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0 引言
风能是世界上清洁能源利用中最具商业价值的能源,是未来可再生能源领域里重要一员。目前,风力发电的商业化发展如火如荼,与之相配套的叶片防雷技术的发展也十分迅速。风力发电机组可靠性中最关键的一个问题是叶片防雷技术,随着风力发电机组高度和发电功率的增加,雷击风力发电机组的概率也会成正比增长。风力发电机组中最危险的部件是风轮叶片。因此,其良好的防雷设计是保证风力发电机组连续稳定运行的决定因素。
1 国内目前风力发电机组遭受雷击现状
我国当前风电机组都设置在风力强大的地区,并且设置在高于周围地区的制高点上,由于周围缺少其他高大物体,因此它更容易被雷电吸引。据统计,每100台风力机,一年雷击故障多达14次。7%~10%的雷击都将造成叶片的损坏。相比较其他因素导致的故障,雷击所造成的故障将造成40%多的能量损失,停机时间也因此增加20%多。其中叶片的损毁是最昂贵的损坏。据估计,全世界每年遭受到雷电袭击的风轮叶片占其总量的1%~2%。从叶片受雷击的损坏部位看,多数情况发生在叶尖是比较容易被修补的,但少数情况则会造成整个叶片无法使用,需要更换。雷击风机往往会造成风机电系统的过电压,造成风机各种化控制系统和通信元件的烧毁、发电机被击穿、电气设备损坏等严重事故。所以,雷害是威胁风机安全经济运行的严重问题。
2 雷电产生的机理
风力发电特点:风机分布安置多在比较空旷的地区,大型风机叶片最高点(转子半径加轮毂中心高度)达75~105m,极易遭受雷击。风力发电机组的电气绝缘性能较低(发电机电压690 V、并采用大量通信及自动化控制元器件)。因此,相比较常规发电机组,其防雷性能的环境要恶劣许多。
雷击可以被认为是一个强电流源。目前有记载的单次雷击电流最大值超过了30万安培。在世界范围,这样的大电流雷击发生的概率极小。中等量值的雷电流峰值大约为3万安培。此外,雷闪的类型及风机所处地理位置而变化对雷击的电气特性有较大影响。沿着同一电离路径的整个放电过程称为闪电,其持续时间可以达到1s以上。空中的尘埃、冰晶等物质在大气运动中剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线,在云层上下层分别形成了带正负电荷的带电中心,运动过程中当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时,就形成放电。云地放电是对风电场运行带来的主要危害,地面上的凸起物、金属等,会与向下接近地面带负电荷的云层感应产生出正电荷,形成逐步增强的电场,雷云产生向下的下行先导,地面突起物体形成向上闪流,二者之间产生的电位差达到一定程度时,即发生猛烈对地放电。山顶、高于地面的物体、高大建筑物顶部和风力机的叶片等处,电场的能量足以强到导致地面与雷云之间发生的向上运动的先导。高度超出地表面100m的现代风力发电机组,明显地暴露在向上闪击中。雷击的破坏作用主要是:电效应破坏、热效应破坏和机械效应破坏。
3 雷电的主要特点
1)冲击电流大:其电流高达几万到几十万安培;
2)时间短:雷击分为三个阶段,即先导放电、主放电、余光放电,整个过程一般不会超过60μs;
3)雷电流变化梯度大:雷电流变化梯度大,有的可达10kA/μs;
4)冲击电压高强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达上亿伏。通常雷击有3种形式:直击雷、感应雷、球形雷。
4 叶片损坏现象和机理
雷击点出现的典型损坏是:
1)雷击将导致叶片的玻璃纤维断裂,内部的导电部件烧毁或熔化;
2)叶片内部将产生由于雷击形成的电弧;
3)雷击导致叶尖和导电部件之间形成电弧;
4)雷击电流产生的电弧,将导致叶片玻璃纤维夹层之间的水蒸气,在迅速加热的情况下爆裂引起压力冲击叶片。
5 叶片防雷方案的关键――叶片接闪器
现代风电机组采用国际先进的叶片防雷技术,据相关试验表明,叶尖是雷击的多发部位,而相对较弱的雷击则多集中在叶片的较下方。叶片接闪器的面积较小,可能导致雷击发生在叶片表面也不被接闪器接收。雷击分为正极性雷电和负极性雷电,前者容易击中叶片表面,后者容易击中接闪器。雷击电流通过叶片接闪器及其导体迅速通畅地经过叶片和机舱传引入大地。
国外叶片防雷技术的研究已经开展多年,各国雷电专家、风机及叶片制造、保险业、风电场和商业组织在内,都针对风机防雷的做出了大量工作,为避免雷击导致叶片的损坏,开发经济安全耐用的防雷叶片。研究人员在实验室进行一系列的仿真测试,验证叶片结构特性和雷击安全性之间的联系。研究表明:无论叶片的材料是木头还是玻璃纤维,或是叶片贯穿导电体,叶片的型式才是导致雷击损坏范围的决定因素。即使叶片全部采用绝缘材料也无法减少被雷击的危险,相反还会增加损坏的次数。研究还表明:叶尖背面是发生雷击的主要区域。装在叶尖的接闪器更有利于捕捉雷击,再利用叶片内部导体将电流引入大地,该设计简单、经济且非常耐用,起到引导电流,保护叶片的作用。现在风机叶片的防雷,是按照IEC1024-1的Ⅰ级保护水平设计,并通过有关型式认证。因此,大大改善了叶片遭受雷击破坏的可能性。如果接闪器或导电部件需要更换,也只是机械性的更换。
6 结论
兆瓦级风力发电机组作为我国陆地风力发电机组的主流型号,在为获得最大风能的同时,又保证雷击条件下机组及重要部件的安全性,叶片所采用的此种防雷技术无疑具有更先进的技术优势。该技术的应用,提高了国产风电机组同行业内的竞争实力,为进军国际市场赢得了主动。
参考文献
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引言
防雷工作是信号接收系统中不可缺少的一部分，保护接收系统的稳定、安全，确保接收系统处于正常的工作状态。接收系统中提高了对防雷工作的重视度，既可以保障系统的防雷能力，又可以保护工作人员的安全，降低了雷击事故的发生率，同时维护接收系统的经济价值，提高卫星信号的接收与处理能力。
一、雷电的危害
一般分为两类：一是雷直接击在建筑物上发生热效应作用和电动力作用；二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁感应。雷电的破坏作用表现在：强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波和强烈的电磁辐射等物理效应，危害建筑物及电子电器设备。正因为有了强大的电流流过导体及电器设备，容易产生高温，引起导体及附属设备周围的可燃物的燃烧而发生火灾：
1.雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。
2.雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。
3.雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂
4.雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。
5.雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。
6.雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路短路而燃烧导致火灾。
我国防雷权威机构的专家指出：“据不完全统计，我国每年因雷电事故造成人员伤亡达数千人之多，所造成的经济损失高达近百亿元人民币。尤其随着计算机网络系统、建筑、电信、航空航天、电力、石油化工、消防和交通领域对防雷技术设备的需求日益迫切，雷电灾害的防御工作应引起社会各界和政府有关部门的普遍关注”。
二、卫星站防雷击方法
避雷针的作用主要是吸收云层中大量的电荷，通过避雷针的接地将电荷传输至大地，卫星接收天线主要有以下几种避雷方法：
1.若卫星接收天线安装在有防雷系统的建筑物附近，由于天线与机房建筑物间的距离通常在30m内，天线基座的地脚螺钉、混凝土中的钢筋与大地间形成地线，若测量到接地电阻R
2.若卫星天线安装在空旷的地区，可将避雷针分别安装在主反射面的上沿和副反射面的顶端，或可以单独架设避雷针，避雷针保护区的范围应覆盖整个主发射面。
3.若卫星天线安装在屋顶之上，卫星天线与建筑物应共同使用同一防雷系统，所有引下线、天线基座务必要与建筑物上的避雷针网连接可靠，至少应有两条不同的泄流引下路径。对于雷电频发区，宜在抛物面和副反射面上架设避雷针。
三、如何做好卫星信号接收系统的防雷工作
结合卫星信号接收系统中的雷击危害以及防雷技术的实践应用，分析如何做好接收系统的防雷工作，提出以下四点建议，辅助落实防雷技术的应用，更重要的是强化防雷工作的实践性。
1.注重综合防雷设计
卫星信号接收系统中的防雷工作，并不能采取单一的防雷方法，而是要注重综合的防雷设计，根据接收系统的状态，实现防雷设计的综合化，加强防雷系统性的控制力度，在多个方面保护接收系统的安全运行，避免卫星接收信号系统出现防雷漏洞，保持接收系统的稳定性。
2.落实防雷技术应用
部分卫星信号接收系统内，忽略了防雷工作的建设，未能投入成熟的防雷技术，此类接收系统中，应该积极落实防雷技术的应用。分析接收系统中较常出现的雷击风险，设计有效的防雷技术，用于保护接收系统的安全运行，发挥防雷技术的保护作用。
3.定期检查防雷效果
防雷系统在卫星信号接收系统内，处于高效运行的状态，受到外界环境的干扰，防雷技术有可能出现缺陷[4]。卫星信号接收系统的防雷工作中，采取定期检查的方法，检测防雷效果是否符合保护标准，找出系统防雷中出现的缺陷并提出有效的解决措施。
4.引入防雷新技术
卫星信号接收系统中的防雷技术，虽然具有高效率的防雷效果，但是仍旧存在局限性，加大防雷新技术的研究力度，不断引入防雷技术，降低防雷工作的难度，简化防雷技术的操作方式，推进防雷工作的积极发展。
四、防雷技术保护方法
避雷针是防雷技术中常用的形式，对于很多城市的高层建筑来说，避雷针则是最为多见的防雷装置。从性能原理上看，避雷针主要是针对直击雷进行防范的一种措施，在相应的地点安装避雷针能够把雷电引入大地，这样就能对雷击区域内的相关设施起到很好的保护作用。经过长期研究发展，避雷针具有双重性作用，在发挥避雷作用的同时也有引雷效果，使得地面设施免遭雷击伤害。对于避雷针周围的电源、信号线路等需严格采取保护措施，确保各个装置间留有适当的距离。这就需要在安装避雷针时，卫星信号接收天线和发射机房处于避雷针的保护区域内，应尽量远离卫星信号接收天线和发射机房，这样可以有效防止接收机和发射机房内的电气设备受到损坏，确保各项地面设施能够正常运行。因此，对于避雷针的使用也是一个需要深入研究的问题。
五、防雷系统的维护
雷电的发生时间和强度都无法预测，除了构建尽量完善的防雷系统外，系统的维护也是一项重要的项目。每年在春夏雷雨多发季节之前，应做好防雷系统的维护，检查接闪器是否完好可靠，特别是焊接点有无锈蚀；检查各个接地体的接地电阻，确保各个接地体的接地电阻均在标准值之内；检查各个接引导线是否完好，等电位接地母板是否可靠连接；检查浪涌保护器是否有效，尽量减少进入室内的临时拉线。可靠的系统设计和构建，以及日常使用中定期的检查和维护，才能确保把雷电危害降低到最小。
