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摘要
根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电所的防雷设计，变电所是电力系统中重要组成部分，而且变电所的电气部分要装设合理的避雷装置和接地装置，因此，它是防雷的重要保护对象。
如果变电所发生雷击事故，将造成大面积的停电，给人民生活和社会生产带来重大不便，还有可能给国家造成大经济损失，这就要求防雷措施必须十分可靠变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护方便，在此前提下，力求经济合理的原则。
本次设计，主要对变电所的主要设备进行选择，重点设计变电所的防雷部分，包括变电所进线段保护、防直击雷、防感应雷以及变电所二次设备的防雷。通过对各种避雷器的性能对比，结合变电所实际情况，确定变电所的避雷器的选择，并考虑变电所控制系统的防雷，提出防雷方案。
氧化锌避雷器以其优越的性能，越来越受到电力行业的关注。本次设计，将结合氧化锌避雷器性能的优点，并结合变电所设计的情况，讨论氧化锌避雷器在变电所中的应用前景。
关键词：变电所避雷器防雷保护
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目录
1 引言........................................................... (1)
课题背景........................................................... . (1)
课题研究的意义........................................................... . (1)
2 系统设计方案的研究........................................................... . (2)
雷电对变电所的危害........................................................... (2)
'
2.1.1雷的直击和绕击危害........................................................... . (2)
2.1.2雷电反击危害........................................................... . (2)
2.1.3 感应雷危害........................................................... . (3)
2.1.4雷电侵入波危害........................................................... (3)
变电所简介........................................................... . (4)
2.2.1变电所概述........................................................... .. (4)
2.2.2变电所主要任务........................................................... (4)
2.2.3变电所主接线........................................................... . (4)
{
变电所防雷措施........................................................... .. (5)
2.3.1变电所遭受雷击的来源........................................................... (5)
2.3.2变电所防雷具体措施........................................................... . (6)
2.3.3变电所对直击雷防护........................................................... . (6)
2.3.4变电所对雷电侵入波的防护........................................................... . (6)
2.3.5变电站的进线防护........................................................... .. (7)
2.3.6变压器的防护........................................................... . (7)
2.3.7变电所的防雷接
(7)
？
3 防雷保护装置........................................................... . (7)
避雷针........................................................... (7)
3.1.1避雷针原理........................................................... .. (7)
3.1.2避雷针设置原则........................................................... (8)
3.1.3避雷针保护范围的计算........................................................... . (8)
避雷器........................................................... . (14)
3.2.1避雷器作用原
(15)
3.2.2氧化锌避雷器的研究与应用........................................................... .. 15
…
3.2.3氧化锌避雷器的特性........................................................... .. (15)
3.2.4氧化锌避雷器的优势........................................................... .. (16)
3.2.5氧化锌避雷器在变电所中的发展前景 (17)
3.2.6氧化锌避雷器的安装要求........................................................... . (17)
主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施 (18)
防雷接地........................................................... (18)
4 本设计的防雷方案........................................................... (19)
电工装置的防雷设计........................................................... (19)
》
4.1.1进线段保护........................................................... (19)
4.1.2 直击雷的保护........................................................... . (20)
4.1.3雷电入侵波的保护........................................................... . (21)
4.1.4 变电所二次设备防雷保护........................................................... .. (23)
接地装置........................................................... . (24)
4.2.1 接地网........................................................... . (24)
4.2.2接地线........................................................... .. (26)
4.2.3防雷接地........................................................... . (26)
]
总结........................................................... ............................................................... . (27)
致谢........................................................... ...................................
参考文献........................................................... .. (28)
》
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1 引言
课题背景
变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所
有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。作为电能传输与控制的枢纽，变电所的防雷保护也越来越得到重视。
本次设计为110kV牵引变电所防雷设计，牵引变电所是指主要向牵引系统供电的变电所。牵引变电所主要应用于工矿企业电气化运输、城市公共交通、市郊电气化铁路、煤矿井下平巷运输和地面工业广场运输，为运输机车提供可靠的供电电源。
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课题研究的意义
随着科学技术的发展，作为现代工业发展的基础和先行官—电力工业，也随之有了很大的发展。电力需求的大大增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。雷电放电落于电气设备上时,如没有特殊保护,雷云放电能产生数百万伏的过电压电波,这种过电压足以使任何额定电压的设备发生绝缘闪络或击穿。从而会使设备损坏，甚至危及人身安全，造成不可弥补的损失。电力设备的造价普遍较高，而且建造工期较长，电力设备的损坏，不但会造成发电厂或变电所的巨大损失，更会影响到对用户的供电，造成更大面积、更严重的后果。雷电一直是危害电力系统安全稳定运行的重要因素之一，如果变
电所发生雷击事故，将造成大面积停电,给社会生产和人民生活带来不便，这就要求防雷措施必须十分可靠。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。而防雷保护作为变电所设计的一个重要环节，同样会有充分的发展空间。
