含山縣交通指揮中心防雷措施完善方案

奚立信 王鵬

（含山縣氣象局，安徽含山 238100）

0.引言

含山縣122交通指揮中心位于含山縣城郊，地上6層，地下1層，長54.8m，寬21.3m,高27.75m。

工程完成后，又在大樓頂部加裝19.8m的通信塔，使大樓的防雷現(xiàn)狀有所改變。為此根據(jù)（GB 50057-2010）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》、（GB 50343-2012）《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》等要求，對大樓防雷設(shè)施進(jìn)行完善，形成綜合防雷系統(tǒng)[1-2]。

1.防直接雷完善方案

原直接雷防護(hù)裝置經(jīng)過計算、測量、對比符合規(guī)范要求[3]，但在加裝通信塔后，防雷類別及接閃器、引下線、接地裝置等需要重新確認(rèn)。

1.1 雷電防護(hù)原則

含山縣雷暴活動頻繁，年平均雷暴日為34d，最多年份高達(dá)65d，屬多雷地區(qū)[4]。為此因地制宜地采取措施，做到安全可靠、枝術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

1.2 建筑物防雷類別劃分

在樓頂無通訊鐵塔時，計算得N=0.1208次/年，為第三類防雷。安裝通訊鐵塔后標(biāo)高達(dá)47.55m，經(jīng)計算N=0.1668次/年，按其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，應(yīng)劃分為第二類防雷[5]。

1.3 完善措施

接閃器：前期防雷按三類防雷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。樓頂增設(shè)高通信塔后，大樓接閃頻率增多，接收的雷電流強(qiáng)度增強(qiáng)，防雷計算結(jié)果屬于二類，對于上人屋面（2.5m活動空間）其保護(hù)范圍：，r2.5m=22.49197m（見圖1）。可見，通信塔對樓面四角未能保護(hù)，因此在四角設(shè)置4根接閃桿（YLBZ-120不銹鋼高效避雷針）。

圖1 含山縣122指揮中心直擊雷防護(hù)

引下線：間距是按三類標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計不大于25m，共安裝11根；但審查接地裝置平面圖上引線是12根，所以在A-⑦部位增設(shè)1根，這樣引下線平均間距小于18m，符合二類防雷標(biāo)準(zhǔn)。

接地裝置：通信塔接閃后，雷閃頻率和雷電流強(qiáng)度會增大，由4根40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼與引上線連接，保證雷電流能夠快速泄入大地。

接地電阻：本工程接地保護(hù)采用TN-C-S系統(tǒng)，防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地等共用一組接地極。通過預(yù)留接地極，補(bǔ)打接地裝置的辦法使聯(lián)合接地電阻R≤1Ω。

2.防感應(yīng)雷完善方案

2.1 室內(nèi)工程概況

122指揮中心辦公網(wǎng)絡(luò)設(shè)置內(nèi)、外網(wǎng)兩套系統(tǒng)，監(jiān)控室機(jī)房及科目一考試室設(shè)在2樓，面積分別為8.5m×7.1m和8m×7.1m。指揮大廳設(shè)在6樓，面積8m×21.3m。

原設(shè)計有總等電位，及強(qiáng)、弱電室內(nèi)布線分別走金屬橋架，但橋架首尾連通及與總等電位連接不完整。為此需要從等電位連接與接地、綜合布線及屏蔽、防閃電電涌侵入等方面提出完善方案。

2.2 電子信息系統(tǒng)防雷等級的劃分

根據(jù)統(tǒng)計該地區(qū)平均雷閃密度Ng=6.5次/km2·a，平均雷閃強(qiáng)度I=35kA。為防止雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，以及閃電電涌和輻射電磁場的的危害，按其重要性、使用性質(zhì)、價格等綜合分析，應(yīng)劃為C級防雷。見表1。

表1 GB 50343-2012第5.4.3-3浪涌保護(hù)器沖擊電流和標(biāo)稱放電電流參數(shù)推薦值

2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控室、科目一考試室、指揮大廳完善措施

等電位連接與接地：為防低頻和雜散分布電流及減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬物與各系統(tǒng)之間的電位差，采用混合型等電位連結(jié)，并共用接地系統(tǒng)，各組件具備耐1.2/50us沖擊電壓10kV的絕緣保護(hù)層。各室內(nèi)地板敷設(shè)防靜電地板，支架之間做好跨接連通，就近等電位均壓環(huán)連接。

綜合布線及屏蔽：樓內(nèi)電源線敷設(shè)強(qiáng)電井金屬線槽內(nèi)，信號線敷設(shè)在弱電井內(nèi)金屬線槽進(jìn)行屏蔽，所有線槽首尾相連接地電阻要符合規(guī)范要求。

監(jiān)控線采用屏蔽線纜穿金屬管埋地進(jìn)入室內(nèi)，線纜金屬外護(hù)層進(jìn)、出大樓均作等電位連接并接地。光纖在入戶端將金屬護(hù)層、金屬加強(qiáng)芯作等電位連接并接地。

防閃電電涌侵入：電源總配設(shè)置一級防雷保護(hù)，樓層分配設(shè)置二級保護(hù)，監(jiān)控室、科目一考試室、指揮大廳分別設(shè)置三級防雷保護(hù)。一級防護(hù)選用Ⅰ級分類試驗用沖擊電流的SPD（10/350us）；響應(yīng)時間≤100ns，保護(hù)水平不應(yīng)大于4kA。二級防護(hù)標(biāo)稱放電電流≥40kA的SPD（8/20us）；三級防護(hù)安裝在UPS或設(shè)備的前端，標(biāo)稱放電電流≥10kA的SPD（8/20us），SPD應(yīng)有過電流保護(hù)器件和劣化顯示功能，連接導(dǎo)線應(yīng)合理美觀。SPD3要求帶聲光報警功能。通信塔信號線前端安裝通信類電涌保護(hù)器。網(wǎng)絡(luò)傳輸信號線安裝適配的信號電涌保護(hù)器。外部設(shè)備采用自帶的雷電過電壓隔離裝置。

2.4 弱電井（-1層～頂層）等電位連接與接地

采用TMY-40×4銅排，從-1層連接到頂層。在-1層設(shè)置總等電位連接帶（MEB），在每一層設(shè)置局部等電位連接排（LEB）（見圖2），垂直接地干線銅帶最小截面積50mm2。

圖2 弱電井（-1～8層）S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)

2.5 交換機(jī)雷電防護(hù)

交換機(jī)安裝在三樓，地面有防靜電專用地板并接地。強(qiáng)電設(shè)置二級SPD防護(hù)。進(jìn)入大樓內(nèi)的數(shù)據(jù)線路在引入終端箱處，安裝D1類高能量試驗類型的SPD,其開路電壓不小于1.0kV，其短路電流不小于1.5kA。

2.6 電梯機(jī)房雷電防護(hù)

樓頂二部電梯機(jī)房內(nèi)有電源和信號控制系統(tǒng)，易遭雷擊，采用C級雷電防護(hù)措施。

3.總結(jié)

含山縣122交通指揮中心是集各交通路口信號控制、道路實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集儲存等重要場所。樓頂加裝通信塔后通過防雷類別的確定，完善了防直接雷設(shè)施。通過對此地雷閃密度及雷電流強(qiáng)度分析，重點在等電位連接及接地、綜合布線及屏蔽、防閃電電涌侵入等方面做好完善處理，并做好弱電井等電位連接網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及交換機(jī)雷電防護(hù)等內(nèi)部防雷措施，形成了比較完備的綜合防雷系統(tǒng)，防護(hù)效果有待實際檢驗。