目前为止，雷电的危害还是不能完全的克服，还没有能完全防护雷电的产品。防雷技术还有许多有待探索的东西，目前雷云起电的机理还不完全清楚，雷电感应的定量研究也很薄弱，因此防雷产品也在不断的发展，各种新技术新效果的防雷产品仍需以科学的态度在实践中检验，在理论上发展完善，仍需要在实践中不断的积累经验，不断的完善各种防雷规范。
六、结语
我国经济在快速发展，信息技术水平也在迅速提高，而雷灾的危害及造成的经济损失也呈逐渐增大的趋势，防雷技术的需求在全社会变得越来越大，社会对防雷管理的要求也日益提高。在我国的公共管理改革取得进展的背景下，在我国的气象发展战略取得一定成果的基础上，相信防雷管理领域的研究成果将日益丰硕，防雷管理体系将日益完善，雷电社会防御能力将日益提高。为消除雷电灾害隐患，切实保障防雷安全。
参考文献
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1 前言
油库是很容易发生燃烧和爆炸事故的场所,在大自然中,雷电因其不可预知性,在很大程度上危害到库区的安全。一般来说,石油化工企业的原油库区都建在远离市区的地方。而在这些地势相对来说比较开阔的地方,因为受环境等因素的影响,这片区域更加容易受到雷电的袭击,因此做好雷电防护是保证工作正常进行的一个重要环节。
2 油库综合防雷技术的分析与探讨
2.1 库区防雷的整体思路
石油库区的防雷,从总体上考虑,首先应该把库区的直击防护措施做好,其次就是对电磁脉冲做好防护。这个就要从以下几个方面进行考虑:接地方面,等电位连接方面,浪涌保护器的安装方面。
在综合防雷系统之下,分为外部防雷措施和内部防雷措施。其中,外部防雷措施分为以下几项:（1）接内器；（2）引下线；（3）屏蔽；（4）接地装置；（5）共用的接地系统。而内部防雷措施包括以下几项:（1）屏蔽；（2）共用接地系统；（3）等电位连接；（4）安装浪涌保护器；（5）合理布线。
2.2 对油库的直击雷的防护
（1）常规的防雷方式。
第一，接地时综合系统防雷的重要措施。在接地方面,安装共用接地系统。共用接地系统就是让直流工作地、防静电工作地、安全保护地、防雷接地等等共用一组接地装置。
第二，在等电位连接方面。所谓油库区的等电位连接,就是将油库内部和油库本身的全部金属构件用导线进行电气的连接,从而确保油库的正常非带电导体在电气的连通状态之下。在油库区进行等电位连接,就很好地保证了油库的设备和操作人员自身安全。
第三，浪涌保护器的安装方面。首先,应该根据雷电防护分级和保护设备自身的抗扰度来决定安装的数量。其次,浪涌保护器的安装来有效抑制雷电浪涌,从而有效地避免了设备受到雷电的干扰。最后,在安装浪涌保护器时,浪涌保护器中应该有过电流的保护装置,并且最好具有劣化显示的功能。
第四，安装避雷针。按照常规的要求,对油库区内的容器和制作材料为金属的气罐,如果其壁厚达到相关规定的要求,可以不用安装避雷针,但罐体以及容器就必须做好保护的措施,比如接地。这样万一遇到雷击的情况,容器本身就可以作为接闪器使用。如果必须安装避雷针,那么在避雷针与排空管之间,应该保持有相当一段安全距离。但有一种情况除外,就是当原油储罐的灌顶板达到一定的要求,而且自身已经做好了接地措施,这个时候,储罐就可作为接闪器加以利用,此时就不用安装避雷针了。
（2）经过改进后的综合防雷装置。
大型原油储罐区内不宜装设避雷针,因为现在的大型储罐本身就是一个合格的接闪器,不安装避雷针,可以最大限度地减少因为避雷针接闪时产生的强烈电磁脉冲对原油储罐的影响,降低事故发生的几率。最适宜的方法应该是在原油储罐区外,选取合适的位置安装独立避雷针对罐区加以保护,在区域适当位置安装独立避雷针或者高耸铁塔作为接闪器,大大减少原油储罐区域的落雷几率,同时也减少了雷电对原油库区的危害。
2.3 对油库区的配电系统和信息系统进行防雷
(1)配电系统的防雷。
大型油库的许多装置都是暴露在外,这种自身所处环境的特殊性导致了油库区很易受到雷电的危害。而这些由雷电所引发的爆炸往往会造成极大的经济损失。故在油库区,对防雷技术的要求越来越高。而雷电电磁脉冲是电子信息系统、以及低压配电系统受到雷击的重要原因之一。
油库的输电线路是由架空引入的,所以在雷雨天气中,就会位于直击雷的威胁之下,如果此时遭受雷击,线路上所有的浪涌就能够达到100kA甚至100kA以上。所以,在现代许多大型油库的供电线路中,大都采用多级系统的保护。多级系统包括:一是泄流电路。这一级电路可以吸收过电压暂态能量,并将大部分的电流泄放到地下。二是限压电路。这一级电路作为浪涌保护装置,它被用来对电路中所产生的残压进行限制。
有了限压和泄流这双重的保护,两者互为表里,相辅相成,配合良好,就能对设备起到了很好的保护作用。
(2)电子信息系统的防雷。
油库的电子信息系统,是一种重要的监控手段,在油库的安全方面起着极为重要的作用。这个系统在雷电天气下,很容易受到雷电的危害,造成安全监控工作的异常,故信息系统的防雷工作就显得极为重要。然而,在大部分的油库区的电子信息系统中,常常因为设备绝缘强度不高、抗雷击电磁脉冲干扰的能力不强等原因,一旦发生雷击,雷电电磁脉冲就极易进入设备,从而引起设备损坏,人员的伤亡等。
电磁脉冲进入设备的方式有以下几种:一是通过传导的方式、二是通过辐射的方式、三是通过耦合的方式。对于这几种情况,应根据各个信息系统的特点,设计出具有针对性和实效性的防雷方法,其中包括以下三种:一是屏蔽。二是安装浪涌保护器。第三种,也是最常见的,就是接地。
3 结语
综上所述,做好雷电的防护工作显然在油库日常工作中非常重要,而对油库区的防雷本身就是一个十分复杂的问题，应采用综合防雷技术,建立起重点与全面相结合的防雷电系统,以及吸收和反射,疏导和屏蔽互相结合的多级、多层雷电防护体系,确保油库的安全生产,社会经济的平稳发展。
参考文献
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1、雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。
2、雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。
3、雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂
4、雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。
5、雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。
6、雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路短路而燃烧导致火灾。
我国防雷权威机构的专家指出：“据不完全统计，我国每年因雷电事故造成人员伤亡达数千人之多，所造成的经济损失高达近百亿元人民币。尤其随着计算机网络系统、建筑、电信、航空航天、电力、石油化工、消防和交通领域对防雷技术设备的需求日益迫切，雷电灾害的防御工作应引起社会各界和政府有关部门的普遍关注”。
福建省是雷电高发区。全省年均雷暴日最高达到107天，雷电一般集中在5～9月份。据福建省防雷中心的信息，仅2003年全省发生雷电灾害事故310起，共导致13人死亡，造成直接经济损失676万元。
缺乏对雷电灾害的防范意识，是造成雷击损失严重的主要因素。一是一些单位防雷意识不强，以为是小概率事件，存有侥幸心理；二是防雷观念陈旧，以为有根避雷针就能避免雷电灾害，许多建筑物具备防直击雷的措施，但没有防雷击电磁脉冲的措施，因此弱电设备遭雷击损失严重；三是建筑物本身“先天不足”，不少居民住宅区的电线杆缠绕着电源线、电话线、有线电视线路等，布局上不符合防雷技术要求，一遭遇雷击就可能导致区域性、大面积的雷电灾害；四是群众缺乏基本的防雷知识，雷雨来时甚至将孤立危险的茅棚、亭子、大树、屋檐等当作避雷的“安全场所”，直接导致人员伤亡。更为严重的是，有关部门在检查中发现，全省应装而未装防雷装置或防雷装置安装不完善的建筑物高达50％以上，已安装防雷装置但检测不合格的竟占30％；全省纳入防雷设计审核，竣工验收的建筑物不足40％，一些单位安装的防雷装置长期无人管理。因此，加强我省防雷减灾工作刻不容缓。
二、防雷装置构成及检查维护
防雷装置由接闪器、引下线和接地体三部分组成，其作用是防止直接雷击或将雷电流引入大地，以保证人身及建（构）筑物安全。
1、接闪器的种类有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等，是直接接受雷击的金属部分。避雷针一般设在高层建筑物的顶端和烟囱上，保护建筑物兔受直接雷击；避雷线常用来架设在高压架空输电线路上，以保护架空线路免受直接雷击，也可用来保护较长的单层建（构）筑物。避雷网和避雷带普遍用来保护建筑物免受直接雷击和感应雷。
2、引下线是避雷保护装置的中段部分。上接接闪器，下接接地装置。一般敷设在建筑物的外墙，并经最短线路接地。每座建筑物的引下线一般不少于两根。
3、接地装置包括埋设在地下的接地线和接地体，在腐蚀性较强的土壤中，应采取镀锌等防腐措施或加大截面。
4、避雷器是防止雷电过电压侵袭配电和其他电气设备的保护装置。避雷器安装在被保护设备的引入端，其上端接在架空输电线路上，下端接地。其中阀型避雷器是保护变、配电装置常用的一种避雷装置；管型避雷器一般是用于线路上；无间隙避雷器是最简单最经济的防雷装置，俗称简单避雷器，一般安装在线路的进户处，用来保护电度表等设备。
防雷装置的检查
1、对于重要场所或消防重点保卫单位，应在每年雷雨季节以前作定期检查，对于一般性场所或单位，应每2～3年在雷雨季节以前作定期检查，如有特殊情况，还要进行临时性的检查。特别是对避雷针、避雷器要进行定期校验。
2、当防雷装置各部分导体出现因腐蚀或其他原因引起的折断、锈蚀达30％以上时，必须进行更换。
3、检查是否由于维修建筑物或建筑物本身形状有变动，使防雷装置的保护范围出现缺口。
4、检查接闪器有无回雷击后而发生熔化和折断，避雷器瓷套有无裂纹、碰伤等情况，井应定期进行预防性试验。
5、检查明装引下线有无在验收后又装设了交叉或平行电气线路；检查断接卡有无接触不良情况和木结构的接闪器支杆有无腐朽现象；并检查接地装置周围的土壤有无沉陷现象等。
6、测量全部接地装置的接地电阻，应符合安全要求。若发现接地电阻值有很大变化时，应对接地系统进行全面检查。必要时可补打电极。
7、检查有无因挖土、敷设其他管道或种植树木而挖断接地装置等。
8、独立的避雷针及其接地装置不得设在行人经常通过或堆放易燃物的地方。对装有避雷针或避雷带的构架，不准装设低压线或通讯线等。避雷针、避雷带与引下线应采用焊接方法。
三、防雷击措施
