防雷技术汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇防雷技术范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：P414.4 文献标识码：A 文章编号：

随着现代技术的快速发展，特别是现代智能建筑的不断涌现，对防雷技术提出了更高的要求。全方位的、综合的防护环节，采取多层和多类别防护相结合的防护措施可以有效防止雷电对于生活环境的侵害，伴随着智能化防雷建筑的不断发展，综合防雷技术也在其中得到了广泛的应用，同时对于气象防雷技术又增添了一个新的挑战。因此，本文转换思路从以下几个方面进行了分析，首先是分析了如何提高防雷检测的覆盖率；其次是分析了防雷技术在智能化建筑中的运用；最后分析了未来气象防雷技术的发展前景进行展望以及对其提出了一些建议。

1 提高防雷检测覆盖率的措施

对于气象防雷技术在防雷检测覆盖率的实施中有以下几种措施可以提高防雷检测的覆盖率，首先是要完善防雷检测考核指标，其目的是提高气象防雷技术预测信息的质量，因为气象防雷所搜集到的信息主要用于高大建筑的防护措施以及一些避免雷击场所特殊的需要，所以对于雷电信息的高度准确性以及完整性和及时性是非常重要的，提高了防雷检测考核指标，可以使得搜集到的信息通过高质量的标准，同时使得信息的使用人员可以作出充分、准确的决策；其次是要加强对于气象防雷技术工作人员的定期培训，并将其培训作为日常工作以及期末晋升的考核指标体系之中，这样才能使得相关的工作人员充分认识到防雷技术实施以及搜集到的雷电信息对于社会的重要性，才能在工作中发挥出认真负责的态度，同时这样也可以提高他们的专业技能，对于在工作中遇到的一些突发问题可以马上解决不会造成过度的损失；最后是要加强气象防雷工作的日常常规检查工作，保证一切设施都处在安全运转的状态，只有这样，才能在雷电发生之前以及雷电发生时及时处理信息保证工作的顺利进行。

2 防雷技术在智能建筑物中的运用

无论雷电以哪种方式进入建筑物，都会造成建筑物内部的电子设备等电子系统受到一定程度的损坏，更有甚者可能会造成电子系统的瘫痪，因此，防雷技术在智能化建筑物中的运用是气象防雷技术未来发展的一个趋势。一是外部防雷装置的设置在建筑物的外部主要是为了扩散电流；二是内部防雷装置的设置在建筑物的内部主要是为了减少建筑物内部雷电击穿产生电流所产生的电磁效应以及防治反击接触电压等二次雷击伤害；三是在综合防雷装置中主要采用了拦截直击雷设置是为了避免接闪杆对于电子设备的很多副作用，采用屏蔽设置主要是为了表面电磁干扰对电子设备所产生的影响，这样可以使阻隔电磁场从空间入侵的通道有效规避对电子设备能量的干扰，采用分流引下线设置主要是为了规避分流效果的影响，这样使得减少和降低电压电感从而降低反击电压，采用接地分流和泄放直击雷可以避免雷电电磁干扰能量，从而均衡电位有效保护建筑物在一个安全的方位内工作，采用电位均衡连接设置可以规避电位差对于电子设备所产生的影响。

3 气象防雷技术未来发展前景以及展望

伴随着气象服务知识突飞猛进的发展，气象将被运用于多个领域。气象分为气象信息服务和气象工程服务两个方面：气象信息服务主要是为大众提供科学、准确、完整的气象信息，有效合理的安排我们的生活以及改善环境；气象工程服务主要是为了加强气象在工程项目中的运用，使其应用的范围更广、更全，同时也能发挥出至关重要的作用。首先，气象防雷技术在今后会朝着技术发展以及预测预警发展的方向前进，因为在事中和事后控制都不如在事前对发生的事项进行合理的规避，气象防雷作为一种在事前预测非常重要的技术，在今后的发展中对于雷电测报的技术以及事前预警预测的技术的提高是必然的趋势。其次，气象防雷技术工作要做好事前的工作总结以及借鉴以往的不足不断改革创新，不能局限于现有的成果只有借鉴历史才能更好的前进，避免在前期重复犯过往的错误，要不断探索新道路，这样，气象行业可以实施总体规划、上下协同以及分层实施的道路，使其不论从横向还是从纵向都能确保信息的高度流通和统一，同时也可以协调各方面的资源，实现工作的有效和高度的配合，以免重复工作造成浪费时间的现象。再次，要倡导气象防雷内部的竞争机制使得工作人员的积极性大为提高，这也是未来发展的一个方面，如何加强工作效率提高质量是要高度关注的问题，这样也使许多激励机制以及评估机制的创新得到了发展。最后，在未来的气象防雷技术工作中保证气象防雷理论的敦实以及对于理论结构的建设，这样才能保证有一个坚实的理论基础，对于气象防雷技术实践的发展也具有重要的应用价值。

