防雷接地方案范文

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第1篇

【Key words】A communication base station；Electronic device；Lightning；Ground

雷電是一種常見的大氣放電現象。由于雷電釋放的能量相當大，它所產生的強大電流、灼熱的高溫、猛烈的沖擊波、劇變的靜電場和強烈的電磁輻射等物理效應給人們帶來了多種危害。通信基站位置地域、地理位置差異巨大，地方雷雨頻繁，很容易受到雷電的影響。一旦遭受雷電襲擊，損失難以估量，后果難以想象。所以，做好通信基站的防雷電工作，是保證現代通信暢通的重要保證。

1. 通信基站防雷與接地通常存在以下問題：

（1）天饋線進入機房前沒有接地。

（2）避雷針在機房屋頂雖然接地，但接地電阻太大。

（3）基站機房內通信設備保護接地不規范，直接與屋頂墻上的避雷帶相連。

（4）天線鐵塔地網和機房地網沒有形成聯合接地，兩者之間存在地電位差。

（5）接地引線和螺絲擰在一起，且螺絲已生銹，接地不可靠，沒有達到接地目的。

（6）基站鐵塔接地不規范，只用一根扁鐵從鐵塔一個角與機房建筑搭在一起，而且電器也沒連通。

（7）基站機房屋項上所有金屬突出物沒有和女兒墻上避雷帶電氣連通。

（8）基站屋頂上女兒墻上避雷帶與建筑物主鋼筋沒有焊接連通。

（9）基站鐵塔上避雷針不符合規范要求。

（10）基站鐵塔高度為70米，天饋線中間和機房入口處都沒有接地。

（11）基站供電線路沒有從地下敷設進站，而是架空直接進入二樓機房，把雷電波直接引入房間。

上述情況均不符合防雷要求，都是引雷途徑。

2. 當基站遭受雷擊時，可能對基站造成危害的主要部位有

（1）基站收發信機的饋線入口。

（2）基站收發信機的電源入口。

（3）基站所有電源設備將受到危害。

（4）通信電纜接口及中繼線路。

3. 通信基站的防雷措施

（1）基站天線應用有防直擊雷的防護措施，避雷針與鐵塔作可靠電氣連接。天饋線嚴格按規范布置其接地點；尤其天饋線進入機房入口處的外側接地至關重要，目的是讓感應雷電流在入機房前漏入大地，保證通信設備的安全運行。

（2）基站機房應有防直擊雷的防護措施，如裝設有避雷針或優化針，則應有兩根8園鋼從針體尾部引出，引出線一方面與針體焊接，另一方面雙從兩個方向與避雷帶焊接。

（3）架空電力線和其他架空線的防雷措施應有地埋和裝設避雷地線等。

（4）基站電源設備應用兩至三級防雷（過電壓）措施。

（5）天饋線應裝設天饋避雷器。

（6）信號線應串接信號避雷器。

4.通信基站接地方案

4.1 防雷接地系統的構成和基本要求。

防雷接地系統是由大地、接地電極、接地引入線、地線匯流排、接地配線五部分組成的整體。

地線排一般分為室內接地排和室外接地排，室內接地排通常安裝BTS、電源機柜較近且與走線架同高的墻上。室外接地線通常在饋管窗外附近（1m內）。接地排用銅排做成。

4.2 移動通信基站BTS接地的幾種實際情況。

4.2.1 利用現避雷帶。

當BTS所在大樓有較可靠的屋頂避雷帶、防雷接地及工作接地時，BTS的接地應利用大樓現接地裝置，但必須測試其接地電阻值。如果測試結果不符合要求。應增加接地體，使接地電阻滿足≤5Ω的要求。