现代防雷技术包括外部防护和内部防护两种：外部防护是指将绝大部分雷电流直接引入地下泄放，外部保护主要指直击雷的防护，它是防雷技术的主要部分，其技术措施可分接闪器、引下线、接地体和法拉第笼；内部保护是指对雷电波等侵入的防护，其技术措施可分为屏蔽（含法拉第笼）、均压等电位、供电系统的防雷与接地，机房交流电力变压器高、低压侧的三根相线，应分别就近对地加装氧化锌避雷器，供电设备正常的不带电金属部分及避雷器的接地端均应做好保护接地。
防雷击的具体措施大体可分为三种：建筑物预防雷击措施；家用电器防雷措施；人体预防雷击措施。合称为综合防雷击措施。
建（构）筑物预防雷击措施
1、农村、城区的防雷方式不一样：⑴农村居民住宅区房前、房后电视杆(木、铁两种)分别在导体最高点引出接地线直接接地。⑵城区一般居民住宅小区建筑物(楼房)装避雷线或避雷针，一方面将地面感生电荷经尖端放入空中；另一方面将接收的电流迅速流散大地可避免雷击。
2、 超高建（构）筑物和山区建（构）筑物，采用避雷带和避雷网较好；现代化的高层建筑物，可直接利用钢筋混凝土预埋件的钢筋作为接地装置来防雷。
3、工业建（构）筑物入户处与防雷感应接地装置相连，邻近100m内，每25m左右接地一次，各冲击接地电阻均不大于20Ω；民用建筑物入户处绝缘子铁脚接地，冲击接地电阻不应大于30Ω；除了平均年雷暴日不超过30日，或低压线路不高于周围的建筑物，或线路接地点距入户处不超过50m，且采用钢筋混泥土杆及铁杆几种情况外，低于架空线路的接户线绝缘子铁脚均宜接地，冲击接地电阻不宜超过30Ω。
4、加油站、液化气站、天然气站、输油管道、储油罐（池）、油井、弹药库等易燃易爆场所应加强防雷的系统保护。⑴直击雷的防护措施： 按国家有关标准和规范的要求，安装防直击雷的装置。⑵雷击电磁脉冲的防护措施：①油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组必须进行防雷接地，接地不应少于两处。②加油加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻不应大于4Ω。③埋地油罐、液体石油气罐应与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地。④380/220V供电系统宜采用TN-S系统，供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地，在供电系统的电源进线处（配电柜）应安装与设备耐压水平相适应的过电压（电涌）保护器。⑤加油加气站信息系统机房的电源配电箱（屏），应加装过压型电涌保护器。⑥加油加气站的信息系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线。铠装电缆金属外皮或钢管两端均应接地。⑦加油加气站有保安监控设备的，应按有关规定加强防雷。
家用电器预防雷击措施
1、在相线与中性线之间装一只FYS-0.22kV金属氧化物无间隙避雷器，这不仅可以有效防雷，还可防止由于三相四线进户中性线断线引起中性点位移而产生的过电压危及人身和家用电器安全。目前市场上还有加装避雷器的家用电器，如防雷电话机，电器插头等，就是将体积甚小的金属氧化物避雷器埋在家用电器中，使每件家用电器都通过低压避雷器可靠接地。
2、在低压线路进入室内前安装一组金属氧化物无间隙避雷器，室内再装防雷插座，构成三道保护。
3、在低压线进入室内第一根线杆上将支持绝缘子铁脚可靠接地，起放电间隙作用，降低侵入室内雷电过电压的幅值。
4、室外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时，馈线应穿金属管线或采用屏蔽线，并将金属管或屏蔽线接地。如馈线未穿金属管，又不是屏蔽线则应在馈线上装避雷器或放电间隙。
5、雷雨前，尽可能将家用电器的插头拔下，不看电视、不听收录机，不使用电话，有室外天线的，应拔下天线插头。
人体预防雷击措施
雷雨时，应尽量减少在户外或野外逗留，在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有条件时，可进入有宽大金属构架或防雷设施的建筑物内；如依靠建筑物屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道躲避，要注意离开墙壁和树干8m以上，还需注意不能多人聚集躲雷雨。因为在雷雨天气，多人挤在一起，热气多，温度高，空气加速上升，形成圆锥状向上凸起的特殊气层结构，并向云层放电，引发耀眼的闪电。闪电时空气温度猛增，狭窄的闪电带内，空气急剧膨胀，雨水气化、温度又急剧降低，空气冷却收缩，这一膨一缩，会产生强烈震动，发出最大雷鸣响声，使众人遭雷击，轻者受伤，重者死亡。
在野外突然遇到雷雨，必须牢记两条：一是人置要尽量降低，避免突出；二是两脚要尽量靠拢，最好选择干燥处下蹲，以减少暴露面积和触地电位差，因为人体与地面接触面积愈大，危险愈大。因此，要求做到以下“十不要”：
1、不要站在山顶、山脊等高处或躺在地上；
2、不要站在大树下，树林边或草垛旁躲雨；
3、不要靠近孤立的高楼、烟囱、电杆端行走；
4、不要穿湿衣服赶路；
5、不要在开阔的水面游泳、划船和在稻田中行走；
6、不要靠近金属物体；
7、不要把锄头、铁铲等工具扛得高高的；
8、不要骑牛、马或在空野里骑自行车；
9、不要使用手提电话；
10、不要站在避雷针附近。
在户外行走时，应离开照明线、电话线、广播线、电视天线以及与其相连的各种导体，以防止这些线路和导体对人体的二次放电。
四、防雷需要各方配合
防雷减灾工作涉及到各行各业及社会各个方面，事关经济发展和社会稳定，事关人民生命财产安全，是一项利国利民、造福人民的社会性工作，也是安全生产中一个必不可少的重要环节。做好防雷减灾工作既是各级政府及其部门的重要职责，也是全社会的共同责任。因此有关部门要互相配合共同做好以下工作：
1、防雷减灾作为一门综合管理学科，已逐步步入社会各界，影响力日趋扩大。原有的防雷工作定位已不适应当前工作的需要，必须要有一套完善的规章制度，使防雷减灾工作迈入法制化、规范化、制度化的管理轨道，促进防雷减灾工作的进一步发展。
2、要大力宣传防雷减灾，普及雷电灾害预防知识，进一步增强全社会的安全防范意识。
篇5
随着石油勘探力度的增加，以前难以引起人们注意的山区地带也正成为油气资源的主要接替区，往往这些地区雷暴天数远高于平原地区，因此，在这些地区施工的综合录井仪经常会发生雷击事件。轻者造成录井资料的准确性降低，重者可能会造成仪器的电子线路、传感器等部件遭到损坏，甚至影响到仪器操作人员的人身安全。
1.1 雷电的种类
雷电的种类有直击雷、雷电侵入波、雷电感应、雷电电磁脉冲（LEMP）和反击等。如果建筑物的引下线与各种金属导线管道或用电设备的工作地线之间的绝缘距离未达到安全要求，则可能造成接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线之间放屯，从而使这些金属导线、管道或用电设备的工作地线上引入反击电流，造成人身和设备雷击事故。
1.2 雷电入侵的途径
当建筑物防雷设施比较完好时，则室内仪器不会直接遭受雷击，但可间接受到雷电影响，雷电可通过如下途径影响室内仪器设备。
1.3 雷电的危害
雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，根据上述的危害形式，可将雷电的危害基本上可分为三种类型：一是直击雷的作用，即雷电直接击在建筑物或设备上发生的热效应作用和电动力作用；二是雷电的二次作用，通常称之为间接雷击，即雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用；三是雷电对架空线路或金属管道的作用，所产生的雷电波可能沿着这些金属导体、管路，特别是沿天线或架空电线引入室内，形成所谓高电位引入，而造成火灾或触电伤亡事故。
雷击的闪电过程中可产生强大的雷电流和高电位，若用其电位与电流的乘积功率来表示，雷电具有极强大的功率，能形成巨大的爆炸过程，直击到地面的建筑和各种生物上，产生强大破坏力。
2 综合录井防雷
2.1 综合录井仪的雷击后果
经过对综合录井仪遭受雷击破坏的实际情况进行统计分析，雷击造成的主要后果主要表现形式为以下几种：
（1）传感器损坏
如果安装在井架的传感器紧固不牢，与井架之间存在有一定的电阻，则容易被雷电击毁。
（2）电源系统烧毁：
由于在仪器的电源系统设计过程中，井场动力电源进入仪器前首先进入配电箱，在配电箱内设计有电源保险丝，一旦电压高于一定的幅度，在保险丝熔断的同时，电源系统也有可能被烧毁。
（3）数据采集系统烧毁
由于各种传感器采集的信号通过信号线与综合录井仪内部的信号采集面板进行连接，一旦发生感应雷电后，该区域的强大的电磁波作用于信号线，在信号线上感应产生出瞬态尖峰脉冲沿着信号线向两端快速传递。
2.2 综合录井仪防雷
综合录井仪防雷是综合性的系统工程，所采取的技术措施也是多方面的。这些防护措施可概括为：外部防护和内部防护，防护技术包括屏蔽、等电位连接、分流接地和过压保护、电源防雷、信号防雷。不同部分和各项技术都有其重要作用，相互之间紧密联系，不能将它们割裂开来，也不存在替代性。
2.3 外部防雷保护
（1）屏蔽
屏蔽一般分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽几种。
静电屏蔽（电场屏蔽）是为了消除和抑制静电电场的干扰。磁场屏蔽：是为了消除或抑制由磁场耦合引起的干扰。
磁场屏蔽又分为低频屏蔽和高频磁屏蔽两种情况。电磁场屏蔽：一般在远离干扰源的空间单纯的电场或磁场是少见的，干扰是以电场、磁场同时存在的高频电磁场辐射的形式发生的。雷电电磁脉冲在远场条件下可看作平面电磁场传播。因此，应同时考虑电场和磁场的屏蔽。
信号传输电缆的全屏蔽。电缆的屏蔽要求对机房内、外所有架空、埋地的电缆都用金属层屏蔽起来，以防雷电电磁脉冲的干扰，这称作全屏蔽。当全屏蔽电缆接触或穿过另一金属部分时，还要采用中间接地点，因此，全屏蔽电缆要求多点接地。
（2）等电位连接
等电位连接也称电位均衡连接。就是把所有导体相互作良好的导电性连接，并与接地系统连通。其本质是由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线、等电位连接器（即避雷器、地线隔离器）和所有导体组成一个电位补偿系统。
（3）分流接地
分流是将雷电流能量向大地泄放过程中应符合层次性原则。层次性就是按照所划分的防雷保护区对雷电能量分级泻放。接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。接地是释放直击雷和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一，也是电位均衡补偿系统基础。目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地泄放，从而保护建筑物、人员和设备的安全。
2.4 内部防雷保护
（1）电源防雷