众所周知，防雷的最有效办法就是架设避雷器。目前氧化锌避雷器(MOA）在电力系统中作为过电压限制措施的应用越来越广泛，其雷电侵入波的保护能，尤其是对电气设备的保护距离，已成为变电所工程设计、施工和运行亟待解决的问题。
2 系统设计方案的研究
雷电对变电所的危害
2.1.1雷的直击和绕击危害
雷云单体浮在大地上空，其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。如果途经变电所的避雷针或地表其它突出物，地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。闪电开始之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展，当距地面50～100m时，由避雷针等地表突出物电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。两者相接，进入直击或绕击的主放电阶段。
通常当地面上突出物的高度为h，雷云正下方的平均电场强度大于和等于m时，则该突出物将容易受到直击雷。原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径，用公式表述为: R= 。该式
还表明，地表安装独立避雷针后，将会在其附近出现大量的散击，甚至对避雷针进行直击，对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。
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一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培。瞬间高热和电动力，会造成混凝土杆炸裂，小截面金属熔化，引起火灾和大爆炸，金属导体连接部分断裂破损，建筑物倒坍，电气设备损坏。
2.1.2雷电反击危害
直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。假如地电阻为10Ω，一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。如果受雷击变电所输电线路来自另一个不同地网的变电所，那么上升的地电位与输电线上的电位将形成巨大反差，导致与输电线路相连的电气设备的损坏。不仅仅是输电线路、动力电缆，凡是引进变电所的金属管线都会引起雷电反击。
另一种雷电反击，对变电所的电子设备危害也不容忽视。雷电流沿变电所的接地网散流，支线上的雷电流和各点电位差异很大。连接在不同等电位地网上的电子设备。如果其间有电信号联系，那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。
2.1.3 感应雷危害直击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射，导致设备过电压放电，则为感应雷。显然，感应雷危害是大面积的，是电子设备的克星。
有资料计算表明，当雷击电流为30kA斜角波，雷云高度为3公里，导线高度为10m，击中距末端匹配的500m长架空线路中点100m处地面时，
线路上感应电压为150kV幅值的振荡波。此波为电磁感应和静电感应共同作用的结果。
还有计算显示，一栋由工字钢架构且金属部分连接成法拉第笼的10层（60m×30m×100m，每层高10m）的建筑物，被40us，100kA的雷击中楼顶，其各层楼面1m高处的感应电场垂直分量达数kV/m，随楼层降低感应电场强度趋向于均匀，但强度整体上无大的衰减。
事实上，在生产实践中，雷击的静电感应破坏力数倍于电磁感应。静电感应还可用雷击的二次效应理论来解释。带电雷云飘浮在地表上空，地表带上与雷云相反的等量电荷。当雷击过后，雷击点地表变为电荷的相对空穴，周围高电荷区域内与地电位相对绝缘的导体上的电荷，将像受突然击发的水波一样冲向雷击点，导致设备打火，绝缘受损和电子设备失效。特别注意的是电子设备的高阻抗输入回路，信号回路等引线较长，且直接连接的金属体积较大处，虽然已作电磁屏蔽（采用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地）仍会遭受厄运。
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2.1.4雷电侵入波危害
远方落雷，通过直击或电磁感应和静电感应方式从高压输电线路、配电线路、低压电源线路、通信线、电缆线、金属管道等途径侵入变电所，由于管线相对较长，且存在着分布电感和电容，使雷电传播速度减慢，这样一种现象用波传输理论来说明的概念称作雷电波。雷电波在传输过程中通过不同参数的连接线段或线路端点时，波阻抗发生变化会产生反射、折射，可导致波阻抗突变处的电压升高许多，加大了对设备的危害。
变电所简介
2.2.1变电所概述
电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。
牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。
2.2.2变电所主要任务
将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV(或220kV)降到所需要的电压，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机
车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网(含馈电线)称供电臂。
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2.2.3变电所主接线
电气主接线又称为电气一次接线，变电所主接线是变电所中的重要组成部分，它的连接形式对于防护雷电入侵波有着重要的作用。它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定有较大影响。
通过查找相关资料，以及参考《电力工程电气手册》，结合自己所学。对于本次设计的110kV牵引变电所的主接线设计为110kV侧采用单母分段的连接方式，35kV侧采用单母分段连接，10kV侧采用单母分段连接。此方案设计的优点是：110kV侧采用单母分段的连接方式，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35kV、10kV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性
的要求。此方案电气主接线图如下：
图电气主接线图
变电所防雷措施
2.3.1变电所遭受雷击的来源
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由于变电所是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。因此要求变电所的防雷措施必须十分可靠。
变电所遭受雷击主要来自两个方面： 1.雷直击于变电所的设备上；
2.架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。
因此直击雷和雷电侵入波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要。
2.3.2变电所防雷具体措施
变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。
架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所，是导致变电所雷害的主要原因，若不采取防护措施，势必造成变电所电气设备绝缘损坏，引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值，使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的，在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。
2.3.3变电所对直击雷防护
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装设避雷针是直击雷防护的主要措施避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器。他将雷引到自己的身上，并安全导入大地中从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免受雷击。
装设避雷针时对于35kv变电站必须装有独立的避雷针，并满足不发生反击的要求对于110kv及以上的变电所，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平比较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上，因此雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备反击事故。
2.3.4变电所对雷电侵入波的防护
变电站对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器或保护间隙。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻，目前，FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器，主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器，主要用来保护变电所的高压电器设备。
2.3.5变电站的进线防护
对变电站进线实施防雷保护，其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时，将有行波沿着导线向变电站行进，其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此，在靠近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施，如果没有架设避雷线，当靠近变电所的进线上遭受雷击时，流经避雷器的雷电电流幅值可超过5KA，且其陡度也会超过允许值，势必会对电路造成破坏。
2.3.6变压器的防护
变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器，这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。
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装设避雷器时，要尽量靠近变压器，尽量减少连线的长度，以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时，避雷器的接线应该与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起，这样，当侵入波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了（不包括接地电阻上的电压压降），就减少了雷电对变压器破坏的机会。
2.3.7变电所的防雷接地
