桑 野

(遼寧省石佛寺水庫管理局，沈陽110166)

0 前 言

石佛寺水庫位于遼河干流，是遼河干流上唯一的一座大型河道型平原水庫，具有防洪、工農(nóng)業(yè)供水等功能的控制性水利工程，屬于大(II)型水庫。閘壩全長42.6 km，其中主壩長12.4 km，副壩長29.9 km，泄洪閘16 孔，總寬248.5 m。工程按100 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，300 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。設(shè)計洪水位50.22 m?？値烊?.85 億m3，其中防洪庫容1.60 億m3。石佛寺水庫供電系統(tǒng)由兩路10 kV電源組成，其中西拉馬電源(7 km)為工作電源，黃家電源(5 km)為備用電源，兩路電源可相互切換互為備用。水庫地勢平坦而空曠，周圍無高大建筑物，落雷密度和雷暴日都顯著高于沈陽市區(qū)，每逢7—8月份雷雨天氣經(jīng)常發(fā)生，由于雷擊造成供電設(shè)施及辦公設(shè)備損壞，對水庫的日常管理工作帶來了相當(dāng)?shù)牟槐悖?］。

1 石佛寺區(qū)域雷電主要形式及防雷等級確定

石佛寺水庫辦公性建筑物共兩處，一處調(diào)度樓位于石佛寺水庫右岸，共3 層;一處辦公樓臨近203國道，所處地理位置空曠，周圍無其他建筑物，因此受雷擊次數(shù)較多。據(jù)氣象資料顯示，年平均雷暴日在26.9 d以上，為中雷區(qū)。根據(jù)石佛寺水庫建庫以來收集的氣象數(shù)據(jù)顯示，本地區(qū)的雷電主要形式為直接雷擊和雷電波入侵。而雷電引致電源線路中產(chǎn)生的高脈沖電壓也是管理局現(xiàn)代通信設(shè)備損壞的主要原因。因此，根據(jù)實(shí)際情況參照現(xiàn)代綜合防雷工程采取的措施，管理局主要針對防直擊雷、防地電位反擊的、防雷電波侵入、防感應(yīng)雷進(jìn)行了防護(hù)［2］。

廠區(qū)有3 處重要位置無防雷措施，分別為辦公樓、調(diào)度樓、啟閉室;辦公樓機(jī)房系統(tǒng)曾遭過雷擊，系統(tǒng)設(shè)備損壞并對正常的工作造成了一定的影響，啟閉室又于水庫水情調(diào)度惜惜相關(guān)。本著防患于未然和將因雷電災(zāi)害造成的損失降到最低限度的原則，為確保建筑物、設(shè)備與人員的安全，應(yīng)針對直擊雷、感應(yīng)雷、接地及等電位系統(tǒng)做綜合性防雷保護(hù)措施。

查閱《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》可知水庫建筑物理應(yīng)劃為第三類防雷建筑物。根據(jù)建筑規(guī)程規(guī)定，建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定:

式中:N 為建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)，次/a;k 為校正系數(shù)取1.5;Ng 為建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度［次/(km2·a)］;Ng = 0.024T =1.83;Ae =［LW+2(L+W)× +Πh(200－H)］×10－6=0.101。

2 防雷措施

2.1 直擊雷防護(hù)措施

2.1.1 辦公樓避雷措施

根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，按照三類建筑物防雷設(shè)計。在辦公樓、調(diào)度樓屋頂安裝THUNDE－I－S 避雷針。避雷針高度為5 m，避雷針安裝引下線連接到防雷接地網(wǎng)。引下線材料可選用鍍鋅扁鋼(圓鋼)。避雷針與塔桿采用電焊或氣焊，保證連接牢固。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個以其本體為軸線的曲面圓錐體，足以滿足地衡控制室防直擊雷的要求［3］。

2.1.2 調(diào)度樓避雷措施

依據(jù)GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》:避雷帶采用Φ12 的鍍鋅圓鋼沿屋頂周邊設(shè)置一圈，避雷帶的拐角處應(yīng)做成圓弧，切不得在拐角處焊接。避雷帶距墻體高度≥0.15 m，并用鍍鋅圓鋼均勻設(shè)置避雷帶支撐柱，支撐柱間距1 m。避雷帶要求不能出現(xiàn)斷點(diǎn)、開焊現(xiàn)象，焊好后做好防腐處理。避雷帶支架要牢固。避雷引下線Φ12 的鍍鋅圓鋼連接到地網(wǎng)(建筑地)。

