正規,進行有計劃的工作,同時建立專業化的隊伍以更好的服務于氣象防雷工作,以確保防雷工作的高效順利開展。作為基于社會效益而產生的職能部門,氣象部門要做好氣象防雷的一系列的工作以推動社會以及經濟的發展。
[關鍵詞]雷擊；防雷技術；接地線；防雷器
中圖分類號：TG363 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
0 引言
隨著勘探規模的擴大，生產區域由平原轉入山地、叢林、沼澤等復雜地區，惡劣的天氣也對采集設備造成很大的傷害，特別是雷電的傷害，為此，我們有必要對采集設備的雷電防護進行研究，有效提高地震儀器的防雷擊能力，減少設備的損失，從而提高地震采集生產效益。
1 400系列采集鏈防雷技術研究
400系列采集鏈主要由數傳電纜、采集站組成，其中采集站是核心部分。采集站主要由大線插頭、電源電路、模數轉換電路、接口電路、數據通訊電路、EEPROM六部分組成。具體的工作流程是：采集站首先接收來自電源站或交叉站的命令，將檢波器拾取的模擬信號換成數字信號，并完成第一級濾波，再將數字信號經由數傳電纜傳送到下一個電源站或交叉站。
400系列數傳電纜由兩對雙絞線組成的標準四芯線構成。A、C到D、B和B、D到C、A兩對雙絞線用于傳輸數字信號，傳輸方向總是從B、D到C、A，傳輸極性總是B、C為正，D、A為負。
1.1 雷電對采集鏈的入侵形式
1.1.1 雷電通過數傳電纜侵入采集鏈
當排列上的采集鏈遭到雷擊后，雷電產生的高壓或電磁脈通過數傳電纜傳入采集站的輸入變壓器上，由于該雷電電壓遠遠大于變壓器所能承受的電壓，將其瞬間燒毀，燒毀的變壓器產生的高溫將電路板燒焦。經分析我們知道該變壓器和采集鏈中的4根傳輸線相連，因此判定雷電大部分是通過數傳線侵入采集站而導致采集站損壞。
1.1.2 雷擊通過檢波器串侵入采集站
在野外受到雷擊時，采集站通過檢波器串接收的輸入電壓瞬時值遠遠大于采集站額定值，該輸入信號加到模擬電路的前放和ADC數模轉換模塊，導致電路板受損。此類采集站的電路板無明顯的過電流現象，只是在模擬電路和ADC數模轉換模塊對應外殼部分出現一個黑點，電路板側面有輕微的開裂。因此可以判斷雷電是通過排列上的小線檢波器侵入采集站的。
1.2 目前防雷擊技術及其缺陷
400系列采集鏈現有的防雷擊技術主要包括以下幾個方面：
①、在采集站對外通道上采用陶瓷氣體放電管進行泄放雷電流，在檢波器的輸入端和每對傳輸電纜的輸入端接有氣體放電管。氣體放電管的地通過采集站的印刷板地與不銹鋼板相接，而不銹鋼板與塑料外殼上的不銹鋼卡子
和螺釘相聯，當采集站直立放置時，螺帽與大地相聯。當采集設備遭到雷擊時，雷電壓超過氣體放電管放電電壓，氣體放電管通過地瞬間導通，起到避雷作用。
②、野外采集單元大多采用塑料外殼，以專門的尾椎接地作為雷電的入地泄放通道；這種專用的接地尾錐在實際使用過程中極不方便，容易劃傷施工人員和采集鏈。
在使用的過程中發現，采集設備原有的防雷電路在雷電發生時卻不能產生相應的防雷效果，分析發現原因有以下三點：
③、采集站的實際接地效果不好。當采集站接入檢波器串后，在高處的插頭以及線的重量使得排列上的采集站大部分呈側向放置，因此底部的螺釘接地不良或未能接地。
④、防雷泄電器件的技術參數過低。400系列儀器配置放電管的直流啟動電壓為230V，響應時間長達25μs。而雷電流在11μs時達到峰值，25μs的響應時間對電子設備來說基本起不到保護作用。
⑤、防雷器件泄放雷電流是有次數限制的，防雷器件多次泄放雷電流之后，器件的性能就將變差而基本不再起作用。
2 400系列采集設備防雷裝置研制
2.1 接地線的研制
防雷的基本途徑就是要提供一條雷電流對地泄放的路徑，而不能讓其
隨意選擇放電通道。在復雜山區施工時，遇到溪流或溝壑常常需要把采集鏈架起，遠離地面，為了保證采集設備良好的接地，決定人為的給采集鏈加上接地線。接地線由墊片、延長線及錐形銅棒組成，在延長線的選材上采用了電氣性能好、導電性能穩定的銅芯線。接地線保證施工中的采集站在任何狀態下都有很高的接地概率，而且，線狀結構比較柔軟，收放方便，不會損傷采集鏈，并且該設計在安裝過程中不破壞400系列采集鏈的結構和防水等性能。
2.2 防雷器的研制
（1）設計原理
采集鏈主要受到兩個方面雷擊電流的傷害：檢波器感應的雷電流和通過數傳電纜感應的雷電流。因為地震檢波器的線圈對電磁場非常敏感，所以我們設計在檢波器接入采集站的信號輸入端并聯一個防雷器的方式，來增加一個雷電流的瀉放路徑。
（2）研制過程
考慮到浪涌電壓對電子元件的損壞，該防雷器主要是是由一個啟動電壓230V，響應時間7μs的放電管和浪涌保護器組成，使用檢波器的外殼對防雷器進行封裝，檢波器串信號線的兩端分別與放電管的兩端連接，放電管的地線地線則與檢波器的尾錐相連。這樣做的目的就是在使用該防雷裝置的時候僅僅把裝有放電管的單只“檢波器”并聯在檢波器上即可，單只檢波器像普通檢波器一樣接在小線夾子上，這樣的設計還有一個優點就是不僅可以在400系列儀器上使用，也可以不做任何改動的在其他類型儀器上使用，達到防止雷電從檢波器傳入采集站的目的。
（3）測試試驗
