0.前言

　　雷电是一种极为壮观的自然现象，它的巨大破坏威力给人类社会带来惨重的灾难，目前人们对雷电机理的研究和防雷方法的探索取得了很大的成果，然而还没有一种学说无懈可击地解释雷电现象的全过程。当今的防雷装置的安全度也达不到 100%，国际和国内的防雷规范都说明了这一点，然而理论和事实都证明：完善的防雷工程设计和优良的防雷产品， 可大大减少雷害。 为保证安钢自备铁路运输安全、顺行，安钢配料站铁路信号微机自控系统所在地配料站机房大楼设计了较为完善的防雷系统。

　　1.配料站防雷设计方案

　　防雷，是一个系统的工程，主要包含：(1)直击雷防护(接闪器、引下线、接地装置);(2)感应雷防护(电源防雷器、信号防雷器等);(3)接地装置(垂直接地体、水平接地体);(4)等电位连接(电气设备，金属外壳，汇流排，接地母线等可靠连接);(5)电磁屏蔽(套金属屏蔽管);(6)合理布线(电源线路和信号线路分离敷设等)。

　　1.1 防击雷措施

　　直击雷是非常常见的一类自然界雷击。 它发生时声光并发，电闪雷鸣，老少皆知。它以强大的冲击电流，炙热的高温，猛烈的冲击波，强烈的电磁辐射损坏放电通道上的建筑物、输电线，击死击伤人畜等，给国家和人民生命财产带来极大危害。地配料站机房大楼配置了重要的铁路信号微机自控系统设备和计算机网络等。它的直击雷防护相当重要。为此，须从接闪器、引下线、接地装置等三个方面综合考虑。由于它属高层建筑，所以设计时，不仅要考虑对其天面的防护，也要考虑其侧面的防护。 天面部分可以采取避雷针、避雷带(网)等。 侧面的防护可以用金属网格屏蔽。 引下线可以采用大楼主筋，亦可做人工引下线，但一般最好采用大楼主筋做引下线。 接地装置亦可采用人工接地体和自然接地体两种。

　　1.1.1 天面部分防雷设计

　　⑴安装避雷针 在配料站机房大楼顶部安装 1 台高 10m 的法国产 ESE400 型提前放电避雷针其性能比富兰克林避雷针能提前放电40 微秒，并能克服二次雷击效应和高反击电位，抗风能力达 44m/s,保护半径 Rp 为 77m. 安装方法是首先在机房楼顶的适当位置用混凝土或角钢、 槽钢等制作桅杆底座， 将避雷针牢固安装在用钢管制作的

　10～15m 桅杆顶部，桅杆底部固定在桅杆底座上，在桅杆中部，分 3 个方向拉 3 条钢线固定在楼顶的适当位置，使避雷针安装更加稳定。⑵安装避雷带 在楼顶平台沿女儿墙装设避雷带 ， 材料为Ф12mm 钢筋。 安装方法是首先将避雷带支撑埋入女儿墙内，再用电焊焊接横向钢筋，使其成为 100mm×100mm 网格，这就是避雷带。 然后将避雷带与避雷针及其它金属相连成等电位。 避雷带与大楼主筋焊接(不少于两处)。 突出屋面的金属物件与避雷(网)带焊接。⑶安装引下线 在楼两端焊接 2 根引下线入地，引下线距离地面1.5m 处穿钢管保护。 引下线选用直径 Ф12mm 圆钢，并且连同焊接处等全部采用防腐蚀措施。 每根引下线的冲击接地电阻小于 10Ω，在离地面 0 .5～1.8m 处预留测试点。

　　1.1.2 侧面设计配料站机房大楼各侧面均作成 3m×3m 的网格。顶层设置一均压环，通过圈梁与大楼主筋相连，材料采用 Φ8 的圆钢。

　　1.2 防感应雷及雷电波侵入措施

　　1.2.1 电源系统设置 2 台 LJ40JA 总电源避雷箱。信号主、副两路总电源接入电源屏前先接入总电源避雷箱，由总电源避雷箱向电源屏供电。主要作用:防止较强的雷电浪涌由电源进入信号设备，能有效保护机房内各设备终端不受雷电感应浪涌的影响。还可消除楼内其它动力用电设备(如空调)起动、关闭时引起的瞬间高压对机房设备的干扰。设置轨道电路防雷器(压敏电阻)在室外轨道电路送、受电端和室内分线盘轨道电路电缆接线端子处分别安装 MYL-68V/5KA 防雷器 (工作电压≤68V; 雷电通流量≥3KA)。 设备接地框图如图下图所示。