4.2.2 大樓沒有避雷帶

當所在大樓沒有現成的屋頂避雷帶時，應架設一定數量的避雷針，使天線頂端處于避雷針的保護角之下，并同時將避雷針接地線直接引至樓下接地體。

4.2.3 BTS設有天線鐵塔。

當BTS設有鐵塔時常采用三合一（即聯合接地）系統。這種情況，一般都把整個機房設計在鐵塔的避雷保護范圍內，機房頂可以不設避雷帶，但機房四周可以仍需埋設一閉合接地環，使機房的地電位均衡分布和縮短接地引線。

4.3 通信基站的防雷與接地。

4.3.1 供電系統的防雷與接地。

（1）移動通信基站的交流供電應采用三相五線制供電方式。

（2）移動通信基站宜設置專用電力變壓器，電力線宜采用具有金屬護套或絕緣護套電纜，穿鋼管埋地，并引入移動通信基站，電力電纜金屬護套或鋼管兩端應就近可靠接地。

（3）當電力變壓器設在站外時，對于低處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω/m的暴露地區的架空高壓電力線路，宜在其上方架設避雷線，其長度不宜小于500m。

（4）當電力變壓器設在站內時，其高壓電力線應采用電力電纜從地下進站，電纜長度不宜小于200m，電力電纜與架空電力電纜連接處三根相線應加裝氧化鋅避雷器，電纜兩端金屬外護層應就近接地。

（5）移動通信基站交流電力變壓器高壓側三根線，應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器。

（6）進入移動通信基站的低壓電力電纜，宜從地下引入機房。電力電纜在進入機房交流屏處，應加裝避雷器，從屏內引出的零線不做重復接地。

（7）移動通信基站供電設備的正常不帶電的金屬部分、避雷器的接地端，均應做保護接地，嚴禁作接零保護。

（8）移動通信基站的直流工作地，應從室內接地匯集線上就近引接，接地線截面積應滿足最大負荷的要求。

（9）移動通信基站電源設備應滿足相關標準、規范中關于耐雷電沖擊指標的要求，交流屏、整流器應設有分級防護裝置。

（10）電源避雷器和天饋線避雷器的耐雷電沖擊指標等參數應符合相關標準、規范的要求。

4.3.2 鐵塔的防雷與接地。

（1）移動通信基站鐵塔應有完善的防直雷擊及二次感應雷的防雷裝置。

（2）移動通信基站鐵塔采用太陽能燈塔。對于使用交流電饋電的航空標志燈，其電源線應采用具有金屬外護層的電纜，電纜的金屬護外套應在塔頂幾進機房入口處的外側就近接地。

4.3.3 天饋線系統的防雷與接地。

（1）移動通信基站天線應在接閃器的保護范圍內，接閃器應設置專門雷電流引下線，材料宜采用40×40mm的鍍鋅扁鋼。

（2）基站同軸電纜饋線的金屬外護套，應在上部、下部和走線架進機方入口處就近接地，在機房入口處的接地，應就近與地網引出的接地線妥善連通。

（3）同軸電纜饋線進入機房后，與通信設備連接處應安裝饋線避雷器，以防止自天饋線引入的感應雷。

4.3.4 其他設備的防雷與接地。

（1）移動通信基站的建筑物應有完善的防直擊雷及抑制而次感應雷的防雷裝置（避雷網、避雷網和連接器等）

（2）機房頂部的各種金屬設施，均應分別與屋頂避雷帶就近連通。機房頂部的彩燈應安裝在避雷帶下方。

（3）機房內走線架、吊掛鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應做保護接地。

5. 結束語

第2篇

【關鍵詞】智能建筑 防雷接地

隨著電子技術的飛速發展，電子計算機早已步人社會的各行各業。建筑物內幾乎無不設有復雜程度不同的微電子設備和計算機系統，民用建筑也不例外。隨著我國科技的發展，現代化的建筑越來越多的采用智能化，建筑內部的電子設備也越來越多樣化，防雷裝置的安裝成為不容忽視的一個環節。本文主要對防雷接地技術進行探討。

