【正文】 設(shè)備損壞 ,而且雷擊產(chǎn)生強大電磁場引起周圍十幾戶居民家大量家用電器損壞，從而引發(fā)一場官司，使得該基站長久不能恢復(fù)正常工作 2021年 7月 9日，滁州銅鑫礦業(yè)有限公司的電控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)被雷擊而癱瘓，給正常工作造成很大影響，該公司處于山區(qū)，地下有金屬礦藏，屬于雷電易發(fā)區(qū)，加之防雷措施不全面，所以幾乎每年都有雷災(zāi)發(fā)生； 2021年 7月 25日該基 站附近 安徽長豐揚子汽車制造有限公司網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭受雷電災(zāi)害，損壞電腦主機 33臺、顯示器 6臺、 245 口交換機 1臺、 16口交換機 3臺、 8口交換機 2臺、集線器 3臺、光電收發(fā)器 4臺、監(jiān)控錄像機 1臺、監(jiān)控攝像機 1臺。 為保障明光市廣播電視基站的財產(chǎn)和工作人員人身安全確保工作能夠正常進行，避免和減輕雷擊災(zāi)害損失，現(xiàn)按照國際國內(nèi)標(biāo)準規(guī)范的要求，針對明光市廣播電視機站的地理位置，地質(zhì)情況，所處地區(qū)的氣候特點，雷暴特征等對基站進行了全面設(shè)計，以提高基站的雷電災(zāi)害綜合防御能力，切實消除安全隱患，保證日后日常工作的順利開展。本文在 外部防雷 中主要 采用 的方法 架設(shè)避雷針， 同時建立有效的防雷接地系統(tǒng)。該基站 在 樓宇內(nèi)部消防、安防、計算機網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)都運用了大量的微電子設(shè)備，這些設(shè)備大幅度提高自動化程度 ,但微電子元器件的耐過壓、過流能力也相對較弱，對雷電干擾的防護能力較低，致使雷電災(zāi)害在逐年得到控制的情況下，社會經(jīng)濟損失卻呈現(xiàn)逐年增大的趨勢。 1 工程概況 、地理概況 明光市位于長江中下 游，江淮分水嶺南側(cè)，東、南、北三面丘陵地勢低緩，市區(qū)及周邊地區(qū)除靠近山區(qū)部分外，海拔一般在 12— 40m之間，地下有銅等金屬礦藏，地表土壤層一般由弱膨脹的第四紀晚更新世粘性土組成，電阻率較低，局部為風(fēng)化石或沙土石混合結(jié)構(gòu)，電阻率較高。主要的氣候特點是：氣候溫暖濕潤，季風(fēng)顯著 , 四季分明，氣溫適中 , 日照充足，雨量豐沛，光溫基本同步，氣候資源配制多樣，氣象災(zāi)害繁多。由于位于中、低緯度的過渡地帶，同時受西風(fēng)帶和東風(fēng)帶天氣系統(tǒng) 的雙重影響，各種氣象災(zāi)害頻繁 ,時有發(fā)生 , 是國內(nèi)受臺風(fēng)、暴雨、干旱、寒潮、大風(fēng)、雷暴、冰雹、凍害、龍卷風(fēng)等災(zāi)害影響地區(qū)之一。 表 2 明光市 閃電定位儀觀測到的雷電資料 月份 累計雷電日 累計雷電小時 正閃數(shù) 負閃數(shù) 總閃數(shù) 正閃比 幅值均值 正閃幅值均值 負閃幅值均值 01 7 55 6 63 69 % 02 51 174 50 335 385 % 03 80 322 85 2561 2646 % 04 91 491 694 12599 13293 % 05 90 520 366 6159 6525 % 06 116 940 2355 26892 29247 % 07 124 1948 3029 115941 118970 % 7 08 121 1733 1433 86400 87833 % 09 94 590 251 3826 4077 % 10 67 212 66 288 354 % 11 63 203 214 758 972 % 12 40 81 13 106 119 % 由表 2 統(tǒng)計可以看出：滁州區(qū)域以負閃為主 ，占總閃電的 90%以上； 1 月份閃電發(fā)生的頻數(shù)最少，從 3月起閃電頻率逐漸增大，至 7 月達最高值， 8月次之， 9月急劇下降，其中的月變化中最突出的是 4月份的閃電 發(fā)生次數(shù)反而比 5月多 . 圖 1 明光市閃電 日變化特征圖 如圖 1 所示 負閃與總電閃的趨勢基本一致 。2時和上午 11時分別有一較小的低谷 。 8 圖 2 明光市閃電 月變化特征圖 如 圖 2圖所示 月變化中閃電次數(shù)主要出現(xiàn)在 39月份，從 3月起閃電 頻率逐漸增大，至7月達最高值， 8月次之， 9月快速下降。