在电源进入端安装低压总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全。作为系统电源进线端的防雷器，在雷击多发地带至少应有60～100KA的通流容量，可将数万甚至数十万伏的雷击过电压限制到数千伏，防雷器可并联安装在板房电源进线端。
（2）信号防雷
在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在1Km范围内的金属环路，如网络金属连线等都会感应到雷击，将会影响信号网络的正常运行甚至彻底破坏信号网络系统，对于信号网络方面的防雷工作也是较易被忽视的。
3 防雷接地
3.1 防雷接地的方式
接地方式多种多样，我们常用到的有以下几种：
（1）安全接地
安全接地即将高压设备的外壳与大地连接。防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全。当设备的绝缘损坏而机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全。
（2）工作接地
工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。这个基准电位一般设定为零。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段等。当该基准电位不与大地连接时，视为相对的零电位。当该基准电位与大地连接时，基准电位视为大地的零电位，而不会随着外界电磁场的变化而变化。
（3）屏蔽接地
屏蔽与接地应当配合使用，才能起到良好的屏蔽效果。当用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来时，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量异种的电荷，外侧出现与带电导体等量的同种电荷，因此外侧仍有电荷存在。
（4）防雷接地
当电子衡器被雷击时，不论是直接雷击还是感应雷击，如果缺乏相应的保护，设备都有可能受到很大损害甚至报废。
3.2 防雷接地的原理
防雷接地装置包括接地体和接地线，位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。防雷接她要求接地电阻要小，接地电阻越小，散流就越快。被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小。
3.3 防雷接地装置的应用
按照GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的要求，仪器房房内的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地和防雷器接地宜共用一组接地，接地电阻应小于4欧姆。地线接地电阻的大小与土壤的导电性能、导体尺寸、接地体与土壤接触的松紧、埋设深度有关（见下表）。
根据避雷地线接地电阻
3.4 接地电阻测量
接地电阻是指埋入地下的接地体电阻和土壤散流电阻，通常采用ZC型接地电阻测量仪（或称接地电阻摇表）进行测量。接地电阻测量仪还随表附带接地探测棒两支、导线三根。
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Key : Structure; Characteristics; Measures; Lightning protection technology; Cable
中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：
引言
在微波通信、卫星通信、光纤通信三大传输手段中,由于光纤通信具有传输频带宽,通信容量大,而且不受环境的电磁干扰,因此光纤通信成为了当今通信传输最重要的手段之一。而含金属构件光缆与电缆一样,也会遭受雷电的侵害。但光缆遭受雷击的概率比电缆小得多,因为光中继采用当地供电,光缆线路自身的抗雷能力大约是电缆的7倍。因此容易引起人们对光缆线路防雷的松懈。但光缆也有防雷的弱点:光缆纤芯线径小,金属外护层较薄。由于光纤通信密集波分复用(DWDM)的应用,光通信容量不断增大,一旦因雷击造成光缆中断事故,查找、维修比较困难,将造成巨大的经济损失,影响通信传输。因此，应当重视光纤通信设备的防雷保护，采取积极、有效的措施，做到“防患于未然”。
1、光缆的结构
光纤介质是玻璃，直径在8～50μm。光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。为增加光缆的抗拉强度，光缆中心多以单根钢丝作为加强构件，周围紧密排列着内含多芯光纤及油膏的松套管，松套管的间隙充满阻水油膏，外包阻水包带，再包轧纹钢带铠装，外护套则采用聚乙烯塑料等。
2、雷电活动的特点
雷电的形成与环境条件有密切关系,我国各地雷电活动基本符合随纬度增加而逐渐减弱的趋势。根据调查发现,易遭雷击的地方有如下特点:①地形的突变或导电率突变的地区易遭雷击,其导电率小的地方比导电率大的地方易遭雷击;②地质构造上的断层地带,不同质岩的分界地带,岩石区的冲积层;③矿泉、沼泽地、河流岸地滩部分,地下出水口处,以及地下水沟通过的地带;④临海边、河床一面的山坡上,孤树及森林边缘;⑤地下含有导电性的矿物质较多的地区,在山区山的朝阳坡,大地导电率较大的山的山腰和山脚部分,大地导电率较小的山的山腰和山顶部分。
3、雷电对光缆通讯的影响
从光缆的结构可以发现，光缆内除了光纤还有金属加强丝和金属铠装护套，通过调查发现，雷电破坏光缆通信设备主要有3种：一是雷电直接对光缆的金属铠装护层（或金属加强钢丝）发生作用，从而造成光缆损坏，此种情况多见于光缆架空场合，也有地埋光缆被雷击的事例。如造成光缆金属构件熔化，使外护层被击穿。或使光缆塑料外护套发生针孔击穿，从而降低光缆使用寿命。二是雷电袭击光缆附近的金属件，即雷电对地放电，造成雷电流在光缆周围大地流过，致使土中产生巨大的热能，并形成一股巨大的冲击力，使光缆变形造成损坏，此种情况多见于埋地光缆场合，如造成光缆传输损耗增大乃至中断通信。三是雷电感应电压通过光缆的金属构件传到光通信收发设备端，导致这些设备被雷电过电压击穿损害，这也是常见的一种破坏形式。
4、光缆通信防雷措施
1）光缆接头处两侧金属构件实施机械连接,电气断开。进局站内光缆的金属构件,相互连通并就近人地。当雷电流进人光纤或高压线路的电场在金属构件上感应出纵向电动势,若光缆各盘间电气连通,则雷电流会在光纤中进行流通、将会使光缆非金属构件受压增大,出现绝缘击穿,甚至损坏光纤。而感应纵向电动势也会各段叠加积累,出现很高过电压,对维护人员和设备都不安全,严重时会损坏光纤。光缆中的金属构件对大地处于悬浮状态时,雷击大地所产生的“漏斗电位”区既不受其电位影响,也不对电位施加影响,彼此不会发生电弧击穿。若光缆金属构件接地,虽然有利于雷电流的及时排泄,但由于接地电阻的存在,当有雷击时雷电流将通过接地体反击到光缆金属构件回路上,若雷电流达到一定的幅值时,光纤有可能被损坏的危险。
2）易遭雷击或光缆附近有单颗大树、电杆,高耸建筑、矿泉、地下水出口处的间距不足25米时,采用消弧线保护光缆。通过埋设消弧线,降低光缆与高大物体间的电位差,当雷击大树等高大物体时,雷电流通过大树等物体向大地放电,由于有消弧线存在,大量雷电流将通过消弧线泄放人地,从而可避免因雷击发生电弧击穿对光缆造成危害。消弧线可用两根钢绞线做成,其中一根与光缆埋深相同,另一根为光缆埋深的一半,两根金属线的两端都应焊接在接地网上,地网的接地电阻小于10Ω,与光缆相距大于15米。当光缆与大树等物体相距不足5米时,消弧线难以起到防雷保护作用,应采取其它防协雷措施。
3）采用地下防雷线。地下防雷线是直埋光缆普遍采用的防雷措施,应用在直埋光缆所经过路由土壤电阻率大于100Ω.M需要保护的地段较长,采用镀锌钢绞线或甲6毫米镀锌钢筋来制作。方法是:在光缆上方距光缆30厘米处,平行敷设两条防雷线,相距40厘米。并将两端引伸到大地导电率低的地方,其敷设长度要求每处不少于2000米。也可在排流线的两端及中间每隔200米段做一次接地。
4）雷击严重地区尽可能采用无金属构件的光缆或采用加厚PE层的光缆。
5）架空光缆宜架设在有长途明线线条的下方,光缆吊线一般每隔1公里进行一次接地处理,在雷击严重的地区可架设架空防雷地线,架空防雷线应架设在光缆上方,其保护角应不大于25°。在个别雷击重点杆路,可采取避雷针装置进行防雷。
6）做好光缆的施工,保证光缆外护套层的完整无损,使金属外护套对地绝缘保持良好,可提高光缆PE护套的瞬间耐压能力,相应也提高了光缆的抗雷电的浪涌能力。
篇7
化工企业油库生产场所由于具有很大的特殊性，决定了其具有很大的危险性，会发生爆炸、火灾等灾害，尤其在雷雨天气条件下，造成巨大的经济损失和人员伤亡事件。由于化工企业油库大都暴露在室外，受强雷雨天气影响，一旦遭受雷击可导致高压连续产生，操作压力高、装置规模大，出现雷击灾害事故的机率上升。要避免和降低油库遭受雷击，就需要良好的防雷设计来降低雷击事故的发生，同时还要加强油库周围环境的防雷安全保护，确保雷电天气无意外事故出现，保障企业安全生产顺利开展。
1化工油库特点及其防雷重要性
化工企业用油库包括户内和户外各种装置，其中用于储存油类的工艺装置通常为塔、容器、储罐等，这些装置大都为室外露天摆置高压存放，泵体等一些小型设备安置在室内，还有安设在控制室等处的一些精密仪器以及变配电室。油库中不同的设备、构建筑物具有不同的特点和用途，其防雷要求各异，而且即使技术再精湛，也不可能做到所有工艺装置、管道、连接点都天衣无缝，达到绝对密封性，罐中可燃气体多少都存在着泄露现象，同时根据设备工艺要求，装置上存在着正常的释放点和有故障时而产生的释放点，同样会出现可燃气体向周围环境中的泄放，这些可燃气体泄放到空气中后，一旦遇高温、电弧或火花等极易引起爆炸，造成火灾事故。
油罐的露天放置和高压存放现象，使得油罐在雷雨天气下较其他建筑物（体）遭受雷击的风险更大，而且油罐周围的泵房、变配电室等弱电设备也极易遭受雷击，可见，整个油库处于较为复杂的环境之中。雷雨天气条件下，人为对油库内部及周边环境的严密控制能力明显降低，雷云与大地之间产生放电过程，其中先导放电接近地面时，受高场强烈电离空气影响，先导放电端部可出现等离子区，该等离子区域沿先导放电通道向上传播形成一条具有高电导率的等离子体通道，协助雷云中电荷与大地异性电荷中和后发生迅速、巨大的主放电过程，短时间内产生几十千安、甚至几百千安的电流，致使放电通道温度升高至20000℃以上，雷电流击中油罐可致其崩溃、爆炸等，而且雷电流电磁感应会在雷击点周围产生交变电磁场，经线路感生出感应电流，引起油库变电设备局部过热或形成火花放电造成火灾事故；而且油库周围环境发生雷击放电，各种管道、线路均会产生过电压，干扰或损坏电子元件。可见，雷雨天气的放电过程很大程度增加油库危险事故发生率，油库防雷安全工作至关重要。
2 油库防雷技术分析
2.1 直击雷防护设计
