防雷技術匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇防雷技術范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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中圖分類號：P414.4 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著現代技術的快速發展，特別是現代智能建筑的不斷涌現，對防雷技術提出了更高的要求。全方位的、綜合的防護環節，采取多層和多類別防護相結合的防護措施可以有效防止雷電對于生活環境的侵害，伴隨著智能化防雷建筑的不斷發展，綜合防雷技術也在其中得到了廣泛的應用，同時對于氣象防雷技術又增添了一個新的挑戰。因此，本文轉換思路從以下幾個方面進行了分析，首先是分析了如何提高防雷檢測的覆蓋率；其次是分析了防雷技術在智能化建筑中的運用；最后分析了未來氣象防雷技術的發展前景進行展望以及對其提出了一些建議。

1 提高防雷檢測覆蓋率的措施

對于氣象防雷技術在防雷檢測覆蓋率的實施中有以下幾種措施可以提高防雷檢測的覆蓋率，首先是要完善防雷檢測考核指標，其目的是提高氣象防雷技術預測信息的質量，因為氣象防雷所搜集到的信息主要用于高大建筑的防護措施以及一些避免雷擊場所特殊的需要，所以對于雷電信息的高度準確性以及完整性和及時性是非常重要的，提高了防雷檢測考核指標，可以使得搜集到的信息通過高質量的標準，同時使得信息的使用人員可以作出充分、準確的決策；其次是要加強對于氣象防雷技術工作人員的定期培訓，并將其培訓作為日常工作以及期末晉升的考核指標體系之中，這樣才能使得相關的工作人員充分認識到防雷技術實施以及搜集到的雷電信息對于社會的重要性，才能在工作中發揮出認真負責的態度，同時這樣也可以提高他們的專業技能，對于在工作中遇到的一些突發問題可以馬上解決不會造成過度的損失；最后是要加強氣象防雷工作的日常常規檢查工作，保證一切設施都處在安全運轉的狀態，只有這樣，才能在雷電發生之前以及雷電發生時及時處理信息保證工作的順利進行。

2 防雷技術在智能建筑物中的運用

無論雷電以哪種方式進入建筑物，都會造成建筑物內部的電子設備等電子系統受到一定程度的損壞，更有甚者可能會造成電子系統的癱瘓，因此，防雷技術在智能化建筑物中的運用是氣象防雷技術未來發展的一個趨勢。一是外部防雷裝置的設置在建筑物的外部主要是為了擴散電流；二是內部防雷裝置的設置在建筑物的內部主要是為了減少建筑物內部雷電擊穿產生電流所產生的電磁效應以及防治反擊接觸電壓等二次雷擊傷害；三是在綜合防雷裝置中主要采用了攔截直擊雷設置是為了避免接閃桿對于電子設備的很多副作用，采用屏蔽設置主要是為了表面電磁干擾對電子設備所產生的影響，這樣可以使阻隔電磁場從空間入侵的通道有效規避對電子設備能量的干擾，采用分流引下線設置主要是為了規避分流效果的影響，這樣使得減少和降低電壓電感從而降低反擊電壓，采用接地分流和泄放直擊雷可以避免雷電電磁干擾能量，從而均衡電位有效保護建筑物在一個安全的方位內工作，采用電位均衡連接設置可以規避電位差對于電子設備所產生的影響。

3 氣象防雷技術未來發展前景以及展望

伴隨著氣象服務知識突飛猛進的發展，氣象將被運用于多個領域。氣象分為氣象信息服務和氣象工程服務兩個方面：氣象信息服務主要是為大眾提供科學、準確、完整的氣象信息，有效合理的安排我們的生活以及改善環境；氣象工程服務主要是為了加強氣象在工程項目中的運用，使其應用的范圍更廣、更全，同時也能發揮出至關重要的作用。首先，氣象防雷技術在今后會朝著技術發展以及預測預警發展的方向前進，因為在事中和事后控制都不如在事前對發生的事項進行合理的規避，氣象防雷作為一種在事前預測非常重要的技術，在今后的發展中對于雷電測報的技術以及事前預警預測的技術的提高是必然的趨勢。其次，氣象防雷技術工作要做好事前的工作總結以及借鑒以往的不足不斷改革創新，不能局限于現有的成果只有借鑒歷史才能更好的前進，避免在前期重復犯過往的錯誤，要不斷探索新道路，這樣，氣象行業可以實施總體規劃、上下協同以及分層實施的道路，使其不論從橫向還是從縱向都能確保信息的高度流通和統一，同時也可以協調各方面的資源，實現工作的有效和高度的配合，以免重復工作造成浪費時間的現象。再次，要倡導氣象防雷內部的競爭機制使得工作人員的積極性大為提高，這也是未來發展的一個方面，如何加強工作效率提高質量是要高度關注的問題，這樣也使許多激勵機制以及評估機制的創新得到了發展。最后，在未來的氣象防雷技術工作中保證氣象防雷理論的敦實以及對于理論結構的建設，這樣才能保證有一個堅實的理論基礎，對于氣象防雷技術實踐的發展也具有重要的應用價值。

對于氣象防雷技術工作，要以知識經濟思想作為理論指導來嚴格制定氣象防雷工作的發展規劃，進而不斷修訂和實施，同時要建立專業化的氣象防雷預測專業團隊，保證防雷工作科學合理地進行，進而不斷對其進行完善，同時要重新審視和確定氣象防雷工作在整個氣象工作中的比重，以系統的觀點來看整體的工作在部門內部相互協調合理配置和利用資源，最后就是要以社會利益作為目的，讓氣象防雷甚至是整個氣象工作服務國家經濟增長，推動國家發展。

參考文獻：

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一般雷擊類型可分為直擊雷、感應雷、雷電波侵入和球雷四種。對古建筑危害較大的主要是直擊雷和球雷。而要產生雷擊，首先必須有足夠的電量積累，達到一定的強度，擊穿絕緣空氣，形成電流通道；其次要有突出的物體造成其周圍電場突變，感應出異號電荷。古建筑多為木結構，木材經過千百年變得十分干燥，在雨天潮濕，電阻率變小，并且內部年久積滿灰塵，易積蓄凈電，帶有電荷容易引來雷電流。還有很多古建筑建于高山上，本身地勢較高，且位置突出，更容易遭受雷擊；同時有些古建筑內高大樹木較多，也容易引雷殃及古建筑。

2.古建筑的雷擊規律

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。

A、地點上的規律。雷害事故表明，多數雷擊發生在靠近河湖池沼和潮濕地區，其次是大樹、旗桿、杉槁，球雷占8%.