一、防雷接地系統

為了防止雷害破壞，而把自然中的雷電流迅速泄入大地就叫做防雷接地。隨著計算機、電氣化的普及，現代化智能樓宇內有著大量的電子設備與復雜的線路布置，而且其本身的絕緣水平一般很低，但是卻要求極高的抗干擾性。如樓宇內部總計的集成芯片、電路主芯片等等，他們的絕緣水平只有幾十伏，即使是很微弱的雷電反擊或著是強烈的感應電壓，也可燒毀集成電路芯片，損壞弱電設備或對弱電設備形成嚴重干擾。因此，現代化智能樓宇的防雷接地設計是一項重要工程，其所有功能接地必須以防雷接地系統為基礎，并建立嚴密、完整的防雷結構。

二、防雷技術

（1）外部防雷

外部防雷主要指樓梯外部（即建筑物）的防雷，一般是防護直擊雷，外部防雷是防雷技術的主要組成部分之一。外部防雷技術主要采取避雷針和接地裝置對樓體加以保護。現代化智能樓宇防雷接閃器是專門用來接收直接雷擊電流的金屬物。由于城市的發展，現代化智能樓宇的建筑通常比較高，特別是屋頂的設計都有比較突出的不穩，這樣的建筑很容易遭受雷擊，這樣就對必須放置在樓體頂部的電子設備等造成危害，這些設備最怕遭受雷擊，是雷擊的主要對象。智能建筑多屬于一級負荷 應按一級防雷建筑物的保護措施設計。為了有效防止雷擊，應采用針網或針帶組合接閃器，在房頂最高點和其他次高點多處設置避雷針。避雷網覆蓋于房頂，并延伸到女兒墻上，使房頂、墻均在避雷帶保護范圍之內。該網格與大樓柱內鋼筋作電氣連接，利用柱內2根以上鋼筋作引下線，柱內鋼筋與建筑物基礎鋼筋這個自然接地體連接。另外，圈梁鋼筋、樓層鋼筋、外墻面所有金屬構件也應與引下線連接，組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。這樣，不僅可以有效防止雷擊損壞樓內設備，而且還能防止外來的電磁干擾。

（2）內部防雷

內部防雷系統主要是對建筑物內易受過電壓破壞的弱電設備加裝過電壓保護裝置，在設備受到過電壓侵襲時，利用過壓分流箝位等手段保護裝置快速泄放能量，從而保護設備免受損壞。過壓分流箝位的原理是在可能傳導感應雷擊電磁脈沖電涌的信號傳輸線端口和電源線端口并聯或串聯過電壓防護裝置。一旦由于雷電感應使電涌達到危及設備的閾值時，防護裝置瞬間響應，將電涌電流泄流入地，從而將被保護端口的雷擊電涌殘壓箝制在端口所能承受的數量級上，起到保護設備、減免雷害的作用。內部防雷分為弱電系統供電電源線路防雷和弱電設備通信端口信號防雷。

三、現代智能化樓宇應采取的各種接地措施

（1）防雷接地：為把雷電流迅速導入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。智能化樓宇內有大量的電子設備與布線系統，這些電子設備及布線系統一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。因此對智能化樓宇的防雷接地設計必須嚴密、可靠。智能化樓宇的所有功能接地，必須以防雷接地系統為基礎，并建立嚴密、完整的防雷結構。各類防雷接地裝置的工頻接地電阻，一般應根據落雷時的反擊條件來確定。防雷裝置如與電氣設備的工作接地合用一個總的接地網時，接地電阻應符合其最小值要求。

（2）交流工作接地：將電力系統中的某一點，直接或經特殊設備（如阻抗，電阻等）與大地作金屬連接，稱為工作接地。工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線（N線）接地。N線必須用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子一般均在箱柜內。必須注意，該接線端子不能外露；不能與其它接地系統，如直流接地，屏蔽接地，防靜電接地等混接；也不能與PE線連接。在高壓系統里，采用中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電弧接地過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對于低壓系統很有意義，可以方便使用單相電源。