对于气象防雷技术工作，要以知识经济思想作为理论指导来严格制定气象防雷工作的发展规划，进而不断修订和实施，同时要建立专业化的气象防雷预测专业团队，保证防雷工作科学合理地进行，进而不断对其进行完善，同时要重新审视和确定气象防雷工作在整个气象工作中的比重，以系统的观点来看整体的工作在部门内部相互协调合理配置和利用资源，最后就是要以社会利益作为目的，让气象防雷甚至是整个气象工作服务国家经济增长，推动国家发展。

参考文献：

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一般雷击类型可分为直击雷、感应雷、雷电波侵入和球雷四种。对古建筑危害较大的主要是直击雷和球雷。而要产生雷击，首先必须有足够的电量积累，达到一定的强度，击穿绝缘空气，形成电流通道；其次要有突出的物体造成其周围电场突变，感应出异号电荷。古建筑多为木结构，木材经过千百年变得十分干燥，在雨天潮湿，电阻率变小，并且内部年久积满灰尘，易积蓄净电，带有电荷容易引来雷电流。还有很多古建筑建于高山上，本身地势较高，且位置突出，更容易遭受雷击；同时有些古建筑内高大树木较多，也容易引雷殃及古建筑。

2.古建筑的雷击规律

雷击规律的影响因素。大量雷害事故统计资料和试验研究证明，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的，这些规律称为雷击规律。地面上建筑物的性质、形状，以及建筑物的结构、内部设备情况对雷击的选择都会产生影响。当雷电先驱发展到离地面不远的空中时，地面上的电场不断增强，在高大建筑物的尖顶和边缘上场强最大，构成雷电发展的良好条件。雷电先驱就自然被吸引到这些地方，因此高大建筑物就容易遭雷击。

A、地点上的规律。雷害事故表明，多数雷击发生在靠近河湖池沼和潮湿地区，其次是大树、旗杆、杉槁，球雷占8%.

B、雷击部位上的规律。古建筑易受雷击的部位多为屋角兽头、房脊和梁柱以及丰宝铜顶。北京十三陵长陵的棱恩殿、鼓楼、故宫的承乾殿皆因兽头、屋脊被雷击起火，也恰恰说明了这一规律。故此在防雷时应加以防范。

二、古建筑防雷技术

随着科技大发展，人们对雷电知识的了解逐步深入，防雷技术也不断更新，但主要有以下7种：避雷针防雷法、法拉第笼式防雷法、滚球防雷法、E·F避雷保护系统、消雷器防护法、避雷设施保护法、人工影响雷电防雷法。几种方法各有侧重，对古建筑较为适用的是避雷针防雷法。

1.避雷针系统

防雷原理及使用范围

A、防雷原理。避雷针防雷法是利用避雷针高出被保护物的高度，使雷云下的电场发生畸变，从而将雷电流吸引到避雷针上，通过引下线和接地装置导入大地，使被保护对象免遭雷电直击。也就是说其实质并不是避雷，而是引雷。

B、适用范围。避雷针系统主要用于防直击雷，这一系统的接闪器有很多，如：避雷针、避雷线、避雷网、带等。由于古建筑防雷设置不仅要具有实效性，同时要尽量保持其原有风貌，所以多用避雷带、网作为古建筑防雷的接闪器。

2.避雷针系统的局限性

A、保护范围不稳定。避雷针保护范围是一个伞形或屋脊形保护区，其张开角度受到接闪器设置高度、雷电强度等多种参数的影响，有的采用30，有的采用60，尽管关于保护角的计算公式很多，但如何确定一直是富兰克林防雷理论的最大困扰所在。

B、反击问题。当雷击避雷针或避雷带时，由于引下线的阻抗，对地电压可达到相当高的数值，以至于可能造成接闪器及引下线向周围设备跳火反击。避雷针系统还存在着感应电压的危害，以及接触电压和跨步电压等问题，但其对古建筑危害不大，在此不作详细讨论。

3.球雷的预防

A、球雷概述。球雷很久以来就引起了人们的注意，根据球雷现象规律和许多球雷案例剖析及模仿实验表明：球雷是空中带静电荷气雾层运动相互作用放电电离的结果。其本质是一个由高速旋转电子封闭的等离子球体，之所以能形成球体，主要是空气中气雾层电离产生强电场和高频电磁振荡，产生一团漩涡状等离子体的缘故。漩涡体的存在或消失，取决于其内部的电磁平衡和能量补充。球雷是一个复杂的电荷系统，球体本身好似法拉第笼，对外不呈现电性，普通避雷针、网、带对其不起作用，并能从网、带孔洞缝隙中自由出入。故此，目前还没有同它斗争的较为有效、可靠的办法。

B、球雷的基本预防措施。由于球雷的难预防性，防护球雷的最好方法是采用屏蔽。对于一般的建筑（钢筋混凝土），可将门窗加上金属纱网与全部钢筋连成一片，构成一个笼式防雷网，可以防止球雷侵入。但对古建筑这样做是很困难的。对重要的古建筑应当做金属纱窗和金属纱门，将它可靠接地；对次要的古建筑，如不能补加金属纱门窗，应注意在雷雨天紧闭门窗，力争达到全封闭状态，以防球雷的侵入，但不可用纸裱糊门窗。