　　1.2.2 信号线路 在进入配料站机房大楼的所有中继线、电话线、信号线等线路进入设备前端，串联安装相应的信号防雷器。 防雷器的接地端就近与接地铜排直接连接。可防止传输线在户外线路上遭受来至各种情况雷电感应电进入终端设备。

　　1.2.3 设置 1 组设备接地网 将原直流接地改造成接地网， 为进一步降低接地电阻值，在接地体周围施放降低电阻剂，确保接地电阻不大于 1Ω。 在接地网上接两根地线进机房。 一根作为机房保护地线，汇接电源屏外壳、主机外壳、防静电地板地线，以及总电源避雷箱、信号电缆金属保护层和轨道电路室内防雷器接地线;另一根接机房主机直流地线。主要作用:防止较强的雷电浪涌由电源进入档案机房设备的供电网路，能有效保护机房内各设备终端、办公电器不受雷电感应浪涌的影响。

　　1.3 接地装置设计 设置 2 组防雷接地网 (包括埋在地下的接地裸导线)之间的距离≥20mm;接地体采用角钢 10 根(50mm×50mm×5mm)，每根长度×2.5m;接地体埋设深度≥0.7m;接地体与引下线的连接螺栓刷上凡士林;接地体周围施放降低电阻剂，必须使接地电阻≤4Ω。 这里有两点需要说明：提前放电避雷针按国标GB50057-94 的二类防雷确定滚球半径 D 为 45m;提前放电避雷针在天线等物体顶面上的保护范围，按下列公式计算：

         式中：Rp—保护半径;H—放电避雷针与被保护物的高度; ⊿L—上行先导抢先距离;D—滚球半径(闪击距离)。

　　1.4 等电位连接 在配料站机房大楼适当位置抽主钢筋， 焊接铜铁接头，安装铜汇流排，将交换机设备、电源 PE 线、金属门窗及各种金属管道、吊顶等与母排连接，连接线采用 6～10mm2多股铜缆线。

　　1.5 电磁屏蔽 将电源、信号线路全部套(换)上金属管、槽，多点良好接地。大的金属门窗、护拦等金属突出物，均采取接地措施。

　　1.6 线路布设 配料站机房大楼所有屏蔽线槽进行多点接地处理，全线保持电气连通。 电源避雷器以级信号避雷器接地线型号必须符合规范要求，并尽量做到短、平、直。

　　2.安装注意事项

　　2.1 避雷器必须首先接地端，而且必须确保接好。 在接完线后检查指示灯是否点亮，指示灯点亮表明避雷器工作正常。

　　2.2 三相电源的零线和地线必须分开 ，切不可将零线当地线使用 ，而且要检查测试零线和地线之间电位差，确保不超过 0.5v。

　　2.3 压敏电阻等防雷器件在安装前一定要进行检查测试 ， 性能合格的防雷器件才能安装使用。

　　3.结束语

　　实践证明该防雷设施工作稳定，防雷效果好。 几年来在多次较大的雷雨天气中，本系统都充分发挥了保护伞的作用，使多次险兆事故化为无形! 保证了铁路运输安全、顺行。

　　【参考文献】

　　[1]张纬钹等.过电压防护及绝缘配合.北京：清华大学出版社，2002.

　　[2]编委会. 雷电防护技术标准实用手册.北京：中国气象科技出版社，2007 年 6月.

　　作者简介：刘玉晶(1978—)，河南虞城人，2001年7月毕业于安阳大学电气工程系，9月到安阳钢铁公司运输部参加工作。 2004年被聘为电气助理工程师。

　　张坤(1980—)，河南夏邑人，2001年7月毕业于安阳大学电气工程系，9月到安阳钢铁公司第一轧钢厂工作。2004年被聘为电气助理工程师。2007年调入安阳钢铁公司生产管理处工作。

　　昌军胜(1977—),毕业于郑州轻工业学院，学士，工程师，现从事电气运行与维护工作。

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