使用SMT-300檢波器測試儀對并入防雷器的檢波器參數進行指標測試。分別進行3次測試，測試結果如表1
表1 實驗數據
從測試結果來看，并入防雷器后，檢波器的各項指標都沒有變化，證明檢波器串加入防雷器后，不影響檢波器的指標，理論上也不會影響檢波器的接收，實際使用中對接收數據的影響好需要在野外生產中進行檢驗。
參考文獻
【關鍵詞】雷電防護；接地線；防雷接地
現代社會隨著環境條件的惡化，雷擊引起的輸電線路掉閘事故及設備損壞事故越來越多，極大的影響著我們的生產和生活。為了有效的減少此類故障的發生，綜合防雷的措施也是多樣的，為了規范的管理各類防雷措施，以下關于防雷技術應用進行闡述。
1 一般規定
建筑物電子信息系統的雷電防護等級應按防雷裝置的攔截效率劃分為A、B、C、D 四級。
雷電防護等級應按下列方法之一劃分：
1.1 按建筑物電子信息系統所處環境進行雷擊風險評估，確定雷電防護等級；
1.2 按建筑物電子信息系統的重要性和使用性質確定雷電防護等級。
1.3 按雷擊風險評估確定雷電防護等級
1.4 按建筑物電子信息系統的重要性和使用性質確定雷電防護等級
2 對于接地線的使用和管理，存在普遍的問題解析如下：
接地線是保證工作人員人身安全的生命線，裝拆接地線的操作是電氣操作中危險性較大的操作，一旦發生事故，影響大、后果嚴重。確保裝拆接地線的正確性是變電所安全可靠運行的一項重要工作。要杜絕人為責任事故的發生，就必須規范管理，從細微處入手，在多層次共同把關。
2.1 接地線該不該對號存放
《安規》第82條已有明確規定：每組接地線均應編號，并存放在固定地點。存放位置亦應編號，接地線號碼與存放位置號碼必須一致。操作票、工作票制度都要求接地線編號。
2.2 接地端該不該使用帶微機五防裝置的接地樁
在變電所一次設備檢修時，為保證工作人員的人身安全要裝設臨時接地線，接地時一般都是采用接到設備構架接地引下線位置。若變電所的一次設備都適當安裝了接地線微機防誤閉鎖裝置，就可以有效地減少誤操作事故的發生。
要使臨時接地線的操作(裝、拆)都納入到規范化的管理中去，操作過程就必須經過防誤閉鎖裝置的閉鎖，也就是經過電子鎖匙的記憶程序進行模擬及操作，徹底減少只是憑操作人員記憶或操作順序操作那樣容易出現漏拆誤接現象，使其真正按電腦記憶的邏輯來進行操作，切實保證杜絕帶地線合閘送電事故的發生。
2.3 電壓互感器二次側該不該裝設短路的地線
一些供電公司的檢修班組在變電所對10～500kV的電壓互感器進行檢修工作時，辦理的變電第一種工作票安全措施要求只是對電壓互感器的一次側合上接地隔離開關(刀閘)或裝設接地線，沒要求要在電壓互感器二次側短路接地。
電壓互感器二次側的短路接地，對于保障檢修人員的人身安全至關重要。電壓互感器檢修前雖然在其一次側已合上接地刀閘或裝設了接地線，并且退出了二次回路熔絲(保險)等安全措施。但在實際工作中，拆開電壓互感器一次接線后，就會使其失去短路接地的保護，當二次回路發生誤操作時，電壓互感器的一次側就會有反升電壓，危及檢修人員的人身安全。
2.4 裝拆接地線該不該記錄
變電所內一次設備裝設和拆除接地線這一重要的操作內容。
接地線的操作作為電氣倒閘的主要危險點，避開和控制危險點是防止發生電氣誤操作事故的有效方法，因此加強對接地線的管理，也就是對所內一次設備裝設和拆除接地線這一重要的操作內容，值班人員按有關規程的規定在有關登記簿上記錄清楚，就完全可以杜絕誤操作事故的發生。
值班人員根據工作票，工作任務裝設和拆除接地線，均應在運行日志和《接地線操作登記簿》上明確記錄。恢復送電前，應首先檢查運行日志和登記簿中的工作任務是否已全部結束，接地線是否已全部拆除，并在交接班時交待清楚
3 關于防雷接地技術總體可分為以下幾點：
3.1 接地的目的和種類
接地是利用大地作為接地電流回路，在電氣設備與大地之間實現低阻抗的電氣連接，它將設備接地處的電位固定為所允許的值。接地的目的一是為設備的操作人員提供安全保障；二是防止設備損壞和提高設備工作的穩定性。接地電位的大小，除與電流的幅值和波形有關外，還和接地體的幾何尺寸及大地的電磁參數有關。
在電氣設備中，按照接地用途的不同，可分為工作接地、保護接地、屏蔽接地和防過電壓接地。
3.1.1 工作接地：
利用大地作為電氣回路或采用接地的方法減小電器設備與大地間的相對電位。
3.1.2 保護接地：
為防止由于電器設備的絕緣破壞而遭致人身事故，采用保護接地措施，它一方面降低接觸電壓，將電器設備的機架、機殼和走線架等金屬部分與大地間的電壓降到允許的數值，另一方面降低跨步電壓，將電氣設備與大地表明將存在的電位差降低，使得故障電流流入大地上層時，其擴散能力最小。
3.1.3 屏蔽接地：
為防止因外來干擾電磁場和電氣回路間的直接耦合，利用屏蔽接地，減小回路間產生串音影響。
3.1.4 防過電壓接地：
為避免因過電壓引起的人身事故和電氣設備的損壞而采取的接地措施。這種過電壓的產生主要由雷電和設備的開關故障所引起。阻抗較低的接地位置，可將雷電流引入大地，并迅速流散在大地中。正確設計的接地系統，應當使電氣和電子系統的所有部分，在任何時候都能通過所提供的低阻抗途徑，均衡整個系統的能量并排泄入地，使其保持在同一電位上。接地系統的關鍵是地下的接地裝置，這經常成為建立有效接地系統得最大困難。要提供最小而又能長期保持的低阻抗對地泄流，應考慮下列因素：