油库直击雷防护装置由接闪器、引下线和接地装置组成。接闪器为金属构件，常见的油库接闪器为接闪杆，雷电直接击中接闪杆，雷电流再经引下线和接地装置最后导入大地。在设计安装时，被防护物体应与接闪杆保持足够的距离，这样才能确保被保护物处于接闪杆安全防护范围内，避免防护不足或接闪杆导入电流而引起电磁感应造成雷电二次效应，或是选用截面积≥50mm?的热镀锌钢铰线或铜绞线。
引下线的作用是将击中接闪器的雷电流引入地下，因此在选用引下线材质时，需要特别注意引下线材质的机械强度、耐腐蚀性和热稳定性。油库防雷装置引下线通常为两根，以保证引下线的畅通，暗装引下线体应适当放大线体截面积。还可利用油库中金属构件作为引下线，雷电流沿罐体结构中的金属构件直接向大地泄流，保证电气形成通路，避免电压累积。
接地装置是将引下线带来的雷电流泄入大地的装置。接地体埋设在地下，有垂直埋设和水平埋设两种方式，引下线通常一直埋入地下与地下接地体相连接；油库直击雷防护设计中应视油库所处具体环境选择合适的接地体。一般情况下，水平埋设接地体应埋入地下不超过0.5m的深度，采用多根接地体排列成阵与深入地下的引下线下端连接；垂直埋设接地体以垂直向埋入地下，采用与水平接地体一样数量的接地体排列成行垂直埋入土壤，其上端与引下线下端牢固相连。如果利用油罐自身作为接闪器时，壁厚不应小于2.5mm，当油罐一旦被雷击穿，其内的介质对周围环境造成危险时，壁厚不应小于4mm。雷电击中罐顶后，可迅速将雷电泄入大地，否则雷电流沿输油管线消散致使电位增高，对周围建筑物（体）产生反击，或是雷电流经输油管线进入油泵房引发二次雷击事故，因此要保证接地油罐电阻≤4Ω。
2.2 油库配电及信息系统防雷设计
2.2.1 配电系统防雷技术
化工企业油库大部分装置处于露天环境，极易遭受雷电威胁引发火灾或爆炸，其中雷电电磁脉冲是造成油库配电系统及信息系统受损的原因之一。油库架空输电线路极易遭受雷雨天气直击雷袭击，当受到直击雷时，金属线路所有浪涌可达到100KA及以上。因此要做好现代大型油库电力线路系统防雷安全保护措施，应采取多级系统保护法，一是利用泄流电路吸收过电压暂态能量，然后再将雷电流泄入地下，二是利用限压电路作为浪涌保护器装置，通过限制电路中产生的残压来实现对线路的保护。通过泄流、限压双重防雷保护措施的相互配合，最终对油库配电设备、系统起到较好的防雷保护作用。
2.2.2 信息系统防雷技术
油库电子信息监控系统在油库安全保护方面发挥着重要作用，电子信息系统属弱电设备，而且大部分油库电子信息系统设备绝缘强度不高，抗击电磁脉冲干扰的能力不强等，一旦防护不到位就会遭受雷电危害，雷电电磁脉冲通过传导、辐射、耦合的方式进入设备致使油库监控系统瘫痪，甚至出现人员伤亡事件。根据各个电子信息系统特点设计屏蔽、接地以及安装浪涌保护器等具有针对性、实用性的防雷方法。油库场区内电气、仪表、通信设备等外露可导电部分应就近与接地线可靠连接，所连接接地线需采用-25×4mm的热镀锌扁钢至通信设备、电动阀、仪表，并沿仪表、通信设备基础引上地面0.5m处预留接地点，其他设备系统可采用-40×4mm的热镀锌扁钢连接接地干线。
3 结语
化工企业油库储存的原料和产品大多为易燃易爆品，储存罐通常安置在室外露天地带，雷暴天气极易遭受雷击而引发灾害事故，因此应做好油库防雷安全管理，避免和降低油库雷击灾害发生率。除做好杆塔、油罐及多个金属管道的外部防雷外，还应加强室内配电系统、信息系统等内部防雷设计，防范雷电感应、雷电波和雷电电磁脉冲侵害，根据化工企业油库所处环境条件、实际情况等进行防雷设计分析，确保油库环境整体防雷安全，尽可能将雷电灾害发生机率降至最低。
参考文献
[1]熊和志，乔会东. 石化装置及其内部建筑物的防雷设计与应用[J]. 石油化工自动化，2007（4）：20
[2] 邓宁文，康强，李韬. 石油化工油库的防雷设计[J]. 科技资讯，2011（3）
篇8
一 、FTTx基本情况
FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，局端设备为光线路终端（OLT）、用户端设备为光网络单元（ONU）或光网络终端（ONT）。根据光纤到用户的距离来分类，可分成光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB+XDSL或FTTB+LAN）及光纤到户（FTTH）等3种服务形态，可统称FTTx。固网运营商在建设改造接入网时，会综合考虑CAPEX、OPEX、ROI，新业务对带宽的需求、现有铜缆资源的优化利用，灵活选择FTTx建设模式，以获得最优的投入产出比。
二、FTTx网络现状和存在的问题
固网运营商新建驻地网小区主要采用FTTH方式接入宽带用户，对于老旧小区或商务写字楼主要是采用FTTC或FTTB方式接入。因室外网络机柜防雷设计缺陷导致ONU设备故障高发是FTTC和FTTB方式故障率高于FTTH的一个重要原因。
室外网络机柜防雷设计存在的主要问题有：
1.室外网络机柜没接地或是接地不符合要求
2.存在已开通的设备没有重新设置防雷保护地线。
3.大部分楼道ONU的过流过压保护（ONU本身具有一定的防护性能）接地是通过其三芯交流电源插座的接地极来实现的，必须共用楼道配电系统的保护接地。
4.楼道ONU至用户的电缆或是五类线，没有采取任何防雷保护措施。
三、 雷击情况分析
根据雷电的放电原理，当雷云对地闪络时，其附近的架空输电线、金属通信电缆芯线就会感应过电压，感应电压是造成室外ONU端口损坏的主要原因。因此，必须做好室外ONU的各项防护措施，才能有效地减小雷电带来的损害。
四、解决措施
（一）规范要求
1.根据目前的实际情况，要解决楼道ONU的防雷问题，则必须解决其接地的问题，其接地电阻应
2.ONU机柜安装在公共建筑物时应利用建筑物的基础地网作为接地体。
3.当ONU机柜安装位置无基础地网，可利用楼宇内现有电气防雷接地装置。
4.机柜地排接地线线截面积应大于16mm2，当距离较长时，截面积应大于35mm2。
5、网络柜引入无金属护层电缆时，需套金属软管保护，金属软管应做可靠接地处理。
6、网络柜引入有金属护层电缆时，需将电缆金属护层与地线排可靠连接。
7、网络柜引入光缆时，需将光缆金属护层和金属加强件与地线排可靠连接。
8、网络柜引入市话电缆是，需采用具有防雷功能的MDF模块，并可靠接地。
9、网络柜引入交流电源应采用防雷单元。
（二）对于已安装或已开通的楼道ONU
1.落实住宅楼配电箱内交流布线是否采取单相三线，若是，则表明该住宅楼安装有保护地线（否则没有保护地线）。可在其配电箱内将地线引出至ONU的交流电源插座内。但必须对配电箱内的地线进行测试，确认其是否可靠。
2.对于没有装设保护地线（或有地线，但不可靠的）的住宅楼，则必须重新敷设地线。如果住宅楼为钢混结构，可找到该住宅楼的建筑主钢筋直接引入至机箱作为保护地线。
3.对于雷害较严重的区域，则适当考虑在楼道ONU的交流电源端口以及100Mbps铜缆网线口加装相应的防雷保护器。
（三）对于新建宽带接入网系统
1.安装楼道ONU的机箱必须提供保护接地的汇接端子排（作等电位连接用），机箱应具有屏蔽作用。
2.楼道ONU的接地方案可按第二条第1、第2点同样处理。
3.楼道ONU至用户的10Mbps非屏蔽5类双绞线必须在楼道内进行敷设。若条件确实不允许非得绕外墙敷设，则必须布放具有屏蔽的5类双绞线。屏蔽层在机箱内与接地端子进行等电位连接。
4.对于雷害较严重的区域，则适当考虑在楼道ONU的交流电源端口以及100Mbps铜缆网线口加装相应的防雷保护器。
参考文献
[1]方木龙，邓华秋.世界FTTx的最新发展状况与预测[J]. 光通信技术. 2010（08）
[2]李永斌.谈FTTX各种建设模式与网络架构的特点与应用[J]. 现代经济信息. 2009（13）
[3]敖立. FTTx发展前景广阔 政策扶持需多方入手[J]. 通信世界. 2009（07）
篇9
1 DCS系统防雷技术介绍
雷击是一种自然现象，它的巨大能量众所周知。DCS是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。随着电脑通信设备的大规模使用，雷电以及操作瞬间过电压对DCS系统的危害越来越严重。以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求。应从单纯一维防护（避雷针引雷入地=无源防护）转为三维防护（有源和无源防护），包括：防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击以及操作瞬间过电压影响等多方面作系统综合考虑，因此总的防雷原则是：将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（外部保护）； 阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波（内部保护及过电压保护）；限制被保护设备上浪涌过压幅值（过电压保护）。这三道防线，相互配合，各行其责，缺一不可。
2 雷电对DCS的危害
雷电电磁脉冲干扰对DcS控制系统的危害是：由强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场，它对DCS系统的干扰有如下两种形式：当控制室建筑物的防直击雷装置接闪时，在引下线内会通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS系统的电缆（包括电源、通信以及I/O电缆），则引下线内的雷电流会对DCS的电缆产生电磁辐射，将雷电波引入DCS系统，干扰或损坏DCS系统；当控制室周围发生雷击放电时，会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压。如果这些管道和线路引进到控制室把过电压传到DCS系统上，就会对DCS系统产生干扰或损坏。此外，当空中携带大量电荷的雷云从控制室上空经过时，由于静电感应使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高电位，它会对周围的导线或金属物产生影响，这种静电感应电压也会对DCS系统产生干扰或损坏。如防雷及接地措施不当，雷击发生时，由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势，诱发强大的雷击电磁脉冲，经感性耦合、容性耦合或电磁辐射产生脉冲过电压和过电流损坏DCS系统I/O单元、主控单元等硬件和通讯系统。
3 DCS系统雷击案例分析
3.1 DCS系统雷击案例
公司某装置控制系统在雷击中发生故障，许多数据无显示，部分控制输出不起作用，故障诊断中I/O卡件及部分数据转发卡闪红灯，控制柜内卡件闪红灯。经排除更换了故障卡件后恢复系统正常运行，共损坏卡件42 块，其中SP313卡21块，SP233卡7块，SP316卡9块，SP322卡5块。经浙大中控专家检测分析卡件故障原因主要是：强浪涌电压（雷击）信号接入，导致卡件上的各通道芯片被击穿或烧坏造成无法正常工作，卡件上元器件特别是集成电路基本上全部损坏；强浪涌电压（雷击）干扰通过某部分通道接入卡件，导致相应的通道故障。