B、雷擊部位上的規律。古建筑易受雷擊的部位多為屋角獸頭、房脊和梁柱以及豐寶銅頂。北京十三陵長陵的棱恩殿、鼓樓、故宮的承乾殿皆因獸頭、屋脊被雷擊起火，也恰恰說明了這一規律。故此在防雷時應加以防范。

二、古建筑防雷技術

隨著科技大發展，人們對雷電知識的了解逐步深入，防雷技術也不斷更新，但主要有以下7種：避雷針防雷法、法拉第籠式防雷法、滾球防雷法、E·F避雷保護系統、消雷器防護法、避雷設施保護法、人工影響雷電防雷法。幾種方法各有側重，對古建筑較為適用的是避雷針防雷法。

1.避雷針系統

防雷原理及使用范圍

A、防雷原理。避雷針防雷法是利用避雷針高出被保護物的高度，使雷云下的電場發生畸變，從而將雷電流吸引到避雷針上，通過引下線和接地裝置導入大地，使被保護對象免遭雷電直擊。也就是說其實質并不是避雷，而是引雷。

B、適用范圍。避雷針系統主要用于防直擊雷，這一系統的接閃器有很多，如：避雷針、避雷線、避雷網、帶等。由于古建筑防雷設置不僅要具有實效性，同時要盡量保持其原有風貌，所以多用避雷帶、網作為古建筑防雷的接閃器。

2.避雷針系統的局限性

A、保護范圍不穩定。避雷針保護范圍是一個傘形或屋脊形保護區，其張開角度受到接閃器設置高度、雷電強度等多種參數的影響，有的采用30，有的采用60，盡管關于保護角的計算公式很多，但如何確定一直是富蘭克林防雷理論的最大困擾所在。

B、反擊問題。當雷擊避雷針或避雷帶時，由于引下線的阻抗，對地電壓可達到相當高的數值，以至于可能造成接閃器及引下線向周圍設備跳火反擊。避雷針系統還存在著感應電壓的危害，以及接觸電壓和跨步電壓等問題，但其對古建筑危害不大，在此不作詳細討論。

3.球雷的預防

A、球雷概述。球雷很久以來就引起了人們的注意，根據球雷現象規律和許多球雷案例剖析及模仿實驗表明：球雷是空中帶靜電荷氣霧層運動相互作用放電電離的結果。其本質是一個由高速旋轉電子封閉的等離子球體，之所以能形成球體，主要是空氣中氣霧層電離產生強電場和高頻電磁振蕩，產生一團漩渦狀等離子體的緣故。漩渦體的存在或消失，取決于其內部的電磁平衡和能量補充。球雷是一個復雜的電荷系統，球體本身好似法拉第籠，對外不呈現電性，普通避雷針、網、帶對其不起作用，并能從網、帶孔洞縫隙中自由出入。故此，目前還沒有同它斗爭的較為有效、可靠的辦法。

B、球雷的基本預防措施。由于球雷的難預防性，防護球雷的最好方法是采用屏蔽。對于一般的建筑（鋼筋混凝土），可將門窗加上金屬紗網與全部鋼筋連成一片，構成一個籠式防雷網，可以防止球雷侵入。但對古建筑這樣做是很困難的。對重要的古建筑應當做金屬紗窗和金屬紗門，將它可靠接地；對次要的古建筑，如不能補加金屬紗門窗，應注意在雷雨天緊閉門窗，力爭達到全封閉狀態，以防球雷的侵入，但不可用紙裱糊門窗。

三、避雷設施的安裝與管理

1.安裝及注意事項

接閃器。接閃器一般可分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網等，針對古建筑則主要有這樣幾種形式：A、避雷針是經常置于古建筑屋頂的，通常采用雙支接閃器，置于大吻內自箭把伸出。此種做法美觀但費時，一般置于大吻的一側，用鐵卡子卡牢，然后與導線焊接牢固，固定的長度為針長的三分之一左右。B、采用避雷帶時，按大吻的輪廓用避雷線繞一圈，須離開構件10~15cm，用鐵卡子卡牢。但保護范圍不包括檐頭時，避雷線應順脊延續至翼角至檐頭，并將垂獸、戧獸、翼角的小獸等都包括在內。C、有銅寶頂的建筑物，如果其范圍夠用時，可利用銅寶頂做接閃器，僅將倒替焊接在最上面銅塊上即可。

導線（引下線）導線安裝分為明、暗兩種，對古建筑而言，應采用明線，易于檢查施工。導線一般應垂直引下，但古建筑輪廓復雜，事實上不可能做到。當引下線沿古建筑輪廓彎曲時，應保證其彎曲段開口部分的直線距離，不小于彎曲段全長的十分之一，并避免彎折成直角或銳角。古建筑的導線安裝應自上而下，先與接閃器焊接，至檐頭斗拱部位，預先在瓦頂上打一個直徑10cm的圓洞，套在磁管內，將導線穿洞而下。

接地體。接地體應選擇安裝在土壤電阻率較低的地方，同時應考慮在行人較少的地方，以避免或減少跨步電壓的危害。距離建筑物的臺基不小于300cm，埋深深度在100cm以上。地極的形狀有閉合形、一字形、放射形，閉合形又分為方形、三角形、圓形。我們一般采用閉合方形或一字形。方形地極用鍍鋅鐵管4根，每角1根，管距不小于250cm；一字形用管3~4根排列成一字形。安裝時，管子打入地內，上露50cm以便與導線連接，導線引至地極自作一彎與第一根管子接上，用卡子卡緊焊牢，同樣將第

二、

三、四根與導線焊接。

2.維護檢查

為了使建筑物的防雷裝置有可靠的保護效果，不僅要有合理的設計和正確的施工，還要注意經常維護檢查。維護檢查分為定期檢查和臨時檢查。一般檢查事項有如下幾條：①是否由于修繕古建筑和建筑物本身變形引起防雷裝置的保護情況發生變化；②檢查有無因挖土方，敷設其他管線或種植樹木而挖斷接地裝置；③檢查各處明裝導體有無因銹蝕或機械力的損傷而折斷的情況；④檢查接閃器有無因接受雷擊而熔斷或折斷的情況；⑤檢查引下線的絕緣保護處理有無破壞；⑥檢查斷接卡子有無接觸不良情況；⑦檢查木結構接閃器支架有無腐朽現象；⑧檢查接地裝置周圍的土壤有無沉陷情況；⑨測量全部接地裝置的流散電阻。

四、古建筑中高大樹木的防雷

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中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：16723198（2012）18016901