、東經(jīng)176。項目總占地面積約 10000㎡ 。發(fā)射塔位于綜合樓的東邊，距綜合樓的直線距離約 25m，在綜合樓的南面空地安裝衛(wèi)星天線 23 座，天線上邊緣高度約 5m，綜合樓的東邊一間為一層平頂結(jié)構(gòu)，用作主發(fā)射機 房。項目所在地為附近最高山頭，山體以火山巖為主，地表為風(fēng)化石與土壤混合構(gòu)成。電視發(fā)射臺項目平面示意圖 。所以該工程 應(yīng)具有完善的直擊雷防護裝置和雷電電磁脈沖防護裝置，滿足防直擊雷、側(cè)擊雷、雷電感應(yīng)、雷電波侵入和雷電地電位反擊等的技術(shù)要求。雷電電磁脈沖防護裝置的技術(shù)要求：通過屏蔽、隔離、合理接地、正確布線和有源導(dǎo)體的等電位連接等一系列防護技術(shù)措施，將可能產(chǎn)生的耦合過電壓、雷電感應(yīng)過電壓、雷電波侵入過電壓、操作過電壓及其電磁干擾所產(chǎn)生的過電壓限制到被保護對象所能承受的安全值以下，有效保護相應(yīng)的信息技術(shù)設(shè)備 [4]。 3 直擊 雷防護 直接雷擊是指 雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡 [4]。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護建筑物本身免受直擊雷的損毀 [5]。在避雷針 （線）頂部，形成局部電場強度畸變，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過接地引下線，接地裝置將雷電流引入大地，10 從而使被保護物免受雷擊 [6]。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件（管道），都應(yīng)與防雷網(wǎng)（帶，線）良好連接 [7]。接地裝置吸收雷電荷后應(yīng)保持其地電位均衡，不僅保護建筑物本身，而且為其內(nèi)部的各類電子信息系統(tǒng)提供良好的電磁環(huán)境條件和為雷擊電磁脈沖防護提供必要的基礎(chǔ)條件（屏蔽、等電位連接和共用接地 ） [8]。由于該工程是一項比較復(fù)雜的問題，在 實際的防雷工程設(shè)計中，應(yīng)嚴格按照執(zhí)行強制性國家標(biāo)準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的前提下，還需要結(jié)合周圍的實際環(huán)境，根據(jù)各類設(shè)備的特點和防護對象的實際情況靈活應(yīng)用，綜合考慮，以收 到 防 護效果。由于發(fā)射塔通體為鋼結(jié)構(gòu)，因此在發(fā)射塔頂端安裝避雷針時，引下線無需另外設(shè)置（有必要時可以測試各部分的過渡電阻），而由天線的金屬支撐裝置和塔體共同充當(dāng)，但 是要保證避雷針，天線金屬支撐裝置和鐵塔各段的可靠電氣連接。為了減少雷擊時避雷針桿對天線工作的影響，避雷針桿在天線仰角零度下邊緣以上使用一段高強度玻璃鋼管代替金屬桿，在內(nèi)部使用截面積不少于 50mm2多股銅芯線實現(xiàn)接閃器與金屬支撐桿的電氣連接，利用天線的金屬支 撐件 、 鐵塔塔體作為引下線，并與塔基基礎(chǔ)中 預(yù)埋件 (如圖 3)和 鋼筋形成的自然接地網(wǎng) (如圖 4)以及塔基外圍的人工接地體共同構(gòu)成直擊雷防護系統(tǒng)。再在夯實后的粘土層上開挖寬為 30cm，深度為 60cm的坑道，在此環(huán)形坑道底部均勻鋪放 2噸左右長效降阻劑 ,再將 5 50mm熱鍍鋅扁鋼焊接成水平接地體置入坑道內(nèi)。 另外，在靠近大樓位置處用 5 50mm 鍍鋅扁鋼焊接并引出不少于兩根且間隔為 8m 的引線，以便與大樓接地體系統(tǒng)進行等電位連接。 3).預(yù)留的塔腳引線要足夠長 ,后期 可以以螺栓連接方式或直接焊接方式與鐵塔腳連接； 4).水平環(huán)行接地體與鐵塔腳間的引線可以裸露在外面）。這樣粘土可以在雨季吸收充足的雨水，有利于降低土壤電阻率。但由于該綜合樓建在山頭巖石之上，有可能受到直擊雷、側(cè)擊雷、球形雷的危害，因此不可忽視直擊雷的防護。再將避雷帶、引下線按規(guī)范要求焊接連通，從而形成直擊雷防護系統(tǒng)。 在綜合樓的大門前人 行道 地坪以下 50cm用 6根 50mm 50mm 5mm 2500mm 角鋼作為垂直接地體 （如圖 8） ，以 40mm 4mm 扁鋼最作為水平接地體，安裝一組接地系統(tǒng) （如圖 9） 。 