系统也曾遭受过雷击的损坏烧坏了4块，8万t合成氨装置也出现过雷击时模入信号变化很大，通讯系统出现“死机”现象。并且都导致过UPs电源跳到旁路或UPs输出故障，导致装置停车。
3.2 雷击DCS系统现场原因分析
1）强浪涌电压（雷击）通过I/O信号进入系统。通过对现场控制系统损坏的卡件检查，主要是I/O卡件的输入输出接口元器件损坏，当雷电发生时，装置上I/O电缆极易接收遭受雷电放电时产生的强大的脉冲电磁场，在信号线上感应数以千伏计的浪涌电压，并通过卡件形成电流回路击坏相应的卡件通道或公共电路。
2）强浪涌电压（雷击）通过DCS控制系统的接地点进入系统。当雷电产生后，通过I/O电缆的走线桥架和建筑物接地引下线的电流产生的电感性耦合，会在附近的I/O金属线缆上感应出数以千伏的浪涌电压。
3）强浪涌电压（雷击）通过电源线进入UPS系统
当雷电发生时，暴露在空中的电力电缆极易受到雷击影响，在其电缆上感应形成数以千伏计的的浪涌电压，通过电力系统损坏UPS（不间断电源）系统设备。
4 DCS系统的防雷系统技术改造
针对公司DCS系统现状，影响DCS系统安全稳定运行的防雷系统主要因素有：1） DCS系统部份信号线外部I/0电缆敷设不规范；2）DCS系统接地电阻不断增大易受雷电电磁脉冲干扰；3）DCS供电系统（UPS）受雷击干扰导致输出电压故障
4.1对外部信号线改造
对外部信号线的敷设进行整改，将暴露在桥架外的信号线，穿金属套管，且金属套管每隔30米进接地；保持外部I/O电缆走线槽之间的良好连接并接地，将电缆走线槽的盖板之间用电焊将其焊接为一个整体桥架，并进行接地。使整个桥架成为一个屏蔽金属体，防止雷击形成的强浪涌信号进入控制系统。
4.2 重新改造防雷接地系统
1）DCS系统接地环境改善
首先改变接地体周围的土壤结构。在接地体周围的土壤2m~3m范围内，掺入不溶于水的、有良好吸水性的物质，如木炭、焦碳煤渣或矿渣等，该法可使土壤电阻率降低到原来的1/5~1/10。
再用食盐、木炭降低土壤电阻率，用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层，约10cm~15cm厚，再铺2m~3m的食盐，共5~8层，铺好后打入接地体，此法可以使得电阻率下降至原来的1/3~1/5。
2）选用铜棒Φ20×2800mm接地桩作等边三角形接地网
3）在UPS电源市电输入端增加防浪涌保护器
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1、在规划设计上强调规程，脱离实际。在线路防雷、接地设计时，设计人员往往是根据设计手册中全国各地平均雷电日分区及城市归属地来判断本地雷电强度，并以此作为设计参数。
2、在工程建设中没有“因地制宜”。接地装置施工时，施工人员往往只是按照标准施工图集下料做接地极，而不论当地土壤电阻率实际大小和土质的变化，具体问题没有具体分析。摇测时也不注意季节、天气的影响而给予校正。新设施投运前验收程序不规范，往往造成潜在缺陷。
3、配电网运行环境条件差。在西安地区农村，有些电力设施老化严重，部分线路从50、60年代建成运行至今，配电线路脆弱。配电网设备陈旧，3600余台配变运行时间超过30年，有50%左右的开关、丝具运行超过15年。10千伏架空铝芯主干线导线截面规定不小于120平方毫米，有70%的线路达不到这个标准。分支干线截面应为95平方毫米，而农村35平方毫米导线仍在运行，占线路总长的51.33%。部分县区所处地区近几年雷电日明显增多，强度明显加大。
4、在维护保养工作中清扫不
及时，执行规章制度不到位。过去规定的线路、设备“逢停必扫”的制度不再执行，线路瓷件检修取消。运行维护人员责任心不强，线路巡视不到位，消缺不及时，造成线路、设备带病运行，抵抗自然灾害能力下降。
二、防雷减灾技术措施研究与建议
1、提高对防雷减灾工作的认识，建立气象预警机制，制订相关法规随着我国电力事业的发展，配电网对雷电敏感的设备也多了起来，因此电力系统各级管理人员，要提高对防雷减灾技术的思想认识，对防雷减灾技术措施进行广泛深入的研究。需要建立科学、完善的气象预警机制，以减少雷电危害，保证配电网安全稳定运行。近闻湖北省电力公司有关部门已与武汉中心气象手，在该公司网站主页上开辟了调度气象服务功能，并设立了7个气象站点分别与湖北省境内12个地区负荷站相“挂钩”。武汉中心气象台每3个小时向湖北省电力公司上传一次温度、湿度、雷电等方面的最新数据，湖北省电力公司根据气象动态信息，适时把握用电负荷可能出现的变化，确保安全生产。全国各省市供电系统应该考虑设立一个专门的部门，认真研究各自地区的天气情况，尤其是灾害性天气经常发生的地区，要结合各种输变电设备的性能、所处地区的天气特征等，通过网站、短信等方式，不定期向各单位及时天气信息及注意事项，以便及早制定事故防范措施，努力预防事故的发生，或减少事故造成的损失。目前这种“各自为战”的状况难以适应新形势的需要，因此由一个权威部门统一相关信息，并建立气象预警机制势在必行。我国2005年已颁布了《防雷减灾管理办法》，江西南昌市政府在2006年下发了《关于切实做好防雷减灾工作的通知》，电力系统应当以此为依据，借鉴地方政府的经验，结合电力行业特点制订出切合电力系统特点的防雷减灾办法，并逐步建立和完善防御雷电灾害的组织管理体系。
2、规划设计中要提高防雷减灾系统技术含量
配电网一般由35千伏及以下线路和变电所组成。在规划设计时，要开展雷击风险评估工作，将评估结果作为建设工程可行性论证的重要依据。要充分考虑全国各地平均雷电日存在很大的不同，现场勘探当地土质及其电阻率的差异，因此不同区域应设置不同的技术规范，采用不同的技术措施。在设计中，应重视柱上变压器雷电过电压从高压侧过渡到低压侧、雷电电磁干扰变电站控制系统技术防范措施。对雷暴日超过40天的多雷区域，进线段保护距离比规范规定的长1~2厘米时防雷效果更佳。针对架空绝缘导线雷击断线后对人身、设备安全造成很大危险，应不断研制新的感应雷屏蔽线。近闻扬州供电公司专门研究出了“10千伏架空绝缘导线防雷击断线用感应雷屏蔽线”新专利产品，改变了原加装防雷金具、安装带间隙的氧化锌避雷器的做法，收到了很好的效果。
3、防雷减灾工程质量必须确保万无一失
为保证防雷减灾工程质量万无一失，在配电网建设改造工程中，应以防雷减灾工程为一个单项工程，以一个变电所及其所有进出线防雷施工为一个单位工程，以每条线路、变电所站内防雷施工为一个分部工程。施工队伍在整个工程施工中，要根据具体情况，编制防雷击技术措施的施工方案以及质量控制点。严格按照ISO9002质量体系的要求对现场进行全过程管理，要完整地阐述施工及验收所遵循的工艺、标准、程序，坚持执行严格的竣工验收制度，同步填报施工记录与检查验收资料。并对施工工程实行质量保证制度，在一定时期（通常以5年为限）出了质量问题要由施工单位负责改建，造成损失的要由施工单位进行理赔。有了以上施工措施，可有效解决由于施工质量带来的雷害损失。
4、贯彻预防为主方针，保证防雷减灾设备的正常运行
配电网设备在设计施工时就要考虑到地形、天气、环境等方面的因素。防雷击设备长期暴露在自然环境中，野外环境的变化、线路走廊附近工厂的污染，人为的破坏以及杆塔塔基周围取土挖土的随意性，会使防雷、接地装置发生避雷器损坏丢失，绝缘瓷套污染，杆塔接地引下线断股，杆塔接地装置缺失，需要及时更换补缺，所以防雷减灾工作要贯彻预防为主的原则。
每年的春季是雷雨多发期。在年末或者来年初春，应组织专业技术人员统一对防雷、接地装置进行一次全面地普查摇测，消除缺陷，防患于未然，提高设备健康水平，以迎接雷雨天气的到来。
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1 输电线路防雷的意义
电力系统输电线一般是的架设在离地20～60 m的空中，铺设距离长，跨度广。它联通我国各个省市的发电厂和用电负荷中心，是输送电力的主要通道，也是国民的经济命脉。但是其突出于地面其他物体且具有良好的导电性能，很容易遭受雷电的入侵。一方面造成输电线绝缘子闪络或爆炸，对输电线绝缘水平造成永久性损伤，形成单相或多相接地短路故障，引起继电保护和断路器的触动。另一方面雷电波可能沿输电线入侵变电站或发电厂，将会对变压器发电机等大型设备造成难以修复的损伤，引起大面积的断电。无论哪种情况都会对人民的生活和企业的生产造成巨大的影响和损失。因此，输电线路的防雷具有远大重要的意义。
2 我国防雷技术现状
我国输电线路的防雷技术水平总体上处于世界较为先进的水平，防雷技术水平主要的衡量指标是：雷击跳闸率和耐雷水平。雷击跳闸率是指全年折算成40个雷电日的情况下100 km输电线路上由于雷击造成的跳闸次数。耐雷水平是指：在雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为kA。雷击跳闸率包括雷击杆塔时的跳闸率和雷绕击导线时的跳闸率，他们是衡量线路防雷性能的综合性指标。其计算公式如下：
雷击杆塔时的跳闸率
n1=Ng×δ×η×P1（次/l00 km・40雷电日）
雷绕击导线时的跳闸率
n2=Ng×Pa×η×P2（次/100 km・40雷电日）
其中：Ng表示在40个雷电日下每百公里线路上雷击杆塔的次数；P1为雷电电流的幅值大于雷击塔顶的耐雷水平 I1的概率；P2为雷击导线时雷电流超过耐雷水平I2的概率；η为建弧率；δ为击塔率；Pa为线路绕击率。
根据以上内容可知，输电线路总的雷击跳闸率应为雷击杆塔时的跳闸率与雷绕击导线时的跳闸率之和（n=n1+n2）。
在我国，目前35 kV及以上电压等级的输电线路上基本都实现了架设避雷线，110 kV及以上电压等级沿线路全线架设，330 kV及以上电压等级的输电线路更是全线架设双避雷线。避雷线的保护角度一般取在20～30？，在变电所和发电厂的进线段处以及500 kV及以上电压等级的超高压、特高压线路避雷线的保护角在15？及以下。对指定的绝缘子片在不同电压等级的输电线路使用片数也做出了明确的规定：以X-4.5型绝缘子为基准，35 kV电压等级输电线路使用3片，110 kV电压等级输电线路使用7片，220 kV电压等级输电线路使用13片，500 kV电压等级输电线路使用28片。
3 提高防雷水平的措施
雷电过电压主要分为感应雷过电压和直击雷过电压。感应雷过电压是指累计线路附近大地，由电磁感应在导线上产生的过电压，一般只对35 kV以下线路有威胁。直击雷过电压包括雷直击杆塔或避雷线造成的反击和雷直击导线造成的绕击。为了有效地减少雷电过电压对电力系统造成巨大的损失，有必要采取一些有用的措施来提高输电线路的防雷技术水平。本文在考虑系统运行方式、线路电压等级以及重要程度等因素后，提出以下几种基本的防雷措施和补充措施。
3.1 合理选择路径
根据实地考察整个输电线路所通过的路线区域内的雷电活动强度、地质地形地貌特点、土壤电阻率等自然条件，在前期规划时就避开山区风口和顺风河谷等雷暴走廊、土壤电阻率有突变的地带以及地下有导电性矿产的地面等易遭受雷击的地段。如果实在不能避免，则要对该易遭受雷击的区段加强绝缘保护和防雷保护。
