王曉霞 薛生瑞 高翠珍 薛錦明 閆美蓉 郭 宇

1.山西省地震局離石中心地震臺 2.山西省地震局大同中心地震臺 3.山西省地震局定襄地震臺

地震儀器是用來監(jiān)測地球活動的精密電子儀器，在地震前兆監(jiān)測中發(fā)揮重要作用。防雷裝置安全檢測工作及日常維護是確保地震監(jiān)測臺網(wǎng)的順利運行和地震監(jiān)測資料連續(xù)可靠的重要保證。

1 北武當臺概況和防雷措施簡介

1.1 北武當臺概況

北武當觀測站位于山西省呂梁市方山縣北武當鎮(zhèn)武當村東北1.2km處的北武當山山腳下，海拔高程1420m。北武當觀測站地貌花崗巖地區(qū)典型地貌形態(tài)，地質(zhì)環(huán)境位于關帝山強烈隆起區(qū)，該區(qū)新構(gòu)造運動以來以持續(xù)抬升為主。斷塊內(nèi)差異運動極弱，屬穩(wěn)定的新單元構(gòu)造。觀測項目有區(qū)域測震、水管傾斜儀、伸縮儀、水平擺傾斜儀、應變儀、氣象三要素，信息節(jié)點交換機、UPS等電子設備儀器[1]。

1.2 北武當觀測站防雷系統(tǒng)措施簡介

離石中心地震臺北武當觀測站防雷系統(tǒng)是由防直擊雷、建筑物防雷、電源進線防雷、通訊線路防雷、接地技術防雷系統(tǒng)構(gòu)成的，如下圖[2]。

圖 北武當臺避雷系統(tǒng)示意圖

（1）雷擊電磁脈沖的防護措施。雷擊電磁脈沖（LEMP）所產(chǎn)生的感應電動勢通過侵入通道疊加在線路信號上產(chǎn)生瞬間高電壓，會擊毀各類用電設備和微電子芯片，離石臺防雷工程時安裝了接地體地埋深度為2m面積為8m2接地防雷網(wǎng)共用接地防雷，建10m高的避雷針（接閃器）。利用建筑物的基礎鋼筋地網(wǎng)作為共用接地系統(tǒng)，接地體的接地電阻小于4Ω。達到建筑物防雷要求。

（2）電源系統(tǒng)的防雷防護措施。當高壓380V線路進入變壓器后，從變壓器到洞口配電柜地埋鎧裝皮電纜接入，在距洞口觀測室院內(nèi)配設總配電箱，采用三相四線制，安裝一套60kA的三相電涌保護器SPD1（型號為LPT380-60，作為一級保護）和一套40kA的三相電涌保護器SPD2（作為二級保護）。在洞口觀測室內(nèi)配電柜輸入端，安裝一套20kA三相雷電通流容量作為三級保護，在UPS電源后或設備前安裝一雷電通流5kA的單相電涌保護器SPD4，作為四級精細保護。還可以增加防雷插座等，這樣就有效保護了地震監(jiān)測設備電源防雷。

（3）屏蔽措施。屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，具體采取以下措施：外部屏蔽措施由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋以及洞室外的接閃器這些自然構(gòu)件組成的。洞室內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)設備在使用非屏蔽電纜入戶前穿金屬管并埋入地中的線路敷設于合適的路徑、線路穿鐵管屏蔽、必要時采購屏蔽電纜，這些措施形成一個格柵形大空間屏蔽，極大改善電磁環(huán)境。形成了很好的電磁屏蔽措施。

（4）等電位連接與共用接地。等電位連接是現(xiàn)代防雷技術重要的防護措施之一。按規(guī)范要求設計，避雷接地網(wǎng)接地電阻＜4Ω，將引進入山洞觀測室的各類管線穿入金屬管做屏蔽層、儀器設備外殼接地機殼、儀器機箱、機架、插座接地、變壓器市電零線與接地網(wǎng)二次接地，洞內(nèi)各儀器室都要進行等電位接地。這樣再與雷電防護區(qū)交界處的接地網(wǎng)做了等電位連接，保證儀器設備共用接地，形成一個良好等電位。

2 防雷系統(tǒng)的檢測

2.1 接地電阻的測量方法

接地電阻測量有多種方法和儀器可供選擇，我臺主要使用的ZC-8型接地電阻測試儀。對變壓器接地測試接地電阻、對主接地網(wǎng)進行測試。

根據(jù)要求，儀表上的E端鈕（一般為綠色）接5m導線，P端鈕（一般為黃色）接20m線，C端鈕（一般為紅色）接40m線，導線的另一端分別接被測物接地極E'，電位探棒P'和電流探棒C'，且E'、P'、C'應構(gòu)成三角形，其間距為20m。需要注意的是接地棒要插在潮濕的地方，如接地棒所插的地方是干燥、多石或沙質(zhì)地,需要在接地棒周圍澆上足夠的水,使接地棒周圍得以潮濕,以保持良好的導電率。如遇到混凝土之類的硬地面而不能插入接地棒時,可將接地棒置于地面上,然后用布料將接地棒蓋住,再在上面澆水(最好用鹽水),這樣也可進行測量(不能用于瀝青地面)。