三、避雷设施的安装与管理

1.安装及注意事项

接闪器。接闪器一般可分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等，针对古建筑则主要有这样几种形式：A、避雷针是经常置于古建筑屋顶的，通常采用双支接闪器，置于大吻内自箭把伸出。此种做法美观但费时，一般置于大吻的一侧，用铁卡子卡牢，然后与导线焊接牢固，固定的长度为针长的三分之一左右。B、采用避雷带时，按大吻的轮廓用避雷线绕一圈，须离开构件10~15cm，用铁卡子卡牢。但保护范围不包括檐头时，避雷线应顺脊延续至翼角至檐头，并将垂兽、戗兽、翼角的小兽等都包括在内。C、有铜宝顶的建筑物，如果其范围够用时，可利用铜宝顶做接闪器，仅将倒替焊接在最上面铜块上即可。

导线（引下线）导线安装分为明、暗两种，对古建筑而言，应采用明线，易于检查施工。导线一般应垂直引下，但古建筑轮廓复杂，事实上不可能做到。当引下线沿古建筑轮廓弯曲时，应保证其弯曲段开口部分的直线距离，不小于弯曲段全长的十分之一，并避免弯折成直角或锐角。古建筑的导线安装应自上而下，先与接闪器焊接，至檐头斗拱部位，预先在瓦顶上打一个直径10cm的圆洞，套在磁管内，将导线穿洞而下。

接地体。接地体应选择安装在土壤电阻率较低的地方，同时应考虑在行人较少的地方，以避免或减少跨步电压的危害。距离建筑物的台基不小于300cm，埋深深度在100cm以上。地极的形状有闭合形、一字形、放射形，闭合形又分为方形、三角形、圆形。我们一般采用闭合方形或一字形。方形地极用镀锌铁管4根，每角1根，管距不小于250cm；一字形用管3~4根排列成一字形。安装时，管子打入地内，上露50cm以便与导线连接，导线引至地极自作一弯与第一根管子接上，用卡子卡紧焊牢，同样将第

二、

三、四根与导线焊接。

2.维护检查

为了使建筑物的防雷装置有可靠的保护效果，不仅要有合理的设计和正确的施工，还要注意经常维护检查。维护检查分为定期检查和临时检查。一般检查事项有如下几条：①是否由于修缮古建筑和建筑物本身变形引起防雷装置的保护情况发生变化；②检查有无因挖土方，敷设其他管线或种植树木而挖断接地装置；③检查各处明装导体有无因锈蚀或机械力的损伤而折断的情况；④检查接闪器有无因接受雷击而熔断或折断的情况；⑤检查引下线的绝缘保护处理有无破坏；⑥检查断接卡子有无接触不良情况；⑦检查木结构接闪器支架有无腐朽现象；⑧检查接地装置周围的土壤有无沉陷情况；⑨测量全部接地装置的流散电阻。

四、古建筑中高大树木的防雷

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中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）18016901

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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建筑物上空有雷云时，就会形成很强的电场，在建筑物的顶部感应出相反极性的电荷。此时，屋顶对地面有相当高的电位，会产生很大的破坏作用。随着我国社会经济快速发展，机动车辆也越来越多，为其提供所需能源的加油站也同步增加起来，加油站是个易爆易燃的危险场所，而这些地方容易引发雷电袭击，为了避免因雷击而发生生命财产损失，采取一定防雷措施，加强安全检测技术，可有效确保加油站安全可靠性。

防雷装置的检测是各级防雷检测机构的主要工作，也是整个防雷装置安全性能检测工作中的一个重点，任何一个部门的检测疏忽都有可能引起雷击事故和灾难。因此，雷电防护设施的检测越来越显得重要。有防雷中心出具的检测报告具有法律效力，故检测数据的真实性、科学性、准确性要求特别高，检测工作直接涉及到雷击隐患，必须引起高度重视。

等电位连接也是最基本最重要的防雷技术措施之一，在接地系统的接地电阻不易做得较小时尤为重要。它的主要作用是防止由于雷电感应作用引起装置不同部位可导电部件有高电位差导致放电损坏设备。

1 防雷装置的组成

防雷装置是指接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体的总和。接闪器包括直接截受雷击的防雷针、防雷带（线）、防雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。接地装置是接地体和接地线的总和。接地体是埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体或从接地端子、等电位连接带至接地装置的连接导体。电涌保护器的目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。

