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库区防雷技术与措施

文档作者：张春哲周国刚文档来源： 1．辽宁省水利水电科学研究院 2．辽宁省江河流域管理局		点击数：	更新时间： 2021年11月04日
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2013年第6期
(第41卷)
黑龙江水利科技
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No．6．2013
(Total No．41)
文章编号：1007—7596(2013)06—0267一O2
库区防雷技术与措施
张春哲 ，周国刚
(1．辽宁省水利水电科学研究院，沈阳110003，2．辽宁省江河流域管理局，沈阳110003)
摘要：随着水利自动化系统的不断发展和推广，大、中型水库都逐步建立起自己的水利自动
化信息系统，水库多在山区或平原突出地区，属于雷电多发地区，雷电对自动化系统的
安全构成很大威胁，因此库区防雷就显得尤为重要，重点介绍库区防雷技术与措施，有
利于提高水利自动化系统应用中的安全性和可靠性。
关键词：自动化；信息系统；雷电；防雷技术；防雷技巧
中图分类号：TU895 文献标识码：B
1 库区防雷的必要性
随着信息技术的迅猛发展，计算机等微电子设备
大量参与水库的数据采集及13常管理，由于其灵敏度
高、耐压低，很易受雷电电磁脉冲干扰。如果防雷系
统有缺陷，接闪装置接闪后，建筑物内的微电子设备
必然会受到影响，轻者可导致有关设备的误动作，重
者会造成硬件的永久性损坏，以致通讯中断等严重后
果。库区防雷是一个系统工程，必须综合考虑，将外
部防雷措施和内部防雷措施作为整体统一考虑。
2 库区建筑物防雷的特点
库区的建筑物一般包括管理房、大坝、溢洪道、
输水洞、启闭室等，主要防雷建筑物指有机电设备、
自动化系统和人活动的地方。管理房、启闭室、闸
室、电站是主要的防雷对象。大坝、溢洪道、输水洞
由于跟大地直接接触，另外，这些建筑遭受雷击后损
害并不明显，在库区防雷时可以不做直接考虑。
我国的大、中、小型水库分布不均，环境条件也
不尽相同，建议有条件的水库首先在大坝两端的山
顶上建设避雷塔，建设中关键是对两座塔都要按标
准要求做良好的接地连接，使两座塔能起到良好的
引雷避雷的作用，使库区大部分都在两座塔的保护
之下，并将两座塔的良好接地用引下线一直引到相
关需要防雷建筑物的接地装置上，使整个地区形成
一个统一的防雷带。并在低处的建筑物接地装置的
引下线上加装防止电流反向冲击的设备，以免由于
山上山下形成点位差时对下面建筑物及里面的设备
造成损害。在整个防雷系统中重要的就是良好的接
地，没有良好的接地一切避雷设施都有可能将“引雷
人室”，给人的生命及国家财产造成不可估量的
损失。
3 防雷分区的定义及综合防雷系统的组成
在国际标准IEC 62305__4(GB／T 21714．3)⋯ 中
规定的防雷方案的基础原理是：在电涌达到终端设备
并对其造成损坏之前将电涌逐级降低到安全的电平。
基于这个原则，建筑物的整个电源线路被分为多个避
雷区(I．,PZ=Lightning Protection Zone)，在由一个区进
入另一个区的各个过渡位置安装用于实现电平平衡
的电涌保护器，即根据相应必要的规定等级加以划
分。这种方案的主要优点：通过直接的线路在建筑物
[收稿日期]2013—05-02
[作者简介]张春哲(1973一)，男，辽宁沈阳人，高级工程师，从事水利自动化技术研究。周国刚(1958一)，
男，辽宁赣县人，高级工程师。
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2013年第6期
(第41卷)
黑龙江水利科技
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No．6．2013