变电所防雷保护在满足要求以后还要根据安全和工作接地的要求敷设一个统一的接地网，然后避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷的要求，或者在防雷装置下敷设单独的接地体。
3 防雷保护装置
防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。
避雷针
3.1.1避雷针原理
避雷针由金属制成，结构简单，安装方便，其保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。避雷针的设计一般有一下几种类型：
（1）单支避雷针的保护（2）两支避雷针的保护（3）多支避雷针的保护。
变电所直击雷保护的基本原则：一是独立避雷针（线）与被保护物之间应有一定的距离，以免雷击针（线）时造成反击。二是独立雷针的接地装置与被保护物之间也应保持一定的距离Sd以免击穿，在一般情况下，不应小于3m。有时由于布置上的困难Sd无法保证，此时可将两个接地装置相联，但为了避免设备反击，该联接点到35kV及以下设备的接地线入
地点，沿接地体的地中距离应大于15m，因为当冲击波沿地埋线流动15后，ρ≤500Ω·m时，幅值可衰减到原来的22%左右，一般不会引起事故了。 3.1.2避雷针设置原则
对于110kV以上的变电所，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上，因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架，应装设辅助接地装置，该接地装置与变电所接地网的连接点，距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时，在避雷器接地装置上产生的高电位，沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减，使侵入的雷电波在达到变压器接地点时，不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱同时变压器又是变电所的重要设备，故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。 3.1.3避雷针保护范围的计算
避雷针是一种简单的防直击雷的装置。就国际电工委员会（IEC）推荐的滚球法对避雷针的保护范围进行了精确的计算。所谓滚球法是以hr 为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或接闪器和地面（包括与大地接触能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。不同类别的防雷建筑物的滚球半径如（表）
13. 防雷及过电压保护 一、单选题 1．下面给出了几组四种雷区平均年雷暴日数，按照标准对雷电活动强弱的分类，其中标准的规定值是( )。 A．少雷区≤10，中雷区10~20，多雷区20~40，特强区≥40： B．少雷区≤12，中雷区12~30，多雷区30~60，特强区≥60； C．少雷区≤15，中雷区15~40，多雷区40～90，特强区≥90； D．少雷区≤20，中雷区20~60，多雷区60~120，特强区~>120。 2．在绝缘配合标准中，送电线路，变电所绝缘子串及空气间隙的绝缘配合公式均按标准气象条件给出。在下列各组气象条件数据中，标准气象条件(气压P、温度T、绝对湿度H)的一组数据是( )。 A．P=8.933kPa，T=10℃，H=8.5g／m3；B．P=8.933kPa，T=15℃，H=10g／m3； C．P=101.325kPa，T=20℃，H=llg／m3；D．P=101.325Da，T=25℃，H=12 g／m3。 注ImmHg=133.322Pa。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- DL/T620—1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 10 绝缘配合 10.1 绝缘配合原则 10.1.1 按系统中出现的各种电压和保护装置的特性来确定设备绝缘水平，即进行绝缘配合时，应全面考虑设备造价、维修费用以及故障损失三个方面，力求取得较高的经济效益。 不同系统，因结构不同以及在不同的发展阶段，可以有不同的绝缘水平。 10.1.2 工频运行电压和暂时过电压下的绝缘配合： a)工频运行电压下电气装置电瓷外绝缘的爬电距离应符合相应环境污秽分级条件下的爬电比距要求。 b)变电所电气设备应能承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压。 10.1.3 操作过电压下的绝缘配合： a)范围Ⅱ的架空线路确定其操作过电压要求的绝缘水平时，可用将过电压幅值和绝缘强度作为随机变量的统计法，并且仅考虑空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸(如运行中使用时)过电压。 b)范围Ⅱ的变电所电气设备操作冲击绝缘水平以及变电所绝缘子串、空气间隙的操作冲击绝缘强度，以避雷器相应保护水平为基础，进行绝缘配合。配合时，对非自恢复绝缘采用惯用法；对自恢复绝缘则仅将绝缘强度作为随机变量。 c)范围Ⅰ的架空线路和变电所绝缘子串、空气间隙的操作过电压要求的绝缘水平，以计算用最大操作过电压为基础进行绝缘配合。将绝缘强度作为随机变量处理。 10.1.4 雷电过电压下的绝缘配合。 变电所中电气设备、绝缘子串和空气间隙的雷电冲击强度，以避雷器雷电保护水平为基础进行配合。配合时，对非自恢复绝缘采用惯用法，对自恢复绝缘仅将绝缘强度作为随机变量。 10.1.5 用于操作雷电过电压绝缘配合的波形： a)操作冲击电压波。至最大值时间250μs，波尾2500μs。
学校综合防雷工程设计方案 目录 一、前言 二、现代防雷基本知识 三、现场分析 四、设计依据 五、防雷设计思路 六、防雷设计方案 七、产品的安装及说明 八、结束语九、工程预算
一、前言 雷击已成为大自然的严重自然灾害之一，学校是教书育人，学生聚集的地方，防雷设施尤其重要。近几年来， 随着教育事业的快速发展，学校高层建筑物不断增多，电化教育、远程教育等信息技术应用日益普及，雷电隐患 也随之增加。2007年5月23日，市开县兴业小学遭受雷击，造成7名学生死亡、39人受伤的重大雷击事故，由 此可见，学校做好防雷设施的预防是多么的重要。 为了保证电子设备的正常运行和人员的安全，必须设计完整有效的防雷方案。 二、现代防雷基本知识 根据不同的破坏机理，雷这种特殊的自然放电现象表现为两种形式：直击雷和感应雷。 直击雷是指带电云层与上某一点之间发生迅猛的放电现象。其破坏原理主要是机械破坏作用，体现在楼房顶 角被雷击落一块水泥，大树被雷劈开，屋外的人畜被雷打死等；带电云层由于静电感应作用，使某一围带上异种电荷，直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些围由于散流电阻的存在，以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫 做“二次雷”或称“感应雷”，其破坏机理主要是电子设备的过压击穿，造成设备故障或损坏，严重者造成设备整机报废。 “直击雷”是在短时间以脉冲的形式通过强大的电流，它的峰值有几十KA乃至几百KA,峰值时间很短，以 us计的；“感应雷”没有直击雷那么猛烈，但它发生的机率远比直击雷高得多。因为直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击，或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。 此外，直击雷一次只能袭击一两个小围的目标，而一次雷击可以在比较大围多个小局部同时发生感应雷过电压现 象，并且这种感应高电压可以通过电力线、网络线等金属导线传输到很远，致使雷害围扩大。特别是随着大规模集成电路的应用，防雷已由以前的防直击雷为主发展到今天的综合防雷。 直击雷的防护一般采用楼顶安装避雷带、避雷针等，配合引下线、地网以保护建（构）筑物及建（构）筑物 人员的安全；感应雷的防护主要采用线路上安装雷击过电压保护器，即防雷器，配以线路屏蔽接地、等电位接地处理等综合运用，以保护设备的安全。因此，只是防直击雷或只防感应雷都是不全面的，而应进行综合防雷。 三、现场分析 该学校的建筑物主要有一号楼、二号楼、科技楼、体育馆、食堂、二栋学生宿舍楼组成，其中一号楼是机房 所在地，机房有在较多电子设备，需要做为一个重点防感应雷保护。另外在场外还有监控系统的前端设备也在重 点防感应雷保护之，七栋建筑物不但需要安装完善的直击雷防护设施，还要做好接地、等电位连接和防感应雷保 护措施，从而形成一个完善的综合防雷系统。 四、设计依据 1、GB50057- 94《建筑防雷设计规》 2、GB50174- 93《电子计算机房设计规》 3、JGJ/ T16—92《民用建筑电气设计规》 4、GB9361-88 《计算机场站安全要求》 5、GB7450-87《电子设备雷击保护导则》 6、GB2887-89《计算站场地技术文件》
摘要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电所的防雷设计，变电所是电力系统中重要组成部分，而且变电所的电气部分要装设合理的避雷装置和接地装置，因此，它是防雷的重要保护对象。 如果变电所发生雷击事故，将造成大面积的停电，给人民生活和社会生产带来重大不便，还有可能给国家造成大经济损失，这就要求防雷措施必须十分可靠变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护方便，在此前提下，力求经济合理的原则。 本次设计，主要对变电所的主要设备进行选择，重点设计变电所的防雷部分，包括变电所进线段保护、防直击雷、防感应雷以及变电所二次设备的防雷。通过对各种避雷器的性能对比，结合变电所实际情况，确定变电所的避雷器的选择，并考虑变电所控制系统的防雷，提出防雷方案。 氧化锌避雷器以其优越的性能，越来越受到电力行业的关注。本次设计，将结合氧化锌避雷器性能的优点，并结合变电所设计的情况，讨论氧化锌避雷器在变电所中的应用前景。 关键词：变电所避雷器防雷保护
目录 1 引言........................................................... (1) 课题背景........................................................... . (1) 课题研究的意义........................................................... . (1) 2 系统设计方案的研究........................................................... . (2) 雷电对变电所的危害........................................................... (2) 2.1.1雷的直击和绕击危害........................................................... . (2) 2.1.2雷电反击危害...........................................................