2 接闪器

接闪器位于防雷装置的顶部，其作用是利用其高出被保护物的突出部位把雷电引向自身，承接直击雷放电。接闪器由下列各形式之一或任意组合而成：独立避雷针；直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网；屋顶上的永久性金属物及金属屋面；混凝土构件内钢筋。除利用混凝土构件内钢筋外，接闪器应镀（浸）锌，焊接处应涂防腐漆。在腐蚀性较强的场所，还应适当加大其截面或采取其他防腐措施。接闪器的搭接处接地不良或断裂，当雷击时，无法及时释放瞬间雷电流入地面。在日常检测中也难发现，因此，在检测过程中，应认真测量接闪器对地的接地地租，可以检查出监测点至接闪器间的连接是否可靠。

3 接地系统的检测

防雷接地装置是针对防雷保护的需要而设置的接地。例如避雷针（线）、避雷器的接地，目的是使雷电流顺利导入大地，以利于降低雷过电压，故又称过电压保护接地。110kV及以上电压等级变电所的接地装置，装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接地装置，或者等效平面面积在5000m2以上的接地装置应配合自然接地体，还要使用大型接地装置，并设置将自然接地体和人工接地体分开的测量井，便于测试。接地装置的安装应配合建筑工程的施工，隐蔽部分必须在覆盖前会痛有关单位做好中间检查及验收记录。

4 引下线

引下线指连接接闪器与接地装置的金属导体。防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。用钢绞线作引下线，其截面积不得小于25mm2。用有色金属导线做引下线时，应采用截面积不小于16mm2的铜导线。这些硬性要求首先要达到。引下线应沿建筑物外墙敷设，并应避免弯曲，经最短途径接地。采用多条引下线时，为了便于接地电阻和检查引下线、接地线的连接情况，宜在各引下线距地面高约1.8m处设断接卡。引下线截面锈蚀30%以上者应予以及时更换。

5 暗敷引下线的检测

目前大多数建筑物的引下线一般都暗敷在墙体或借用柱子主筋，常规的检测方法对于检测每一根引下线的准确值是很困难的，唯一的办法是从天面避雷带的东南、西北方向各测一点，根据测得的电阻值来判断是否接地，接地较好时，所测得的电阻值偏小，反之偏大。

由于单个接地极无法构成闭合回路，必须寻找一个参考接地极。例如，附近的其他接地极、已知的埋地金属管道、建筑地网等。然后通过补助导线构成闭合回路。此时所测得的电阻值是两个接地极的接地电阻值之和。只要知道参考接地极的接地电阻，便可求得所需的接地极的接地电阻值。

多根接地极作闭合等电位连接时，所测得的电阻值随建筑物内部钢筋的连接方式变化。当被保护物上的避雷网（带）有多根引下线时，每根引下线对应有一个接地极。如果这几个接地极作闭合等电位连接，此时所测得的电阻并非是接地极的接地电阻，而是接地极以上的闭合回路的电阻值。

按照目前建筑施工的工艺水平和防雷规范要求，多数建筑物均利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线，借助基础主筋作为自然接地极，把整幢建筑物构成多个等电位闭合回路或类似法拉第笼，且引下线和接地极都隐蔽在混凝土内。此时用钳式电阻测试仪检测，所测得的是建筑物内部钢筋焊接或绑扎形成的回路的电阻。通常情况下，当建筑物内的钢筋连接为有效焊接时，测得的回路电阻值为0.2Ω～0.6Ω。当建筑物内的钢筋连接为绑扎时，测得的回路电阻值为200.0Ω～300.0Ω或更大。

6 电涌保护器

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Abstract：It is of significance to use effective lightning protection technology to avoid building damages，power wiring outage and electrical equipment damages. The determination of lightning protection level is made on the basis of the environment of the buildings and the lightning influence，and in the same way are the comprehensive lightning protection methods taken. The thesis is of practical value in accomplishing direct lightning protection and determining protection domain through lightning conductor as well as in accomplishing internal lightning protection of buildings and determining wiring forms through surge protection device.

Key words：buildings;lightning;lightning conductor;surge protection device

雷电是一门古老而有神秘色彩的科学，人类和雷电斗争的历史悠久。

自从富兰克林（Benjamin Franklin，1706-1790）研究大气物理建立雷电理论并发明了避雷针以来，人类同雷电的斗争进入了新的领域。1972年日本日立公司研制成功了配电用无间隙避雷器，防雷科学得到了大的发展，高电压雷电保护技术基本成熟。

工业化和科技的进步使得各种高层建筑和特殊用途建筑如雨后春笋般的拔地而起，这也为雷电防护提出了大量新的问题。“静电抵抗”、“电磁干扰”、“热岛效应”等等问题都有待进一步研究和解决。近年来围绕这些问题人们进行了不懈的努力，提出了许多新的防雷理论，研制出一大批新的防雷器件、设备和材料，开发出许多全新的雷电防护技术，但这些理论、技术和设备并未得到很好的推广。因此，增强防雷意识成为全社会应该关注的问题。