3.2 架设避雷线
避雷线是用来防止雷直击导线的基本措施之一，同时避雷线可以分流减小杆塔顶端的电位、对导线屏蔽降低导线感应过电压，并且能与导线耦合降低绝缘子两端的电位差。避雷线的保护角一般取在20～30？，500 kV及以上线路保护角小于15？，目的是为了降低绕击率，对于某些特殊线路或线路段，保护角甚至有可能取为负角度。
超高压线路常将避雷线通过一个小间隙接地，通过这种方式来降低正常运行时避雷线中感应电流的附加损耗并利用避雷线兼作高频通道。这样正常运行时避雷线对地绝缘，雷击时与地相连，起来避雷线应有的作用。
3.3 降低杆塔接地电阻
规程规定土壤电阻率在100～300 Ωm的地区，除自然接地外，还应设人工接地装置。在土壤电阻率在300～2 000 Ωm的地区，一般采用水平敷设的接地装置。在土壤电阻率大于2 000 Ωm的地区，采用放射形接地体或连续伸长接地体。在高土壤电阻率地区，如在铁塔基础附近有土壤电阻率较低的地带，可部分采用引外接地与放射形接地装置相结合的方式。此外，还可以采用接地电阻降阻剂、爆破接地技术、多支外引式接地装置以及伸长水平接地体等方式来降低杆塔接地电阻，其中使用降阻剂是相对常用而且有效的方法。在降低高土壤电阻率地区接地电阻时，应根据当地原有运行经验、气候状况、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，综合分析，采用合适的方法来降低杆塔接地电阻。
3.4 架设耦合地线
当遇到采用降低杆塔接地电阻十分困难的情况时，一般可以在导线下方架设耦合地线从而来提高防雷水平。，用以增加避雷线与导线之间的耦合作用，降低绝缘子串上的过电压，从而达到降低线路断路器雷击跳闸率的目的。同时，耦合地线也可以增加对雷电流的分流作用，进一步降低杆塔顶端的电位。运行经验证明，这的这一效果非常显著。
3.5 采用不对称绝缘
现代输电线线路中为了减少输电线占用的土地资源，越来越多的使用了同塔双回输电线的架设方式。对于此类输电线，可以使用不对称绝缘的方式来提高雷击情况下的供电可靠性。不对称绝缘是指同电压等级的两回输电线路的绝缘子串数不相同，在雷击情况下绝缘子串片数少的一回输电线路先闪络。闪络后，该回导线接地，相当于地线并与另一回未闪络的输电线耦合，进而提高其耐雷水平，保证供电的可靠性。两回输电线绝缘子串片数的差异应根据各方面技术经济比较来决定，一般提倡两回输电线路的绝缘水平差异为1.73倍的相电压峰值。
3.6 安装线路型避雷器
避雷线并不能使绕击率降为零，并且在特别大的雷电过电压情况下，反击发生的概率也非常大，在线路上安装管型避雷器能很好地免除线路绝缘冲击闪络，并能使建弧率减为零，从根本上降低雷击跳闸率。当雷击避雷线或导线时，沿线的避雷器动作，将雷电流通过导线传播到相邻的铁塔上，在雷电流通过避雷线和导线时，由于耦合作用提高了导线电位，减小了导线和塔顶之间的电位差。
3.7 采用自动重合闸装置
一般的雷电冲击闪络不会产生永久性的绝缘损伤，空气具有自恢复的功能，在闪络发生后很快就会自动恢复为绝缘介质，因此，使用自动重合闸对供电可靠性和及时恢复供电有极大大的帮助。在我国，110 kV及以上的高压线路重合闸成功率达一般在75%～95%之间，35 kV及以下的线路成功率一般在50%～80%之间。由于雷击闪络一般为单相闪络，故一般采用单相的自动重合闸装置即可。
4 结 语
输电线路是整个电力系统的大动脉，是输送电能的唯一通道。保证输电线路不因雷击造成短路接地以及跳闸等故障影响电力系统的供电可靠性和稳定性是输电线路防雷技术研究的重要课题。充分利用现有的各种运行数据和积累的气候资料，经常总结现有的防雷保护工作经验，结合现有的几种防雷措施，寻找更加有效、经济实惠的新措施是输电线路防雷技术的发展方向。
参考文献：
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[4] 丁颂声.浅谈高压输电线路的防雷[J].科技资讯，2007（10）.
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Key words:Aids to navigation; mine; grounding
作者简介：丁官权,男,汉,1956年11月,湖北省随州市人，学历：大专 研究方向：航政管理 职称：助理工程师 单位：天津海事局大连航标处
【中图分类号】TP 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7069（2009）-06-0118-02
一、引言
航标设备的防雷与接地，应从工程设计阶段就应加以考虑，根据当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采取切实有效的防雷方案和措施，以确保机器设备不遭雷电损坏。
雷电的危害是有目共睹的，然而，结合航标系统来讲，灯塔、机房、建筑物、发射天线等，有相当一部分是前苏联、日本建造的。这些设备建筑物的防雷接地有一定的局限性，一些技术人员可能对这些机器设备的防雷接地保护认识不足，以致造成曾经的雷害事故。因此，有必要探讨航标设备的防雷接地问题。
二、雷电的属性与地线的选用
1.雷电具有尖端放电的特性，这一地域的制高点，如：山头、天线塔、建筑物，海平面的突出处等。
2.航标设置点，因航海、导航、助航的需要，大多建造在海岛、海边的甲角、海岸的凸出处、半岛等处。
3.地线选用。不同的金属材质、粗细、其导电性、电阻值是不同的。金银的导电性、电阻值不容质疑，其导电性能好，但价格昂贵[1]。那么，怎样才能选到既经济又适用的金属材料作地线呢？合格的接地线应该是用优质导体铜材料制作，线径符合要求。一要根据设备的等级大小；二要结合当地地区雷电活动的强弱和土壤地阻率高低的情况；三要通过技术与经济的比较。目前铜带、裸铜线或镀锌偏钢，这三种材料被广泛选用，为地线首选材料。
三、机器设备的防雷与建筑物的防雷
航标设备、电子设备的防雷离不开建筑物的防雷。按照国家最新的标准GB50057-94, 对建筑物与设备的防雷接地应采用“等电位连接”，而不是传统上分别做独立的接地网[2]。所谓“等电位连接”，就是把建筑物本身和其内外各种导电物用导体焊接起来，以保证等电位。由于雷电流峰值非常大，流经之处都立即升至很高的电位（相对大地而言），因此，对附近尚处在大地电位的机器设备、电子设备和人产生旁侧闪烁，容易发生设备和人身事故，采用“等电位连接”可大大分散雷电流，并削弱了建筑物内所有设备所受到的脉冲电磁场冲击幅，因为接地体是分布在地下四周的钢筋混凝土基础，可形成均匀分布的均压网，与大地接触面广，接地电阻低且又稳定，所以“等电位连接”是防雷的关键措施之一[3]。
四、建筑物的防雷
建筑物本身的防雷装置是建筑物内机器设备、电器设备及系统防雷的第一道屏障。因此，建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的机器设备的防雷，这一点非常重要，所以必须首先重视建筑物本身的防雷。
现在建筑物防雷主要由顶部避雷带、网状接闪器，建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线，利用地下钢筋混凝土基础作为接线体。在建筑物设计和施工时就要考虑到，作为网状接闪器、引下线和接地体的钢筋网络之间的电气连接，使之成为较理想的“法拉第笼”式避雷器。防雷网与建筑物钢筋混凝土相结合，已成为国内外公认的既经济又实用的防雷方式。因此在设计施工时，应预留出各层楼板、梁、柱内的钢筋焊出接头，以便于与室内外接地线相连。
五、室外设备的防雷
航标管理站的有些导航设备是安装在室外的，如电雾号、雷达应达器、灯塔、电子发射天线等。为了防止直击雷，根据室外设备需要，应安装一支或多支避雷针，计算其保护范围以达到保护所有设备要求为原则[4]。对室外发射天线、灯塔可专设独立的高出灯塔、天线塔一米以上的避雷针，室外做一接地网，所有设备的接地引线都与该接地体焊接，以保证等电位。
六、室内机器设备的防雷
室内各种机器设备应设专用地线，将每台机器设备用螺栓或导体焊接相连，以保证接触良好，形成一个整体，与室外接地网形成一个完整的接地网。设备基座、金属导线管、柜角腿等，不可作为接地线使用。
计算机、自动化电子设备的防雷接地，应与大楼（建筑物）主钢筋预留的引下线相连，以形成电子设备的第一道保护屏障。如AIS、GPS的信号是通过信号电缆与室外的发射天线塔相连，因此，信号电缆的外皮必须做好接地，并与大楼、室外接地网连接起来，形成等电位，同时可以加装避雷器。对于室内的各种机器设备，自动化电子设备，最重要的就是将各个独立的接地网连成一个共用接地系统，其它如分开、独立、专用等接地方案都是不妥的，也没有实际意义[5]。对于所有室内的机器设备，还应采取逐级防雷保护措施，首先要做好建筑物和电源的防雷接地，其次在机房和各设备端口安装相应的避雷器才能真正起到防止雷电波的侵入和损害。
七、防雷设备设计、安装实例
1997年夏季，一声沉闷雷声之后，沿灯塔高压线路居住的大地村几十家农户的家用电器被损坏，南大圈灯塔变压器亦被烧坏，低压配电柜多处损坏。自从这一事故发生后，我便深深感到预防雷击的重要性，因为解决防雷击可以保护国家财产。所以我加快了这方面知识的学习和探研。此后，我带着自己研制的低压配电柜防雷接地的地线设计和方案，请示领导同意后，从物资站领到Φ16cm的铜线38米（为主线），和一块铜板（30cm×20cm×0.3cm）。首先，将铜线截成2m 、3m、4 m、5 m长的四根线段（为次线）。其次在主线的一端焊接上铜板。再其次，在主线上每间隔5米的距离成“十字形”依次焊接（2m 、3m、4 m、5 m）次线。整条地线成如下形状。（如图）
焊点采用气焊跑光技术，以降低阻值。然后成地线图形挖60公分深，30公分宽的沟，用细炉渣拌入30%（自烧）木炭作填料物。①用填料物铺底10公分。②下入地线。③再填入填料物10公分。④浇适量的水。⑤填粘土20公分。⑥全部回填后，将主线的另一端与低压配电柜相连接。⑦测试地阻值为3欧姆。
用填料物与粘土的作用：①炉渣、木炭有吸湿保润的作用。②有延缓腐蚀铜线的作用。③粘土起保湿与地面粘合作用。实践证明，防雷效果良好。
实际考评：①取材广泛、容易、经济实用。②实用于高山、岛屿地质少土的各站点。③制作简单，方便群众参与制作。
2000年，我又在低压输入配电柜线路中并接了避雷器。还利用机房改造之机，将所有机器设备实现了等电位连接，使低压配电柜又多了两道避雷保护的屏障，解决了雷电的损害和危害。实践证明：近十年来，大窑湾航标管理站南大圈灯塔再也没有遭受雷电损害。
八、总结
航标设施的防雷工作，应依据现代防雷的观点，根据航标设施所处地理位置、气象条件、土壤、环境、设备配置情况和防雷要求，合理选择防雷器材，系统设计和施工，达到防雷减灾的目的，使航标设施能更好地、更有效地提供助航服务。
参考文献：
[1]鹿继续, 罗顶瑞, 朱兆华.《电工安全技术》、化学工业出版社, 2006
[2]GB 50057-1994建筑物防雷设计规范[S], 1994 .