m） 的情況，對地下接地體周圍施以化學(xué)降阻劑，以確保接地系統(tǒng)接地電阻小于 4Ω。 15 圖 8 垂直接地體示意圖 圖 9 接地示意圖 合接地 在綜合樓水平接地體靠近電視塔一側(cè)用 5 50mm 熱鍍鋅扁鋼（間隔約 8m）分別引出兩根聯(lián)合接地線并與電視發(fā)射塔接地系統(tǒng)預(yù)留的對應(yīng)接地引出線可靠連接，從而使電視發(fā)射塔的接地系統(tǒng)與綜合樓的接地系統(tǒng)形成聯(lián)合接地系統(tǒng)（如圖 10）。 16 圖 10 外部接地系統(tǒng)平面圖 通過對工程地區(qū) 現(xiàn)場的實地勘探過后制定了以上的直擊雷防護方案，方案中考慮到 鐵塔的接閃和雷電流的泄放問題 ，既要保證工程安全性，同時又要節(jié)約成本，所以 依托建筑物自身的特點，利用鐵塔的鋼結(jié)構(gòu)作引下線節(jié)約了很多資金，因地制宜通過使用降阻劑的方法使工程中的接地電阻符合國家標(biāo)準。綜合樓的環(huán)形地網(wǎng)與鐵塔的環(huán)形地網(wǎng)連接行成了聯(lián)合接地 ，這樣使雷電流更快的泄放，增加了建筑物的安全系數(shù)。 電源系統(tǒng) 雷 電 防 護 設(shè)計 電源部分防護 雷電侵害主要是通過線路侵入 [9]。所以，對 380V 低壓線路應(yīng)進行過電壓保護，按國家規(guī)范應(yīng)分三部分：建議在高壓變壓器后端到建筑總配電盤前端的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝電涌保護器，作一級保護；在建筑總配電盤至各樓層分配電箱間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝電涌保護器，作二級保護；在所有重要的、精密的設(shè)備以及 UPS的前端應(yīng)對地加裝電涌保護器，作為三級保護 [10]。 、高壓輸電系統(tǒng)雷電防護 由于基站位于以巖石和風(fēng)化石組成的山頭，因此將高壓輸電線纜由山下全程埋地鋪設(shè)至山上很困難 ,因此只能采取架空引入基站，但是這種架設(shè)方式會大大增加直接雷擊和感應(yīng)雷擊的風(fēng)險。 在架空高壓線路接入變壓器前 500m處在其上方架設(shè)避雷線，同時保證電力線在避雷線的 25度 181?；蛘咴诟邏狠旊娋€路終端桿和終端桿前第一和第三桿上各增設(shè)一組避雷器，使架空高壓線路引入的雷電流得到較好的泄放，從而達到保護變壓器等配電設(shè)備的目的。s波形的氧化鋅避雷器。同時還要將接地線與綜合大樓和鐵塔的接地網(wǎng)進行等電位連接，減少雷電反擊的發(fā)生。 、低壓電源系統(tǒng)三級防護 由基站綜合樓的基本情況可知，大樓內(nèi)的電氣系統(tǒng)采用 TNCS系統(tǒng)，該電氣系統(tǒng)的防護等級應(yīng)為 B 級，宜在低壓配電系統(tǒng)中采用 2到 3級 SPD 進行保護?！痹诮ㄖ镞M線處和其它防雷區(qū)界面處的最大電涌電壓，即電涌保護器的最大箝壓加上其兩端引線的感應(yīng)電壓（ UP）應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的最大電涌電壓協(xié)調(diào)一致。在不同界面上的各電涌保護器還應(yīng)與其相應(yīng)的能量承受能力相一致。 圖 11 電源三級 SPD 安裝示意 圖 第一級電源浪涌保護器（ B級），選用 OBO MC50BVDE電涌保護器（三相火線及零線分別對地保護）裝于建筑物的總配電箱內(nèi)，與供給機房電力回路總開關(guān)輸出端除 PE線外并接，用于防止電力線在傳輸途中遭受直擊雷或由于對周圍電磁感應(yīng)產(chǎn)生過電壓沿電力線進入機房，將數(shù)萬至十萬伏的浪涌電壓限制到 1500V左右。s），能夠很好的釋放雷電流能量，且電壓保護水平＜ ，起到 第一級保護泄流的目的。在熔斷器的選擇上應(yīng)當(dāng)參照電涌保護器說明書中的規(guī)定值。因為該工程中供電系統(tǒng)采用 TNCS制式，所以該級 SPD選用三相對地保護模式。這時對 SPD的要求關(guān)鍵在于反應(yīng)時間，通流容量可以適當(dāng)?shù)臏p少。 第三級電源防雷器 （ C級） 選用 OBOC+PEN280安裝在整個保護線路的最末端同時也是被保護設(shè)備的前端。由于此級選