绪论 自古以来，雷电灾害一直存在，据有关研究统计，地球上任一时刻平均有2000多个雷暴在进行着，平均每秒有100次闪电，每个闪电强度可高达10亿伏，足见其能量之大，产生的危害可想而知。 200多年前，富兰克林发明避雷针以后，建筑物等设施已得到了一定的保护，人们认为可以防止雷害，对防雷问题有所松懈。但是随着近代高科技的发展，尤其是微电子技术的高速发展，雷电灾害越来越频繁，损失越来越大，原先的避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。握着电话话筒而受雷击致死的人时有所闻，原先许多从来不发生雷电灾害的行业和部门也频频受害。这些雷害是人们意料不到的。据统计，现今全球平均每年因雷电灾害造成的直接经济损失就超过10亿美元，死亡人数在三千人以上。我国根据气象部门和劳动部门的估算，每年雷击伤亡人数均超过1万，其中死亡3000多人。例如1989年８月1２日，我国青岛市黄岛油库遭雷击失火，燃烧104小时才勉强扑灭。伤亡人员近百名，烧毁原油3.6万吨，整个油库毁坏殆尽，变成一片废墟。又如某数据中心，集全体技术人员历时三年的研究成果和宝贵数据因一次雷灾而化为乌有。类似的案例不胜枚举。 90年代以后，雷灾出现新的特点，这主要是因为一些高大建筑的兴起，最典型的就是高层智能大厦，这种高大的建筑物很容易吸引落雷，从而使本身所在建筑及附近建筑遭到破坏。另外，随着微电子技术高度发展及广泛应用到各个领域，使雷害对象也发生了转移──从对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害，以至发生人身伤亡事故。随之防雷对象也由强电转移到弱电，雷电产生的电磁脉冲超过直接雷击而成为主要危害。 从上面的叙述可以看出，防雷工作是十分必要的，各行各业有关部门均应给予重视。尤其是电气设计人员，在进行建筑物的防雷设计时，一定要严格按照我国《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94 2000）强制性国家标准来进行设计。 本文从雷电对建筑物产生危害的四个方面入手，先叙述了直击雷、雷电波侵入、感应过电压和地电位提高等对建筑及其内部设备的损害，再介绍建筑物防雷等级确定的方法，然后阐述目前针对这四种雷电危害的电气综合防雷系统的设计──外部防雷和室内防护，最后以一个实际工程对防雷系统设计过程进行详细的介绍。 1 雷击的危害 通常所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。当然，云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响。然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大，这是电气防雷设计的主要对象。 雷击的危害主要有四个方面： （1）直击雷 带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直击雷。它的破坏力十分巨大，若不能迅速将其泻放入大地，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害——火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。 （2）雷电波侵入 雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷
防雷方案设计 4.1 标准依据： 现场勘察情况 GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》2000 版 GB500174-93<< 计算机机房设计规范>> GA173-1998 《计算机信息系统防雷保安器》 IEC1312-1.2.3 《雷电电磁脉冲的防护》计算机信息系统防雷安全规范（讨论稿） QX3-2000 《气象信息系统雷击雷电电磁脉冲的防护》GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设 计规范》GB/T13615 －92<< 地球站电磁环境保护要求>> YD5078-98 《通信工程电源系统防雷技术规定》<< 无线电管理规则>> GB50058-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB9361-88 《计算机场地安全要求》 DL/T621-1997<< 交流电器装置的接地>> YD2011-93 微波站防雷与接地设计规范 YD5078-98 通信工程电源系统防雷技术规定 GB50198-94 民用闭路电视系统工程技术规范 4.2 防雷方案设计内容 雷电分为直击雷和雷电电磁脉冲危害。具有高电压、大电流和瞬时性特点，强大的闪电产生静电场、电磁场和电磁辐射，以及雷电波侵入、地电位反击等，统称雷电电磁脉冲，严重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作，在一定范围内造成许多微电子设备损坏。仅仅依靠避雷针等防直击雷系统是无法保证防雷效果的，需要有一种合理的工程保护方式， 既要防护直接雷击，又要防护雷电电磁脉冲，做到综合保护。
根据国内外最新的防雷技术规范、防雷设备、防雷实践经验，本次贵单位智能化系统 机房综合防雷工程主要包括对智能化系统中弱电设备的综合防雷保护。主要考虑：机房设备电源的浪涌冲击防护、信号及数据线的瞬变防护、地电位反击、完善的等电位低阻地网等 方面。因为从综合防雷的思想除了考虑建筑物直接雷防护还须全面考虑到这些弱电子系统的供电线路、通信信号信线路的感应雷防护并保证良好有效的等电位接地。确保人身、各系统设备稳定运行。 4.3 具体防雷措施 1）直击雷防护（大楼直击雷防护措施已有, 本次不考虑） 2）机房感应雷防雷保护 供电线路防雷保护主要是在机房设备的各配电线路安装多级防雷器，“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级，经过逐级限压和放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用”防雷箱”、“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。 针对机房重要设备及主要的终端设备，可在交换机等设备的电源进线端，串联安装插座式防雷器，其作用是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用。 电源系统防雷保护采用多级防护的原理，关于多级保护的要求，主要来源于IEC 中雷电 分区的概念，主要的目的是为了降低残压。因为既满足通流容量大，又要求残压低的避雷器 元器件是不存在的。在IEC 及GB50057-94 中要求，第一级电源避雷器残压小于4KV ，第二级电源避雷器残压小于2.5KV ，第三级电源避雷器残压小于1.5KV 。对于采用220V 的供电设备而言，瞬间耐冲击过电压幅值为1.5KV ，国标中考虑留有余地，要求末端避雷器残压值小 于1.5 X 80%=1.2KV。本方案通过以上三级防护，可以把过电压箝制到1KV以下。对使用UPS 供电的重要设备而言，再通过UPS 滤波整流后，完全可以满足要求。 1.1 机房电源第一级防护 扌措施：①在网络机房电源自切配电柜处，分别并联安装一套一体化三相高能量电源避雷器LAYM-120*4 ，作为机房电源系统的第一级防护，该型产品具有通流量大、残压较低、具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能。计1 套。
高电压防雷保护的设计 学生姓名：史灵曦 专业班级： 2013级机电指导教师：李仕卫 完稿日期： 2016.01.02