1 前言

油庫是很容易發生燃燒和爆炸事故的場所,在大自然中,雷電因其不可預知性,在很大程度上危害到庫區的安全。一般來說,石油化工企業的原油庫區都建在遠離市區的地方。而在這些地勢相對來說比較開闊的地方,因為受環境等因素的影響,這片區域更加容易受到雷電的襲擊,因此做好雷電防護是保證工作正常進行的一個重要環節。

2 油庫綜合防雷技術的分析與探討

2.1 庫區防雷的整體思路

石油庫區的防雷,從總體上考慮,首先應該把庫區的直擊防護措施做好,其次就是對電磁脈沖做好防護。這個就要從以下幾個方面進行考慮:接地方面,等電位連接方面,浪涌保護器的安裝方面。

在綜合防雷系統之下,分為外部防雷措施和內部防雷措施。其中,外部防雷措施分為以下幾項:（1）接內器；（2）引下線；（3）屏蔽；（4）接地裝置；（5）共用的接地系統。而內部防雷措施包括以下幾項:（1）屏蔽；（2）共用接地系統；（3）等電位連接；（4）安裝浪涌保護器；（5）合理布線。

2.2 對油庫的直擊雷的防護

（1）常規的防雷方式。

第一，接地時綜合系統防雷的重要措施。在接地方面,安裝共用接地系統。共用接地系統就是讓直流工作地、防靜電工作地、安全保護地、防雷接地等等共用一組接地裝置。

第二，在等電位連接方面。所謂油庫區的等電位連接,就是將油庫內部和油庫本身的全部金屬構件用導線進行電氣的連接,從而確保油庫的正常非帶電導體在電氣的連通狀態之下。在油庫區進行等電位連接,就很好地保證了油庫的設備和操作人員自身安全。

第三，浪涌保護器的安裝方面。首先,應該根據雷電防護分級和保護設備自身的抗擾度來決定安裝的數量。其次,浪涌保護器的安裝來有效抑制雷電浪涌,從而有效地避免了設備受到雷電的干擾。最后,在安裝浪涌保護器時,浪涌保護器中應該有過電流的保護裝置,并且最好具有劣化顯示的功能。

第四，安裝避雷針。按照常規的要求,對油庫區內的容器和制作材料為金屬的氣罐,如果其壁厚達到相關規定的要求,可以不用安裝避雷針,但罐體以及容器就必須做好保護的措施,比如接地。這樣萬一遇到雷擊的情況,容器本身就可以作為接閃器使用。如果必須安裝避雷針,那么在避雷針與排空管之間,應該保持有相當一段安全距離。但有一種情況除外,就是當原油儲罐的灌頂板達到一定的要求,而且自身已經做好了接地措施,這個時候,儲罐就可作為接閃器加以利用,此時就不用安裝避雷針了。

（2）經過改進后的綜合防雷裝置。

大型原油儲罐區內不宜裝設避雷針,因為現在的大型儲罐本身就是一個合格的接閃器,不安裝避雷針,可以最大限度地減少因為避雷針接閃時產生的強烈電磁脈沖對原油儲罐的影響,降低事故發生的幾率。最適宜的方法應該是在原油儲罐區外,選取合適的位置安裝獨立避雷針對罐區加以保護,在區域適當位置安裝獨立避雷針或者高聳鐵塔作為接閃器,大大減少原油儲罐區域的落雷幾率,同時也減少了雷電對原油庫區的危害。

2.3 對油庫區的配電系統和信息系統進行防雷

(1)配電系統的防雷。

大型油庫的許多裝置都是暴露在外,這種自身所處環境的特殊性導致了油庫區很易受到雷電的危害。而這些由雷電所引發的爆炸往往會造成極大的經濟損失。故在油庫區,對防雷技術的要求越來越高。而雷電電磁脈沖是電子信息系統、以及低壓配電系統受到雷擊的重要原因之一。

油庫的輸電線路是由架空引入的,所以在雷雨天氣中,就會位于直擊雷的威脅之下,如果此時遭受雷擊,線路上所有的浪涌就能夠達到100kA甚至100kA以上。所以,在現代許多大型油庫的供電線路中,大都采用多級系統的保護。多級系統包括:一是泄流電路。這一級電路可以吸收過電壓暫態能量,并將大部分的電流泄放到地下。二是限壓電路。這一級電路作為浪涌保護裝置,它被用來對電路中所產生的殘壓進行限制。

有了限壓和泄流這雙重的保護,兩者互為表里,相輔相成,配合良好,就能對設備起到了很好的保護作用。

(2)電子信息系統的防雷。

油庫的電子信息系統,是一種重要的監控手段,在油庫的安全方面起著極為重要的作用。這個系統在雷電天氣下,很容易受到雷電的危害,造成安全監控工作的異常,故信息系統的防雷工作就顯得極為重要。然而,在大部分的油庫區的電子信息系統中,常常因為設備絕緣強度不高、抗雷擊電磁脈沖干擾的能力不強等原因,一旦發生雷擊,雷電電磁脈沖就極易進入設備,從而引起設備損壞,人員的傷亡等。

電磁脈沖進入設備的方式有以下幾種:一是通過傳導的方式、二是通過輻射的方式、三是通過耦合的方式。對于這幾種情況,應根據各個信息系統的特點,設計出具有針對性和實效性的防雷方法,其中包括以下三種:一是屏蔽。二是安裝浪涌保護器。第三種,也是最常見的,就是接地。

3 結語

綜上所述,做好雷電的防護工作顯然在油庫日常工作中非常重要,而對油庫區的防雷本身就是一個十分復雜的問題，應采用綜合防雷技術,建立起重點與全面相結合的防雷電系統,以及吸收和反射,疏導和屏蔽互相結合的多級、多層雷電防護體系,確保油庫的安全生產,社會經濟的平穩發展。

參考文獻

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建筑物上空有雷云時，就會形成很強的電場，在建筑物的頂部感應出相反極性的電荷。此時，屋頂對地面有相當高的電位，會產生很大的破壞作用。隨著我國社會經濟快速發展，機動車輛也越來越多，為其提供所需能源的加油站也同步增加起來，加油站是個易爆易燃的危險場所，而這些地方容易引發雷電襲擊，為了避免因雷擊而發生生命財產損失，采取一定防雷措施，加強安全檢測技術，可有效確保加油站安全可靠性。

防雷裝置的檢測是各級防雷檢測機構的主要工作，也是整個防雷裝置安全性能檢測工作中的一個重點，任何一個部門的檢測疏忽都有可能引起雷擊事故和災難。因此，雷電防護設施的檢測越來越顯得重要。有防雷中心出具的檢測報告具有法律效力，故檢測數據的真實性、科學性、準確性要求特別高，檢測工作直接涉及到雷擊隱患，必須引起高度重視。