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Keywords: railway; Communication equipment; Lightning protection technology
中图分类号：F53文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
前言
铁路运输系统在国民经济中起到了重要作用,而现代化铁路通信设备在现代化铁路运输系统中是必不可少的。信号设备是由电线路或钢轨构成的电气回路,在汛期雷雨季节，雷电较多，雷电通过电线路、钢轨袭击信号设备，会直接影响铁路运输的安全，因此，铁路部门切实提高防雷工作标准，做好防雷的相关技术工作，确保铁路的安全运行。
一、铁路信号设备雷电防护特点
铁路信号设备遭受雷击过电压和过电流的类型主要可分为三种，即：直击雷、感应雷和传导雷。结合信号设备的分布特点及雷电攻击的途径分析，铁路信号设备雷电防护存在以下特点。
（1）信号设备占地面积较大，且很多设备分布在山区、旷野等易遭受雷电攻击的地区。
（2）铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的相关铁路信号设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机等较容易受到雷电流的威胁。
（3）自动闭塞、半自动闭塞等信号条件线、控制线，在非电化区段大部分使用架空线，它们均架设于信号与通信混合线路或自动闭塞高压信号线路上，由于它们暴露在旷野郊外，在雷雨季节容易遭受到雷电的袭击，线路中的大电流会串入信号机房内部，从而引起对内部设备的损坏。
（4）雷电防护的原则是“等电位”，由于机房存在多类接地系统，其冲击接地电阻不均衡，在雷击发生时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，使人员或设备遭受损害。
二、雷电电磁脉冲侵入信号设备的途径
（一）雷电直击装置有信号设备的建筑物及装置有信号设备的场所附件的构筑物、地面突出物或大地时，雷电电磁脉冲将在信号系统内产生过电压和过电流。该现象亦称空间电磁感应。
（二）与信号系统设备相连的信号传输线路、钢轨等设施上遭受直接雷击时产生的电磁脉冲，或与信号 系统设备相连的信号传输线路附近遭受直接雷击时，感应在信号传输线上的电磁脉冲，经线路传导侵入 信号系统内的过电压和过电流。
（三） 向信号设备供电的电源系统上遭受直接雷击产生的电磁脉冲，或电源馈线附近遭受直接雷击时感 应在电源线上的雷电电磁脉冲，经电源馈线传导，在信号系统电源设备上产生的过电压和过电流。
（四）雷击信号设备场地建筑物的避雷针（或避雷带、避雷网）时，雷电流沿避雷针（或避雷带、避雷网）引下线进入接地装置引起地电位升高，这时，在信号系统接地导体和其他导体间产生的反击雷过电压。
三、铁路通信防雷技术措施
（一）安装防雷保安器
铁道行业标准TB/T3074-2003《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》和TB1007-2006《铁路信号设计规范》规定，所有与外线或钢轨连接的含电子器件的信号设备，在线路与设备的端口处应当装设专用防雷保安器。一般可对电源从室外进入室内的界面做第1级粗防护，泄放大部分雷电流；在机房电源、即电源屏等前做第2级粗防护或细防护；最后对用电设备，在UPS前做第3级细防护.由于第3级细防护的保护对象直接是信号设备电源，因此要求细防护保安器在雷击时残压较低。由于空气间隙、气体放电管并联在电源线后，在雷击时会产生续流，导致电源短路；单纯压敏电阻器并联在电源线后，由于电源正向波动时会出现劣化，导致电源短路，因此无人执守的机房和区间信号设备的电源防雷器，不得单独使用空气间隙、气体放电管，压敏电阻器等元件。
原则上，信号电缆与信号设备的界面应当都置防雷保安器。由于车站信号设备的进线很多，建议在电缆进入信号楼时，设置防雷柜集中防护，以便维护、更换和有问题时查找故障。防雷柜中的防雷保安器可以采用单级或多级。最后的残压应当限制在被保护信号设备端口的耐过电压水平以下。ITU-TK20和K21建议，有条件的信号设备本身应当在内部设置防雷单元,以增加信号设备本身的抗扰度。防雷保安器接入信号系统后，不得改变原信号系统的性能，不得影响被防护设备的工作。
（二）采取屏蔽措施
为了减少外界雷电电磁干扰，除机房采用法拉第笼屏蔽措施外，室外电力电缆、通信电缆、塔灯电缆以及其他电缆进入通信机房前一定要采取屏蔽措施。（1）架空电线由终端杆引下后应改用屏蔽电缆，进入室内前应水平直埋l0m以上，埋地深度应大于0.6m，屏蔽层两端应接地；如非屏蔽电缆则应穿镀锌铁管，并平行直埋10m以上，铁管两端接地。（2）室外通信电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端接地，电缆进入室内前应水平直埋10m以上。（3）机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜采用屏蔽电缆，或敷设在金属管内。（4）特殊地段采用无金属光缆。光缆线路雷害严重地区应采用特殊结构的防雷光缆，无金属光缆适用于雷区和电力线感应严重的地区。能减少和防止损伤，但由于没有防潮层，在有水的地区潮气容易渗透。由于没有金属件，维护中发生故障时，地下探测极为困难，因此仅限于特殊地段才采用金属光缆。这些措施对防止干扰是十分必要的，过去没有采取这些措施的，应有计划的逐步改进，有的非屏蔽电缆，也有采取两个半面的铁管或金属管合起来作为电缆屏蔽层，这是对已运行中的非屏蔽电缆采取变通办法，是否可行，具体情况需再做分析。
（三）通信铁塔的接地与防护
(1)铁塔地网应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢，将铁塔四个塔脚地基内的金属构件焊接连通，铁塔地网的网格尺寸应不大于3m×3m。(2)铁塔地网与机房地网边缘距离大于15m时，铁塔地网与机房地网宜相互独立，分开设置。(3)铁塔地网与机房地网边缘距离在15m以内时，应采用不少于2根40mm×4mm的热镀锌扁钢，在地下将铁塔地网与机房外环形接地体焊接连通。热镀锌扁钢上应均匀设置垂直接地体，间距宜为垂直接地体的长度的2倍，以利于雷电流的充分泄放。(4)机房被包围在铁塔四脚内时，铁塔地网与机房的基础地网应联为一体，机房外设环形接地体应在铁塔地网外敷设，并与铁塔地网多点焊接连通。机房被包围在铁塔四脚内时，机房顶可不再敷设避雷网、带。(5)当铁塔地网的接地电阻值达不到要求时，可敷设辅助地网，适当扩大地网的面积。即在地网增设1圈或2圈环形接地装置。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体周边为封闭式，水平接地体与地网宜在同一平面上，环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔5m相互焊接连通一次；也可在铁塔四角设置辐射式接地体，延伸接地体的长度宜限制在10-30m以内。环形接地装置的周边可根据地形、地质状况决定其形状。
（四）通信机房综合防雷技术措施藩
1、防雷原则
①通信机房防直击雷装置设计时，根据雷电监测资料应按照首次雷击电流考虑外部保护措施，应将绝大部分雷电流在室外直接引入地下泄放。②采用过电压保护器阻塞沿电源线或数据线、信号线引入的过电压波或限制线路上的电涌幅值。③电涌保护器通流容量的选取应参考近年的雷电监测资料。④作好机房内的静电保护和等电位联结措施。
线路防护
通信机房防直击雷装置设计时，根据雷电监测资料，应按照首次雷击电流考虑外置设备，应在直击雷保护范围内，电源线、数据线、高频信号线采用共地接地措施，进出线路安装符合规范要求的专用电涌保护器，所有线路应采用屏蔽线并两端接地或穿金属管布置。藩 3、防雷接地系统
通信机房接地网应联成网状并采用联合接地系统工频接地电阻。机房内应铺设环形接地母线，所有设备外壳、电缆走线架等金属构件就近与之相连。将“一点多址”微波馈线金属外皮的上端、中间及下端分别就近与铁塔相连，在机房入口处与接地母线相连，各微波塔接地电阻测试符合规范要求。
结束语
铁路通信系统是保障铁路运输安全，实现铁路现代化和信息化的重要基础设施。防雷是一个十分复杂的系统技术问题,多个环节共同发挥作用，才能起到整体的防雷功效，只要存在一处簿弱环节,雷击损坏设备的情况就随时会发生。因此一定要提高防雷技术措施，除了文中提到的安装防雷保安器、采取屏蔽措施，还可以采取以下措施：
改善室外通信站、保护电源系统、保护计算机系统、铁路通信设备金属部件与接地系统的完好连接、机械室安装法拉第笼式接地系统等。
参考文献
[1] 铁路信号设计规范(TB10007-2006)
[2] 铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件(TB T3074-2003)
[3] 铁路信号施工规范(TB-10206-99)