（1）土壤條件
（2）接地裝置與土壤的接觸面
（3）接地裝置的長期效果（壽命）
3.2 接地的方法：
根據上述的接地種類，在一棟建筑物內，對于各種接地的問題是防雷工程界探討復雜的問題。在二十世紀70年代以前，常采用“獨立接地”形式，又稱“三地”方式，雖可避免工頻電源對信號系統的干擾，但往往發生因防雷接地與電源設備接地互不相連而造成的反擊，致使設備損壞。2000年正式列為國家防雷標準《建筑物防雷設計規范》中一條：“防直接雷接地宜和防雷電感應、電器設備、信息系統等接地共用同一接地裝置”（GB50057-94中第3.3.4條）。
在該“規范”中對于電子設備的接地方法提出了可采用S型星形結構（又稱單點接地），M型網狀結構（又稱多點接地）或S型與M型組合的三種方式中之一的規定，它們分別如圖1和圖2所示。由于星型連接可消除多共阻抗耦合和低頻接地環路，因此能很好地工作于小于1MHZ頻率以下低頻電路。當信號或電磁干擾地頻率相當高（>10MHZ）或采用高速邏輯時，分布電容的耦合效應將會產生耦合干擾（圖3），這時必須采用M型網狀連接。由于網狀連接，存在許多接地環路，這對同時應用的較低頻率的電路是有害的，此時可采用組合接地的方法。
[關鍵詞]防雷保護；過電壓 ；接地技術
中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）37-0244-01
一、變電站雷擊過電壓的分類
供電系統在正常運行時，電氣設備的絕緣處于電網的額定電壓作用之下，但是由于雷擊的原因，供配電系統中某些部分的電壓會大大超過正常狀態下的數值，通常情況下變電站雷擊有兩種情況：一是雷直擊于變電站的設備上，二是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。其具體表現形式如下
1.1 直擊雷過電壓
雷云直接擊中電力裝置時，形成強大的雷電流，雷電流在電力裝置上產生較高的電壓，雷電流通過物體時，將產生有破壞作用的熱效應和機械效應。
1.2 感應過電壓
當雷云在架空導線上方，由于靜電感應，在架空導線上積聚了大量的異性束縛電荷，在雷云對大地放電時，線路上的電荷被釋放，形成的自由電荷流向線路的兩端，產生很高的過電壓，此過電壓會對電力網絡造成危害。
1.3 雷電侵入波
架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站，是導致變電站雷害的主要原因，若不采取防護措施，勢必造成變電站電氣設備絕緣損壞，引發事故。防雷措施總體一般概括為2種： ①避免雷電波的進入； ②利用保護裝置將雷電波引入接地網。
防雷保護措施應根據現場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點安裝適宜的保護裝置。
二、變電站的防雷保護裝置
防雷保護裝置是指能使被保護的物體避免雷擊，而引雷本身，并順利地泄入大地的裝置。電力系統中最基本的防雷保護裝置有：避雷針、避雷線、避雷器和防雷接地裝置。避雷針和避雷線可以防止雷電直接擊中被保護物體，因此也稱作直擊雷保護；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電過電壓波，因此也稱作侵入波保護；接地裝置的作用是減少避雷針（線）或避雷器與大地（零電位）之間的電阻值，已達到降低雷擊過電壓幅值的目的。
2.1 避雷針（線）
避雷針（線）的保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變，在避雷針（線）的頂端形成局部場強集中的空間以影響雷電先導放電的發展方向，使雷電對避雷針（線）放電，再經過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。
2.2 避雷器
避雷器是一種過電壓限制器，它實質上是過電壓能量的吸收器，它與被保護設備并聯運行，當作用電壓超過一定幅值以后避雷器總是先動作，泄放大量能量，限制過電壓，保護電氣設備。
2.3 防雷接地裝置
防雷接地裝置是用來將雷電流順利泄入地下，以減少它所引起的過電壓。各種防雷保護裝置（避雷針、避雷線、避雷器）都必須配以合適的接地裝置，將雷電泄入大地，才能有效的發揮其保護作用。
三、變電站的防雷保護
3.1 變電站的直擊雷保護
為了防止變電站遭受直接雷擊，需安裝避雷針、避雷線和鋪設良好的接地網。裝設避雷針（線）應該使變電站的所有設備和建筑物處于保護范圍內。還應該使被保護物體與避雷針（線）之間留有一定的距離，因為雷直擊避雷針（線）瞬間的地電位可能提高。如果這一距離不夠大，則有可能在它們之間發生放電，這一現象稱避雷針（線）對電氣設備的反擊或逆閃絡。逆閃絡一旦出現，高電位將加到電氣設備上，有可能導致設備絕緣的損壞。為了避免這一情況發生，被保護物體與避雷針（線）間在空氣中以及地下接地裝置間應有足夠的距離，這是變電所的直擊雷防護設計的主要內容。
避雷針的裝設可分為獨立避雷針和構架避雷針兩種。
3.2 變電站的雷電侵入波保護
