5T、AEI综合防雷技术方案

综合防雷技术方案

第一章建筑物部分

1.1 总体原则及结构设计思路

探测站作为室外空旷地带的建筑物，由于靠近牵引供电杆、铁轨、桥梁和隧道口等引雷物，存在着巨大的雷击风险，因此在探测站建筑物上应安装直击雷防护措施。探测站的直击雷防护应本着“经济合理”、“安全高效”的原则，当仅使用避雷带（网）作为直击雷防护设备时既能防止直击雷对设备的破坏，又能达到屏蔽附近雷击产生的雷电电磁脉冲的作用，完全能满足探测站对直击雷防护的要求。

如果建筑物为金属屋面且金属厚度大于0.5mm，可直接把建筑物的金属屋顶作为避雷带（网）。

在避雷带（网）的结构上考虑各个铁路局不同的站房结构分别设计了与之相适应的结构布局；在选才上使用标准件及通用件如国标钢材等；在工艺的选用普通的电焊及普通膨胀螺栓固定。

图1 普通结构平顶房屋

图2 普通结构房的现场照片

图3 金属屋面房屋

图4 金属屋面房屋现场

避雷网的数量应根据建筑物的尺寸决定，其要求为避雷网每个网格的尺寸不应大于3m×3m。当探测站的屋顶面积不大于9m2时，可不用敷设避雷网只需沿屋顶周边敷设一圈避雷带。

避雷带和避雷网的架设高度应高于屋面0.15m以上使用支撑柱与建筑物固定，支撑柱间距按每0.5m一个安装，支撑柱布局及结构如下图：

图5 支撑柱布局图

图6 支撑柱现场照片

引下线的敷设应沿探测站外墙均匀垂直敷设，引下线一般沿每面墙的墙角敷设，当建筑物尺寸较大时应补充引下线。补充原则为：保证每两根引下线的间距不大于6m。

引下线在敷设时应保证与其他电气线路距离大于1m。

引下线的固定：在引下线距地面1000mm和2500mm处使用射钉枪或Φ6×30mm塑料胀锚螺栓各安装一个Φ20mm元宝卡箍（注意调整卡箍方向使其适合引下线的安装）。引下线上端与避雷带（网）使用电焊焊接连通，下端与地网之间的连接使用热熔焊焊接。

引下线在敷设过程中应避免出现小于120°的急弯，防止直击雷的电磁机械力对引下线及建筑物产生危害。

引下线在地面上2500mm至地面下500mm的一段应套保护管（PVC,Φ20mm×3000mm，壁厚不小于1mm）。

1.2 材料选用

材料的选用本着“经济合理”的原则，避雷带（网）及引下线使用统一材料，节省采购、运输及相关费用，材料选用国标的4×40mm2热镀锌扁钢或Φ10mm热镀锌圆钢，质量控制标准：圆钢或扁钢应采用热镀锌材料，热镀锌镀层厚度不应小于20～60μm。

第二章等电位联结部分

2.1 总体原则及结构设计思路

室内的综合防雷应在考虑“安全可靠”的前提下尽量的节省费用。

雷电对电子设备主要危害集中在雷电电磁脉冲，当建筑物附近有落雷将会在半径为500m 范围内未屏蔽的电子设备将会在线路上感应足够危害设备的脉冲。

为了防止电磁脉冲对室内的设备产生危害，应该在建筑物做屏蔽处理，如果给站房单独做屏蔽显然不够经济，而使用站房已经存在的金属门窗作为屏蔽体就是一个经济而又有效的方法这样不仅可以节省重新建设屏蔽机房的费用，又能避免重复施工的对于时间上的损耗。

当有雷击发生时，会造成系统内部电位的不平衡（暂态电位差），等电位连接就是使用等电位联结箱和使系统内所有设备的地线在一点等电位，防止由于地网电位的抬高造成电位反击，并能解决由于某一处设备遭受雷击，而危害其他设备。

等电位联结箱安装在探测站内并使用截面50mm2BVR铜绞线连至共用接地系统用来泄放SPD（电涌保护器）等器件上的雷电流。

为了尽可能的利用建筑物本身设施（如金属门、窗等）屏蔽雷电电磁脉冲，应使用导体把探测站内所有金属物体（如管道、线槽、门窗等）与等电位联结箱进行连接。导线的最小截面不应小于25mm2。

图7 利用金属门窗实现屏蔽效果的示意图

图8 利用金属门窗实现屏蔽效果的现场照片

为了防止室外的线缆感应到雷电电磁脉冲，所有进入探测站的线缆屏蔽层和金属管均应与等电位联结箱进行可靠电气连接（屏蔽层仅在进入探测站内的一端接地）。

图9 等电位联结箱接线示意图

2.2 材料选用

材料的选用应本着“安全可靠”的原则选用，等电位联结箱作为等电位连接的核心设备，应选用THNET-051-LJ等电位联结箱配合THNET-051-JC接地检测箱。

（参见《运装管验[2007]633号》文件）

由于雷电流的高频特性，在选用连接电缆时等电位联结箱和接地检测箱之间使用寄生电感较低的50mm2BVR铜绞线，其他部分使用寄生电感较低的25mm2BVR铜绞线。

第三章地网部分

3.1 总体原则及结构设计思路

地网作为防雷的重中之重，一直是整个防雷环节中不可缺少的部分。但是由于以前探测站在建设中对于防雷的理解不够全面，造成在地网的设计和维护上存在缺陷：

1、原探测站地网分为防雷地和设备地，当有雷击发生时就会抬高某一地网的电位从而造

成电位差产生雷击事故，以此对于探测站地网的设置应该在不影响设备正常使用的情况下统一为一个地网构成共用接地系统。

2、对于地网的维护不够特别是西北盐碱地区，使用地网普通接地材料敷设地网。往往是

刚埋设没几年就会发生接地电阻急剧变化，地网腐蚀严重。

在参考国家及铁路相关标准后，探测站应使用单一地网作为所有设备的共用接地系统。接地网宜采用围绕探测站四周做环形地网，既能降低跨步电压，又能防止地电位反击。当现场条件不允许时，可采用U型或一字型结构敷设。防雷接地电阻应尽可能低。当土壤电阻率小于500Ω·m时，接地电阻值应不大于4Ω；当土壤电阻率大于500Ω·m时，接地电阻值应不大于10Ω。

图10 地网的结构示意图

地网的垂直接地体选用离子接地极等新型接地材料，不仅能减小土壤环境对地网的腐蚀，又能延长地网的维护周期并降低地网的综合成本。