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[摘 要]筆者通過對江西上饒市新一代天氣雷達(dá)站防雷工程的方案設(shè)計(jì)，對高山雷達(dá)站的防雷措施提出一套解決方案。主要采用接閃、分流、等電位連接、屏蔽、隔離、合理布線、電涌保護(hù)和共用接地等現(xiàn)代防雷技術(shù)，接地材料主要采用新型高山降阻鑄銅接地棒與鍍鋅扁鋼、接地模塊、高效防腐降阻劑配合使用。

[關(guān)鍵詞]雷達(dá)；防雷；設(shè)計(jì)

[中圖分類號]P415.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

1 雷達(dá)站概況

雷達(dá)站站址位于海拔118米的信州區(qū)文筆峰上，天線塔樓高度為23.0m，加上雷達(dá)天線總高度為36.5m，四周無高大建筑物，塔樓所在位置地質(zhì)結(jié)構(gòu)為強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，經(jīng)現(xiàn)場二個(gè)位置測試土壤電阻率均在2104Ω*m—2198Ω*m之間。

雷達(dá)樓共六層，每層用途為：自塔樓底以上的第一層為塔樓大廳、測報(bào)值班室、雷達(dá)值機(jī)員生活用房等，第二層為綜合業(yè)務(wù)用房，第三、四層為雷達(dá)備用器材庫房，第五層為雷達(dá)機(jī)房，第六層為科普展館。

上饒新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)采用北京敏視達(dá)公司生產(chǎn)的CINRAD WSR-98D/SA型新一代天氣雷達(dá)。雷達(dá)分系統(tǒng)由雷達(dá)數(shù)據(jù)采集、雷達(dá)產(chǎn)品生成、用戶處理3個(gè)子系統(tǒng)和雷達(dá)內(nèi)部通信、配套設(shè)施等組成。

2 保護(hù)對象

（1）新一代天氣雷達(dá)所在建筑物、人員、雷達(dá)室外天線防直擊雷保護(hù)；

（2）雷達(dá)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、機(jī)房數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、配電系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備、除濕機(jī)、發(fā)電機(jī)設(shè)備、景觀燈電源控制系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)防雷電感應(yīng)、防雷電波侵入保護(hù)設(shè)計(jì)；

（3）新一代天氣雷達(dá)站建筑物、雷達(dá)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、機(jī)房數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、靜電地板、機(jī)房四周金屬門窗、配電系統(tǒng)防閃電電涌等共用接地系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)；

3 雷電對信息系統(tǒng)怎樣造成危害

計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)遭受雷擊損壞的途徑主要有：（1）直接雷擊；（2）雷電通過各種通信線路的感應(yīng)雷而傳入系統(tǒng)損壞設(shè)備；（3）雷擊建筑物或鄰近地區(qū)雷電放電，強(qiáng)大的交變電磁場將導(dǎo)致內(nèi)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中由于空間電磁感應(yīng)產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓造成損壞；（4）雷電通過供電線路的感應(yīng)而引入系統(tǒng)電源導(dǎo)致設(shè)備損壞。

4 技術(shù)方案

4.1 直擊雷防護(hù)

4.1.1 建筑物直擊雷防護(hù)。根據(jù)江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院的設(shè)計(jì)圖紙，沿雷達(dá)樓屋面邊沿已設(shè)計(jì)90cm高的環(huán)形金屬護(hù)欄，需對金屬護(hù)欄進(jìn)行接地保護(hù)。

4.1.2 雷達(dá)天線直擊雷防護(hù)。根據(jù)QX2-2000的要求，雷達(dá)天線防直擊雷所用接閃桿選用中國氣象局武漢康普防雷設(shè)備有限公司生產(chǎn)的多普勒雷達(dá)天線專用玻璃鋼管接閃桿。

在安裝雷達(dá)天線基座的平臺上，距天線罩水平距離3m遠(yuǎn)處安裝三套15.50m高接閃桿對雷達(dá)天線進(jìn)行防直擊雷聯(lián)合保護(hù)。

4.2 閃電電磁脈沖及閃電感應(yīng)防護(hù)

4.2.1 電纜與波導(dǎo)管的防護(hù)。為防雷擊電磁脈沖干擾，雷達(dá)天線連接到機(jī)房的所有電纜線穿金屬管，金屬管和波導(dǎo)管在穿進(jìn)每一樓層時(shí)與該樓層的等電位連接帶進(jìn)行電氣連接，金屬管首尾應(yīng)電氣連通，雷達(dá)天線至機(jī)房的電纜線入口處采用金屬罩屏蔽并接地。