變電站限制雷電侵入波的主要措施是裝設避雷器，避雷器動作后，可將侵入波幅值加以限制，使變壓器受到保護。已在輸電線上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電站的母線上，并對與母線有聯接的電氣設備構成威脅。 在母線上裝設避雷器是限制雷電侵入波過電壓的主要措施。
3.3 變電站的進線段保護
所謂變電站的進線段保護就是在鄰近變電站1-2km處裝設避雷器，以使雷直擊變電站附近的導線時，限制侵入波的陡度和幅值。當沿線路全長架設避雷線時，則這段線路應有更高的耐雷水平，以減少進線段內繞擊和反擊的概率。
3.4 變電站的變壓器中性點保護
對于35～60kv中性點不接地或經大電感接地電網中的變壓器，其中性點是全絕緣的，一般不需要保護。對于110kv及以上中性點有效接地系統，其中一部分是不接地的，一般應在中性點加裝一臺避雷針。
四、變電站防雷保護的計算
避雷針和避雷線這兩種裝置都是通過攔截措施，改變雷電波的入地路徑從而起到直擊雷保護的作用。小變電所多采用獨立避雷針大變電所多在變電站構架上采用避雷針或避雷線，也或者可以兩者相結合。直接雷保護的主要措施是安裝避雷針。下面主要介紹避雷針（線）的保護范圍。
避雷針保護范圍 （1）首先介紹單根避雷針的保護范圍，如圖1。
Rx和hx表示為水平面上的保護半徑
h≤30m時，θ=45°
在被保護物高度水平面上，其保護半徑為
其中 其中
式中，p為高度修正系數，當h≤30m時，p=1；
當30
（2）多支避雷針：工程上多采用兩支或多支避雷針以擴大保護范圍。
等高雙避雷針的聯合保護范圍要比兩針各自保護范圍的和要大。避雷針的外側保護范圍同樣有單支避雷針的保護范圍決定，而擊于兩針之間單針保護范圍邊緣外側的雷，可能被相鄰避雷針吸引而擊于其上，從而使兩針間保護范圍加大，如圖2所示。
五、結論
隨著科技發展，生產和生活用電量越來越大，電已經成為最重要的資源之一。如何保證電力的供應對于國民經濟發展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。雷擊事故是電力供應部門最重要的災害之一。在變電站的防雷擊保護中，如何防雷顯得十分重要，防雷擊技術的研究已經取得了很大的發展，變電站防雷的保護措施會越來越多。在實際中，變電站的防雷保護是一個系統工程，需要因地制宜根據不同區域的地形地貌和氣候特點，合理地選擇防雷保護措施。嚴格按防雷接地規程辦事，應用新技術新裝置，采取綜合性的防雷措施是確保變電站極大減少雷害的重要手段。
參考文獻
關鍵詞：雷電、防雷、接閃器、引下線、接地
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：
1引言
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。它能在瞬間已對建筑物中的設備產生巨大的破壞。我國江南地區是雷電高發地區，每年由于雷擊所造成的損失不可估計，建筑物中的設備由于一夜雷擊，損失可達幾百萬甚至上千萬。做好建筑施工中的防雷接地保護措施，對于保障建筑設備的正常運行意義重大。
2防雷保護裝置的組成：
防雷保護裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。
2.1接閃器：指的是接受雷電的導體，突出于建筑物，使雷電通過它導入大地而不經建筑物其他部位導入而起到保護作用，主要有避雷針、避雷帶和避雷網。
1接閃器的保護范圍：半徑為R的球與接閃器和地面相切繞接閃器滾動一周所形成的陰影區域即為接閃器的保護范圍。
2在保護范圍內并不是沒有雷擊，只是雷擊能量較小，滾球半徑R越小，進入保護范圍的雷擊能量也越小，也就是說接閃器的防雷效果越好。
3接閃器并非越高越好，超過60米的接閃器在技術上是沒有多大意義的，所以在高層建筑中采用防側雷擊（將距離地面45米及以上的金屬窗、門框架，陽臺金屬欄桿以及面積較大的金屬裝飾物就近與鋼筋網和金屬構架連接）以解決這一問題。
2.2引下線：指的是由接閃器導雷引入大地構成路徑的導體，可明敷于建筑物表面由上而下的圓鋼、扁鋼、裸導線等構成的避雷引下線；目前施工中，廣泛利用建筑物鋼筋混凝土結構中的鋼筋引下線。
2.3接地裝置：指的是埋入地內－0.7m以下的接地極組，是導雷入地的散流極，若是電氣施工專門安裝的稱人工接地體；若利用建筑物鋼筋混凝土樁基、底板內鋼筋以及埋設的金屬管道等作為接地裝置散流極稱為自然接地體，此外還有專門生產的成品如接地模塊等。
3防雷保護裝置的安裝實施：
3.1施工程序
1新建房屋，采用暗線，由下而上施工，施工程序為：接地裝置-〉引下線-〉接閃器
2老房屋改造，采用明線，由上而下施工，施工程序為：接閃器-〉引下線-〉接地裝置
3.2施工要點
1土建工程施工時要做好建筑物頂層屋面上避雷帶（網）等接閃器支持件的預埋和避雷針基礎螺栓的預埋。
2明裝的接閃器和引下線應采用熱鍍鋅材料組成，以機械連接為宜，若有不可避免的熔焊連接，則在連接處應加強防腐涂層。
3明敷的避雷帶、網及引下線應平直，轉彎處應成圓弧狀，不得形成銳角折彎。
4高層建筑的均壓環應與防雷接地干線連接，不得以末端支線作為連續導體。
