孫自勝 岳國(guó)海 曾凡磊 王剛 程虎

摘要：雷電是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，但是其強(qiáng)大雷電流產(chǎn)生的多種效應(yīng)，會(huì)對(duì)建（構(gòu)）筑物造成嚴(yán)重的破壞。多數(shù)雷達(dá)站一般位于人跡罕至的山區(qū)，地形地貌的特殊性，表面巖石覆蓋，極易遭受雷電襲擊，因此因地制宜設(shè)計(jì)出一套合理的防雷系統(tǒng)對(duì)于雷電站的正常運(yùn)行至關(guān)重要，為和后續(xù)雷達(dá)站建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)站;防雷系統(tǒng);直擊雷;感應(yīng)雷

1、引言

建筑物防雷一直備受被人們關(guān)注，強(qiáng)大的雷電流具有熱效應(yīng)，會(huì)對(duì)人體會(huì)造成一定的傷害;實(shí)踐證明，95%的雷擊損失來(lái)源于雷電的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。因此在雷達(dá)站建設(shè)時(shí)需要既要最好直擊雷的設(shè)計(jì)同時(shí)，更要做好雷達(dá)站的相關(guān)電氣電子設(shè)備的雷電防護(hù)。建設(shè)施工過(guò)程中應(yīng)做好監(jiān)管工作，以保證雷達(dá)站建設(shè)的質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。部分雷達(dá)站建在山巒腹地、地理環(huán)境特殊。其地表面大多數(shù)被巖石覆蓋、土壤電阻率很大。因此，設(shè)計(jì)出一套合理的雷達(dá)站防雷系統(tǒng)是至關(guān)重要的。

2、雷達(dá)站的防雷系統(tǒng)綜合方案

雷達(dá)站一般由主機(jī)房、雷達(dá)天線平臺(tái)兩部分組成。各自在雷達(dá)站設(shè)施中扮演著不同重要角色和職能。主機(jī)房一般布置在雷達(dá)天線平臺(tái)附近，這樣可以減小高頻線路的長(zhǎng)度;雷達(dá)天線在雷達(dá)站中占據(jù)重要地位，且雷達(dá)天線的高度比較突出，雷達(dá)天線極容易受到雷電的破壞，同時(shí)電氣設(shè)備的電力傳輸、電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷也應(yīng)該綜合考慮。

2.1天線平臺(tái)的直擊雷保護(hù)

QX/T2-2016指出：按GB50057-2010第二類(lèi)防雷建筑物的要求對(duì)雷達(dá)站建（構(gòu)）筑物進(jìn)行外部防雷裝置設(shè)計(jì);接閃桿安裝應(yīng)與雷達(dá)天線吊裝同步進(jìn)行;宜在雷達(dá)天線平臺(tái)上安裝不少于3支接閃桿，當(dāng)雷達(dá)天線罩頂距地面的高度不大于15m時(shí)，可直接在地面架設(shè)不少于2支接閃桿。接閃桿的保護(hù)范圍應(yīng)采用滾球法確定，保護(hù)范圍的邊界至雷達(dá)天線罩邊沿及天線平臺(tái)上其他設(shè)備的距離應(yīng)不小于0.5m，接閃桿頂部金屬體的長(zhǎng)度宜不大于1m，金屬體為圓銅或圓鋼時(shí)直徑應(yīng)不小于16mm;處于雷達(dá)天線仰角零度下邊緣以下部位的接閃桿的支撐桿應(yīng)采用鋼管，以上部位的接閃桿的支撐桿應(yīng)使用高強(qiáng)度玻璃鋼管，鋼管及玻璃鋼管的壁厚及強(qiáng)度應(yīng)能滿足當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)速、最大覆冰厚度等氣象條件的要求;應(yīng)在玻璃鋼管及鋼管內(nèi)設(shè)置多芯銅紋線作引下線，截面積應(yīng)不小于50mm2宜選擇在其中1支接閃桿的支撐桿上設(shè)置雷擊計(jì)數(shù)器;接閃桿的引下線、接閃桿底段鋼管應(yīng)與接閃桿基礎(chǔ)附近的預(yù)留端子連接、連接導(dǎo)體應(yīng)采用不小于40mm×4mm的扁鋼或直徑不小于12mm的圓鋼;雷達(dá)天線座、鐵塔應(yīng)就近與預(yù)留端子電氣連接;位于高山頂部的雷達(dá)站，宜根據(jù)當(dāng)?shù)厣襟w情況及雷電活動(dòng)規(guī)律，沿雷達(dá)站周邊設(shè)置接閃桿或接閃線。