2.2 避雷器、線路檢測內(nèi)容

（1）防雷器工作狀態(tài)檢測：查看電源防雷模塊、電源防雷箱、防雷插座故障顯示窗口或工作指示燈，防雷器一旦發(fā)生故障應及時更換，在雷雨天氣過后也應及時查看。

（2）檢測防雷器連接線和接地線是否完好或連接松動，并及時更換或緊固。特別是每年開春雨季到來之前，應仔細檢查避雷系統(tǒng)，包括接地網(wǎng)，地線，接地母線是否松脫，銹蝕，接觸不良，同時測量接地電阻，做好記錄并與上次結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（3）每次打雷后，都應檢查避雷元器件有無損壞，發(fā)黑，有無焦糊味，器件部位是否清潔，有無霉絲、昆蟲等，及時更換有問題部件。

(4）定期檢查外線路包括，包括供電系統(tǒng)，避雷接地系統(tǒng)，天線，信號線，信號配接箱、外設等，打雷，刮大風，下大雨等異常天氣后都要認真檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

2.3 接閃器、引下線檢測內(nèi)容

檢測接閃器、引下線是否出現(xiàn)變形、松動、斷裂、腐蝕嚴重等顯現(xiàn)，并采取相應措施進行修復或重新安裝。

3 防雷系統(tǒng)的日常維護[3]

防雷系統(tǒng)的維護分為周期性維護和日常性維護兩類。按照省局規(guī)定要求每季度檢查，并按時上報巡檢報告，每年在雷雨季節(jié)到來之前，應進行一次全面檢測。日常性維護，應在每次雷擊之后進行。

北武當觀測站位于在雷電活動比較強烈的地區(qū)，對防雷裝置應隨時進行目測檢查。特別是雷擊或雷電波襲擊時，由于電流很大,會產(chǎn)生很高的殘壓,使附近的設備遭受到反擊的威脅。為了保護監(jiān)測儀器的正常運行，防雷接地要在瞬間將幾十千安的雷電流泄流到大地，接地電阻越小散流越快，雷擊后高電位保持的時間就短，危險性就小，所以接地電阻越小，效果越好，被保護的對象就越安全。但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響臺站儀器的安全運行。因此，必須大力加強對地網(wǎng)接地電阻的定期檢測，使接地網(wǎng)的接地電阻符合要求，從而有效的防止設備絕緣損壞造成設備的進一步損壞。

3.1 做好防雷裝置檢測工作的意見和建議

（1）每年定期請有資質(zhì)的專業(yè)防雷檢測機構(gòu)檢測防雷裝置，評估本區(qū)域防雷裝置是否符合國家規(guī)范要求，應每年檢測一次。

（2）單位應設防雷電災害責任人，負責防雷裝置日常維護和報檢工作，特別是雷雨季節(jié)應定期或不定期檢查安裝在配電系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡等強弱電的電涌保護器運行情況，發(fā)現(xiàn)損壞時應及時更換。

（3）應采用質(zhì)量和技術均符合國家標準的防雷設備、器件、器材，避免使用非標準和無檢測合格證的防雷產(chǎn)品和器材。

3.2 日常巡檢工作

（1）檢查各級避雷器工作情況。不同廠家設計的供電避雷器工作狀態(tài)指示燈可能不盡相同，我臺采用的供電避雷器正常工作時，顏色顯示是綠色，當遭遇雷擊時，狀態(tài)變?yōu)榧t色。在現(xiàn)場檢查避雷器時需要詳細參閱廠家的設備說明書。

（2）檢查避雷地網(wǎng)接線。在對臺站進行巡檢時，一方面要測量接地電阻，另一方面要檢查避雷接地網(wǎng)和儀器避雷接地之間接線是否牢固、交流插座接地和避雷接地網(wǎng)地線是否牢固、供電避雷器接地孔與扁鐵接線是否牢固、扁鐵與機柜各個設備的避雷接地是否牢固。

（3）檢查防護接地。儀器外殼接地是否牢固；機柜接地是否牢固；儀器外殼接地是否和避雷接地分開等等。

4 結(jié)束語

地震監(jiān)測預報需要高質(zhì)量的觀測資料，其中數(shù)據(jù)的連續(xù)率、完整率是衡量觀測資料的重要因素。必須減少不必要的雷擊造成的儀器故障導致缺記，采取合理的措施保障儀器運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)連續(xù)完整。對于離石臺來說，加強日常維護，特別是雷雨季節(jié)，要增加巡檢的次數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時維修，消除安全隱患，做到早發(fā)現(xiàn)早整改，避免雷電事故的發(fā)生或減輕雷電災害損失。

[1]薛生瑞、徐博、高翠玲,等.山西離石中心地震臺數(shù)字傾斜儀資料質(zhì)量跟蹤分析[J].山西地震,2013,（4）:14-17

[2]蘇邦禮,崔秉球,吳望平,等.雷電與避雷工程[M].廣州:中山大學出版社,1996

[3]楊德榮,梁丹.接地電阻測量中應注意的幾個問題[J].氣象研究與應用,2007,28（2）:72-74