5以建筑物基礎鋼筋作為接地裝置的應有多個引出的短段扁鋼（如40×4）接續點，若自然接地體接地電阻值不能滿足要求，可以人工接地體與之相連接，以達到整個接地裝置的接地電阻值滿足規定要求。
6每棟建筑物地面以上至少留有兩個接地電阻測定用的測點，并標識明顯清晰。
7整個防雷接地系統完工后應抽檢系統的導通狀況和對接地裝置接地電阻值的測定，其結果必須符合設計要求。
4常見的相關施工技術安裝要點：
4．1利用柱內主筋作接地引下線的安裝在工業與民用建筑工程尤其是工業廠房、高層建筑中, 多數是利用柱子內兩根主筋作為引下線, 不再另設其他引下線。如何確定柱內哪兩根主筋作為引下線最佳, 需要考慮以下幾個因素。1 柱子不設斷接螺栓在這種情況下, 主要考慮在屋頂引出部位與避雷網(針)接閃器的連接方便即可, 通常可利用柱內靠內側的兩根主筋或左(右)側中間兩根主筋。2 柱子上設有斷接螺栓在這種情況下, 首先要確定斷接螺栓的位置。斷接螺栓在柱子上的位置一般有兩種情況:一種是設在室外, 可利用柱子靠外側的中間兩根主筋作為引下線;另一種是設在室內, 則可利用柱子靠內側的中間兩根主筋作為引下線。這樣均可方便地從主筋上引出安裝斷接螺栓。
4.2斷接螺栓的安裝在施工中, 斷接螺栓的安裝往往不被重視, 而且經常被遺漏。其實斷接螺栓不僅在技術上是不可缺少的, 而且同時也關系到建筑物的美觀, 因此, 在施工中應加以重視。1 斷接螺栓設置的位置斷接螺栓究竟設在何處為合適, 需要考慮幾個因素:一要便于使用, 即方便于測量接地電阻時的接線;二要不影響美觀;三要安全, 人不易碰及。例如可設在建筑物的背面, 或設在地下室等比較隱蔽而又方便使用的地方。2斷接螺栓的安裝高度在圖集 JD 中要求設在離地 2.0m 處, 也有的要求設在1.5~1.8m 處, 這應視具體情況而定。在高層建筑中, 利用柱內兩根主筋作為引下線時, 在室外柱子上設斷接螺栓, 如果設在1.5~1.8m 處, 既不美觀, 又與人的高度相當, 行人容易碰及而發生事故;如果暗設在 0.5m 處, 既比較隱蔽、不影響美觀, 行人也不會絆腳, 同時又方便于測量接地電阻時的接線。當斷接螺栓設在室內時, 按高度為 0.5m 設置也較為合適。如果是多層建筑架空進戶線的重復接地極的斷接螺栓, 則設在 1.5~1.8m處較為合適。
4.3.混凝土構件中鋼筋與接地極的連接利用混凝土構件中鋼筋作為接地極或引下線時, 應注意以下幾個方面:1柱內主筋與圈梁內主筋的連接主筋的連接應與上述地板鋼筋之間的連接做法相同, 但連接件不一定使用同規格的鋼筋, 用扁鋼也可以。
2 地板鋼筋之間的連接地板鋼筋之間的連接不能用電焊直接將鋼筋互相點焊在一起, 而必須用連接件將鋼筋搭焊在一起, 連接件以采用與板內鋼筋同規格的鋼筋為好, 以免傷害板內鋼筋。
3 柱內主筋與避雷帶的連接無論避雷帶是用扁鋼或圓鋼構成, 均應采用焊接或熱劑焊的做法連接, 連接材料可采用扁鋼或圓鋼。
4.4 建筑屋面防雷建筑物竣工驗收投入使用之后, 使用者為裝飾、附加功能或商業廣告等需要而進行的屋面裝修。以致它們的存在增加了建筑物的金屬含量, 雷雨時容易聚電荷, 增加了遭雷擊的可能性,且不規則的尖凸布置都成了引導雷電的接閃器。因此必須對它們采取一定的防雷措施。對于已完成的裝修應采取相應的補救措施。下面針對幾種特定的屋面后裝修, 提出相應的補救措施。
4.4.1 不帶電的金屬構件的處理措施：
1處理的原則：屋面設置的金屬構筑物, 例如廣告牌、角鋼支架、金屬欄桿、鐵塔、旗桿等, 必須各自與建筑物避雷系統做好電氣連接。
2處理的方法：一般民用建筑都采用屋面女兒墻頂敷設避雷帶的方式, 只要用直徑 8mm 以上鍍鋅圓鋼與避雷帶焊接即可, 注意焊接處做防銹處理。
3常用的操作方法：為適應這種屋面后裝修的需要, 可在這種暗式防雷系統的設計、施工中, 先在屋面適當位置布置若干外露的防雷接線柱頭。4.4.2 帶電的金屬設施的處理措施：
1處理原則：原則為屋面暴露部分尋求屏蔽和接地, 電源引出處裝設避雷器。
2處理方法：
1）屋面設置的帶電設施, 最典型的是建筑物輪廓彩燈。
2） 有許多是采用導線并接多個防水燈頭, 纏繞在女兒墻上端避雷帶上。從防雷的角度看, 這正是最糟糕的處理辦法，沒有做正規安裝。
3）如果有避雷帶的話, 可在避雷帶下安裝燈具, 以便得到庇護, 配線鋼管與避雷帶做電氣連接。
4）如果沒有明裝避雷帶, 宜采用帶金屬防護罩的彩燈,配線鋼管同樣需與作為暗式避雷帶的結構鋼筋做電氣連接。
4.4.3 混亂的屋面建筑裝修的處理措施：
1原因：對上述各種情況都有, 往往是多次重復裝修而形成的局面。
2處理方法：
1）傳統的各自接地的所謂重點保護方式,
2)采用各類消雷器,例如半導體消雷器等。
3)效果比較：消雷器保護角大( 一般可達 800 左右) , 防雷范圍較明確, 覆蓋狀況較好。5 結語總之防雷接地是隱蔽工程中一項獨特的、連續的、安全性強的工程項目。因此，建筑的電氣接地工程的安裝施工中, 應嚴格按其施工技術要求及操作規程組織施工, 高度重視防雷避雷問題, 盡量避免并減少可能發生的雷擊事件。文獻參考:[1]《建筑物防雷設置安裝》99D501-1.
