朱文博　舒宏武

摘 要：以宜都市氣象局防雷工程整改項目為依托，提供了一個完整的工程設(shè)計方案參考案例，探討了項目所在地的氣候特征以及防雷設(shè)計思路、依據(jù)和工程實踐方案。另外，結(jié)合分析內(nèi)容給出了工程施工需要規(guī)避的時段，可將潛在雷擊危險顯著降低。

關(guān)鍵詞：防雷工程；氣候特征；雷電活動；防雷安全

中圖分類號：TU895 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.078

目前，國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)在防雷工程設(shè)計研究方面取得了較好的成果，防雷以設(shè)計方案工程實踐為重點，對工程項目所在地的氣候，尤其是雷暴、地閃特征等分析較少見。本文根據(jù)宜都市氣象局開展的防雷工程整改項目，選取宜都市1960—2010年雷暴觀測資料和2009-02—2011-11收集的地閃資料對工程項目區(qū)域內(nèi)雷電環(huán)境進行分析，探討工程施工應(yīng)避開的時間，為工程施工設(shè)計完整方案提供參考。

1 工程項目氣候及概況

宜都市地處長江中游，屬江漢平原向鄂西山地過渡地帶，為亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤，降水充足，光照條件好。宜都市年平均雷暴日38.9 d，最多達63 d，屬多雷區(qū)，雷暴集中在3—9月，最早出現(xiàn)在01-01，最遲12-31結(jié)束。宜都市2009-02—2011-11年雷電活動呈現(xiàn)單峰特性，6—8月為閃電高發(fā)期，閃電次數(shù)占總次數(shù)90%以上，1，10，12月份基本不出現(xiàn)地閃現(xiàn)象，一日中14：00—21：00為閃電高發(fā)段，約占總次數(shù)的79.9%以上。

宜都市氣象局觀測站為國家氣象觀測站二級站，海拔74.1 m。觀測場東、西、南側(cè)為私人二層或三層樓房，北側(cè)為宜都市氣象局辦公樓和宿舍樓。現(xiàn)址使用49年，存在較多防雷安全隱患，如果遭受雷擊或雷電波侵入，易造成巨大的、直接或間接經(jīng)濟損失，因此防雷安全尤為重要。本設(shè)計方案旨在更好地配合宜都市氣象局防雷減災(zāi)工作，減少或避免發(fā)生雷擊災(zāi)害事故，向宜都市氣象局提供防雷工程設(shè)計方案和施工指導(dǎo)。

綜合以上分析，按照宜都市雷暴日數(shù)的季、日變化特征對施工進度進行科學(xué)、合理安排，提前把遭受雷擊概率降低，在6—8月份避開各類靈敏設(shè)備的安裝和調(diào)試工作，尤其要規(guī)避8月每日14：00—21：00雷雨頻發(fā)時段，嚴禁開展室外高空和平坦孤立地區(qū)的施工作業(yè)，作業(yè)人員要遠離外部鋼結(jié)構(gòu)等金屬物，在重要施工場所設(shè)立醒目防雷電警示牌。

2 防雷工程方案設(shè)計

2.1 防雷工程設(shè)計思路

確認雷電災(zāi)害入侵建筑物途徑，依據(jù)系統(tǒng)雷電防護科學(xué)理論和防雷設(shè)計安裝經(jīng)驗，按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB 50057—2010）、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB 50343—2004）、《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50601—2010）等相關(guān)規(guī)定結(jié)合現(xiàn)場勘測資料，針對宜都市氣象局作直擊雷、雷電感應(yīng)防護設(shè)計，加強等電位連接和接地保護。

