【正文】 工程土木概況 婁底市污水處理廠（北緯 176。即使不是特別高的過電壓，不能夠一次性破壞設(shè)備，但是每一次的過電壓沖擊都加速了設(shè)備的老化，影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲，甚至死機(jī)，直至徹底損壞。 電子系統(tǒng)的防護(hù) 盡管在電源外接引入線路上安裝了防雷保護(hù)裝置，由于雷擊發(fā)生時(shí)，在各種信號線路（如雙絞線）感應(yīng)到的過電壓，仍然會影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至徹底破壞電子設(shè)備系統(tǒng)。 電氣系統(tǒng)的防護(hù) 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 80%以上的雷害事故都是因?yàn)榕c系統(tǒng)相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。 等電位連接 將進(jìn)出機(jī)房線路的金屬屏蔽管、金屬橋架、配電盤的外殼、進(jìn)入室內(nèi)的水管、機(jī)房的金屬屏蔽、金屬隔斷、金屬門窗以及靜電地板的金屬支架 連接在等電位連接環(huán) (或網(wǎng) )上，同時(shí)還應(yīng)將電氣保護(hù)的 PE 地也接至等電位連接體上。 內(nèi)部防雷 內(nèi)部防雷系統(tǒng)是為保護(hù)建筑物內(nèi)部的設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。通常的單根鋼筋接地引下線，其電感可按每米 1 微亨 (1μ H/m)計(jì)算。在接地裝置參數(shù)中，對于接地線，主要考慮它的電感，而忽略它的電阻 ?，F(xiàn)代防雷技術(shù)主要有“ ABCDEGS”七點(diǎn)： AAvoid 躲避 BBonding 等電位連接 CConducting 傳導(dǎo) DDividing 分流 EElimilating 消雷 GGounding 接地 12 SShileding 屏蔽 外部防雷 外部防雷包括接閃針、接閃帶、引下線、接地極等，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器（帶）、引下線等泄放入大地。 C4—— 電子信息系統(tǒng)設(shè)備所在雷電防護(hù)區(qū)（ LPZ）的因子，設(shè)備在 LPZ 2 等后續(xù) 雷電防護(hù)區(qū)內(nèi)時(shí)， C4取 ；設(shè)備在 LPZ 1 區(qū)內(nèi)時(shí)， C4取 ；設(shè)備在 LPZ 0B區(qū)內(nèi)時(shí)， C4取 ～ ； C5—— 為電子信息系統(tǒng)發(fā)生雷擊事故的后果因子，信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)中斷不會產(chǎn)生不良后果時(shí)， C5取 ；信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)原則上不允許中斷，但在中斷后無嚴(yán)重后果時(shí)， C5取 ；信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)不允許中斷，中斷后會產(chǎn)生嚴(yán)重后果時(shí)， C5取 ～； C6—— 表示區(qū)域雷暴等級因子，少雷區(qū) C6取 ；中雷區(qū) C6取 1；多雷區(qū) C6取 ；強(qiáng)雷區(qū) C6取 。 ds 表示埋地引入線纜計(jì)算截面積時(shí)的等效寬度 ， 單位為 m，其數(shù)值等于土壤電阻率的值，最大值取 500。 表 22 入戶設(shè)施的截收面積 線路類型 有效截收面積 A180。e1—— 電源線纜入戶設(shè)施的截收面積 （ km2）， 按 表 22 的規(guī)定確定 ； A180。2 1 2( 0 . 1 ) ( )g e d e eN N A T A A? ? ? ? ? ? （ 次 /a） （ 29） 式中 ： Ng—— 建筑物所處地區(qū)雷擊大地密度 （ 次 /km2 39。建筑物擴(kuò)大后的面積如圖 22 中周邊虛線所包圍的面積。 （ 2）當(dāng)建筑物的高 H 大于或等于 100m 時(shí)，其每邊的擴(kuò)大寬度應(yīng)按等于建筑物的高 H 計(jì)算。a） （ 25） 式中： Td—— 年平均雷暴日 （ d/a）， 根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_、站資料確定 。a） ； Ae—— 建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（ km2）。 安裝雷電防護(hù)裝置 時(shí)，可按下式計(jì)算 防雷裝置攔截效率 E: 1/cE N N?? （ 23） 電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級 應(yīng)按 防雷裝置攔截效率 E 確定 ，并應(yīng)符合下列規(guī)定 ： 當(dāng) E 大于 時(shí) ， 定為 A 級； 當(dāng) E 大于 小于或等于 時(shí) ， 定為 B 級； 當(dāng) E 大于 小于或等于 時(shí) ， 定為 C 級 ； 當(dāng) E 小于或等于 時(shí) ， 定為 D 級 。 在平均雷暴日大于 15d/a 的地區(qū)，高度在 15 m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15 d/a 的地區(qū)，高度在 20 m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于 次 /a，且小于或等于 次 /a 的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物，以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。 