關鍵詞：加氣站；防雷；探討
1 引言
雷電是一種極具破壞力的自然現象，其電壓可高達數百萬伏，瞬間電流更可高達數百千安。落雷后在雷擊中心1.5～2KM半徑的范圍內都可能產生危險過電壓，損害線路上的設備。在聯合國國際十年減災委員會公布的對人類造成最嚴重危害的十大自然災害中，雷暴由于其對人類生命、財產的巨大侵害，被列在了顯著的地位。
隨著清潔能源的發展和低碳環保概念的深入，作為一種清潔能源的天然氣正在逐步取代汽油，越來越多的汽車加氣站正在建設當中。作為易燃易爆場所，加氣站不但含有極易爆炸的天然氣，還有大量為管理加氣站而建設的配電、網絡、控制、報警、監控等弱電系統，這些系統是加氣站的神經中樞系統，雷雨天氣時，除了極易引發儲氣罐爆炸外，雷電產生的雷電電磁脈沖還對弱電系統構成嚴重的威脅，因此，加氣站的直擊雷和弱電系統的感應雷防護必須重視。
2 確定防雷類別
根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-94）第2.0.3條、《汽車加油加氣站設計與施工規范》（GB50156-2002）附錄B對加油加氣站內爆炸危險區域的等級范圍劃分及第2.0.3條的規定及加氣站的安全要求，爆炸危險環境按“第二類防雷建筑”設計，正常環境的建筑物按“第三類防雷建筑”設計。
3 防雷設計方案
3.1 站內直擊雷防護
3.1.1 站房、壓縮機房部分
避雷帶沿屋面、女兒墻外側明敷，避雷網格不大于10m×10m或12m×8m，取材Ф10及以上熱鍍鋅圓鋼，支撐卡子水平間距1m，轉彎處0.5m。引下線可以利用結構柱內鋼筋上下通長焊接，當用材Ф16及以上鋼筋時，兩根一組，當用材10≤Ф＜16鋼筋時，四根一組。當柱筋小于Ф10時，另設-25×5熱鍍鋅扁鋼柱內暗敷引下；利用基礎內的鋼筋互相焊接連通做接地裝置，并沿建筑物散水坡外敷設一圈環形接地裝置，埋深1m，水平接地體取材-40×4熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體取材L50×50×5、長2.5m的熱鍍鋅角鋼，間距不小于5m，并利用-40×4熱鍍鋅扁鋼將自然及人工基礎互相連通，連接點不少于兩處，宜在每處引下線所在位置與人工接地體連接，以便更好、更快泄流。
3.1.2 加氣棚部分
根據加氣棚的結構性質，利用金屬網架做接閃器，充分利用每一根鋼柱做引下線，人工敷設接地裝置，做法、取材等同站房部分。彩色壓型鋼板、鋼柱及人工接地裝置互相連通形成良好泄流通道。
3.1.3 循環水池部分
露出地面的冷卻水塔、循環水泵、水泵的控制箱、地面循環水管等的金屬外殼應可靠接地。
3.1.4 儲氣井區、加氣區
埋地儲氣井露出地面的工藝管道電氣連接接地。埋地儲氣井區設環形接地裝置，將地中、地面各金屬構件、電氣設備正常非帶電金屬外殼、金屬管道等均可靠接地。
每個加氣機處從人工環形接地裝置處預埋引上一根-50×5熱鍍鋅扁鋼，終端露出地面2cm，做設備預留接地點。各加氣機處設兩個汽車防靜電接地用焊接鉗、自動雙槍加氣機正常非帶電的金屬外殼（金屬構件）等與從基礎引出的接地預留鋼筋可靠連通。
3.1.5 聯合接地
根據GB50156-2002第10.2.2條的要求，加油加氣站的防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統的接地等，共用接地裝置，其接地電阻不大于4Ω。各單體接地裝置互相連接，確保全站形成整體環形接地網。儲氣井（罐）區環形接地系統與此接地系統互為相連。
3.1.6 等電位連接
電纜與天然氣管道、熱力管道（循環水泵的熱水回收管）在不同的地溝內敷設，并保持一定的安全距離。特別是電纜與熱力管道。當平行及交叉敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時采用金屬線跨接，跨接點間距不大于30m。
正常情況下不帶電，而當絕緣破壞時可能呈現電壓的電氣設備金屬外殼均可靠接地。
工藝部分的主要金屬裝置、電機外殼等均可靠接地。
壓縮機金屬外殼、加氣機外殼等設置均可靠接地。
地下金屬管與接地裝置應互相可靠連接。
3.2 電源防雷
站內電源供電方式采用TN-S接地保護系統，電源分三級進行防護：
第一級：在變配電室的低壓側（受電柜）安裝標稱通流容量60kA的通過復合波（1.2/50μs、8/20μs）波形的復合型電源SPD。
第二級：在各饋電柜、電容補償柜、柴油發電機配電柜、辦公樓總配電柜內分別安裝標稱通流容量為40kA的通過復合波（1.2/50μs、8/20μs）波形的復合型電源SPD。