等電位連接也是最基本最重要的防雷技術措施之一，在接地系統的接地電阻不易做得較小時尤為重要。它的主要作用是防止由于雷電感應作用引起裝置不同部位可導電部件有高電位差導致放電損壞設備。

1 防雷裝置的組成

防雷裝置是指接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護器及其他連接導體的總和。接閃器包括直接截受雷擊的防雷針、防雷帶（線）、防雷網以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導體。接地裝置是接地體和接地線的總和。接地體是埋入土壤中或混凝土基礎中作散流用的導體。接地線是從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導體或從接地端子、等電位連接帶至接地裝置的連接導體。電涌保護器的目的在于限制瞬態過電壓和分走電涌電流的器件。

2 接閃器

接閃器位于防雷裝置的頂部，其作用是利用其高出被保護物的突出部位把雷電引向自身，承接直擊雷放電。接閃器由下列各形式之一或任意組合而成：獨立避雷針；直接裝設在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網；屋頂上的永久性金屬物及金屬屋面；混凝土構件內鋼筋。除利用混凝土構件內鋼筋外，接閃器應鍍（浸）鋅，焊接處應涂防腐漆。在腐蝕性較強的場所，還應適當加大其截面或采取其他防腐措施。接閃器的搭接處接地不良或斷裂，當雷擊時，無法及時釋放瞬間雷電流入地面。在日常檢測中也難發現，因此，在檢測過程中，應認真測量接閃器對地的接地地租，可以檢查出監測點至接閃器間的連接是否可靠。

3 接地系統的檢測

防雷接地裝置是針對防雷保護的需要而設置的接地。例如避雷針（線）、避雷器的接地，目的是使雷電流順利導入大地，以利于降低雷過電壓，故又稱過電壓保護接地。110kV及以上電壓等級變電所的接地裝置，裝機容量在200MW以上的火電廠和水電廠的接地裝置，或者等效平面面積在5000m2以上的接地裝置應配合自然接地體，還要使用大型接地裝置，并設置將自然接地體和人工接地體分開的測量井，便于測試。接地裝置的安裝應配合建筑工程的施工，隱蔽部分必須在覆蓋前會痛有關單位做好中間檢查及驗收記錄。

4 引下線

引下線指連接接閃器與接地裝置的金屬導體。防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定的要求。引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸和防腐蝕要求與避雷網、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線，其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導線做引下線時，應采用截面積不小于16mm2的銅導線。這些硬性要求首先要達到。引下線應沿建筑物外墻敷設，并應避免彎曲，經最短途徑接地。采用多條引下線時，為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的連接情況，宜在各引下線距地面高約1.8m處設斷接卡。引下線截面銹蝕30%以上者應予以及時更換。

5 暗敷引下線的檢測

目前大多數建筑物的引下線一般都暗敷在墻體或借用柱子主筋，常規的檢測方法對于檢測每一根引下線的準確值是很困難的，唯一的辦法是從天面避雷帶的東南、西北方向各測一點，根據測得的電阻值來判斷是否接地，接地較好時，所測得的電阻值偏小，反之偏大。

由于單個接地極無法構成閉合回路，必須尋找一個參考接地極。例如，附近的其他接地極、已知的埋地金屬管道、建筑地網等。然后通過補助導線構成閉合回路。此時所測得的電阻值是兩個接地極的接地電阻值之和。只要知道參考接地極的接地電阻，便可求得所需的接地極的接地電阻值。

多根接地極作閉合等電位連接時，所測得的電阻值隨建筑物內部鋼筋的連接方式變化。當被保護物上的避雷網（帶）有多根引下線時，每根引下線對應有一個接地極。如果這幾個接地極作閉合等電位連接，此時所測得的電阻并非是接地極的接地電阻，而是接地極以上的閉合回路的電阻值。

按照目前建筑施工的工藝水平和防雷規范要求，多數建筑物均利用混凝土內鋼筋、鋼柱作為自然引下線，借助基礎主筋作為自然接地極，把整幢建筑物構成多個等電位閉合回路或類似法拉第籠，且引下線和接地極都隱蔽在混凝土內。此時用鉗式電阻測試儀檢測，所測得的是建筑物內部鋼筋焊接或綁扎形成的回路的電阻。通常情況下，當建筑物內的鋼筋連接為有效焊接時，測得的回路電阻值為0.2Ω～0.6Ω。當建筑物內的鋼筋連接為綁扎時，測得的回路電阻值為200.0Ω～300.0Ω或更大。

6 電涌保護器

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Abstract：It is of significance to use effective lightning protection technology to avoid building damages，power wiring outage and electrical equipment damages. The determination of lightning protection level is made on the basis of the environment of the buildings and the lightning influence，and in the same way are the comprehensive lightning protection methods taken. The thesis is of practical value in accomplishing direct lightning protection and determining protection domain through lightning conductor as well as in accomplishing internal lightning protection of buildings and determining wiring forms through surge protection device.

Key words：buildings;lightning;lightning conductor;surge protection device

雷電是一門古老而有神秘色彩的科學，人類和雷電斗爭的歷史悠久。

自從富蘭克林（Benjamin Franklin，1706-1790）研究大氣物理建立雷電理論并發明了避雷針以來，人類同雷電的斗爭進入了新的領域。1972年日本日立公司研制成功了配電用無間隙避雷器，防雷科學得到了大的發展，高電壓雷電保護技術基本成熟。

工業化和科技的進步使得各種高層建筑和特殊用途建筑如雨后春筍般的拔地而起，這也為雷電防護提出了大量新的問題。“靜電抵抗”、“電磁干擾”、“熱島效應”等等問題都有待進一步研究和解決。近年來圍繞這些問題人們進行了不懈的努力，提出了許多新的防雷理論，研制出一大批新的防雷器件、設備和材料，開發出許多全新的雷電防護技術，但這些理論、技術和設備并未得到很好的推廣。因此，增強防雷意識成為全社會應該關注的問題。

