地磅防雷技术设计方案,变电站防雷设计

地磅防雷技术设计方案          

一、概述

雷电灾害是世界上严重自然灾害之一，我国雷电灾害频发，对国民经济发展、社会和谐稳定，尤其是对人民生命财产安全构成了严重威胁。我国每年因雷电造成人员伤亡达三四千人，财产损失约50～100亿元人民。

随着现代科技的高速发展，电子及微电子设备，尤其是大规模、超大规模集成电路在各个领域大量运用，它们的耐压水平都相当低，例如集成电路的耐压水平均在100伏以下，雷电产生的雷电电磁脉冲（LEMP）在这些微电子设备的可能的进雷通道上产生的感应过电压通常都在千伏以上，足以导致设备工作异常或损坏。

地磅一般都处于暴露场合，地磅对数据的收集和控制需要非常的细致与完整的, 其应力部件（传感器）、放大器和显示设备等很容易遭受雷电的损害，如果防雷措施不完善，当直击雷或感应雷产生对传感器设备的损坏，引起的间接损失是相当之大的。大多数情况下，地磅的损坏都是由电阻或电容耦合瞬态过电压造成的，所有引入显示间的供电、信号线路以及室外与地磅的应力部件（传感器）相连接的信号线及电源线都应安装过电压保护装置。

二、现场勘测情况（以XX单位地磅勘测为例）

1、雷击损坏情况

据该站有关人员介绍，该地磅在之前几天受到过强雷击，使该地磅部分设备遭到严重损坏，大约损失如下。

（1）重量显示器被*损坏；

（2）3个传感器损坏；

2、现场勘测情况

该地磅位于厂区较空旷位置，且房子是孤立的一栋建筑物,周围无高层建筑物和构筑物。

（1）地磅与磅房都未做地网;

（2）地磅设备均未接地网；

（3）地磅设备未装信号防雷器;

（4）电源输入端未装电源防雷器；

总的来说该地磅与磅房都未安装防雷设施，是无法保证设备的防雷安全的。此次雷击损坏设备是由直击雷感应雷击所致。因此，应对现有防雷设施作整改，实施综合系统防雷工程。

三、防雷工程设计方案

一.设计依据及相关标准： 

GB 50057-94    《建筑物防雷设计规范》（2010版）

GB50343-2004   《建筑物电子信息系统防雷技术规范 》

GB 50054-95    《低压配电设计规范》

GB 50174-93    《电子计算机机房设计规范》

GB 50169-92    《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

IEC 61024      《建筑物防雷》

IEC 61312      《雷电电磁脉冲的防护》

D  562         《建筑物、构筑物防雷设施安装》

99D562         《建筑物防雷设施安装图集》

XQ3-2000       《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》

YD 5078        《通讯工程电源系统防雷技术规范》

二、防雷设计内容

随着夏季的来临，电子地磅被雷击的事件频频发生，如何防止电子地磅被雷击，以到了刻不容缓需要解决的事情了。

1、外部直击雷防护

在秤体附近上空要设置避雷针，以放电效应中和云团中的电荷，使电子汽车衡不致因雷击而损坏。避雷针的高度可根据电子汽车衡长度而定或根据滚球半径方法计算，避雷针保护半径等于其高度的一个圆形区域。

先导放电避雷针THZ-05C

工作原理

WJZ系列避雷针采用*技术及工艺专业制成，获得国家。主要由激发器从自然界的电场中吸收并贮存能量。反射器及避雷器针尖与大地有良好的电气连接，处于等电位状态。所以通常情况下，激发器与发射器之间有电场强度，每当雷闪发生前，电场强度会迅猛增大，激发器与反应器之间的电位差大致相当于雷云与大地之间的电位，它们之间的电压将迅速增加会造成打火，并使周围的空气离子化，形成放电现象。

避雷针的*收集杆和激发器EXCITERS之间的电场迅速增加而造成产生的空气离子化可于极短及准确的时间内放电，因大量电离子的存在，从而使自然的Corona效应减低，产生一预期上行放电通道，可迅速、安全地将雷电截击及安全地将雷电截击及安全地泄放到大地。

产品特点：

◆免维护，非电子式，长寿命

◆无电子系统，不会因浪涌冲击将其损坏，雷击后防护质量不改变

◆不同保护半径供客户选择

◆当有闪电时，才会自我激活，*主动式截击雷电系统

◆安全可靠，引进*技术，通过国家相关部门测试

产品结构

◆ *收集杆

◆ 反射器

◆ 触发装置

◆ 激发器

◆ 激发器固定板

◆ 激发器与反射器和*收集杆是绝缘的

◆ 反射器和*收集杆与大地具有良好的电器连接

◆ 激发器底座由合成树脂做成，适用于任何腐蚀条件

保护范围

国家标准NFC17-102规定，ESE(PDA)针尖高于被保护物2m、3m、4m、5m、6m、7m、10m和20m时，其保护范围与针的提前放电时间△t、针高和建筑物防雷类别有关：=