目录 摘要······························· - 1 - 1雷电的基础知识··························· - 1.1雷电形成及放电过程······················ 1.1.1雷云形成························ 1.1.2雷电原理························ 1.1.3雷云放························ 1.2雷电形成相关联的原理····················· 1.3 雷电的波形及参数······················· 1.4雷电的危害·························· 1.4.1雷电热效应的破坏作用·················· 1.4.2雷电流电动力的破坏作用·················
1.5雷电的静电感应和电磁感应··················· 1.5.1雷电的静电感应作用··················· 1.5.2雷电的静电感应原理图·················· 1.5.3雷电的电磁感应原理··················· - 6 - 2电力系统防雷的基本知识······················· 2.1雷击分类··························· 2.2变电站防雷保护························ 2.3架空线路的防雷保护······················ 2.4避雷针···························· 2.5关于避雷针、避雷线运行中注意的问题·············· 2.6 线路的耐雷性测定······················· 2.7线路防雷设计的选定原则···················· - 9 - 3雷电流压降导致的高电压······················ 3.1接触电压··························
防雷系统设计方案
防雷系统设计方案 防雷系统发展 电的普遍使用促进了防雷产品的发展，当高压输电网为 千家万户提供动力和照明时，雷电也大量危害高压输变 电设备。高压线架设高、距离长、穿越地形复杂，容易 被雷击中。避雷针的保护范围不足以保护上千公里的输 电线，因此避雷线作为保护高压线的新型接闪器就应运 而生。在高压线获得保护后，与高压线连接的发、配电 设备依然被过电压损坏，人们发现这是由于“感应雷”在 作怪。（感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属 导体中的，感应雷可经过两种不同的感应方式侵入导 体，一是静电感应：当雷云中的电荷积聚时，附近的导 体也会感应上相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电 荷迅速释放，而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也 会沿导体流动寻找释放通道，就会在电路中形成电脉 冲。二是电磁感应：在雷云放电时，迅速变化的雷电流 在其周围产生强大的瞬变电磁场，在其附近的导体中产 生很高的感生电动势。研究表明：静电感应方式引起的 浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。雷电在高压线上感应 起电涌，并沿导线传播到与之相连的发、配电设备，当 这些设备的耐压较低时就会被感应雷损坏，为抑制导线
中的电涌，人们创造了线路避雷器。 早期的线路避雷器是开放的空气间隙。空气的击穿电压很高，约500kV/m，而当其被高电压击穿后就只有几十伏的低压了。利用空气的这一特性人们设计出了早期的线路避雷器，将一根导线的一端连在输电线上，另一根导线的一端接地，两根导线的另一端相隔一定距离构成空气间隙的两个电极，间隙距离确定了避雷器的击穿电压，击穿电压应略高于输电线的工作电压，这样当电路正常工作时，空气间隙相当于开路，不会影响线路的正常工作。当过电压侵入时，空气间隙被击穿，过电压被箝位到很低的水平，过电流也经过空气间隙泄放入地，实现了避雷器对线路的保护。开放间隙有太多的缺点，如击穿电压受环境影响大；空气放电会氧化电极；空气电弧形成后，需经过多个交流周期才能熄弧，这就可能造成避雷器故障或线路故障。以后研制出的气体放电管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了这些毛病，但她们依然是建立在气体放电的原理上。气体放电型避雷器的固有缺点：冲击击穿电压高；放电时延较长（微秒级）；残压波形陡峭（dV/dt较大）。这些缺点决定了气体放电型避雷器对敏感电气设备的保护能力不强。半导体技术的发展为我们提供了防雷新材料，比如稳压管，其伏安特性是符合线路防雷要求的，只是其经
仪表系统防雷工程设计及应用 发表时间：2015-12-23T11:35:07.300Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：高晶[导读] 天津辰力工程设计有限公司仪表系统雷电防护等级的划分，采用被保护系统的重要程度结合当地年平均雷暴日来分级确定。高晶 （天津辰力工程设计有限公司天津 300400）摘要：介绍了仪表系统防雷等级划分方法，结合高雷区仪表系统的防雷工程设计，从控制室建筑物、现场仪表系统、控制室内仪表系统几个方面阐述了仪表系统防雷工程的设计及应用。关键词：防雷工程；电涌防护器；接地；雷电防护等级近年来，由于仪表系统遭受雷击或雷电电磁脉冲而造成生产装置、大型机组停车的情况屡有发生。为保证仪表系统的正常运行，避免或减少雷电袭击导致的直接及间接经济损失，对仪表系统实施适宜的防雷工程是很有必要的。1仪表系统雷电防护等级划分及防雷工程实施仪表系统雷电防护等级的划分，采用被保护系统的重要程度结合当地年平均雷暴日来分级确定，具体见表1。被保护系统的社会、经济和安全重要程度主要根据安全等级的评价、事故可能伤亡人数及事故可能造成的经济损失来综合评定。其分类可以参考SH/T 3164-2012《石油化工仪表系统防雷设计规范》的表3.3来确定。举例：项目所在地年平均雷暴日53d/a，社会、经济和安全重要程度分类为第二类，因此根据表1综合评估，该项目仪表系统雷电防护等级按一级防护划分。 根据SH/T 3164-2012《石油化工仪表系统防雷设计规范》第5.1.2条，防雷等级为一级的区域和控制室应实施仪表系统防雷工程。2仪表系统雷电综合防护仪表系统防雷工程是一项系统工程，由多专业配合完成，才能达到仪表系统的有效防护。IEC1024-1 中提出外部防雷和内部防雷的概念，按此分类主要的雷电防护措施如下：外部雷电防护（直击雷防护）措施包括接闪器、引下线、接地装置等。其作用是：拦截击向建筑物的雷击，把雷电电流从雷击点直接引入大地泄放。内部雷电防护（感应雷、反击雷）措施包括等电位连接与接地、屏蔽、合理布线、设置电涌防护器以及采用高抗干扰度的仪表系统等。 以下主要从控制室防直击雷、现场仪表和控制室内仪表系统几方面来介绍仪表系统的防雷设计。3控制室防直击雷设计控制室的防雷设计主要由建筑和电气专业参照GB50057《建筑物防雷设计规范》及电气专业的有关规范进行设计。控制室建筑物接闪器采用接闪网方式，接闪网设置多根专用引下线，经引下线接至电气接地网。接闪网不应大于5mx5m或6mx4m，引下线的间距不应大于12m。引下线的位置要与引入控制室的管道和电缆隔开一段距离，以减小电磁感应。4现场仪表系统的防雷设计4.1现场仪表系统的防护和接地室外现场仪表应采用全封闭金属外壳或安装在全封闭的金属防护箱内，并就近接地或与接地的金属体相连接。 