(Total No．41)
的入口处将能量巨大和危险的雷击电流释放掉进入
到其它线路系统的耦合量减少到最小。可以避免由
于磁场带来的故障。可经济、合理地为新建、扩建和
改建建筑规划出具有针对性的保护方案。
由外至内，防雷分区被定义如下：
1)LPZOA：在建筑物外部，不受外部保护装置保
护的区域。可能遭受直击雷，对雷电电磁脉冲没有
任何屏蔽防护。
2)LPZOB：在建筑物外部受外部防雷装置保护
的区域。对雷电电磁脉冲没有任何屏蔽防护。
3)LPZO1：建筑物内部区域。有小部分雷电能
量进入的可能性。
4)LPZ02：建筑物内部区域。有低的浪涌过电
压进入的可能性。
5)LPZ03：建筑物(也可能是设备的金属外壳)
内部区域。没有雷电电磁脉冲产生的干扰，也没有
浪涌过电压。
防雷分区理论的必要条件是正确安装的等电位
连接系统，然后在各分区之间安装防雷器作为补充，
因而对于防雷来说，建立等电位连接系统同样重要。
在水库范围内，多是雷电频发地区，然而，由于周围
山体岩石比较多，接地体的制作比较困难，比较好的
方法是在建库初期，修建大坝时就把接地体从大坝
下引出来，对已建成的水库来说，尤其是山区的水
库，就得根据规范中深挖洞，加降阻剂等方法安装接
地极使接地电阻达到相应的要求，并且让各接地设
备等电位连接，这样才能保证整个系统免于或部分
免于雷电的破坏。一般分散的接地的电阻值可大一
些，例如取4 Q。若采用统一接地，则接地电阻值必
须<1 Q。防雷是一个重要的系统工程，单一的防雷
措施只能局部片面地减少雷电的损害，建筑物的综
合防雷系统涵盖了建筑物内外部两个方面，外部防
雷措施以接闪器、引下线及接地装置为主，内部防雷
措施则以屏蔽隔离带(层)、等电位连接和安装各级
浪涌保护器为主，详细系统结构图见图l。
4 库区防雷措施
雷对建筑物的危害作用主要通过两种方式：
1)直击雷的作用。
2)感应雷的作用。
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在防雷避雷措施中要明确一个概念就是所谓防
雷、避雷其实是将直接雷引开，将感应雷屏蔽掉，实
际上就是将雷引导至不受其破坏或受其损害比较小
的地方，以达到保护重点建筑和设备，减少雷电造成
的损害的作用。实践中除了按照防雷分区进行整体
的布局外，更应当多注重细节：
综合防雷系统
l 兽
图1 综合防雷系统框图
1)在水库的防雷体系中，尤其重要的是对接地体
的制作，没有一个好的接地装置，其它的方法都是空谈。
2)除去建筑物本身必须的防雷措施外，还应注
意进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋
地引入，并在入口端将电缆的金属外皮、钢管及金属
管道与接地装置连接。
3)受保护的设备一定要远离引雷体，如果受保
护装置完全暴露在雷电的范围里，接地效果还不明
显，可以试一试将设备架空(至少要2—3 m以上)，
下面用绝缘的支架安装牢固，这样一来是设备本身
成为了“绝缘体”，雷电在设备与大地之间没有回路
可走，无处释放电荷也就避免了雷击的发生。
4)在一些通讯设备、采集设备的线路板上，为了
防止包括雷电所产生的电磁脉冲，采用了光电隔离
装置，可有效地保护重要的电路，最大的损失就是换
一个光电耦合器，即经济又方便。
总之，避雷防雷的目的就是要把雷引走，让雷电
远离需要保护的设备，在水利水电自动化系统中，要
在建设初期就设计好全面有效的防雷措施，才能使
自动化系统在水库的运行管理中发挥更大的效益。
参考文献：
[1]中国建筑标准设计研究院．国家建筑标准设计图集
D50l一1～4防雷与接地安装：2003年合订本[M]．北京：
中国计划出版社，2003．
等电位连接
屏蔽一隔离一
共用接地系统
接地装置

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