莱阳市交通检测站补救防雷工程

戴江平郭磊倪全明范庆东

摘要：总结了莱阳市交通检测站雷击事故造成的原因，在对该站进行现场勘查分析的基础上，制定和完善了该检测系统防雷设计方案。

关键词：雷电冲击波；等电位；接地

中图分类号：U224.2+5文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）08A-0104-02

随着每年的机动车量迅速增长，车辆的性能安全在国民经济发展中的重要地位也越来越显著。交通检测自身有完善的信息系统，外观检测及数据录入，数据与图像一体化等，智能化程度相当高，且从管理中心到检测线分布有大量的精密电子设备，因此对于防雷防护有着极高的要求，特别是一些重要部门的数据资料，一旦丢失，将会带来不可估量的损失。2008年，莱阳交通检测站上空有强对流天气发生并伴随雷电现象，致使该检测站遭受雷电袭击，造成交通检测站检测系统多处设备损坏，不能正常工作，造成较大损失。

一、现场勘查与分析

检测厂房所在建筑物为框架结构，房顶敷设有避雷带，建筑物直击雷防护措施完善。办公房配电系统无避雷装置，无法拦截配电线路上的部分雷电流，无法保护后端设备用电安全。检测系统配电及监控室、信号灯系统均无防感应雷装置，无法有效拦截雷电流，致使雷电流沿相应线路传到室内，造成设备损坏。

莱阳市地处胶东半岛中心地，属沿海地质，地形构造复杂，据统计每年平均雷暴天数达25天，最多年份达40天，在北方属雷暴多发区，属及易遭雷击区域，必须加以防护，否则整个系统无法正常工作。检测线用电设备较多，此外，检测站的供电线路部分采用架空电缆，当有雷击时，雷电波会经供电线路侵入用电系统，这种过电压可高达几千伏，对微电子设备的损害最大。它主要侵入通道是通过电源线路、各类信号传输线路进入系统的管、缆、桥架等导体侵入设备系统，造成电子设备失灵或永久性损坏。所以复杂的地理环境使检测站及其周围成为雷击概率较大的地区。同时在检测过程中，发现没有地网，没有检测站总配电电源上的一级浪涌保护装置，缺少信号避雷设施。总之，防雷设施的严重不完善是造成此次雷击事故的主要原因。

二、设计依据和方法

（一）设计依据

《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94），《电子信息系统防雷设计规范》（GB50343-2004），及现场勘查记录。

（二）设计方法

现代防雷是一个系统工程，包括建筑物防雷和电子设备安全防护两大部分，既外部防雷和内部防雷。工程设计强调全方位防护，综合治理。雷电侵入微电子设备机房的途径主要有四个方面：一是电源系统；二是信号输入系统；三是地电位反击；四是因机房屏蔽不良而造成的雷电电磁脉冲等。为了提高机房设备的运行可靠度，保障机房人员的生命安全，除了要有防直击雷的避雷针、避雷带外，还应在设备的电源部分、检测系统、信号采集传输系统等微电子网络加装SPD避雷器进行可靠有效的防护，在拦截、分流、均压、屏蔽、接地布线等六大方面作完整的、多层次的防护。

三、具体设计

（一）防直击雷：

雷电的危害分为三种：直击雷、感应雷、电磁脉冲。三种雷害首当其冲的是直击雷，其闪击点能熔化物体，击坏建筑物，高感应电压能损坏弱电设备。经实地考察，检测线建筑物已有防直击雷装置，经检测符合规范要求，本方案直击雷防护不考虑。

（二）防感应雷

1.电源防感应雷：

由于雷电冲击波的主要能量集中在从工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端，所以雷电冲击波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振，于是雷电冲击波从电源线进入电子设备的几率要比从信号线中进入的几率高得多，因此电源通道是感应雷电波入侵的主要通道，其占感应雷损坏的70%以上，因此必须采取三级过电压保护措施。一级拟在配电室内安装避雷器一台、二级拟在检测线西配电箱安装避雷器一台、三级拟在检测线东配电箱安装避雷一台。针对终端设备，在监控室的计算机及各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。所有的防雷设施均做可靠接地。

电源采用三级保护，第一级安装在总配电室内、第二级安装在检测站西配电箱内、第三级安装在检测站东配电箱内：

第一级防护避雷器一台型号LAY380-40

第二级防护避雷器一台型号LAY380-20

第三级防护避雷器一台型号LAY220-20

2.信号线防感应雷：

信号线防护，在信号电缆均采用屏蔽措施。在数据柜内对同轴电缆、多芯线等在入户串联相应型号的信号避雷器，所有的避雷器均可靠接地。信号部分对服务器、工控机备份机等进行保护。

服务器线路：线路两端安装避雷器2只；档案管理线路：线路两端安装避雷器2只；财务管理机线路：线路两端安装避雷器2只；登录机线路：HUB两端安装避雷器2只；底盘测功机线路：线路两端安装避雷器2只；一工位工控机线路：线路两端安装避雷器2只；二工位工控机线路：线路两端安装避雷器2只；外观检测录入机线路：HUB端安装避雷器1只；三工位工控机线路：线路两端安装避雷器2只；站长备份机线路：线路两端安装避雷器2只；二级维护管理机线路：线路两端安装避雷器2只。实现其线对线，线对地保护，对零值抗阻能够提供有效的保护。

（三）接地、屏蔽、等电位处理

任何避雷设施必须有良好的接地才能保证雷电电流顺利泄放，以起到保护作用，由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作时优先考虑专设防雷接地，随后是交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地；其次考虑让上述四种接地方式共用。将检测系统各部分所有金属构件以及浪涌保护接地端均以最短距离与等电位接地端与房屋的接地系统相联接。

四、结束语

本文是在交通检测站经过雷击事故之后，对该站进行现场勘查分析的基础之上，排查了交通检测站的主要雷击风险源所采取的具体防雷措施，制定和完善了该检测站系统防雷设计方案，并按照此方案实施了防雷工程，经过近两年的雷雨检验，该站没有再发生雷击事故，防雷效果明显，得到了用户的肯定和认可。

作者简介：戴江平，（1958.11—）男，汉族，山东莱州人，助理工程师、长期从事防雷管理及技术工作。