按GB50057-1994規定，各類防雷建筑物應裝設防直擊雷的接閃器，接閃器應沿圖1所示的屋角、屋脊和屋檐等易受雷擊的部位敷設[1]。

（1）不同屋頂坡度（0°、15°、30°、45°）建筑物的雷擊部位見圖1。

圖1 建筑物易受雷擊的部位

說明：（a）（b）檐角、女兒墻、屋檐;（c）屋角、屋脊、檐角、屋檐;（d）屋角、屋脊、檐角

（2）屋角與檐角雷擊率最高。

（3）屋頂的坡度越大，屋脊的雷擊率也就越大，當坡度大于40°時，屋檐一般不易遭受雷擊。

（4）當屋面坡度小于27°、長度小于30m時，雷擊多發生在山墻，而屋脊和屋檐一般不易遭受雷擊。在進行防雷設計時，應對易遭受雷擊的部位進行重點保護。

如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設施，接地網的地電位會在數微秒之內被抬高數萬或數十萬伏，高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統或各種網絡信號系統，或者擊穿對地絕緣而流向另一設施的供電系統或各種網絡信號系統，從而反擊破壞或損害電子設備。同時，在未實行等電位聯結的導線回路中，可能誘發高電位而產生火花放電。

建筑物（包括構筑物）防雷的目的在于防止或最大限度減少雷擊建筑物而造成損失。其意義可概括為以下幾點：

（1）當建筑物遭受直擊雷或雷電波侵入時，可保護建筑物內部的人身安全。

（2）當建筑物遭受直擊雷時，防止建筑物遭到破壞。

（3）保護建筑物內部存放的危險品，不會因為雷擊和雷電感應而引起燃燒和爆炸。

（4）保護建筑物內部的重要設備和電氣線路，使之不受損壞并能正常工作。

針對直擊雷、雷電波侵入、感應雷、地電位反擊以及由此引起的災害，應采取相應的保護措施。據有關統計資料，直擊雷的損壞僅占15%，而雷電電磁脈沖的損壞占85%。因此，現代建筑的防雷設計已不同以往，在做好直擊雷防護的同時還必須對雷電電磁脈沖的防護加以重視[2]。

在進行建筑物防雷設計時，首先是要確定建筑物的防雷等級。《建筑物防雷設計規范》中，對建筑物防雷等級的劃分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三類防雷建筑，還取決于建筑物的年預計雷擊次數N。

建筑物年預計雷擊次數應按下式計算：

式中：N――建筑物年預計雷擊次數（次/a）;k――校正系數，在一般情況下取1，在下列情況下取相應數值：位于曠野孤立的建筑物取2;金屬屋面的磚木結構建筑物取1.7;位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕環境建筑物取1.5;Ng――建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/（km2?a）];Ae――與建筑物具有相同雷擊次數的等效面積（km2）。

雷擊大地的年平均密度應按下式計算：

式中：Td――年平均雷暴日，根據當地氣象臺、站資料確定（d/a）。

建筑物等效面積Ae是其實際平面積向外擴大后的面積，其計算方法如下：

（1）當建筑物的高H小于100m時，其等效面積按以下公式計算：

式中：L、W、H──分別為建筑物的長、寬、高（m）。

（2）當建筑物的高H等于或大于100m時，建筑物的等效面積按下式計算：

（3）當建筑物各部位的高不同時，應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積Ae應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算。

目前我國《建筑物防雷設計規范》以“滾球法”確定避雷針（針高h）的保護范圍。所謂“滾球法”，就是選擇一個半徑為（滾球半徑）的球體，沿需要防護直擊雷的部位滾動，如果球體只接觸到避雷針（線）或避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護范圍之內。滾球半徑按建筑物的防雷類別而取不同值[2]。

（1）當避雷針高度時，避雷針在被保護物高度的平面上的保護半徑：

（2）當避雷針高度時，在避雷針上取高度的一點代替單支避雷針的針尖做圓心，其余與上述時的算法相同。

避雷針一般用圓鋼或焊接鋼管制成。針長1m以下時，圓鋼直徑不得小于12mm，鋼管直徑不得小于20mm;針長1～2m時，圓鋼直徑不得小于16mm，鋼管直徑不得小于25mm;裝在煙囪上方時，因為煙氣有腐蝕作用，故宜采用直徑20mm以上的圓鋼或直徑不小于40mm的鋼管。

建筑物內部防雷工程涉及面寬，面對的是包括感應雷、雷電波侵入和線路浪涌高電壓在內的眾多損害，歸納起來危害最大的主要方面是高電壓的引入。

高電壓引入主要有三種：一是雷直接擊中金屬導線，高壓雷電以波的形式沿著導線傳播進入室內，即雷電波侵入;第二種是來自感應雷的高電壓脈沖，即感應過電壓;第三是地電位反擊，這種反擊會沿著電力系統的零線，保護接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳入室內或傳播到更大的范圍，造成大面積的危害。內部防雷系統可安裝防雷器SPD。

SPD中文簡稱電涌保護器，又稱浪涌保護器。IEC標準規定，電涌保護器是一種抑制線路過電壓和過電流的裝置。依照《建筑物防雷設計規范》和《建筑物電子信息系統防雷技術規范》，應按照分級保護、逐級泄流的原則設置建筑物防雷保護。

圖2 IT（無中性線）系統電涌保護器的裝設

圖3 TT、TN-S、IT（引出中性線）系統電涌保護器的裝設

在建筑物電源的總進線處安裝放電電流較大的電壓開關型SPD;在重要樓層或重要設備電源的進線處加裝限壓型SPD;在末端配電處安裝限壓型SPD。安裝點之間的距離要大于10m，為了避免間距不夠，造成二級或三級電涌保護器首先遭受雷擊而損壞，可以采用帶電磁線圈的防雷箱。

在安裝時有三個問題需要注意：一是電涌保護器與母線連接的導線要短而直，長度不能超過0.5m，連接線過長可能導致上級SPD還沒分流，電涌就串到下級SPD處，導致下級SPD被燒毀;二是為了防止絕緣老化而造成短路、保護各級的SPD及SPD的檢修方便，在SPD安裝線路上應該裝有過電流保護器。

對于不同的系統采取不同的電涌保護器接線方式：

（1）供電系統中性線與PE（保護線）直接連接或沒有中性線時按圖2所示接線。

（2）供電系統中性線與PE（保護線）不直接相連時，有兩種接線形式，如圖3所示。接在每一相線與接地端子或總保護線之間和接在中性線與接地端子或總保護線之間，取其路徑最短者;接在每一相線與中性線之間和接在中性線與總保護端子或總保護線之間，取其路徑最短者。

嚴格按照防雷設計規范，應用現代防雷技術和設備完成對建筑物的各種雷電過電壓及其衍生的過電壓防護，對確保建筑物安全意義重大。

參考文獻

[1]建筑物防雷設計規范（GB50057-94）[M].北京：中華人民共和國建設部，2000.

[2]北京市建筑設計研究院.建筑電氣專業設計技術措施[M].北京：中國建筑工業出版社，1998.

