驾管科考试场地综合防雷设计方案

一、前言

　　雷电是一种自然灾害天气，它发生在因强对流天气而形成的雷雨云之间或雷雨云与大地之间的强烈放电现象。自然界的雷击主要有直击雷和感应雷两种，在雷暴活动区域内，直击雷是指雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地放电所产生的点击现象，此时雷电的主要破坏力在于电流性质而不在于放电产生的高电位。雷电击中人体、建筑物或设备时，强大的雷电流转变成热能。雷击放电的电量大约为25～100C。据此估算，雷击点的发热量大约500～2000J。该能量可以熔化50～200mm3的钢材。因此雷电流的高温热效应将灼伤人体，引起建筑物燃烧，使设备部件熔化。在雷电流流过的通道上，物体水分受热汽化而剧烈膨胀，产生强大的冲击性机械力。该机械力可以达到5000～6000N，因而可使人体组织，建筑物结构、设备部件等断裂破碎，从而导致人员伤亡、建筑物破坏，以及设备毁坏等；感应电是指雷电在电云之间或雷云对地放电时，在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线和电磁感应侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率避直击雷高的多。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成伤害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标，而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷过电压现象并且这中感应高压可以通过电力线、电话线传输到很远，致使雷害范围扩大。

　　随着电子计算机技术、通信技术的不断发展，以及电子设备日益向自动化、多功能和智能化方向发展，大规模集成电路等微电子器件的大量使用，都存在防雷电冲击能力弱的问题。因此加强对雷电灾害的关注，积极采取切实有效的防护措施是十分必要的。现代防雷是一个综合的系统工程，它包括直击雷的防护措施，等电位连接和屏蔽措施，对供电电源、天馈线、信号线等的雷击电磁涌冲防护，完善合理的接地地网及使用接地系统。

　　二、现场勘察

　　 河南***，是豫东地区 。坐标位于东经119o12′47〃～121°02′，北纬39o59′～41o12′之间，中心地理方位是东经120o38′，北纬40o56′。南北垂直最大跨度约133公里，东西垂直最大跨度约150公里。土地总面积1.04万平方公里，葫芦岛气候属北温带受季风影响的半湿润大陆性气候整个地区空气湿度大，温度偏低，冷暖气团在此交汇，加之地形抬升作用，雷电活动频繁，雷击强度大，经过对葫芦岛资料分析，常年葫芦岛全年雷暴日数有26.7天，最多年份达45天，属多雷区。该场区为旷野内比较孤立的建（构）筑物，雷雨季节易遭受直击雷袭击，对场区内人员的人身安全造成极大危害。考场内未做外部防雷设施，也未作内部电涌保护，存在严重的安全隐患。

　　三、设计原则及依据规范

　　1、首先考虑人身安全

　　2、保护设备及被保护对象不受损害

　　3、设计依据、标准、规范

      《建筑物防雷设计规范》（GB50057－2010）

      《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）

      《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169－92）

      《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18－96）

　　四、确定建筑物保护级别

　　根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000版）中的第2.0.3条 遇见下列情况款之一时，应划为第三类防雷建筑物：

　　1、预计雷击次数大于0.012次/a而且小于0.06次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

　　2、按N = kNgAe计算，该区域年雷击次数在0.05次左右，而此区域人员又比较集中，故应按三类防雷建筑物进行本方案的设计。

　　五、设计方案

　　5.1 直击雷防护措施

　　针对整个园区及建筑物进行防护。

　　根据现场的实际情况，按照三类建筑物防雷设计。在园区选择合适位置安装法国进口ESE6000型提前放电避雷针。共计3根，安装总高度19.00m，避雷塔高18.00m（圆钢三角塔），避雷针引下线连接到防雷接地网。引下线材料可选用镀锌扁钢（圆钢）。在地平面基础上最小保护半径为115m。

　　5.2感应雷的防护措施

　　根据对雷电波的频谱分析，雷电波的绝大部分能量集中在工频附近。因此，雷电波极易和电源线发生耦合。根据统计资料表明70-80%的感应雷和雷电入侵波来自于电力传输线。根据《YD5078-98》的有关规定，对雷电入侵波应分区泄放，直到将感应过电压降到设备可以承受的水平。因此，电源系统的防雷应采取“多重保护、层层设护”的原则，根据设备的重要程度和地理位置进行有重点、有层次的保护。根据要求电源系统设计为三级防护。

　　5.2.1 科目三（路考）防护措施

　　在科目三（路考）控制箱内电源各安装一台TD230型单相电源避雷器，作为防雷系统的电源保护。抑制外部电源传输线引入的感应雷电流。该避雷器带失效指示，最大放电电流达10KA。

在科目三（路考）控制箱内控制信号上各安装一台TU-12型信号避雷器，作为防雷系统的信号保护。

　　5.2.2 机房和监考中心防护措施

　　a) 针对电源系统的防护

　　在机房电源进线处安装一台TC40-385/4型三相电源避雷器，作为防雷系统的电源一级保护。抑制外部电源传输线引入的感应雷电流。该避雷器带失效指示，最大放电电流达40KA。

　　在监考中心电源进线处安装一台TC20-385型单相电源避雷箱，作为防雷系统的电源二级保护。抑制外部电源传输线引入的感应雷电流。该避雷箱带失效指示，最大放电电流达20KA。

　　在监考中心终端设备前分别安装一台TD203型单相电源防雷插排，作为防雷系统的电源三级保护。抑制外部电源传输线引入的感应雷电流。该避雷箱带失效指示，最大放电电流达10KA。

　　b) 针对信号系统的防护

　　在中心机房机柜内安装TU-12型信号避雷器，监考中心路考评判站安装TU-24型信号避雷器作为防雷系统的信号保护。

　　5.2.3 监控系统防护措施

　　在主控室视频线分别安装一台TV-BNC视频避雷器,对视频信号进行防护。

　　在前端动点摄象机（电源，视频，控制）处各安装一台TUV-3/220型三合一避雷器。

　　在前端定点摄象机（电源，视频）处各安装一台TUV-2/220型二合一避雷器。