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庫區防雷技術與措施

文檔作者：張春哲周國剛文檔來源： 1．遼寧省水利水電科學研究院 2．遼寧省江河流域管理局		點擊數：	更新時間： 2021年11月04日
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2013年第6期
(第41卷)
黑龍江水利科技
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No．6．2013
(Total No．41)
文章編號：1007—7596(2013)06—0267一O2
庫區防雷技術與措施
張春哲 ，周國剛
(1．遼寧省水利水電科學研究院，沈陽110003，2．遼寧省江河流域管理局，沈陽110003)
摘要：隨著水利自動化系統的不斷發展和推廣，大、中型水庫都逐步建立起自己的水利自動
化信息系統，水庫多在山區或平原突出地區，屬于雷電多發地區，雷電對自動化系統的
安全構成很大威脅，因此庫區防雷就顯得尤為重要，重點介紹庫區防雷技術與措施，有
利于提高水利自動化系統應用中的安全性和可靠性。
關鍵詞：自動化；信息系統；雷電；防雷技術；防雷技巧
中圖分類號：TU895 文獻標識碼：B
1 庫區防雷的必要性
隨著信息技術的迅猛發展，計算機等微電子設備
大量參與水庫的數據采集及13常管理，由于其靈敏度
高、耐壓低，很易受雷電電磁脈沖干擾。如果防雷系
統有缺陷，接閃裝置接閃后，建筑物內的微電子設備
必然會受到影響，輕者可導致有關設備的誤動作，重
者會造成硬件的永久性損壞，以致通訊中斷等嚴重后
果。庫區防雷是一個系統工程，必須綜合考慮，將外
部防雷措施和內部防雷措施作為整體統一考慮。
2 庫區建筑物防雷的特點
庫區的建筑物一般包括管理房、大壩、溢洪道、
輸水洞、啟閉室等，主要防雷建筑物指有機電設備、
自動化系統和人活動的地方。管理房、啟閉室、閘
室、電站是主要的防雷對象。大壩、溢洪道、輸水洞
由于跟大地直接接觸，另外，這些建筑遭受雷擊后損
害并不明顯，在庫區防雷時可以不做直接考慮。
我國的大、中、小型水庫分布不均，環境條件也
不盡相同，建議有條件的水庫首先在大壩兩端的山
頂上建設避雷塔，建設中關鍵是對兩座塔都要按標
準要求做良好的接地連接，使兩座塔能起到良好的
引雷避雷的作用，使庫區大部分都在兩座塔的保護
之下，并將兩座塔的良好接地用引下線一直引到相
關需要防雷建筑物的接地裝置上，使整個地區形成
一個統一的防雷帶。并在低處的建筑物接地裝置的
引下線上加裝防止電流反向沖擊的設備，以免由于
山上山下形成點位差時對下面建筑物及里面的設備
造成損害。在整個防雷系統中重要的就是良好的接
地，沒有良好的接地一切避雷設施都有可能將“引雷
人室”，給人的生命及國家財產造成不可估量的
損失。
3 防雷分區的定義及綜合防雷系統的組成
在國際標準IEC 62305__4(GB／T 21714．3)? 中
規定的防雷方案的基礎原理是：在電涌達到終端設備
并對其造成損壞之前將電涌逐級降低到安全的電平。
基于這個原則，建筑物的整個電源線路被分為多個避
雷區(I．,PZ=Lightning Protection Zone)，在由一個區進
入另一個區的各個過渡位置安裝用于實現電平平衡
的電涌保護器，即根據相應必要的規定等級加以劃
分。這種方案的主要優點：通過直接的線路在建筑物
[收稿日期]2013—05-02
[作者簡介]張春哲(1973一)，男，遼寧沈陽人，高級工程師，從事水利自動化技術研究。周國剛(1958一)，
男，遼寧贛縣人，高級工程師。
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2013年第6期
(第41卷)
黑龍江水利科技