按GB50057-1994规定，各类防雷建筑物应装设防直击雷的接闪器，接闪器应沿图1所示的屋角、屋脊和屋檐等易受雷击的部位敷设[1]。

（1）不同屋顶坡度（0°、15°、30°、45°）建筑物的雷击部位见图1。

图1 建筑物易受雷击的部位

说明：（a）（b）檐角、女儿墙、屋檐;（c）屋角、屋脊、檐角、屋檐;（d）屋角、屋脊、檐角

（2）屋角与檐角雷击率最高。

（3）屋顶的坡度越大，屋脊的雷击率也就越大，当坡度大于40°时，屋檐一般不易遭受雷击。

（4）当屋面坡度小于27°、长度小于30m时，雷击多发生在山墙，而屋脊和屋檐一般不易遭受雷击。在进行防雷设计时，应对易遭受雷击的部位进行重点保护。

如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏，高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿对地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害电子设备。同时，在未实行等电位联结的导线回路中，可能诱发高电位而产生火花放电。

建筑物（包括构筑物）防雷的目的在于防止或最大限度减少雷击建筑物而造成损失。其意义可概括为以下几点：

（1）当建筑物遭受直击雷或雷电波侵入时，可保护建筑物内部的人身安全。

（2）当建筑物遭受直击雷时，防止建筑物遭到破坏。

（3）保护建筑物内部存放的危险品，不会因为雷击和雷电感应而引起燃烧和爆炸。

（4）保护建筑物内部的重要设备和电气线路，使之不受损坏并能正常工作。

针对直击雷、雷电波侵入、感应雷、地电位反击以及由此引起的灾害，应采取相应的保护措施。据有关统计资料，直击雷的损坏仅占15%，而雷电电磁脉冲的损坏占85%。因此，现代建筑的防雷设计已不同以往，在做好直击雷防护的同时还必须对雷电电磁脉冲的防护加以重视[2]。

在进行建筑物防雷设计时，首先是要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》中，对建筑物防雷等级的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的年预计雷击次数N。

建筑物年预计雷击次数应按下式计算：

式中：N――建筑物年预计雷击次数（次/a）;k――校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿环境建筑物取1.5;Ng――建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/（km2・a）];Ae――与建筑物具有相同雷击次数的等效面积（km2）。

雷击大地的年平均密度应按下式计算：

式中：Td――年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）。

建筑物等效面积Ae是其实际平面积向外扩大后的面积，其计算方法如下：

（1）当建筑物的高H小于100m时，其等效面积按以下公式计算：

式中：L、W、H──分别为建筑物的长、宽、高（m）。

（2）当建筑物的高H等于或大于100m时，建筑物的等效面积按下式计算：

（3）当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。

目前我国《建筑物防雷设计规范》以“滚球法”确定避雷针（针高h）的保护范围。所谓“滚球法”，就是选择一个半径为（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到避雷针（线）或避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。滚球半径按建筑物的防雷类别而取不同值[2]。

（1）当避雷针高度时，避雷针在被保护物高度的平面上的保护半径：

（2）当避雷针高度时，在避雷针上取高度的一点代替单支避雷针的针尖做圆心，其余与上述时的算法相同。

避雷针一般用圆钢或焊接钢管制成。针长1m以下时，圆钢直径不得小于12mm，钢管直径不得小于20mm;针长1～2m时，圆钢直径不得小于16mm，钢管直径不得小于25mm;装在烟囱上方时，因为烟气有腐蚀作用，故宜采用直径20mm以上的圆钢或直径不小于40mm的钢管。

建筑物内部防雷工程涉及面宽，面对的是包括感应雷、雷电波侵入和线路浪涌高电压在内的众多损害，归纳起来危害最大的主要方面是高电压的引入。

高电压引入主要有三种：一是雷直接击中金属导线，高压雷电以波的形式沿着导线传播进入室内，即雷电波侵入;第二种是来自感应雷的高电压脉冲，即感应过电压;第三是地电位反击，这种反击会沿着电力系统的零线，保护接地线和各种形式的接地线，以波的形式传入室内或传播到更大的范围，造成大面积的危害。内部防雷系统可安装防雷器SPD。

SPD中文简称电涌保护器，又称浪涌保护器。IEC标准规定，电涌保护器是一种抑制线路过电压和过电流的装置。依照《建筑物防雷设计规范》和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，应按照分级保护、逐级泄流的原则设置建筑物防雷保护。

图2 IT（无中性线）系统电涌保护器的装设

图3 TT、TN-S、IT（引出中性线）系统电涌保护器的装设

在建筑物电源的总进线处安装放电电流较大的电压开关型SPD;在重要楼层或重要设备电源的进线处加装限压型SPD;在末端配电处安装限压型SPD。安装点之间的距离要大于10m，为了避免间距不够，造成二级或三级电涌保护器首先遭受雷击而损坏，可以采用带电磁线圈的防雷箱。

在安装时有三个问题需要注意：一是电涌保护器与母线连接的导线要短而直，长度不能超过0.5m，连接线过长可能导致上级SPD还没分流，电涌就串到下级SPD处，导致下级SPD被烧毁;二是为了防止绝缘老化而造成短路、保护各级的SPD及SPD的检修方便，在SPD安装线路上应该装有过电流保护器。