篇（6）

Abstract ：With the rapid development of social economy and science and technology, more and more city in the use ofoptical fiber communication a lot, however, many rural areasof lightning activities are frequent in recent years, fiber optic cable and optical communication equipment from lightninghappens, the communication equipment caused great harm,often resulting in communication interrupt. Therefore, more attention should be paid to the lightning protection of optical fiber communication systems. Only by scientific protection measures, in order to minimize or avoid the optical communication equipment from lightning. This paper mainly introduces the influence of lightning on optical cablecommunication cable communication, and puts forwardmeasures for lightning protection.

Key : Structure; Characteristics; Measures; Lightning protection technology; Cable

中圖分類號：TU856 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

在微波通信、衛星通信、光纖通信三大傳輸手段中,由于光纖通信具有傳輸頻帶寬,通信容量大,而且不受環境的電磁干擾,因此光纖通信成為了當今通信傳輸最重要的手段之一。而含金屬構件光纜與電纜一樣,也會遭受雷電的侵害。但光纜遭受雷擊的概率比電纜小得多,因為光中繼采用當地供電,光纜線路自身的抗雷能力大約是電纜的7倍。因此容易引起人們對光纜線路防雷的松懈。但光纜也有防雷的弱點:光纜纖芯線徑小,金屬外護層較薄。由于光纖通信密集波分復用(DWDM)的應用,光通信容量不斷增大,一旦因雷擊造成光纜中斷事故,查找、維修比較困難,將造成巨大的經濟損失,影響通信傳輸。因此，應當重視光纖通信設備的防雷保護，采取積極、有效的措施，做到“防患于未然”。

1、光纜的結構

光纖介質是玻璃，直徑在8～50μm。光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆,包覆后的纜線即被稱為光纜。為增加光纜的抗拉強度，光纜中心多以單根鋼絲作為加強構件，周圍緊密排列著內含多芯光纖及油膏的松套管，松套管的間隙充滿阻水油膏，外包阻水包帶，再包軋紋鋼帶鎧裝，外護套則采用聚乙烯塑料等。

2、雷電活動的特點

雷電的形成與環境條件有密切關系,我國各地雷電活動基本符合隨緯度增加而逐漸減弱的趨勢。根據調查發現,易遭雷擊的地方有如下特點:①地形的突變或導電率突變的地區易遭雷擊,其導電率小的地方比導電率大的地方易遭雷擊;②地質構造上的斷層地帶,不同質巖的分界地帶,巖石區的沖積層;③礦泉、沼澤地、河流岸地灘部分,地下出水口處,以及地下水溝通過的地帶;④臨海邊、河床一面的山坡上,孤樹及森林邊緣;⑤地下含有導電性的礦物質較多的地區,在山區山的朝陽坡,大地導電率較大的山的山腰和山腳部分,大地導電率較小的山的山腰和山頂部分。

3、雷電對光纜通訊的影響

從光纜的結構可以發現，光纜內除了光纖還有金屬加強絲和金屬鎧裝護套，通過調查發現，雷電破壞光纜通信設備主要有3種：一是雷電直接對光纜的金屬鎧裝護層（或金屬加強鋼絲）發生作用，從而造成光纜損壞，此種情況多見于光纜架空場合，也有地埋光纜被雷擊的事例。如造成光纜金屬構件熔化，使外護層被擊穿。或使光纜塑料外護套發生針孔擊穿，從而降低光纜使用壽命。二是雷電襲擊光纜附近的金屬件，即雷電對地放電，造成雷電流在光纜周圍大地流過，致使土中產生巨大的熱能，并形成一股巨大的沖擊力，使光纜變形造成損壞，此種情況多見于埋地光纜場合，如造成光纜傳輸損耗增大乃至中斷通信。三是雷電感應電壓通過光纜的金屬構件傳到光通信收發設備端，導致這些設備被雷電過電壓擊穿損害，這也是常見的一種破壞形式。

4、光纜通信防雷措施

1）光纜接頭處兩側金屬構件實施機械連接,電氣斷開。進局站內光纜的金屬構件,相互連通并就近人地。當雷電流進人光纖或高壓線路的電場在金屬構件上感應出縱向電動勢,若光纜各盤間電氣連通,則雷電流會在光纖中進行流通、將會使光纜非金屬構件受壓增大,出現絕緣擊穿,甚至損壞光纖。而感應縱向電動勢也會各段疊加積累,出現很高過電壓,對維護人員和設備都不安全,嚴重時會損壞光纖。光纜中的金屬構件對大地處于懸浮狀態時,雷擊大地所產生的“漏斗電位”區既不受其電位影響,也不對電位施加影響,彼此不會發生電弧擊穿。若光纜金屬構件接地,雖然有利于雷電流的及時排泄,但由于接地電阻的存在,當有雷擊時雷電流將通過接地體反擊到光纜金屬構件回路上,若雷電流達到一定的幅值時,光纖有可能被損壞的危險。

2）易遭雷擊或光纜附近有單顆大樹、電桿,高聳建筑、礦泉、地下水出口處的間距不足25米時,采用消弧線保護光纜。通過埋設消弧線,降低光纜與高大物體間的電位差,當雷擊大樹等高大物體時,雷電流通過大樹等物體向大地放電,由于有消弧線存在,大量雷電流將通過消弧線泄放人地,從而可避免因雷擊發生電弧擊穿對光纜造成危害。消弧線可用兩根鋼絞線做成,其中一根與光纜埋深相同,另一根為光纜埋深的一半,兩根金屬線的兩端都應焊接在接地網上,地網的接地電阻小于10Ω,與光纜相距大于15米。當光纜與大樹等物體相距不足5米時,消弧線難以起到防雷保護作用,應采取其它防協雷措施。

3）采用地下防雷線。地下防雷線是直埋光纜普遍采用的防雷措施,應用在直埋光纜所經過路由土壤電阻率大于100Ω.M需要保護的地段較長,采用鍍鋅鋼絞線或甲6毫米鍍鋅鋼筋來制作。方法是:在光纜上方距光纜30厘米處,平行敷設兩條防雷線,相距40厘米。并將兩端引伸到大地導電率低的地方,其敷設長度要求每處不少于2000米。也可在排流線的兩端及中間每隔200米段做一次接地。

4）雷擊嚴重地區盡可能采用無金屬構件的光纜或采用加厚PE層的光纜。

5）架空光纜宜架設在有長途明線線條的下方,光纜吊線一般每隔1公里進行一次接地處理,在雷擊嚴重的地區可架設架空防雷地線,架空防雷線應架設在光纜上方,其保護角應不大于25°。在個別雷擊重點桿路,可采取避雷針裝置進行防雷。