由于辦公樓屋頂面積非常大，考慮避雷范圍及安全性，在屋頂鋪設(shè)由金屬組成的避雷網(wǎng)。避雷網(wǎng)的可靠性與金屬接地是否良好有關(guān)。在屋頂上的煙囪、混凝土女兒墻等突出于屋頂上部的結(jié)構(gòu)物和其他突出部分焊接金屬扁鋼，使避雷針與大地保持良好的接地性，做好等電位聯(lián)結(jié)。在做好避雷針和接地網(wǎng)的聯(lián)結(jié)后，需要對接地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行測量。接地電阻值的大小往往標(biāo)志著接地網(wǎng)的良好性，接地電阻一般值為1 ～10 Ω。

2.2 感應(yīng)雷的防護(hù)措施

1)建筑物的供配電系統(tǒng)，按國標(biāo)和國標(biāo)IEC 防雷標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)做至少三級防雷保護(hù)，主要原因?yàn)椋煌ㄟ^加裝一級電源避雷器是不足以瀉放感應(yīng)雷侵入電源系統(tǒng)造成的過電流過電壓的，遵循“層層保護(hù)、級級瀉放”的原則在建筑物的各層配電處裝設(shè)電源避雷器。

2)建筑物電子信息系統(tǒng)(如信息機(jī)房):計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷保護(hù):重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如交換機(jī)、服務(wù)器等);電話通訊系統(tǒng)的電話交換機(jī);其它如工業(yè)自動控制、檢(監(jiān))測及環(huán)路測量信號設(shè)備等的感應(yīng)雷防護(hù);機(jī)房內(nèi)的均壓環(huán)的敷設(shè)，形成機(jī)房內(nèi)的等電位聯(lián)接，消除電位差，防止雷電入侵。室外監(jiān)控或其它由室外引入室內(nèi)的有源線路，均應(yīng)加裝信號接口類、相應(yīng)帶寬、相應(yīng)傳輸速率及相應(yīng)工作電壓的電子避雷器。

2.2.1 針對機(jī)房供電系統(tǒng)的防護(hù)

在辦公樓主機(jī)房室內(nèi)配電處并聯(lián)安裝1 臺LTP220—40J/385V/2P—S 型單相電源避雷器，作為防雷系統(tǒng)的電源保護(hù)。抑制外部電源傳輸線引入的感應(yīng)雷電流。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能，最大放電電流達(dá)40KA。該避雷器可以有效防止雷電入侵波，保障主機(jī)房的供電安全。

在調(diào)度樓一、二樓層分別配電處并聯(lián)安裝一臺LTSPD40KA/2—S 型單相電源避雷器，作為防雷系統(tǒng)的保護(hù)。抑制外部電源傳輸線引入的感應(yīng)雷電流。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能，最大放電電流達(dá)40 KA。

在啟閉室的主/分配電處分別并聯(lián)安裝LTSPD40KA/4—S、LTSPD20KA/4—S 型三相電源避雷器，作為防雷系統(tǒng)的分級保護(hù)。抑制外部電源傳輸線引入的感應(yīng)雷電流。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能，最大放電電流達(dá)40/20KA。

在各個樓層的配電處安裝的避雷器可以增加電路的通流能力，可以有效地減少由于雷電沖擊電流過大而導(dǎo)致地線路、電容等電子設(shè)備的燒毀。

2.2.2 針對機(jī)房網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)的防護(hù)

辦公樓、調(diào)度樓機(jī)房:網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在機(jī)房網(wǎng)絡(luò)、交換機(jī)等設(shè)備前端使用網(wǎng)絡(luò)跳線串聯(lián)安裝RJ45－N/4－S 網(wǎng)絡(luò)信號避雷器，該避雷器可以有效地保護(hù)交換機(jī)等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，防止雷電所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)干擾。

3 結(jié) 語

做好水庫建筑物防雷首先要分析出雷電危害的主要類型，再根據(jù)雷電危害的類型，選擇好相應(yīng)的防雷措施。而做好建筑物防雷的關(guān)鍵主要在于做好屋外直接雷擊防護(hù)和室內(nèi)感應(yīng)雷擊防護(hù)。做好建筑物外防雷措施，可采用架設(shè)避雷針及鋪設(shè)接地網(wǎng)等方法并做好接地電阻的檢測;做好建筑物內(nèi)部感應(yīng)雷擊防護(hù)措施，建議在機(jī)房等主要電源處安設(shè)避雷器和防雷插排。水庫大多數(shù)處于地勢空曠的郊外，防雷是關(guān)系到安全生產(chǎn)的大事不可忽視。本文提及了石佛寺水庫建筑物防雷內(nèi)外的安裝措施和做法，希望能對水庫防雷工作有所幫助。

［1］中華人民共和國機(jī)械部.GB50057—94(2000)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范［S］. 北京:中國計劃出版社，2001.

［2］趙智大. 高電壓技術(shù)(第二版)［M］. 北京:中國電力出版社，2006:39－45.

［3］中華人民共和國建筑部.GB173—1998 計算機(jī)信息系統(tǒng)防雷安全防范［S］. 北京:中國計劃出版社，1998.