4.2 现场仪表电涌防护器的设置直击雷、感应雷侵入仪表控制系统时，主要表现为瞬间出现的极高浪涌电压，而电涌防护器可以把绝大多数浪涌电流泄入大地，将线路电压限制在安全范围内，从而保护仪表电子器件的安全。装置区大多数仪表都安装在设备或管道上，这些设备和管道都是良导体。另外，装置所在的框架或厂房都采取了防雷措施，加上仪表本身体积较小，仪表直接“接闪”的可能性较小。只有极少数的位于空旷地带或位于装置高点的仪表，容易遭受直击雷雷击。安全仪表系统的仪表信号对于生产运行及事故安全联锁极为重要。因此，为保证安全仪表系统的正常运行，对所有安全仪表系统的仪表均设置电涌防护器。 综上，设置电涌防护器的仪表范围：1.外部雷电防护区外的仪表2.安全仪表系统的仪表。 4.3 电缆的敷设和屏蔽仪表防雷工程中的仪表电缆桥架应采用全封闭钢板结构。设置电涌防护器的仪表与保护管之间采用金属挠性管全程保护。敷设电缆的保护管、电缆桥架应保证分段良好的电气连接，每隔20m处及拐弯、分支处采用1x6mm2接地线就近接地或与接地的金属设备、结构、框架进行电气连接。 5控制室内仪表系统的防雷设计5.1电缆入口接地排的设置电缆桥架及保护管除在进建筑物处的室外应与电气专业的接地设施连接外，还需要在进入室内处与单独设置的接地排相连接。本项目控制室有三个仪表电缆进线口，在进线口相邻的室内墙侧采用4mmx40mm（厚x宽）的铜条设置三处独立的电缆入口接地排。进线口处仪表桥架采用1x6mm2接地线与接地排相连。 5.2 机柜内电涌防护器的设置电涌防护器在控制系统中主要应用于电源、信号和通讯回路中。（1）电源电涌防护器80%的雷击事故是发生在供电回路中，因而针对电源系统设置电涌防护器至关重要。根据电源回路的特征，在市电交流配电柜、UPS 交流配电柜和直流电源配电柜的输入侧安装供电线路电涌防护器，分级保护电源系统的安全。（2）信号电涌防护器
过电压保护器防雷原理解析 防雷器（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。防雷器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 防雷器元件从响应特性看，有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙（基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙）和气体放电管，属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压，避雷器就是利用它们不同的优缺点，扬长避短，组合成各种避雷器，保护电路。 二、SPD的基本元器件及其工作原理： 放电间隙（又称保护间隙）： 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管： 它是由相互离开的一对伶阴板封装在充有-定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的， 气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up（- -般情况下Up=（2~ 3）Udc;工频而授电流In;冲击而授电流lp;绝缘电阻R（》109）;极间电容（1- 5PF） 气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在
目录 一、雷电防护理论概述 二、防雷工程项目施工现场情况 三、施工方案 四、工程进度表 五、产品售后服务
一、雷电防护理论概述 雷电是自然界一种常见放电现象，自然界每年都有几百万次闪电，每年雷击造成的人员伤亡和财产损失，仅次于水灾而大于其它任何灾害。 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业，尤其大规模集成电路为核心组件的测量、监控、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作，从而造成更大的经济损失和社会影响，尤其地处山野外的高速公路，水电厂、污水处世理厂极易遭受雷击过电压的侵害。它们的共同特点，电力线路往往要翻山越岭，传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面，这些都是易遭直接雷击或感应过电压的薄弱点。 防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一两种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能性能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——均压、习屏蔽、分流、接地、保护（包括安装先进的防雷产品、过不去电压保护器、电涌保护器），才能将雷害减少到最低限度。１、雷电的危害 自然界的雷击分为直接雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射两大类。
a)直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象，它以强大的冲击电 流、炽热的高温、猛烈的冲击波、强烈的电磁脉冲辐射损坏放电通道上的建筑物、输入电线、室外设备等，造成极大的经济损失。 b)雷电感应高电压和雷击电磁脉冲，是由于雷雨云和雷雨云之间及 大地之间放电时，在放电周围产生的电磁感应，雷击电磁脉冲辐射以及雷雨云电场的表面电感应，使建筑物上的金属部件，如屋顶管道，铁塔，水箱，电源线，信号传输线，天馈线等感应出雷电高电压，沿这些金属部件线路通过室内的管道，电缆等进入各种电子电气设备，从而放电并损坏设备。 c)因为直击和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，其 次是由于被保护系统的屏蔽差，没有采取等电位连接措施，综合布线不合，接地不规范，没有安装电涌保护器或安装电涌保护器不符合规范的要求等，使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率高，损坏电子电气设备，全国年薪因雷电造成的损失高达数亿元，因此，我们必须有意识到提高对雷灾的防御能力，并提供完善的一体化解决方案。 ２、雷电灾害防治的基本方法 a)直击雷和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，防护 措施也就不一样，防直击雷主要采用避雷针、避雷带（网、线）等传统装置，只要设计规范，安装合理，这些设施是能够对直击雷进行有效防御。 b)但是无论多么完善的防直击雷装置，对雷电感应和雷击电磁脉冲