6）做好光纜的施工,保證光纜外護套層的完整無損,使金屬外護套對地絕緣保持良好,可提高光纜PE護套的瞬間耐壓能力,相應也提高了光纜的抗雷電的浪涌能力。

篇（7）

對于塔桿的接地電阻來講，其同雷擊跳閘頻率之間存在密切的關聯。經相關研究發現，塔桿的接地電阻每提高10Ω-20Ω，則受到雷擊產生跳閘情況的次數會相應提高50%-100%左右。相反，假如降低塔桿的接地電阻，則能夠良好的減少雷擊跳閘的頻率。現今，降低塔桿接地電阻的方法主要包含以下幾種：其一，增多水平接地體的數量及長度；其二，延長接地，也就是把臨近的塔桿在地面下進行連接；其三，引申接地，也就是把塔桿的接地延展到周邊的接地電阻帶位置；其四，合理應用降阻劑。

2應用線路避雷設備

經過試驗分析及計算發現，把線路避雷設備應用到雷電活動較為頻繁的區域或者土壤電阻較高的地方，能夠良好的提高輸電線路的耐雷性能。最近幾年，美國GE公司、AEP公司級日本的電力企業多在一些雷電活動較頻繁的區域加裝了輸電避雷設備，并獲取了優良成果。我國也再一些經濟相對較發達、并且雷電較多的地方，例如：華東、廣東等，加裝了輸電線路避雷裝置。

3對線路的耦合地線進行探究

想要增強線路的防雷能力，降低雷擊跳閘的次數，可以通過在導線下加裝耦合線的方法，特別是在一些塔桿接地電阻較高的線路，或者地質環境較差，無法降低塔桿接地電阻情況時，加裝耦合地線可以當塔桿發生雷擊時發揮分流、耦合的作用，縮減塔桿的絕緣子承載電壓，增強線路的耐雷性能。

4加裝避雷針

篇（8）

中圖分類號：K826文獻標識碼： A

1、雷電的種類及其危害

雷電主要有兩種:“直擊雷”和“感應雷”。直擊雷只有雷擊率的10％左右,危害范圍一般較小,可使用避雷針、避雷線和避

雷網來防避。但是安裝避雷針后,CATV系統的電子設備即使在其保護范圍之內,仍然可能遭雷擊而受損,大多數都是燒保險絲、電源變壓器、整流元件等,嚴重的還可能損壞集成電路等元件。這說明雷擊不是從天線引人的,而是從電源線引入的,可見避雷針雖保護了建筑物,卻保護不了置于其內的CATV電子設備,這主要是感應雷造成的。危害大得多的“感應雷”占雷擊率近90％,危害范圍甚廣,CATV系統的電子設備受雷擊損壞,主要是感應雷造成的。

2、雷電如何引入引入CATV系統

雷電引人CATV系統主要是從避雷針、天線及引下電纜、架空電纜幾方面引入。由于避雷針尖端具有很小的曲率半徑，雷云逼近時，尖端電荷集中使周圍電場形成電離區，當與雷電會合時，與避雷針接閃。其次，盡管避雷針一般都高于天線，但有時因高度不夠，保護角不大，使天線和連接的同軸電纜外導體上感應出高電壓，若外導體未接地或者接地不當，其芯線又被屏蔽，會使電纜內外導體間呈現高電壓;當CATV系統附近發生雷擊時，由于強電磁場會對暴露在外的架空電纜發生作用，使電纜內外導體間呈現高電壓，損壞設備及電視機。

3、CATV系統防雷的要點及措施

3.1天線的防雷接地

有線電視的接收天線和豎桿一般架設在建筑物的頂端，應把所有的接收天線，包括衛星接收天線的接地焊在一起，接天線的豎桿(架)上應裝設避雷針，避雷針的高度應能滿足對天線設施的保護。安裝獨立的避雷針時，由于單根避雷針的保護范圍呈帳篷狀，邊界線呈雙曲線，所以避雷針高于天線頂端的長度應大于天線的最大尺寸，避雷針與天線之間的最小水平間距應>3m。建筑物已有防雷接地系統時避雷針和天線豎桿的接地應與建筑物的防雷接地系統共地連接。無論是新的接地線還是原建筑的接地線，接地電阻都應

3.2前端設備的防雷接地

附近發生雷擊，則會在機房內的金屬機箱和外殼上感應出高電壓，危及設備及人身安全。前端設備的電源漏電也會危及人員的安全。因此，對機房內的所有設備，輸人、輸出電纜的屏蔽層，金屬管道等都需要接地，不能與天線的接地接在一起，設備接地與房屋避雷針接地及交流供電系統的接地應在總接地處連接在一起。系統內的電氣設備接地裝置和埋地金屬管道應與防雷接地裝置相連，不相連時兩者的距離應>3m，機房內接地母線表面應完整，絕緣線的老化層不應有老化龜裂現象。一些前端設備如調制器，接收機等沒有過壓保護，而只有過流保護，一旦有雷擊往往會出現電源燒壞而保險不斷的情況，針對此種情況應在總電源處加裝避雷器，以更好的保護前端設備。

3.3干線系統的防雷接地

敷設于空曠地區的地下電纜，當所在地區年雷雨天數>20d及土壤電阻率>1ooΩ時，電纜的屏蔽層或金屬護套應每隔2km左右接地一次，以防止感應電的影響。架空電纜的屏蔽層及金屬護套、鋼絞線每隔250m左右接地一次，在電纜分線箱處的架空電纜金屬護套，屏蔽層及鋼絞線應與線桿拉線共用接地裝置。另外就是不可忽視的光纜防雷，因為光纜在制造過程中，為了增加光纜的抗拉強度，在光纜中增加了鋼絲。在設置接續盒時，只注意了光纜的熔接，使用通常方法，將兩段光纜的鋼絲，分別固定在接續盒兩端的支架上，自然形成一間隙。這樣，當任意一段光纜中的鋼絲感應了很高的雷電電壓時，會向另一端鋼絲放電，放電過程中產生的巨大火花，使接續盒內光纖斷裂損壞。為防止這種現象的發生，在光纜的施工過程中，應注意將接續盒內的光纜鋼絲端頭用導線連通，并用導線將其與吊掛光纜的鋼絞線連通，能有效地避免光纜遭雷電侵害。