2.2雷達(dá)站供電系統(tǒng)的雷電保護(hù)

雷達(dá)站的10kV配電線路宜采用鎧裝電纜全程埋地引入。條件不具備時(shí)，應(yīng)將進(jìn)入雷達(dá)站變壓器前的10kV架空線轉(zhuǎn)換為鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿金屬管埋地引入，埋地長(zhǎng)度宜不小于50m，鎧裝層或金屬管應(yīng)接地;或在變壓器前3基桿的10kV架空線上方裝設(shè)避雷線。架空線與電纜的轉(zhuǎn)換處及變壓器的高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)避雷器。當(dāng)采用低壓配電線路引入雷達(dá)站時(shí)，線路全程應(yīng)采用鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿金屬管埋地敷設(shè)，鎧裝層或金屬管的兩端均應(yīng)接地。雷達(dá)站的低壓配電應(yīng)采用TN接地系統(tǒng)。當(dāng)變配電室與機(jī)房共處同一建筑物時(shí)，應(yīng)采用TN-S系統(tǒng);當(dāng)變配電室與雷達(dá)機(jī)房不在同一建筑物時(shí)，可采用TN-C-S系統(tǒng)，引入到雷達(dá)站建筑物總配電柜內(nèi)的PEN線應(yīng)重復(fù)接地，從總配電柜起的配電線路和分支線路應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)。一等雷達(dá)站低壓配電系統(tǒng)SPD的安裝位置及主要參數(shù)應(yīng)符合以下要求應(yīng)在總配電柜內(nèi)的相線、中性線分別對(duì)PE排安裝I級(jí)試驗(yàn)的SPD，其In應(yīng)不小于25kA、Up 應(yīng)不大于2.5kV;應(yīng)分別在機(jī)房?jī)?nèi)的雷達(dá)設(shè)備配電盤(pán)、空調(diào)及照明配電盤(pán)安裝Ⅱ級(jí)試驗(yàn)的SPD，其1n宜不小于40kA，有效電壓保護(hù)水平（Up）宜不大于2.0kV。建筑物內(nèi)的其他動(dòng)力、照明配電盤(pán)宜安裝相應(yīng)的SPD。

2.3設(shè)備機(jī)房的雷電保護(hù)系統(tǒng)

雷達(dá)機(jī)房不宜設(shè)置在建筑物的頂層，雷達(dá)設(shè)備距外墻、結(jié)構(gòu)柱及梁的距離宜不小于1m。防雷等級(jí)為一等的雷達(dá)站機(jī)房宜設(shè)置在建筑物的LPZ2區(qū);機(jī)房應(yīng)使用金屬板門(mén)和金屬門(mén)框，金屬板門(mén)應(yīng)通過(guò)2條不小于6mm2軟金屬線與門(mén)框連接。機(jī)房外窗應(yīng)增設(shè)網(wǎng)孔不大于200mm×200mm的金屬網(wǎng)。金屬門(mén)框、外窗的金屬網(wǎng)應(yīng)就近與預(yù)留端子連接。應(yīng)在機(jī)房建立M型機(jī)構(gòu)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)。沿機(jī)房地面周邊設(shè)置等電位連接帶，在地設(shè)置等電位連接網(wǎng)格，連接帶與預(yù)留的等電位連接端子可靠連接，網(wǎng)格與等電位連接帶可靠連接;雷達(dá)設(shè)備及其他電子和電氣設(shè)備的金屬外殼或機(jī)柜、低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)地（PE）線及SPD的接地端、信號(hào)SPD的接地端、線纜金屬屏蔽層或金屬線槽、防靜電地板支架等均應(yīng)以最短的距離與等電位連接網(wǎng)絡(luò)連接;波導(dǎo)管、伺服系統(tǒng)的線纜吊架應(yīng)就近與預(yù)留端子連接;等電位連接部位的直流過(guò)渡電阻值宜不大于0.03歐姆。

3、結(jié)束語(yǔ)

一套合理的雷達(dá)站防雷設(shè)計(jì)對(duì)于其防雷安全性是至關(guān)重要。既可以避免因雷電入侵而帶來(lái)的硬件損失又可以保障雷達(dá)數(shù)據(jù)的完整性。雷雨季節(jié)來(lái)臨之前，做好防雷裝置的日常維護(hù)和定期檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

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