对于不同的系统采取不同的电涌保护器接线方式：

（1）供电系统中性线与PE（保护线）直接连接或没有中性线时按图2所示接线。

（2）供电系统中性线与PE（保护线）不直接相连时，有两种接线形式，如图3所示。接在每一相线与接地端子或总保护线之间和接在中性线与接地端子或总保护线之间，取其路径最短者;接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总保护端子或总保护线之间，取其路径最短者。

严格按照防雷设计规范，应用现代防雷技术和设备完成对建筑物的各种雷电过电压及其衍生的过电压防护，对确保建筑物安全意义重大。

参考文献

[1]建筑物防雷设计规范（GB50057-94）[M].北京：中华人民共和国建设部，2000.

[2]北京市建筑设计研究院.建筑电气专业设计技术措施[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.

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Abstract ：With the rapid development of social economy and science and technology, more and more city in the use ofoptical fiber communication a lot, however, many rural areasof lightning activities are frequent in recent years, fiber optic cable and optical communication equipment from lightninghappens, the communication equipment caused great harm,often resulting in communication interrupt. Therefore, more attention should be paid to the lightning protection of optical fiber communication systems. Only by scientific protection measures, in order to minimize or avoid the optical communication equipment from lightning. This paper mainly introduces the influence of lightning on optical cablecommunication cable communication, and puts forwardmeasures for lightning protection.

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。

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对于塔杆的接地电阻来讲，其同雷击跳闸频率之间存在密切的关联。经相关研究发现，塔杆的接地电阻每提高10Ω-20Ω，则受到雷击产生跳闸情况的次数会相应提高50%-100%左右。相反，假如降低塔杆的接地电阻，则能够良好的减少雷击跳闸的频率。现今，降低塔杆接地电阻的方法主要包含以下几种：其一，增多水平接地体的数量及长度；其二，延长接地，也就是把临近的塔杆在地面下进行连接；其三，引申接地，也就是把塔杆的接地延展到周边的接地电阻带位置；其四，合理应用降阻剂。

2应用线路避雷设备

经过试验分析及计算发现，把线路避雷设备应用到雷电活动较为频繁的区域或者土壤电阻较高的地方，能够良好的提高输电线路的耐雷性能。最近几年，美国GE公司、AEP公司级日本的电力企业多在一些雷电活动较频繁的区域加装了输电避雷设备，并获取了优良成果。我国也再一些经济相对较发达、并且雷电较多的地方，例如：华东、广东等，加装了输电线路避雷装置。

3对线路的耦合地线进行探究

想要增强线路的防雷能力，降低雷击跳闸的次数，可以通过在导线下加装耦合线的方法，特别是在一些塔杆接地电阻较高的线路，或者地质环境较差，无法降低塔杆接地电阻情况时，加装耦合地线可以当塔杆发生雷击时发挥分流、耦合的作用，缩减塔杆的绝缘子承载电压，增强线路的耐雷性能。

4加装避雷针

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中图分类号：K826文献标识码： A

1、雷电的种类及其危害

雷电主要有两种:“直击雷”和“感应雷”。直击雷只有雷击率的10％左右,危害范围一般较小,可使用避雷针、避雷线和避

雷网来防避。但是安装避雷针后,CATV系统的电子设备即使在其保护范围之内,仍然可能遭雷击而受损,大多数都是烧保险丝、电源变压器、整流元件等,严重的还可能损坏集成电路等元件。这说明雷击不是从天线引人的,而是从电源线引入的,可见避雷针虽保护了建筑物,却保护不了置于其内的CATV电子设备,这主要是感应雷造成的。危害大得多的“感应雷”占雷击率近90％,危害范围甚广,CATV系统的电子设备受雷击损坏,主要是感应雷造成的。

2、雷电如何引入引入CATV系统

雷电引人CATV系统主要是从避雷针、天线及引下电缆、架空电缆几方面引入。由于避雷针尖端具有很小的曲率半径，雷云逼近时，尖端电荷集中使周围电场形成电离区，当与雷电会合时，与避雷针接闪。其次，尽管避雷针一般都高于天线，但有时因高度不够，保护角不大，使天线和连接的同轴电缆外导体上感应出高电压，若外导体未接地或者接地不当，其芯线又被屏蔽，会使电缆内外导体间呈现高电压;当CATV系统附近发生雷击时，由于强电磁场会对暴露在外的架空电缆发生作用，使电缆内外导体间呈现高电压，损坏设备及电视机。

