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如何做好氣象自動站防雷措施?

來源:dento 發布時間:2011-7-22 9:44:19
一、直擊雷防護

  空曠的原野上突出的風向桿和小于10歐姆的接地電阻是下行雷泄放的良好通道。風向桿受雷的結果是室外觀測設備將全部損壞,那是由于現在室外設備接地的地網狀況比較糟糕所致。

  以飛機跑道的中分線為限,風向桿可分為南北兩個點,擬在南北兩支風向桿的南面、距風向桿約10米的位置上立兩支高度為12米的避雷針桿塔,桿塔由三條攀線支持,避雷桿塔上安裝由我公司生產的“衛星”牌提前放電避雷針。提前放電避雷針安裝的理由是:1、飛機場地上的任何高度的新裝置都要經過審核認定,民航總局同意后方可安裝。新裝的避雷針只比風向桿高出2米,為此,審批通過的可能性最大;2、只有安裝“衛星”牌提前放電避雷針才能達到防止直擊雷的目的,如果使用傳統的避雷針裝置,要使避雷針保護到風向桿,則避雷針桿的高度應為20米,而這個高度的避雷針保護角度又不是非常準確。由法國杜爾-梅森防雷專業廠家生產的ESE“衛星”牌提前放電避雷針是有安裝高度低、保護范圍大、引雷準確率高的特點,使用它可以有效地保護風向桿附近的設備免遭直擊雷擊(詳細資料請參閱ESE提前放電避雷針說明書)。

  直擊雷防護在所難免,沒有直擊雷防護的防雷工程是不完全的。

二、感應雷防護

  所謂的感應雷是由雷電電磁感應而產生,因它具有雷電的各種形波而稱之為感應雷。感應雷最主要的特征是沿著線路以過電壓方式侵襲用電設備。

  氣象自動觀測站的線路很長,其中信號線的長度在3千米以上長距離的線路是感應雷傳播的絕好途徑。感應過電壓傳播的途徑有兩種,即電源線路和信息信號線兩種。

1、電源線路的過電壓保護

  機場氣象自動觀測站的供電部分由機場跑道南北兩頭的盲降臺提供,北面的設備由380伏三相電源提供,而南面的設備則由220伏單相電源提供,為使南北兩頭的自動觀測設備免受雷電過電壓的侵害,特在電源線上做如下防雷設計:

(1)北面自動觀測設備電源線路的防雷。設備的電源由盲降臺提供三相電源,而設備(如云高儀等)用電的電壓均為單相220伏,為減小雷電的侵害,并根據雷電過電壓的規律和特點以及與之相適應的防雷產品,特設計從盲降臺至用電設備這段線路上安裝三級電源防雷裝置。第一級防雷裝置為泄流型防雷器,它的作用是對地泄放從電源線澎涌而來的雷電流,使雷電能在經過第一級防雷器后大大減??;第二級防雷裝置為限壓型防雷器,它的作用是有效地限制來自線路的高壓,使電源線上的過電壓限制在有限的范圍內;第三級防雷裝置為精細型限壓防雷器,它的作用是限制電源電壓在設備允許的范圍內,確保設備不因過電壓而損壞。

(2)南面自動觀測設備電源線路的防雷。設備用電由南面盲降臺提供單相電源,與北面觀測站設備一樣,在由盲降臺至用電設備的線路采取三級防雷保護裝置。

(3)防雷產品的安裝:

  A設計在北面盲降臺的電源配電箱處的三相電源線和一條N線上并聯安裝4只第一級泄流型防雷器DEHN port;在同一位置上并聯安裝4只第二級限壓型防雷器DEHN guard;為配合第一級和第二級防雷器的動作時間,還需在第一級和第二級防雷器之間串聯安裝4只退耦器DEHN bridge;第三級防雷保護器并聯安裝在用電設備的電源端口上,共5只,型號為DEHNrail。

  B設計在南面盲降臺的電源配電箱處并聯安裝DEHN port 2只、 DEHN guard 2只、DEHN bridge 2只,第三級防雷保護器并聯安裝在用電設備的電源端口上,其數目為6只,型號為DEHN rail。

2、信號線的過電壓保護

  由于設備廠方已配套有信號部分的防雷設備,因此本設計方案對信號部分的防雷不再重復,因信號部分造成的設備損壞及人員傷亡,由設備供應方負責。

三、屏蔽

  前面已經提到,電源線和信號線的屏蔽措施在土建施工時就應該考慮在內,目前在缺少屏蔽措施的情況下,只有采用加裝防雷器的方法進行補救,這種補救措施雖然也起到防雷抗雷的作用,但如果電源線和信號線都采用屏蔽穿管布線時,防雷器相對于過電壓的壓力將大大減小,而且增加了防雷器的使用壽命。

  機場氣象自動觀測站風向桿上與避雷引下線相平等的信號線和電源線都應以穿鐵管的方式進行屏蔽,這些措施將有利于減少感應在信號線和電源線上的過電壓。

四、均壓

  由于雷電場的不均而導致的電位差是雷電二次效應危害的另一種途徑,據此原理特設計在觀測室的防靜電地板下以100cm×100cm的規格用0.1×100cm的紙銅板鋪成網格,爭取各種設備的接地點之間消除電位差,防止反擊。

五、地網

  機場氣象自動觀測站的地網在設計上非常不合理,該場地為沙礫土,選擇打幾根地樁就能滿足10歐姆以下接地地阻的愿望是不現實的,為滿足防雷需要和接地電阻要求,需要對地網進行必要改造和建設。

 

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