3.4分配系統的防雷接地

電纜進人建筑物時，在靠近建筑物的地方，應將電纜的外導電屏蔽層接地，架空電纜直接引人時，在人戶處應增設避雷器，并將電纜外導體接到電氣設備的接地裝置上，電纜直接埋地引人時，應在人戶端將電纜金屬外皮與接地裝置相連。不要直接在兩建筑物屋頂之間敷設電纜，可將電纜沿墻降至防雷保護區以內，鋼線作接地處理。CATV系統中的同軸電纜屏蔽網和架空支撐電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地。系統中設備的輸人輸出端應有放電保護器，220V供電的放大器的電源端應有過壓保護裝置，或者盡量將系統中220V供電的放大器改成主路60V集中供電，以保證有線網絡的獨立性和自給性，以減少雷電直接竄人的可能，這是防止雷電形成的首要措施。

4、結束語

篇（9）

中圖分類號X9 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）39-0181-02

1 DCS系統防雷技術介紹

雷擊是一種自然現象，它的巨大能量眾所周知。DCS是分散控制系統（Distributed Control System）的簡稱，國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統。隨著電腦通信設備的大規模使用，雷電以及操作瞬間過電壓對DCS系統的危害越來越嚴重。以往的防護體系已不能滿足電腦通信網絡安全的要求。應從單純一維防護（避雷針引雷入地=無源防護）轉為三維防護（有源和無源防護），包括：防直擊雷，防感應雷電波侵入，防雷電電磁感應，防地電位反擊以及操作瞬間過電壓影響等多方面作系統綜合考慮，因此總的防雷原則是：將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散（外部保護）； 阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓波（內部保護及過電壓保護）；限制被保護設備上浪涌過壓幅值（過電壓保護）。這三道防線，相互配合，各行其責，缺一不可。

2 雷電對DCS的危害

雷電電磁脈沖干擾對DcS控制系統的危害是：由強大的雷閃電流產生的脈沖電磁場，它對DCS系統的干擾有如下兩種形式：當控制室建筑物的防直擊雷裝置接閃時，在引下線內會通過強大的瞬間雷電流，如果在引下線周圍的一定距離內設有連接DCS系統的電纜（包括電源、通信以及I/O電纜），則引下線內的雷電流會對DCS的電纜產生電磁輻射，將雷電波引入DCS系統，干擾或損壞DCS系統；當控制室周圍發生雷擊放電時，會在各種金屬管道、電纜線路上產生感應電壓。如果這些管道和線路引進到控制室把過電壓傳到DCS系統上，就會對DCS系統產生干擾或損壞。此外，當空中攜帶大量電荷的雷云從控制室上空經過時，由于靜電感應使地面某一范圍帶上異種電荷，當直擊雷發生后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻大，以至出現局部高電位，它會對周圍的導線或金屬物產生影響，這種靜電感應電壓也會對DCS系統產生干擾或損壞。如防雷及接地措施不當，雷擊發生時，由于雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢，誘發強大的雷擊電磁脈沖，經感性耦合、容性耦合或電磁輻射產生脈沖過電壓和過電流損壞DCS系統I/O單元、主控單元等硬件和通訊系統。

3 DCS系統雷擊案例分析

3.1 DCS系統雷擊案例

公司某裝置控制系統在雷擊中發生故障，許多數據無顯示，部分控制輸出不起作用，故障診斷中I/O卡件及部分數據轉發卡閃紅燈，控制柜內卡件閃紅燈。經排除更換了故障卡件后恢復系統正常運行，共損壞卡件42 塊，其中SP313卡21塊，SP233卡7塊，SP316卡9塊，SP322卡5塊。經浙大中控專家檢測分析卡件故障原因主要是：強浪涌電壓（雷擊）信號接入，導致卡件上的各通道芯片被擊穿或燒壞造成無法正常工作，卡件上元器件特別是集成電路基本上全部損壞；強浪涌電壓（雷擊）干擾通過某部分通道接入卡件，導致相應的通道故障。

系統也曾遭受過雷擊的損壞燒壞了4塊，8萬t合成氨裝置也出現過雷擊時模入信號變化很大，通訊系統出現“死機”現象。并且都導致過UPs電源跳到旁路或UPs輸出故障，導致裝置停車。

3.2 雷擊DCS系統現場原因分析

1）強浪涌電壓（雷擊）通過I/O信號進入系統。通過對現場控制系統損壞的卡件檢查，主要是I/O卡件的輸入輸出接口元器件損壞，當雷電發生時，裝置上I/O電纜極易接收遭受雷電放電時產生的強大的脈沖電磁場，在信號線上感應數以千伏計的浪涌電壓，并通過卡件形成電流回路擊壞相應的卡件通道或公共電路。

2）強浪涌電壓（雷擊）通過DCS控制系統的接地點進入系統。當雷電產生后，通過I/O電纜的走線橋架和建筑物接地引下線的電流產生的電感性耦合，會在附近的I/O金屬線纜上感應出數以千伏的浪涌電壓。

3）強浪涌電壓（雷擊）通過電源線進入UPS系統

當雷電發生時，暴露在空中的電力電纜極易受到雷擊影響，在其電纜上感應形成數以千伏計的的浪涌電壓，通過電力系統損壞UPS（不間斷電源）系統設備。

4 DCS系統的防雷系統技術改造

針對公司DCS系統現狀，影響DCS系統安全穩定運行的防雷系統主要因素有：1） DCS系統部份信號線外部I/0電纜敷設不規范；2）DCS系統接地電阻不斷增大易受雷電電磁脈沖干擾；3）DCS供電系統（UPS）受雷擊干擾導致輸出電壓故障

4.1對外部信號線改造

對外部信號線的敷設進行整改，將暴露在橋架外的信號線，穿金屬套管，且金屬套管每隔30米進接地；保持外部I/O電纜走線槽之間的良好連接并接地，將電纜走線槽的蓋板之間用電焊將其焊接為一個整體橋架，并進行接地。使整個橋架成為一個屏蔽金屬體，防止雷擊形成的強浪涌信號進入控制系統。

4.2 重新改造防雷接地系統

1）DCS系統接地環境改善

首先改變接地體周圍的土壤結構。在接地體周圍的土壤2m~3m范圍內，摻入不溶于水的、有良好吸水性的物質，如木炭、焦碳煤渣或礦渣等，該法可使土壤電阻率降低到原來的1/5~1/10。

再用食鹽、木炭降低土壤電阻率，用食鹽、木炭分層夯實。木炭和細摻勻為一層，約10cm~15cm厚，再鋪2m~3m的食鹽，共5~8層，鋪好后打入接地體，此法可以使得電阻率下降至原來的1/3~1/5。

2）選用銅棒Φ20×2800mm接地樁作等邊三角形接地網

3）在UPS電源市電輸入端增加防浪涌保護器

篇（10）

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