LPZ 2 為進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流或電磁場而增設(shè)的后續(xù)防護(hù)區(qū)。 LPZ 0B 本區(qū)內(nèi)的各類物體處在外部防雷裝置保護(hù)范圍之內(nèi)，應(yīng)不可能遭到大于所選滾球半徑雷電流直接雷擊；但本區(qū)內(nèi)的 電磁場未得到任何屏蔽衰減，屬充分暴露的直擊雷防護(hù)區(qū)。根據(jù) LEMP 強(qiáng)度的顯著變化劃分連貫的區(qū)域，如表 21 所示。 雷電防護(hù)區(qū)劃分 雷電防護(hù)區(qū)的劃分應(yīng)根據(jù)需要保護(hù)和控制雷電電磁脈沖環(huán)境的建筑物，從外部到內(nèi)部劃分為不同的雷電防護(hù)區(qū)（ LPZ），如圖 21 所示。 少雷區(qū)：年平均雷暴日在 25d 及以下的地區(qū)； 中雷區(qū)：年平均雷暴日大于 25d，不超過 40d 的地區(qū)； 多雷區(qū)：年平均雷暴日大于 40d，不超過 90d 的地區(qū)； 強(qiáng)雷區(qū)：年平均雷暴日超過 90d 的地區(qū)。浪涌電流在信號線上主要通過電阻性耦合、電 5 感性耦合、電容性耦合損傷線路上和所連接的電子設(shè)備，目前的電子設(shè)備通常只能耐受數(shù)千伏的擊穿電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于浪涌產(chǎn)生的數(shù)萬伏或者數(shù)十萬伏過電壓的威脅， LEMP 干擾如圖 14 所示。芯線和電纜的金屬屏蔽層之間產(chǎn)生的縱向電壓，施加在所連接的電子設(shè)備的輸入端與接地外殼之間的絕緣層上。 在遠(yuǎn)處雷擊情況下，行波電涌沿信號線路傳播，產(chǎn)生的感應(yīng)或傳導(dǎo)的浪涌電壓和浪涌電流影響可達(dá) 2 km 外的電子設(shè)備。以串聯(lián)的方式出現(xiàn)在信號源回路之中的干擾信號稱為差模干擾，主要是由長線路傳輸?shù)幕ジ旭詈纤?。例如雷電泄放即為這一相互轉(zhuǎn)換的典型過程，如圖 13所示。傳導(dǎo)干擾是通過干擾源和被干擾設(shè)備之間的公共阻抗進(jìn)行傳播的，輻射干擾是通過電磁波進(jìn)行傳播的。 圖 12(a) 地電位反擊 圖 12(b) 雷電波隨信號線入侵 4 雷擊電磁脈沖的危害 雷擊電磁脈沖是指雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，包含閃電電涌和輻射電磁場。一般分為“擊穿反擊”和“傳導(dǎo)反擊”，其中“傳導(dǎo)反擊”中的“地電位反擊”對信息系統(tǒng)的影響最人。這里的能量分配比例會隨著建筑物內(nèi)的布線狀況和管線結(jié)構(gòu)而變 化。如果在附近存在閉合的回路，回路上就會感應(yīng)出感應(yīng)電流， 3 當(dāng)自控系統(tǒng)的信號線近距離經(jīng)過，就會在信號線回路中感應(yīng)出強(qiáng)電流浪涌，可能擊穿控制模塊和變送器，損壞設(shè)備。 電磁感應(yīng) 接閃器發(fā)生接閃時(shí)，巨大的能量會在瞬間流過防雷引下線對地泄放，在防雷引下線的周圍會感應(yīng)出強(qiáng)大 的瞬變的電磁場，處在這個(gè)電磁場中的。 閃電感應(yīng)的危害 靜電感應(yīng) 當(dāng)金屬物體或架空線處于雷云和大地所形成的電場中時(shí)，導(dǎo)體上就會感應(yīng)出與雷云相反的電荷。 雷電流的機(jī)械力 由于瞬間產(chǎn)生大量的熱量，致使物體內(nèi)部的水分劇烈蒸發(fā)變成氣體，氣體膨脹形成的機(jī)械作用可使樹木劈裂、房屋倒塌、器物爆裂、爆炸。 直擊雷的危害 雷電流的電效應(yīng) 由安培定律可知兩平行導(dǎo)體間作用力公式 )/( 821 mkgd iiF ????? （ 11） 由此可知 ，對于平行導(dǎo)線，此力足以導(dǎo)致其產(chǎn)生位移；對于彎曲導(dǎo)線，此力有可能造成其折斷。其含義是控制雷擊能量的泄放與轉(zhuǎn)換。雖然這段時(shí)期雷電頻率較前幾年有所下降，但是雷電強(qiáng)度增大，容易造成災(zāi)害事故，如圖 11 所示。 根據(jù)氣象站的觀測情況統(tǒng)計(jì)，婁底市年平均雷暴日為 50 天，排在全省地級市第 3 位，是湖南省雷暴多發(fā)區(qū)域。主要有兩個(gè)方面的因素，首先積聚大量電荷的雷云有較大的活動范圍及其放電過程的輻射范圍可覆蓋達(dá)幾十公里的范圍，其次地面各種網(wǎng)絡(luò)（電力、通信等網(wǎng)絡(luò)）的相互滲透、錯綜復(fù)雜。雷云的生成、移動、放電的整個(gè)過程伴隨多種物理效應(yīng)，如：靜電感應(yīng)、高溫高熱、電磁輻射、光輻射等，這些物理效應(yīng)的共同作用，已嚴(yán)重危害建筑物弱電設(shè)備的安全運(yùn) 行，甚至危及人員的安全。 關(guān)鍵詞： 自動化控制，電磁脈沖，綜合防雷， SPD，等電位 II Lightning and Surge Protection for Sewage Plants in Loudi ABSTRACT With enlarging of the city and the growth of population , the lack of water resource is being a that water running short require a more efficient treatment. Therefore ,sewage plants play a central role in the circle of there are considerable financial efforts for electronic measuring equipment and decentralized electronic control and automation systems .However ,the new electronic systems provide a low resista