（3）安全保護接地：安全保護接地就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內的用電設備以及設備附近的一些金屬構件，用PE線連接起來，但嚴禁將PE線與N線連接。在智能化樓宇內，要求安全保護接地的設備非常多，有強電設備、弱電設備以及一些非帶電導電設備與構件，均必須采取安全保護接地措施。

（4）直流接地：在一幢智能化樓宇內，包含有大量的計算機、通訊設備和帶有電腦的大樓自動化設備。這些電子設備在進行輸入信息，傳輸信息，轉換能量，放大信號，邏輯動作，輸出信息等一系列過程中都是通過微電位或微電流快速進行，且設備之間常要通過互聯網絡進行工作。因此為了使其準確性高，穩定性好，除了需有一個穩定的供電電源外，還必須具備一個穩定的基準電位。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。

（5）屏蔽接地與防靜電接地：在智能化樓宇內，電磁兼容設計是非常重要的，為了避免所用設備的機能障礙，避免可能會出現的設備損壞，構成布線系統的設備應當能夠防止內部自身傳導和外來干擾。因此對這些設備及其布線必須采取保護措施，免受來自各種方面的干擾。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護方法。可將設備外殼與PE線連接；導線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內屏蔽也應多點與PE線可靠連接。防靜電接地要求在潔凈干燥環境中，所有設備外殼及室內設施必須均與PE線多點可靠連接。

四、結語

建筑物的防雷設計和安裝應將外部防雷裝置、內部防雷裝置、建筑物外的環境及至全小區的防雷裝置進行整體統一的考慮。不僅電氣專業的設計者要有整體觀念，建筑專業的設計者對防雷也要有整體觀念。這是現代防雷設計觀念轉變的重要問題之一。隨著智能化技術的日趨完善以及智能建筑在我國的不斷普及，智能建筑的防雷保護技術也將不斷得到發展。

第3篇

關鍵詞：接地網 電阻率防雷保護

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一、前言

福建省為沿海多山省份，變電站選址不可避免的會遇到高土壤電阻率的站址。本文假設以某變電站選址在高土壤電阻率地區為例，簡單論述在此地質條件下，變電站接觸電阻的計算、應當采取的降阻措施方案及在此情況下變電站施工時注意事項。

110kV變電站A站址選擇在高電阻率地區，其實測土壤電阻率最大為700Ω?m，本工程變電站內接地網面積經估算約為3860m2。110kV變電站A遠景雙回路接入220kV變電站B，A站與B站間線路長度為7公里。

二、工程實例

1、變電站A接觸電阻計算：

1.1安全接地體設計計算

1.1.1最大運方下，發生不對稱短路時流經接地裝置的短路電流值：

按遠景A變電站雙回接入220kV變電站B（系統邊界阻抗X1=0.0436，X0=0.02）、線路長度7公里計算Imax=8.56kA，Iz=1.26 kA；實測場地電阻率700Ω?m。在站內發生接地短路時，流經接地裝置的電流：

I=（Imax -Iz）×（1-Kf1）=(8.56-1.26)×0.5=3.65kA

2. 接地引下線與水平接地極截面積的選取：

設短路電流的持續時間為2 S (te)。

a．110kV等級

Sg≥= =73.74mm2。

若接地扁鋼腐蝕率按0.065mm/年考慮，接地引下線可選60×6mm2鍍鋅扁鋼，可滿足50年運行要求，水平接地極截面則選60×6mm2鍍鋅扁鋼。

1.2安全接地網設計計算

1.2.1. A全站接地電阻值估算：

接地網面積=3860m2 (ρ=700?m)

水平接地體總長為2500m。

接地電阻R≈=5.273

根據DL/T621-1997《交流電氣裝置接地》要求,接地電阻值R≤2000/I=2000/3650=0.548，但根據福建電力有限公司“辦基建〔2008〕20號(關于印發協調統一基建類和生產類標準差異條款（變電部分）的通知) ”的規定，交流工作地的接地電阻不應大于4；安全保護接地的接地電阻不應大于4；防雷保護接地的接地電阻不應大于10，因此，本站接地電阻不滿足要求，須做外引接地、接地深井等輔助措施以滿足接地電阻要求。