3、CATV系统防雷的要点及措施

3.1天线的防雷接地

有线电视的接收天线和竖杆一般架设在建筑物的顶端，应把所有的接收天线，包括卫星接收天线的接地焊在一起，接天线的竖杆(架)上应装设避雷针，避雷针的高度应能满足对天线设施的保护。安装独立的避雷针时，由于单根避雷针的保护范围呈帐篷状，边界线呈双曲线，所以避雷针高于天线顶端的长度应大于天线的最大尺寸，避雷针与天线之间的最小水平间距应>3m。建筑物已有防雷接地系统时避雷针和天线竖杆的接地应与建筑物的防雷接地系统共地连接。无论是新的接地线还是原建筑的接地线，接地电阻都应

3.2前端设备的防雷接地

附近发生雷击，则会在机房内的金属机箱和外壳上感应出高电压，危及设备及人身安全。前端设备的电源漏电也会危及人员的安全。因此，对机房内的所有设备，输人、输出电缆的屏蔽层，金属管道等都需要接地，不能与天线的接地接在一起，设备接地与房屋避雷针接地及交流供电系统的接地应在总接地处连接在一起。系统内的电气设备接地装置和埋地金属管道应与防雷接地装置相连，不相连时两者的距离应>3m，机房内接地母线表面应完整，绝缘线的老化层不应有老化龟裂现象。一些前端设备如调制器，接收机等没有过压保护，而只有过流保护，一旦有雷击往往会出现电源烧坏而保险不断的情况，针对此种情况应在总电源处加装避雷器，以更好的保护前端设备。

3.3干线系统的防雷接地

敷设于空旷地区的地下电缆，当所在地区年雷雨天数>20d及土壤电阻率>1ooΩ时，电缆的屏蔽层或金属护套应每隔2km左右接地一次，以防止感应电的影响。架空电缆的屏蔽层及金属护套、钢绞线每隔250m左右接地一次，在电缆分线箱处的架空电缆金属护套，屏蔽层及钢绞线应与线杆拉线共用接地装置。另外就是不可忽视的光缆防雷，因为光缆在制造过程中，为了增加光缆的抗拉强度，在光缆中增加了钢丝。在设置接续盒时，只注意了光缆的熔接，使用通常方法，将两段光缆的钢丝，分别固定在接续盒两端的支架上，自然形成一间隙。这样，当任意一段光缆中的钢丝感应了很高的雷电电压时，会向另一端钢丝放电，放电过程中产生的巨大火花，使接续盒内光纤断裂损坏。为防止这种现象的发生，在光缆的施工过程中，应注意将接续盒内的光缆钢丝端头用导线连通，并用导线将其与吊挂光缆的钢绞线连通，能有效地避免光缆遭雷电侵害。

3.4分配系统的防雷接地

电缆进人建筑物时，在靠近建筑物的地方，应将电缆的外导电屏蔽层接地，架空电缆直接引人时，在人户处应增设避雷器，并将电缆外导体接到电气设备的接地装置上，电缆直接埋地引人时，应在人户端将电缆金属外皮与接地装置相连。不要直接在两建筑物屋顶之间敷设电缆，可将电缆沿墙降至防雷保护区以内，钢线作接地处理。CATV系统中的同轴电缆屏蔽网和架空支撑电缆用的镀锌铁线都有良好的接地。系统中设备的输人输出端应有放电保护器，220V供电的放大器的电源端应有过压保护装置，或者尽量将系统中220V供电的放大器改成主路60V集中供电，以保证有线网络的独立性和自给性，以减少雷电直接窜人的可能，这是防止雷电形成的首要措施。

4、结束语

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中图分类号X9 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）39-0181-02

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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中图分类号：TM72 文献标识码：A

1 传统避雷措施效果分析

1.1 输电线路发生故障的主要原因是雷击事故造成，因此，提高线路的绝缘能力，增强输电线路的外绝缘。线路绝缘能力的增强，加大了雷击过电的距离，降低了跳闸现象。但是经过研究，发现使用的复合绝缘子经雷击之后的绝缘效果就明显降低，如果长时间用于防雷，输电线路同样会受到雷击的破坏，出现线路故障。所以，这种使用绝缘子的防雷措施不能够长期运用。

1.2 我国地形比较复杂，因而多地有架空线路，如果架空线路遭到雷击的情况，维修难度比较大。人们采用的架空避雷线降低了雷击对架空线路的侵害，同时也加强了避雷线对导线的保护。

1.3塔杆接地线阻和雷电泄流通道是塔顶点为的重要参数，因此，需要考虑降低塔杆接地线组并对雷电泄流通道加以改善，降低了雷电对架空线路的冲击。

2 输电线防雷的工作重点

2.1明确管理目标并及时消除雷击隐患

关于输电线路防雷措施的加强和改进，首先需要工作人员明确管理目标和重点保护区域。对线路比较复杂、雷击现象频繁或是人群比较集中的地方进行重点防雷措施的保护，安装防雷设备的前要对当地环境条件做以准确的分析。防雷措施的整改是一项系统的工程，各个环节的测定和维护都需要严格的把关，如地质土壤，要考虑到接地装置。