第三級：在壓縮機控制柜、脫水裝置配電柜、營業用房配電柜、消防泵房、辦公樓層配電柜內分別安裝標稱通流容量為20kA的通過復合波（1.2/50μs、8/20μs）波形的復合型電源SPD。
在站房計算機機房、UPS電源、加氣機數據傳輸設備及其他精密設備（監控設備）的電源開關處使用通流容量15kA的通過復合波（1.2/50μs、8/20μs）波形的復合型電源SPD。
3.3 信號防雷
在數據語音線（電話、網絡）進線端口（程控交換機配線架）分別安裝相應的電話信號SPD，保護后端的信號端口。
在網絡交換機、服務器、防火墻等網絡端口安裝相應網絡信號SPD，保護后端的網絡信號設備。
在站房加氣機總控制線、監控設備控制線上安裝控制信號SPD，保護后端的信號控制設備。
在監控矩陣前端安裝視頻信號SPD，保護后端的監控設備。
在室外云臺攝像頭后端安裝信號SPD，保護室外的監控攝像頭。
4 總結
加氣站的雷電防護是一個綜合工程。最主要也最有效的措施是采取良好的等電位及聯合接地。將突出地面的金屬構件、電氣設備正常非帶電的金屬外殼等進行良好接地；地下金屬管道與接地裝置進行可靠連接以形成電氣通路，減少或避免地電位對其造成反擊；長導電物的連接處保持過渡電阻不大于0.03歐；并設置位置合理、參數匹配的電源、信號SPD，防護雷電電磁脈沖的危害。
其總體思路歸納為如下幾點：
a）站房、輔助用房、加氣棚等露天建（構）筑設置合理的接閃、引下、接地措施；整個站區進行聯合接地，接地電阻不大于4Ω。
b）站內各種金屬管道（天然氣管道、電源穿線管道、水管、信號線路穿線管道）埋地敷設，并保持整體電氣導通連貫性，每隔20m接地一次。管道間平行及垂直敷設時保持既定的安全距離（100mm），受限不能保持該范圍值時，應進行跨接。熱力管道與各設備線管道等應保持足夠的安全距離。
c）露天的油氣罐、油氣管壁厚＜4mm時，采取獨立避雷針（或架空避雷線、網）進行合理的范圍保護。當厚度≥4mm時，利用罐、管本身作為接閃裝置，并良好接地。
d）電源、信號系統設置位置合理、參數匹配的SPD以防雷電電磁脈沖。電源一般設三級雷電防護：第一級設在總進線配電處，第二級設在各二級配電盤和具有室外線路布置的配電盤處，第三級設在UPS、電子信息等敏感、精密設備、直流設備配電盤處。信號線路的雷電防護通常設在各線路進線、出線處。良好的線路屏蔽及接地，取得的防雷效果更好。
參考文獻：
[1]《汽車加油加氣站設計與施工規范》GB 50156-2002（2006年版）
關鍵詞 自動氣象站；防雷技術；方案
中圖分類號 TM 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)021-0100-01
1 自動氣象站的系統組成及工作原理
大部分都由自動站數據采集設備（通常所說的自動站）和數據接收處理中心兩部分組成自動氣象站系統。自動站數據采集設備主要有傳感器單元、連接電纜、數據采集器、供電單元和通訊單元五個部分組成。自動氣象站是通過微處理器進行實時控制和采集處理的。隨著氣象要素的變化，各個相應傳感器輸出的電量也產生變化，這種變化由數據采集器采集，并進行線性化和定標處理，實現工程量到要素的轉換，對數據進行質量控制；通過預處理后得出各個氣象要素的實時值，再傳輸到主控微機，并實時顯示。
2 自動氣象站數據采集特點
自動氣象站數據采集是通過傳感器獲得的，由于數據的傳輸是微電流信號，所以經過采集器到計算機的信號對電磁環境十分敏感。惡劣的電磁環境會嚴重影響信號的傳輸乃至使信號失真。從傳感器到采集器，再從采集器到計算機，傳輸線一般>40 m，而且數據傳輸線與電源線、接地線等是處在幾乎相同的電磁環境，相互之間存在一定的影響。作為測風用的風傳感器一般距離地面的高度在10 m～12 m以上，是所有傳感器中最容易收集雷電信號的部件，而且數據傳輸線很難做到電磁屏蔽。現行設計的自動氣象站信號采集器雖然設置了防雷模塊過濾可能的雷電信號，但由于是參照程控電話防雷的參數設計，事實上不能很有效地防雷，大多數的雷擊個例已說明問題。盡管后來設計的采集器從室外移至室內，但傳感器和傳輸路徑和環境并沒有發生變化，因此采集器的采集核心在雷電信號面前仍然敏感和脆弱。
3 自動氣象站雷災的特征分析
1）雷電過電壓的強度。據資料統計，低壓輸電線路上的雷電過電壓在6 kV以下，電流為3 kA～10 kA。通信線路上感應雷電過電壓約為5 kV，電流為幾百安。1971年美國研究報告[AD722675]指出，電子計算機在雷閃時磁感應強度達到7×10-8 T時即會出現誤動作，當達到2.4×10-6 T時出現永久性損壞。這兩個數字相當于860 m和83 m處有一個100 kA的雷電流流人大地造成的結果。