建筑幕墙的防雷设计与施工 发表时间：2018-05-08T16:00:51.997Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第2期作者：刘文杰1 明龙辉2 [导读] 本文主要针对建筑幕墙的防雷设计与施工展开分析，思考了建筑幕墙的防雷设计与施工的具体的方法和具体的方案. 1方大建科集团有限公司广东深圳 5180002深圳樽威尔建筑工程有限公司广东深圳 5180000 摘要：本文主要针对建筑幕墙的防雷设计与施工展开分析，思考了建筑幕墙的防雷设计与施工的具体的方法和具体的方案，对于如何进一步开展设计和施工工作进行了进一步的探讨，可供参考。 关键词：建筑，幕墙，防雷设计，施工 前言 在建筑幕墙的防雷设计与施工的过程中，一定要把握重点和难点，提出更好的方案，对于建筑幕墙的防雷设计与施工的困难，也必须要及时的注意，确保设计和施工的质量。 1幕墙概述 幕墙的组成主要是面板与相应承力结构，其能够承受一定的表形从而能够直接的悬挂在墙体的主体结构上，对于这种建筑结构其最大的优点是能够承担一定的外围荷载，同时防护作用非常好，而且美观大方。就目前的情况，建筑工程施工项目中的幕墙的施工技术体系是相对的比较成熟，且施工方法和施工工艺也是比较完善的。通过很多的例子可以知道，目前的幕墙结构的分类主要是安装施工的材料进行的，一般情况下分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙和混凝土幕墙等。随着社会的发展，建筑行业得到很大的发展，项目也是越来越多，出现了很多的新型气循幕墙、智能幕墙和光电幕墙，这些也都成为了幕墙工程的主要结构形式。在目前的建筑行业中，幕墙的非常新颖的现代建筑派系，在整个工程项目中占据着非常重要的位置，其有很高的艺术地位和艺术特色。到目前为止，建筑幕墙结构被广泛的应用于人群相对比较集中的商业公共建筑和一些大型的公共建筑外墙上。它在建筑结构最为外围，所以也埋下了很大的火灾和雷击的隐患。其原因是因为幕墙结构基本上都是由玻璃、石材等组成，这些材料都是属于不叫脆性的材料，所以有极查的抗火和抗雷能力，如果遇到高温，特别容易引起一些炸裂和破碎的现象。同时，当建筑物发生火灾的时候，对于这些材料它们因为受到高温的作用会非常容易发生变形，从而出现下滑，使得火焰从这些材料缺口涌入室内，也就引起坊间出现浓烟的情况。所以，在进行工程建设的时候需要处理好这些问题。不仅如此，对于室内发生大火和雷击故障更是容易引起材料软化，从而使得材料大块大块的从天而降，直接危及到人们的生命财产安全，因此对建筑幕墙进行防火防雷设计时非常有必要的。 2建筑幕墙的防雷设计 为了有效地防护雷电，保护人民的生命财产安全，防雷电专家将建筑物分为三类，并根据其防雷电安全的重要性人为地假设了滚球半径。当建筑物的高度高于对应的滚球半径时，就容易产生侧击雷。所谓侧击雷，就是雷击的一种，建筑防雷有直面雷击（就是直接打在楼顶的），而侧击雷就是从侧面打来的，因为一般建筑比较高，顶层避雷带并不能完全保护住整个楼体，所以侧面击雷就需要加设保护。 以《建筑物防雷设计规范》GB50057—2010和民用建筑电气设计规范JGJ16-2008为基础的，所谓滚球法是以hr为半径的一个球体沿需要防直接雷的部位滚动，当球体只触及接闪器或只接触及接闪器和地面而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。 幕墙的防雷装置和建筑物防雷网的接通办法一般有三种形式，一是在钢筋混凝土墙上通过柱或墙内的主钢筋设置预埋件连接板和引出连接板作为测试、连接之用。二是利用幕墙上的预埋件和建筑物防雷网接通作为连接通道。三是在立柱、梁墙浇注混凝土之前，焊好预留出来的接线，作为连通之用。 当建筑物过长，建筑物上出现伸缩缝和沉降缝时，两部分应构成统一的防雷系统，在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷系统的跨越处理。处理方法是用软导管线连接断开的防雷装置，或用不少于4mm厚的镀锌扁钢弯曲成U形状后连接，以易于伸缩。U形的半径应大于伸缩的两倍至三倍。 3建筑幕墙防雷施工工艺流程及技术措施保证 3.1施工工艺流程 高层建筑物由于幕墙的围护，建筑物防雷装置被幕墙的屏蔽效应后，不能直接起到接闪和防雷作用，闪电对建筑物的雷击往往变成闪电对幕墙的雷击。因此，高层建筑幕墙的防雷施工质量直接影响到整个建筑物的防雷效果，其主要施工工艺流程如下：施工前准备～基础接地体焊接～主体防雷系统焊接～每三层均压环上将预埋件与主体防雷系统焊接～均压环上用镀锌扁钢与预埋件焊接连成闭合的一圈～有防雷需求的立柱跨接～防雷区域内横梁与立柱压接～幕墙封顶盖板与屋面避雷网连接～接地电阻检测。 3.2施工技术措施保证 建筑主体结构施工阶段，在混凝土浇灌前，各钢筋之间必须构成可靠电气连接，其主要是作为基础接地体的桩筋、地梁钢筋、承台钢筋或底板筋及主体结构柱内防雷引下线、梁、板钢筋之间可靠连接，整个建筑形成一个法拉第笼，将雷电流迅速引入大地。选定的作为防雷引下线和均压环屏蔽网的柱、梁筋驳接处必须作可靠焊接，焊接长度不得小于镀锌扁钢宽度的2倍且要求三面施焊，圆钢不得小于直径的6倍且要求双面施焊，使之成为可靠的电气通路。 从六层开始到屋面层，每三层在建筑物均压环上将预埋件与有防雷作用的圈梁主钢筋焊接（此圈梁主钢筋必须与主体防雷引下线可靠连接）；建筑装饰阶段，在建筑物结构楼板外表面四周敷设一根-40@4镀锌扁钢与指定有防雷作用的预埋件焊接，焊接长度必须符合要求，不得出现点焊、虚焊及表面咬肉、气孔等现象，焊接处刷两道防锈漆（所有焊接要求相同），从而形成一道闭合的均压环。 所有指定有防雷作用的竖向铝合金立柱之间连接均采用40@4铝合金制成的可伸缩的2个欧姆弯/80进行压接，连接处上下各用2个M8不锈钢对穿螺栓进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫，对穿螺栓压接要避开竖向立柱自身连接用的芯管。在防雷区域内指定有防雷作用的所有竖向立柱与横梁的连接处，通过40@4铝合金角码，用2颗不锈钢螺钉M5@16，配不锈钢平垫和弹簧垫进行压接。这些幕墙构配件之间防雷连接的都是经实践证明行之有效的方法。位于女儿墙顶部的幕墙封顶盖板属于屋顶最外沿，最容易受到雷击。因此，高层建筑物的屋顶防直击雷可沿女儿墙封顶盖板上边设置避雷带，避雷带一般应安装在其宽度的中心，当女儿墙封顶盖板宽度>300mm时，避雷带应安装在距离女儿墙封顶盖板最外沿100~150mm；当屋顶其他明设金属物壁厚或截面面积符合防雷要求时，也可以利用其作为接闪器；也有直
线路防雷过电压保护器 一、过电压保护器概述 过电压保护器中最常用的电压等级线路，由于10KV线路的绝缘水平普遍较低，难以承受直击雷或感应雷的作用，不仅在雷直击导线和塔顶时会闪络起跳闸，而且在雷电击中周边的树木或建筑时，因感应电压过高也会导致闪络，绝缘层被击穿，接续的工频电弧在此处燃烧，在极短的时间内导线就会被烧断。目前我国各大、中城市10KV配电线路采用绝缘导线做为架空配电线路的愈來愈多，有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题，与地下电缆相比具有投资省，建设快的优点，但也带来了一些新的技术问题，其中之一就是绝缘导线运行中的雷击断线，雷击断线已成为电力系统面临的一个安全难题。 过电压保护器适用于配电6KV、10KV绝缘导线，采用了专利设计的穿刺型结构可穿透安装在线槽内的导线绝缘层形成电气连接；独特的引弧叉通过螺栓与绝缘子上端金具紧密相连，另一端为放电端，与安装在绝缘子下端金具上的接地电极形成一个放电间隙；并有绝缘罩包裹除引弧叉放电端外的绝缘子上端所有裸露金具部分。过电压保护器XHQ5-12.7/36在正常状态下，防雷绝缘子的放电间隙不动作；只有超过规定雷电过电压出现时，引弧叉与接地电极的间隙才能被击穿，形成短路通道。接续的工频电弧便在线夹的引弧叉上燃烧，释放过电压能量，以保护导线免于烧伤。 二、产品简介 绝缘线路防雷装置过电压保护器本产品悬挂在输配电线路上，在绝缘子的右端就是低电位，这时在绝缘子的左右两端高低压电极之间形成一个空气间隙，主要用来提供雷击闪络通道和电弧放电通道，其动作电压比绝缘子本体低，而且必然先与绝缘子本体闪络之前动作，使雷电引流，保护绝缘子和导线。 过电压保护器当架空绝缘输配电网受到直接雷击或者感应雷电时，绝缘子左右两端引弧棒提供的空气间隙能够在绝缘子闪络之前先动作放电，提供了雷电的闪络通道，在雷电闪络通道上建立起来的工频电弧或者单相短路电流的弧根，只能固定在引弧棒提供的高低压电极上，而不会流串到绝缘子本体或导线上，从而避免了绝缘子伞群的烧伤，甚至烧断绝缘导线的现象发生。 本产品满足国际标准规定的线路绝缘子的各项技术标准，并且将绝缘子各种性能指标加以提高，尽量堵塞放电，在堵塞不住的情况下再以疏导方式加以防雷。绝缘子和防弧金具二合为一，能够悬挂拉紧输电配电线路上，它相对于电杆可以水平拉紧安装，也可以垂直拉紧悬挂在线路支架上，具有很大的经济性和实用性。本产品的引弧棒能够提供多次工频电弧的烧蚀，性能可靠，可以有效地防止绝缘子因雷击损坏和绝缘导线雷击断线事故的发生。过电压保护器XHQ5-12.7/36其中，绝缘子芯棒两端的端头金具形状可以根据输配电线路连接的需要，不断改变其形状，以方便绝缘子在线路上的连接。 三、线路防雷过电压保护器用途 线路防雷过电压保护器绝缘线路防雷装置过电压保护器适用于架空线路中，将架空绝缘导线或裸导线连接在耐张杆或转角杆的金具上，从而将架空导线拉紧和绝缘，并起到防雷作用。