2.2 测试方式要规范

现在防雷措施的研究和改进已是电力行业积极讨论的重点问题，因此采用比较新型的防雷技术很必要。传统使用的电阻检测仪器和技术都比较落后，这方面的改造以及事故发生分析是测试方式改进的重要内容。组织人员在检测过程中积极采用新型的测试设备或仪器，准确、可靠测量出接地电阻在雷电能力脂肪中存在的不足。

2.3 采用针对性措施

许多地区雷击现象严重，发生事故频繁。因此，针对这些地区的防雷措施要对输电线路耐雷击强弱进行分析，如输电线路大跨越式、架空线路、输电线路之间的大档距或是大高差等问题。结合这些特点详细制定防雷技术措施，针对这些频发区域加强防雷设定的管理。

2.4 技术要求统一

对一些高土壤和大跨越式的输电线路的防雷保护，要加强技术手段应用。有的地区大跨越式杆高超过40米与接地电阻之间产生一定的矛盾，不利于防雷保护，因此要改进接地线的长度和接地线根数以及接地线延伸等方式，降低塔杆的接地电阻。

3 提高防雷设定的措施

3.1 以新型的防雷装置和措施为基础进一步研究新型防雷措施

3.1.1 使用大直径绝缘子，让绝缘子串电场均匀分布，同时在其绝缘子串的首末端采用大直径绝缘子。如果现在发生雷击的情况下，输电线路发生故障的能够及时发现并进行维修，防止在遇到强大的雷电冲击时受压强线路出现严重损害。

3.1.2 可控避雷针的使用能够在地势起伏比较大的条件下，防止大范围雷电直击的可能性。是一种能够避免强烈的雷击装置，使得放电的电流减小，提高防雷技术的可靠性。

3.1.3 一般容易受到雷击，并且雷击现象较严重的区域安装有避雷器。避雷器是一项比较有效的防雷装置，能够将雷电快速释放。如果将避雷器和绝缘子串联，有效的降低了雷击电流对绝缘子的损害。

3.1.4 如果发生双回雷击跳闸时，采用不平衡的绝缘方式是最为可靠的。不平衡绝缘方式在发生雷击的情况下，能够在双回线路中的绝缘子线路中产生差异。绝缘子片数少的回路先进行闪络，保障另一条线路的连续供电，增强了输电线路防雷击的能力。

3.2 综合法防雷措施

单一的防雷措施不能够进行长期的防雷保护，需要对单一防雷措施进行全面的分析如实际运行情况和输电线路所处的环境。需要将各种防雷技术加以总结比较或是改进，研制出一套比较耐防雷的技术，减少因雷击输电线路带来的财产、物品、生命损失。防雷措施的提高和改进主要是对两个方面展开，整治工作的有效性和针对性。

3.3 分流方式

居住地的防雷措施，借助分流将室外的导线与接地线连接诶到一种比较合适的避雷器上，如果出现雷击现象，这些感应会随着线路位置传输到避雷器中，降低雷击对线路的危害。分流技术能够将闪电的电流分流到地面，使得避雷器的电阻值不断降低。同时现代化电子信息产业的迅速发展，带动了分流避雷技术广泛应用于电气电子设备中。

3.4 均压连接方法

均压连接就是将处于电位导体的电位连接起来，并和接地装置关联，较少因雷电引起高压电位上升带来的闪络危险。雷击过程中如果输电线路的防雷措施没有高效的保护措施，会引起下线电位不断升高，造成电气设备和人员伤害。

3.5 屏蔽和接地方式

屏蔽就是组织闪电带来磁场对输电线路的入侵，首先屏蔽要使用的导体材料包括舶、金属网和管子等，将所要保护的输电线路包裹起来。接地方式就是将防雷系统中存入的雷电能力进行合理的释放，在释放的过程中压形成一种良好的接地方式，这样才不会使雷电能力出现反击的现象，同时这种接地防雷技术室防雷系统中的一个重要环节。

4 输电线路防雷改造的原则

根据防雷技术经验研究消雷器的防雷技术存在一定问题，不能够全面保护输电线路正常传输电量。因此，消雷器杆塔部分需要进行改造，加强消雷器的防雷效果。可控放电避雷针对地形标比较复杂的区域使用有很好的作用，减少了工作人员的巡视困难。同时可控避雷针的防雷效果比较明显，维护工作量较少，对接地电阻的的要求比较低，但是使用范围有限，比较适合输电线路档距较小的线路段。避雷器在遇到雷击的情况下能够及时迅速的运作，能够满足可控避雷针存在的问题，如使用范围局限、档距小的路线段、对接地电阻的要求比较高等，对导线的防雷保护有很大作用和意义。

结语

因雷击引起的输电线路故障多发生在南部山地，慢慢的也逐渐转向平原地区，国家应该提高对输电线路防雷措施的认识。同时，要降低电力系统过电压能力，提高防雷保护水平，优化电力系统的经济效益。我国的地形比较复杂，多山地、盆地和丘陵，防雷措施的改造和加强势在必行。

参考文献