其中：为水平面(地面)的保护半径（m）

      H为 针类相对于被保护物展面的高度差（m）

      D为滚球半径：

*类防雷建筑物取30m，第二类防雷建筑物取45m，第三类防雷建筑物取60m

△L为上行接闪高度，△L=△t×v

△t提前放电时间，分别为25μs、 35μs、45μs、60μs

V=1m/μs（先导速度），即△L分别为25、35、45、60m。因此，不同型号避雷针在不同高度对被保护物的保护半径不同 

2、电源防护
　　对二次仪表及计算机系统的供电系统采用多级防雷保护，进行等电位连接，然后将接到接地极。电子地磅秤系电源统采用三级防雷保护，*级电源防雷模块安装在系统供电开关后，第二级电源防雷模块安装在稳压电源前，第三级电源防雷模块安装在设备前，此外三级防雷保护做到共地，并与秤体共地，做到等电位。 

具体措施

（1）*级防雷：由于室内电源线路受太大雷击的机会较少，对于建筑物，室内*级电源防雷可省（如果供电线路为架空敷设，则应考虑在总配电箱前端安大通流容量的防雷器，如选用WJA380-100/350，作为*级防护）；

（2）第二级防雷：值班室电源配电箱电源进线端处安装箱式单相电源防雷器，型号为WJA380-80，作为室内用电设备第二级防护。

（3）第三级防雷：在值班室主机、称重显示器前端安装防雷插座，型号为WJAZ-10/06，对这些设备进行电源线路精细级雷电防护。

3、网络监控系统防雷保护 

由于电子地磅计量实现远程无人值守，其“眼睛"就是网络监控系统，所以对网络监控系统的防雷保护也是非常重要。根据现场需要及监控系统的特点，对硬盘录像机、交换机等设备做到等电位连接，对视频信号、控制信号等安装防雷模块，并作等电位连接。

4、接地系统

1）对传感器、二次仪表等电子地磅秤整体的各个部分，作特殊的等电位防雷保护。等电位保护是电子地磅秤雷电保护系统的核心和根本。雷击时，在强大的雷电流泻入大地的瞬间，由于接地线存在电阻和电感，因此整体地磅秤系统对地可产生几万甚至几十万伏的高电位，此电位对电子地磅秤的各个部分甚至整体系统都是毁灭性的。本系统对整体地磅秤系统的各部位(传感器、仪表和计算机)的各种接口均做相应的等电位保护，使整体地磅系统的基础电位随地线电位的变化而变化，这就避免了雷电流产生的高电位对电子地磅造成的破坏。 
2）切断传感器与秤台的连接通道，另外提供电流的泄放通道。 
　　只做等电位保护还不够，还必须切断传感器与秤台的电气连接。将传感器输出端加分流装置，与秤体连接接地，当有雷电流时，通过传感器分流装置，使得雷电流不经过传感器泻入大地，从而避免了雷电流产生的电磁场对传感器的破坏。 
3）在秤台周围(包括秤台基础)构建防雷接地网(接地井)。 
    在秤台周围构建包括基础在内的防雷接地网(接地井)，整个系统在秤台附近接单接地极。这样，整体地磅系统只有一个基础电位，并与室内设备等电位连接器及房屋接地相连接，做到共地，当发生雷击时，此电位就会随着接地点的电位起伏而变化，确保整体电子地磅系统安然无恙。接地是防雷的重要组成部分，是防雷装置的基础，是使雷电流更好的泻入大地，根据实际情况，需重新做一个综合接地体。为保证机房系统的接地阻值，还应尽量减小上引线的电阻值。

垂直接地体可采用非金属接地体、铜包钢、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）或其它新型接地材料，水平接地体一般采用热镀锌扁钢。

a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;

b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;

c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;

d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;

接地电阻难以达到要求时，可采取埋接地体，设置外延接地体，在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术，新材料等措施。

接地体难以避开污水排放和土壤腐蚀性强的地点时，垂直接地体应有要用石墨接地体，水平接地体应选用耐腐蚀性材料，采用热镀锌扁钢时，镀层不宜小于80um.

 如果接地电阻达不到要求应做单独接地系统，做到安全牢固。考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性，建议使用镀锌角钢和降组剂配合连制 地网。地网布置依据地形设计为 L型。水平接地体使用40×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用长效物理型非金属接地模块或垂直接地体使用镀锌角钢； 

 接地电阻难以达到要求时，可采取埋接地体，设置外延接地体，在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新材料等措施。

三、主要设备清单