建筑幕墙的防雷设计与施工 摘要：本文主要针对建筑幕墙的防雷设计与施工展开分析，思考了建筑幕墙的防雷设计与施工的具体的方法和具体的方案，对于如何进一步开展设计和施工工作进行了进一步的探讨，可供参考。 关键词：建筑，幕墙，防雷设计，施工 前言 在建筑幕墙的防雷设计与施工的过程中，一定要把握重点和难点，提出更好的方案，对于建筑幕墙的防雷设计与施工的困难，也必须要及时的注意，确保设计和施工的质量。 1幕墙概述 幕墙的组成主要是面板与相应承力结构，其能够承受一定的表形从而能够直接的悬挂在墙体的主体结构上，对于这种建筑结构其最大的优点是能够承担一定的外围荷载，同时防护作用非常好，而且美观大方。就目前的情况，建筑工程施工项目中的幕墙的施工技术体系是相对的比较成熟，且施工方法和施工工艺也是比较完善的。通过很多的例子可以知道，目前的幕墙结构的分类主要是安装施工的材料进行的，一般情况下分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙和混凝土幕墙等。随着社会的发展，建筑行业得到很大的发展，项目也是越来越多，出现了很多的新型气循幕墙、智能幕墙和光电幕墙，这些也都成为了幕墙工程的主要结构形式。在目前的建筑行业中，幕墙的非常新颖的现代建筑派系，在整个工程项目中占据着非常重要的位置，其有很高的艺术地位和艺术特色。到目前为止，建筑幕墙结构被广泛的应用于人群相对比较集中的商业公共建筑和一些大型的公共建筑外墙上。它在建筑结构最为外围，所以也埋下了很大的火灾和雷击的隐患。其原因是因为幕墙结构基本上都是由玻璃、石材等组成，这些材料都是属于不叫脆性的材料，所以有极查的抗火和抗雷能力，如果遇到高温，特别容易引起一些炸裂和破碎的现象。同时，当建筑物发生火灾的时候，对于这些材料它们因为受到高温的作用会非常容易发生变形，从而出现下滑，使得火焰从这些材料缺口涌入室内，也就引起坊间出现浓烟的情况。所以，在进行工程建设的时候需要处理好这些问题。不仅如此，对于室内发生大火和雷击故障更是容易引起材料软化，从而使得材料大块大块的从天而降，直接危及到人们的生命财产安全，因此对建筑幕墙进行防火防雷设计时非常有必要的。 2建筑幕墙的防雷设计 为了有效地防护雷电，保护人民的生命财产安全，防雷电专家将建筑物分为三类，并根据其防雷电安全的重要性人为地假设了滚球半径。当建筑物的高度高于对应的滚球半径时，就容易产生侧击雷。所谓侧击雷，就是雷击的一种，建筑防雷有直面雷击（就是直接打在楼顶的），而侧击雷就是从侧面打来的，因为一般建筑比较高，顶层避雷带并不能完全保护住整个楼体，所以侧面击雷就需要加设保护。 以《建筑物防雷设计规范》GB50057—2010和民用建筑电气设计规范JGJ16-2008为基础的，所谓滚球法是以hr为半径的一个球体沿需要防直接雷的部位滚动，当球体只触及接闪器或只接触及接闪器和地面而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。 幕墙的防雷装置和建筑物防雷网的接通办法一般有三种形式，一是在钢筋混凝土墙上通过柱或墙内的主钢筋设置预埋件连接板和引出连接板作为测试、连接之用。二是利用幕墙上的预埋件和建筑物防雷网接通作为连接通道。三是在立柱、梁墙浇注混凝土之前，焊好预留出来的接线，作为连通之用。 当建筑物过长，建筑物上出现伸缩缝和沉降缝时，两部分应构成统一的防雷系统，在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷系统的跨越处理。处理方法是用软导管线连接断开的防雷装置，或用不少于4mm厚的镀锌扁钢弯曲成U形状后连接，以易于伸缩。U形的半径应大于伸缩的两倍至三倍。 3建筑幕墙防雷施工工艺流程及技术措施保证 3.1施工工艺流程 高层建筑物由于幕墙的围护，建筑物防雷装置被幕墙的屏蔽效应后，不能直接起到接闪和防雷作用，闪电对建筑物的雷击往往变成闪电对幕墙的雷击。因此，高层建筑幕墙的防雷
通信基站综合防雷接地方案 编制依据 工程涉及的产品规范与标准；工程施工涉及的规范、标准及验收规范、标准等须完全满足所有中华人民共和国的规范、标准，包括（但不限于此）： 《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005 《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》GB50689-2011 《通信局（站）防雷与接地工程验收规范》YD/T5175-2009 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010） 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012） 《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997） 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006） 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620-1997） 1联合接地 在整个防雷系统中接地系统是一个基本前提，只有具备了良好的接地系统，防雷设备才能真正发挥作用。所以，接地系统的建设是所有防雷工作的基础。 1.1接地的目的 1)接地是为了防止电磁干扰起屏蔽作用； 2)接地是为了泄放过电压以保护设备和人身安全； 3)接地是为了起着工作回路的作用； 4)接地是为了给通信设备提供零电位参考点。 5)在受到雷击时以供大电流泄放入地，以保护设备和人身安全。 1.2地网的组成 根据移动通信基站防雷与接地设计规范YD5068中规定： 1）移动通信基站应按均压、等电位的原理，将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。 2）移动通信基站地网由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，地网的组成如图1所示。基站地网应充分利用机房建筑物的基础（含地桩）、铁塔基础内的主钢筋和地下其他金属设施作为接地体的一部分。当铁塔设在机房房顶，电力变压器设在机房楼内时，其地网可合用机房地网。 图1移动通信基站地网示意图 3）机房地网组成：机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置，同时还应利用机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋共同组成机房地网。当机房建筑物基础有地桩时，应将地桩内两根以上主钢筋与机房地网焊接连通。当机房设有防静电地板时，应在地板下围绕机房敷设闭合环形接地线，作为地板金属支架的接地引线排，其材料为铜导线，截面积应不小于50mm2，并从接地汇集线上引出不少于二根截面积为50~75mm2的铜质接地线与引线排的南、北或东、西侧连通。 4）对于利用商品房作机房的移动通信基站，应尽量找出建筑防雷接地网或其他专用地网，并就近再设一组地网，三者相互在地下焊接连通，有困难时也可在地面上可见部分焊接成一体作为机房地网。找不到原有地网时，应因地制宜就近设一组地网作为机房工作地、保护地和铁塔防雷地。