2.2 防雷工程設(shè)計方案

2.2.1 直擊雷防護設(shè)計

宜都市氣象局辦公業(yè)務(wù)樓高10.5 m，為三層，住宅樓1高17.5 m，為五層，為Ⅲ類防雷級別，處于避雷針保護范圍，滾球半徑hr=60 m。氣象觀測場內(nèi)安裝有1處高25 m的獨立避雷針，計算后可知觀測場處于避雷針保護范圍內(nèi)，但不能有效保護辦公樓和住宅樓1，而且現(xiàn)場勘測后存在著4處直擊雷防護安全隱患，應(yīng)按照以下方案進行解決：①辦公樓房頂一部分避雷帶出現(xiàn)銹蝕，應(yīng)采用砂紙打磨，除銹后在表面涂兩道銀粉漆進行防腐。②辦公樓屋脊北部及金屬爬梯安裝的避雷帶為圓鋼φ18 mm，不符合標準。建議沿女兒墻設(shè)置φ18 mm規(guī)格的鍍鋅圓鋼避雷帶，調(diào)直后安裝并搭接鄰近避雷帶，然后將就近的結(jié)構(gòu)主筋作為引下線綁扎或焊接，形成可靠的完整閉合回路。③辦公樓房頂設(shè)置的衛(wèi)星接收天線未進行等電位連接?？刹捎忙?8 mm規(guī)格的圓鋼就近把衛(wèi)星接收天線底座搭接避雷帶圓鋼，確保搭接長度不少于110 mm。④住宅樓1房頂?shù)谋芾讕О惭b不規(guī)范，其中東側(cè)還未安裝。應(yīng)在房頂東部分也安裝避雷帶，然后搭接西側(cè)避雷帶，形成一個完整的閉合回路。避雷帶再以就近的結(jié)構(gòu)主筋作為引下線，與其綁扎、螺紋連接或牢固焊接。

2.2.2 雷電感應(yīng)防護設(shè)計

電子信息系統(tǒng)應(yīng)作接地保護和等電位連接。宜都市氣象局機房地面鋪設(shè)金屬活動地板，室內(nèi)放置有1個UPS電池箱，1臺主機和1臺機柜，承擔(dān)著重要的國家氣象觀測數(shù)據(jù)通信傳輸任務(wù)，因此必須做好信息系統(tǒng)的防雷電感應(yīng)設(shè)計。經(jīng)檢查，機房內(nèi)金屬活動地板下方的線路比較亂，應(yīng)將線路理順后逐一穿PVC管后敷設(shè)。采用M型、截面積不小于50 mm2銅帶，在防靜電活動地板下形成等電位銅帶連接網(wǎng)絡(luò)，采用穿管的、截面積不小于35 mm2的絕緣銅芯導(dǎo)線將室內(nèi)UPS電池箱、主機和機柜金屬外殼與等電位連接網(wǎng)絡(luò)的接地端子以最短的距離進行焊（熔、壓）接。利用螺栓將連接導(dǎo)體與等電位接地端子板之間連接起來，連接點要作搪錫處理。還要在機柜交換機前端安裝上1臺網(wǎng)絡(luò)信號避雷器。

氣象局辦公樓為老房子，配電方式陳舊，因此要在辦公樓的一樓處合理位置安裝1個總配電箱，配電箱前要設(shè)置I級SPD，這樣就可以泄放直雷擊產(chǎn)生的雷電流。第二級SPD裝在總配電箱里分出去的各個分箱中。各級SPD都要安裝在被保護設(shè)備電源線路前端，SPD連接導(dǎo)線要求長度不超過0.5 m且平直，各個接線端要與配電箱內(nèi)對應(yīng)的線路同名端相線分別相連接。配電箱接地端子板要連接所在防雷區(qū)的等電位接地端子板。各級SPD要選取正確的位置和布線，并牢固安裝，其中，關(guān)于SPD連接相線銅導(dǎo)線最小截面積、接地端連接銅導(dǎo)線最小截面積的要求，第I級SPD分別為16 mm2、25 mm2，第Ⅱ級SPD分別為10 mm2、16 mm2。

參考文獻

[1]李祥超，姜翠宏，趙學(xué)余.防雷工程設(shè)計與實踐[M].北京：氣象出版社，2010.

[2]葉衛(wèi)華.南尖巖景區(qū)山莊防雷工程探析[J].浙江氣象，2011（2）.

[3]徐國軒.中小學(xué)校防雷工程的設(shè)計與實現(xiàn)[J].湖北氣象，2012（2）.

[4]江蘇省城鄉(xiāng)和住房建設(shè)廳.GB 50601—2010 建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2010.

〔編輯：王霞〕