故采用如下降低接地電阻措施：

a、外引接地部分：

利用站外道路和空地，向西南舊站方向進行敷設外引接地網，面積約800（其中水平接地體總廠按700米估算），外引1的接地電阻：R1≈=11.97

向西北方向進行敷設外引接地網，面積約800（其中水平接地體總長按700米估算），外引1的接地電阻： R2≈=11.97

同時向東北方向進行敷設外引接地網，面積約800（其中水平接地體總長按700米估算），外引1的接地電阻： R2≈=11.97

R 總≈R//R1//R2//R3=2.256

b、接地深井部分：

按初設方案，考慮四座接地深井。接地深井四座：

每座接地深井Re=300/（2×π×50）ln(4×50/0.1)=7.26

考慮互阻影響，本次接地網設計接地電阻：

R總=（7.26/3*1.5）//2.256=1.23

1.2.2. 接地裝置電位：

I入地1=3.65kA， Ug= I入地1R=3.65 kA×1.22=4453V

1.2.3. 接觸電勢和跨步電勢驗算：

a、110kV中性點直接接地，故接地裝置的接觸電勢和跨步電勢不應超過下列值：

Ut=174+0.17ρ/=174+0.17×700/=258.14V

US=174+0.7ρ/=174+0.7×700/=520.48V

b．本站最大接觸電勢：

Utmax=KtmaxUg=KdKLKnKsUg

其中 Kd=0.841-0.225lgd=1.18，其中d=0.03

KL=1，

Kn=0.076+0.776/n=0.1357,其中n=13

Ks=0.234+0.414lg=0.97

Ktmax=1.18×1×0.1357×0.97=0.1553

所以110kV所內兩相接地時：Utmax=691.65V＞Ut

c．本站最大跨步電勢：

Usmax=KsmaxUg

Ksmax=(1.5-α2)ln ln

其中α2=0.35=0.376

β=0.1=0.36

Ksmax=(1.5-0.376)lnln=0.188

所以110kV變電站A內兩相接地時：Usmax=835.2V＞US

經計算最大接觸電勢和最大跨步電勢均不能夠滿足要求應采取均壓措施。

2 變電站高電阻率情況下應采取的措施方案

2.1. 接地網設置原則：

變電站A接地網除了采用與大地有可靠焊接的建筑物金屬結構和鋼筋混凝土樁基基礎等自然接地體外（建筑物基礎管樁作深層接地），還設置了以水平接地體為主，垂直接地體為輔的復合人工接地網，該地網外緣閉合，外緣各角做成圓弧形，圓弧的半徑不宜小于均壓帶間距的一半。經校驗計算本工程水平接地體采用60×6鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用φ50χ壁厚4mm長2.5米的熱鍍鋅鋼管，設備接地引下線采用60×6鍍鋅扁鋼。水平均壓帶采用等間距布置，方孔式地網即每隔5m布置一處，接地網埋深大于0.8m（穿過電纜溝處應埋設于電纜溝下方），過道路埋深1.2m，地網外緣圓弧半徑不小于2.5m。

接地線的連接應符合下要求：接地線間、接地線與接地極間、接地線與電氣設備間應采用焊接連接，其搭接長度應為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍。嚴禁在一個接地干線上串聯幾個需要接地的接地線。

2.2 設備接地：

電氣設備金屬外殼、預埋管道、電纜金屬鎧及屏蔽線、電容器網門、鋼構架風機、照明配電箱、端子箱、電纜支架、基礎預埋件等規程規定需要接地的金屬構件均應按規程、規范可靠接地。110kV電氣設備、變壓器中性點避雷器、隔離刀閘、間隙、10kV電容器、接地變及10kV開關柜等設備基礎的接地均應用兩根及以上以單獨的接地引線與接地干線不同點相連接。主控通訊間設網狀接地網，通訊屏基礎預埋件通過接地扁鋼與地網相連。