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No．6．2013
(Total No．41)
的入口處將能量巨大和危險的雷擊電流釋放掉進入
到其它線路系統的耦合量減少到最小。可以避免由
于磁場帶來的故障。可經濟、合理地為新建、擴建和
改建建筑規劃出具有針對性的保護方案。
由外至內，防雷分區被定義如下：
1)LPZOA：在建筑物外部，不受外部保護裝置保
護的區域。可能遭受直擊雷，對雷電電磁脈沖沒有
任何屏蔽防護。
2)LPZOB：在建筑物外部受外部防雷裝置保護
的區域。對雷電電磁脈沖沒有任何屏蔽防護。
3)LPZO1：建筑物內部區域。有小部分雷電能
量進入的可能性。
4)LPZ02：建筑物內部區域。有低的浪涌過電
壓進入的可能性。
5)LPZ03：建筑物(也可能是設備的金屬外殼)
內部區域。沒有雷電電磁脈沖產生的干擾，也沒有
浪涌過電壓。
防雷分區理論的必要條件是正確安裝的等電位
連接系統，然后在各分區之間安裝防雷器作為補充，
因而對于防雷來說，建立等電位連接系統同樣重要。
在水庫范圍內，多是雷電頻發地區，然而，由于周圍
山體巖石比較多，接地體的制作比較困難，比較好的
方法是在建庫初期，修建大壩時就把接地體從大壩
下引出來，對已建成的水庫來說，尤其是山區的水
庫，就得根據規范中深挖洞，加降阻劑等方法安裝接
地極使接地電阻達到相應的要求，并且讓各接地設
備等電位連接，這樣才能保證整個系統免于或部分
免于雷電的破壞。一般分散的接地的電阻值可大一
些，例如取4 Q。若采用統一接地，則接地電阻值必
須<1 Q。防雷是一個重要的系統工程，單一的防雷
措施只能局部片面地減少雷電的損害，建筑物的綜
合防雷系統涵蓋了建筑物內外部兩個方面，外部防
雷措施以接閃器、引下線及接地裝置為主，內部防雷
措施則以屏蔽隔離帶(層)、等電位連接和安裝各級
浪涌保護器為主，詳細系統結構圖見圖l。
4 庫區防雷措施
雷對建筑物的危害作用主要通過兩種方式：
1)直擊雷的作用。
2)感應雷的作用。
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在防雷避雷措施中要明確一個概念就是所謂防
雷、避雷其實是將直接雷引開，將感應雷屏蔽掉，實
際上就是將雷引導至不受其破壞或受其損害比較小
的地方，以達到保護重點建筑和設備，減少雷電造成
的損害的作用。實踐中除了按照防雷分區進行整體
的布局外，更應當多注重細節：
綜合防雷系統
l 獸
圖1 綜合防雷系統框圖
1)在水庫的防雷體系中，尤其重要的是對接地體
的制作，沒有一個好的接地裝置，其它的方法都是空談。
2)除去建筑物本身必須的防雷措施外，還應注
意進入建筑物的各種線路及金屬管道宜采用全線埋
地引入，并在入口端將電纜的金屬外皮、鋼管及金屬
管道與接地裝置連接。
3)受保護的設備一定要遠離引雷體，如果受保
護裝置完全暴露在雷電的范圍里，接地效果還不明
顯，可以試一試將設備架空(至少要2—3 m以上)，
下面用絕緣的支架安裝牢固，這樣一來是設備本身
成為了“絕緣體”，雷電在設備與大地之間沒有回路
可走，無處釋放電荷也就避免了雷擊的發生。
4)在一些通訊設備、采集設備的線路板上，為了
防止包括雷電所產生的電磁脈沖，采用了光電隔離
裝置，可有效地保護重要的電路，最大的損失就是換
一個光電耦合器，即經濟又方便。
總之，避雷防雷的目的就是要把雷引走，讓雷電
遠離需要保護的設備，在水利水電自動化系統中，要
在建設初期就設計好全面有效的防雷措施，才能使
自動化系統在水庫的運行管理中發揮更大的效益。
參考文獻：
[1]中國建筑標準設計研究院．國家建筑標準設計圖集
D50l一1～4防雷與接地安裝：2003年合訂本[M]．北京：
中國計劃出版社，2003．
等電位連接
屏蔽一隔離一
共用接地系統
接地裝置

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