對雷擊地面產生電磁效應危及電子管設備系統的半徑約為400 m～800 m；對晶體管設備為800 m～1 200 m；對微電子設備為2 000 m以上。如自動氣象站各電子設備距雷擊點10 m～100 m間，雷擊電源線引起的磁感強度為0.6-2×10-5 T；雷擊通信線產生的磁感強度約為107～106 T數量級。前者足以使微電子設備出差錯或損壞，后者也可能使設備產生誤動作，從而說明自動氣象站抗雷電電磁脈沖的能力差，因此，對自動氣象站采取雷電防護措施是十分必要的。
2）雷電入侵途徑分析。①直擊雷。直擊雷直接擊中自動氣象站設備，造成氣象設備部分或全部電路損壞。因自動氣象站均安裝有避雷裝置，所以這種情況比較少見。普查汕頭市及所轄地區的自動氣象站，均尚未發生過這種雷擊事故；②高電壓脈沖。來自雷電的靜電感應和電磁感應的高電壓脈沖，在各種線纜中感應出幾千伏到幾十千伏的高電壓。出現這種情況，一般會影響到各傳感器。其中，風向傳感器由于是自動氣象站位置最高的儀器，且集合了大量的半導體元器件，在雷擊故障中往往是首當其沖；③雷擊引起電位的升高。在直擊雷雷擊點的附近引起地電位的升高，高電位通過設備的接地線引入到電路，造成電路元器件的損壞；④交流電電源線路的入侵。自動氣象站的電源由低壓輸電線路提供，當電力線路遭到雷擊時，沿輸電線路以行波的方式引入到設備內，使其失效或損壞。直擊雷擊中高壓輸電線路時，所產生的過電壓經過變壓器耦合到次級，在低壓線路上產生雷電過電壓，同時雷電的靜電感應與電磁感應在低壓輸電線路上感應出過電壓也可能對設備造成損害。由于電源板與交流電連接，在對汕頭市及所轄地區自動氣象站的雷擊事故的統計中，電源板是出現故障概率最多的設備。接連兩個月內發生在南澳縣氣象局觀測場內的2次強雷擊中，采集器里面的電源板也均被擊壞。
4 自動氣象站防雷工作存在的問題
1）觀測場避雷針保護范圍不合格。參考《建筑物防雷設計規范》（GB/T50057-2000）附錄4，用滾球法計算避雷針保護范圍。
2）承載風傳感器的鐵塔與避雷針混合安裝。參考在《建筑物防雷設計規范》（GB/T50057-2O00）里第3.2.1條。
3）金屬護攔無接地，部分線路無穿鋼管或金屬槽敷設。屏蔽可以減小和防止雷電電磁脈沖干擾禍害。
4）無安裝避雷帶和避雷網格。避雷帶的規范安裝顯得尤為重要，它起著“擋箭牌”的作用，只有正確安裝好接閃器，才能起到快速分流的作用，最大限度保護建筑物免遭直接雷擊。
5）總電源及各種通信線路無安裝避雷器，避雷器的作用主要是泄放大的電流，一旦有雷電流（過電壓）通過，避雷器會在斷路器動作之前提前動作，把過電流泄放掉，從而保護電路及其后端的用電設備。
5 自動氣象站防范雷擊的應對措施
自動氣象站是地面氣象觀測以及中小尺度天氣預報的重要組成部分，防雷的好壞將直接影響探測質量，一次采集核心DTS00的損壞，直接經濟損失就是4 000余元，更何況雷電狀態下電磁環境對氣象要素數據采集的長久負面影響。
1）單獨設立避雷針。避雷針單獨設立，避免了接閃時對風傳感器和傳輸線的直接影響。條件可能的情況下，盡可能將避雷針系統與風傳感器部分分開設置，按照防雷規范保持兩個系統間有效的距離；受觀測場地限制，確實難以做到分開的，也應考慮將避雷針保持與風傳感器更大的距離，做好雷電流引下線與風數據傳輸線之間的電磁屏蔽。
2）等電位連接。避雷針與金屬管作等電位連接，將固定避雷針的U型螺桿與金屬管電氣貫通，去掉相互間的絕緣材料，使其形成等電位連接，防止避雷針雷電流反擊風向風速傳感器。
3）接地極盡量安置在觀測場圍欄外。使得數據線纜等可以保持與接地連接線之間的安全距離。距離不夠時。設法使線纜與接地線的交角增大．最好成直角。
4）合理設置引下線及信號線。各傳感器的信號電纜必須放置在已經接地的金屬管或帶有金屬屏蔽層的PVC套管內；做好接閃器的安裝，避雷針引下線、信號線、電源線分管穿行。防止引下線上雷電流反擊信號線或電源線影響信號線。
5）室內等電位接地板，最好用銅質材料，要有足夠的面積和厚度，厚度至少大于3 mm，減少接地板的直流電阻和高頻電阻；同理，接地線盡量平直粗短，為了減少接地線的電感，可以采取用接地板截斷的辦法來減少接地線長度。
6）安裝電源避雷器。安裝總電源避雷器，并在自動氣象站設備使用的專線上加裝電源避雷器。
自動氣象站的防雷技術是難度很大的。本文探討了防雷工作，提高了防雷水平。因此，要綜合考慮自動氣象站的特點而進行的防雷工作，需要不斷歸納總結、不斷完善，從而確保自動氣象站的防雷安全，保障其在雷雨季節正常的運行。
參考文獻
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