進線門型構架、主變門型構架及戶外設備構支架都應可靠接地，即從構支架頂部鋼構件焊接接地扁鋼自上而下，并與地網可靠焊接。電纜溝內應預埋接地扁鋼作為電纜支架接地，在電纜溝出圍墻處經接地螺栓（可卸式聯接）與本地網外電纜溝的接地扁鋼相連。

主控配電綜合樓各層樓板三根基礎鋼筋要求與柱內對角鋼筋焊接，并與主地網可靠焊接，連接點不少于兩處。

2.3 降低接地電阻及改善接觸電勢和跨步電勢過高的輔助措施：

本站跨步電壓值不能夠滿足規程、規范需要，為了減小跨步電壓值不滿足要求的影響，采取以下措施進行解決：

因為本工程人工接地網上跨步電勢不能滿足規定值，需要在設備區采取每隔2.5米設一均壓帶措施來改善地網接觸電勢及跨步電勢；要求所有進站道路應在混凝土道路（路面）下鋪設瀝青混凝土層，其厚度不小于10cm；在有人出入的走道處敷設‘帽檐式’均壓帶。

2.4 等電位聯結措施：

變電站A主控綜合樓內采用總等電位聯結，要求建筑物中應將對下列可導電體部分應采用總等電位聯結線進行電氣互相可靠連接，使它們的電位基本相等并在進入建筑物處接向總等電位聯結端子板：PE線、電氣接地裝置的接地干線、建筑物內的水管等金屬管道以及便于連接的建筑物金屬支撐物、金屬框架等構件的導電部分。衛生間須作局部等電位連接。

3 在高電阻率情況下變電站A的施工注意事項

變電站A全站由四支25米高的避雷針和主控綜合樓頂女兒墻上的避雷帶構成全站的防雷保護網。主控配電樓按二類防雷建筑采取防直擊雷、防雷電入侵波、防感應雷措施。屋頂避雷網沿屋脊及屋檐等易受雷擊的部位敷設避雷帶，并按規程要求做好防雷措施。

3.1 避雷帶及避雷線接地

在主控綜合樓頂及樓梯間屋頂每隔1m用Φ12mm圓鋼設一支撐，高出屋頂150mm，然后用Φ12mm圓鋼圍繞所有支撐焊一圈，構成屋頂避雷帶，避雷帶敷設在屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊部位，并且在屋面組成不大于10mx10m或12mx8m的網格。然后從避雷帶焊接Φ12mm圓鋼沿主控樓外墻向下明敷與主地網可靠焊接，共五處。避雷帶同時還利用建筑物頂部的避雷帶和建筑物鋼筋砼柱內主筋焊接成網，并由柱內貫通焊接的主筋引下與主地網可靠焊接。

3.2 防雷電波入侵措施

在電纜線路埋地引入建筑物處，應將電纜金屬外皮及其保護鋼管就近與接地裝置連接。對各種金屬管道在引入引出建筑物處就近與接地裝置連接。

3.3 其它要求

3.3.1電氣設備施工安裝必須嚴格按照有關國標、部頒規程、規定、規范及施工設計圖紙要求進行。

3.3.2為確保接地部分施工和敷設的質量，所有與接地有關的隱蔽工程均需監理、甲方等現場簽證。應特別注意樓板暗敷的接地帶、屋頂避雷網、構造柱內的鋼筋的焊接、主地網及接地引下線等的焊接和敷設。

3.3.3所有接地材料都需經熱鍍鋅處理，所有焊接處均需防腐處理。

參考文獻：

[1]能源部西北電力設計院編.電力工程電氣設計手冊(第1冊):電氣一次部分 .中國電力出版社

[2]DL/T 621-1997，交流電氣裝置的接地

[3]GB 50059-1992，35-110kV變電所設計規范

[4]DL/T 620-1997，交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合