4.2.2 雷達(dá)機(jī)房防閃電感應(yīng)措施。在雷達(dá)機(jī)房鋁合金窗上安裝≤100mm×100mm金屬網(wǎng)，雷達(dá)機(jī)房外墻及上下層樓面鋼筋網(wǎng)孔應(yīng)≤200mm×200mm， 并每隔1000mm×1000mm尺寸的網(wǎng)格位置上進(jìn)行焊接。

在機(jī)房靜電地板下采用-40×4接地銅排制作М型接地網(wǎng)，并與結(jié)構(gòu)柱中作為防雷接地引下線的主鋼筋進(jìn)行二處可靠電氣連接。進(jìn)出雷達(dá)機(jī)房的所有纜線應(yīng)敷設(shè)在金屬屏蔽槽內(nèi)，機(jī)房內(nèi)所有金屬構(gòu)件與機(jī)房М型接地網(wǎng)之間進(jìn)行等電位連接。

雷達(dá)機(jī)房和控制室內(nèi)設(shè)備距外墻及梁柱的距離應(yīng)≥1000mm。

4.3 電源線路防閃電電涌侵入措施

4.3.1 高壓電源線路防雷電波侵入措施。根據(jù)雷達(dá)站供電的特殊要求，在變壓器高壓側(cè)安裝高壓SPD，在高壓線進(jìn)入變壓器前端50米將架空線改埋地電纜引入，雷達(dá)站采用低壓供電時(shí)全線采用鎧裝電纜埋地引入，鎧裝電纜金屬外層引入端與大樓防雷地之間進(jìn)行等電位連接。

4.3.2 低壓電源線路防閃電電涌侵入措施。雷達(dá)站低壓配電線路中，變壓器安裝位置與雷達(dá)站分設(shè)兩處，采用TN-C-S系統(tǒng)。

雷達(dá)站供電采用三相四線380V動力電源，由市電提供，天線塔樓內(nèi)設(shè)置配電房。用110kV的變壓器供電，并備有UPS不間斷電源和穩(wěn)壓電源；當(dāng)市電斷電后，由另外配備的110kW發(fā)電機(jī)組作后備電源繼續(xù)供電，并實(shí)現(xiàn)市電與發(fā)電機(jī)房供電的自動切換。位于市氣象臺的RPG和PUP備有UPS不間斷電源以保障全天候供電。

4.4 數(shù)據(jù)傳輸線路防閃電電涌侵入措施

新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)的RDA（雷達(dá)數(shù)據(jù)采集）與RPG（雷達(dá)產(chǎn)品生成）之間通過光纜寬帶通信來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，僅對光纜終端的金屬部件安裝德國DEHNgap B/n開關(guān)型SPD一組，并在線纜和交換機(jī)之間各安裝一只德國菲尼克斯D-LAN/RJ45數(shù)據(jù)傳輸線路電涌保護(hù)器，對信號線路進(jìn)行防閃電電涌侵入保護(hù)。

因雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸線路、電話通訊線路采用有線工作方式，其線纜應(yīng)采用屏蔽電纜或穿金屬管埋地引入，并在接線盒前端的電話組線箱內(nèi)安裝電話信號SPD。

5 結(jié)論

由于新一代天氣雷達(dá)站所處的環(huán)境及工作的特殊性和重要性，要求防雷工程的設(shè)計(jì)一定要全面、完善。一是要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是按照QX 2-2000《新一代天氣雷達(dá)站防雷技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次要考慮實(shí)際情況，盡量提高設(shè)計(jì)等級。三是接閃器保護(hù)范圍的計(jì)算方法，沒有以建筑物屋面作為地面來計(jì)算的，而是用滾球法的原理，采用幾何繪圖的方法計(jì)算。四是要做好機(jī)房層的屏蔽以及進(jìn)出管線等電位連接，這在實(shí)際中發(fā)揮很大的作用，盡可能利用建筑金屬構(gòu)件、砼體內(nèi)的鋼筋作屏蔽網(wǎng)和均壓環(huán)。五是要注意供電埋地線纜的雷電防護(hù)，按照規(guī)范要求，盡量在50m外埋地引入，如果不能實(shí)現(xiàn)，要采取其他的補(bǔ)救措施，保證供電系統(tǒng)的安全，確保設(shè)備能正常運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 虞昊，臧庚媛，趙大銅.現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版，1995.

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