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

雷电是一种常见的大气放电现象。由于雷电释放的能量相当大，它所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害。通信基站位置地域、地理位置差异巨大，地方雷雨频繁，很容易受到雷电的影响。一旦遭受雷电袭击，损失难以估量，后果难以想象。所以，做好通信基站的防雷电工作，是保证现代通信畅通的重要保证。

1. 通信基站防雷与接地通常存在以下问题：

（1）天馈线进入机房前没有接地。

（2）避雷针在机房屋顶虽然接地，但接地电阻太大。

（3）基站机房内通信设备保护接地不规范，直接与屋顶墙上的避雷带相连。

（4）天线铁塔地网和机房地网没有形成联合接地，两者之间存在地电位差。

（5）接地引线和螺丝拧在一起，且螺丝已生锈，接地不可靠，没有达到接地目的。

（6）基站铁塔接地不规范，只用一根扁铁从铁塔一个角与机房建筑搭在一起，而且电器也没连通。

（7）基站机房屋项上所有金属突出物没有和女儿墙上避雷带电气连通。

（8）基站屋顶上女儿墙上避雷带与建筑物主钢筋没有焊接连通。

（9）基站铁塔上避雷针不符合规范要求。

（10）基站铁塔高度为70米，天馈线中间和机房入口处都没有接地。

（11）基站供电线路没有从地下敷设进站，而是架空直接进入二楼机房，把雷电波直接引入房间。

上述情况均不符合防雷要求，都是引雷途径。

2. 当基站遭受雷击时，可能对基站造成危害的主要部位有

（1）基站收发信机的馈线入口。

（2）基站收发信机的电源入口。

（3）基站所有电源设备将受到危害。

（4）通信电缆接口及中继线路。

3. 通信基站的防雷措施

（1）基站天线应用有防直击雷的防护措施，避雷针与铁塔作可靠电气连接。天馈线严格按规范布置其接地点；尤其天馈线进入机房入口处的外侧接地至关重要，目的是让感应雷电流在入机房前漏入大地，保证通信设备的安全运行。

（2）基站机房应有防直击雷的防护措施，如装设有避雷针或优化针，则应有两根8园钢从针体尾部引出，引出线一方面与针体焊接，另一方面双从两个方向与避雷带焊接。

（3）架空电力线和其他架空线的防雷措施应有地埋和装设避雷地线等。

（4）基站电源设备应用两至三级防雷（过电压）措施。

（5）天馈线应装设天馈避雷器。

（6）信号线应串接信号避雷器。

4.通信基站接地方案

4.1 防雷接地系统的构成和基本要求。

防雷接地系统是由大地、接地电极、接地引入线、地线汇流排、接地配线五部分组成的整体。

地线排一般分为室内接地排和室外接地排，室内接地排通常安装BTS、电源机柜较近且与走线架同高的墙上。室外接地线通常在馈管窗外附近（1m内）。接地排用铜排做成。

4.2 移动通信基站BTS接地的几种实际情况。

4.2.1 利用现避雷带。

当BTS所在大楼有较可靠的屋顶避雷带、防雷接地及工作接地时，BTS的接地应利用大楼现接地装置，但必须测试其接地电阻值。如果测试结果不符合要求。应增加接地体，使接地电阻满足≤5Ω的要求。

4.2.2 大楼没有避雷带

当所在大楼没有现成的屋顶避雷带时，应架设一定数量的避雷针，使天线顶端处于避雷针的保护角之下，并同时将避雷针接地线直接引至楼下接地体。

4.2.3 BTS设有天线铁塔。

当BTS设有铁塔时常采用三合一（即联合接地）系统。这种情况，一般都把整个机房设计在铁塔的避雷保护范围内，机房顶可以不设避雷带，但机房四周可以仍需埋设一闭合接地环，使机房的地电位均衡分布和缩短接地引线。

4.3 通信基站的防雷与接地。

4.3.1 供电系统的防雷与接地。

（1）移动通信基站的交流供电应采用三相五线制供电方式。

（2）移动通信基站宜设置专用电力变压器，电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆，穿钢管埋地，并引入移动通信基站，电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地。

（3）当电力变压器设在站外时，对于低处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω/m的暴露地区的架空高压电力线路，宜在其上方架设避雷线，其长度不宜小于500m。

（4）当电力变压器设在站内时，其高压电力线应采用电力电缆从地下进站，电缆长度不宜小于200m，电力电缆与架空电力电缆连接处三根相线应加装氧化锌避雷器，电缆两端金属外护层应就近接地。

（5）移动通信基站交流电力变压器高压侧三根线，应分别就近对地加装氧化锌避雷器。

（6）进入移动通信基站的低压电力电缆，宜从地下引入机房。电力电缆在进入机房交流屏处，应加装避雷器，从屏内引出的零线不做重复接地。

（7）移动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分、避雷器的接地端，均应做保护接地，严禁作接零保护。

（8）移动通信基站的直流工作地，应从室内接地汇集线上就近引接，接地线截面积应满足最大负荷的要求。

（9）移动通信基站电源设备应满足相关标准、规范中关于耐雷电冲击指标的要求，交流屏、整流器应设有分级防护装置。

（10）电源避雷器和天馈线避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准、规范的要求。

4.3.2 铁塔的防雷与接地。

（1）移动通信基站铁塔应有完善的防直雷击及二次感应雷的防雷装置。

（2）移动通信基站铁塔采用太阳能灯塔。对于使用交流电馈电的航空标志灯，其电源线应采用具有金属外护层的电缆，电缆的金属护外套应在塔顶几进机房入口处的外侧就近接地。

4.3.3 天馈线系统的防雷与接地。

（1）移动通信基站天线应在接闪器的保护范围内，接闪器应设置专门雷电流引下线，材料宜采用40×40mm的镀锌扁钢。

（2）基站同轴电缆馈线的金属外护套，应在上部、下部和走线架进机方入口处就近接地，在机房入口处的接地，应就近与地网引出的接地线妥善连通。

（3）同轴电缆馈线进入机房后，与通信设备连接处应安装馈线避雷器，以防止自天馈线引入的感应雷。

4.3.4 其他设备的防雷与接地。

（1）移动通信基站的建筑物应有完善的防直击雷及抑制而次感应雷的防雷装置（避雷网、避雷网和连接器等）

（2）机房顶部的各种金属设施，均应分别与屋顶避雷带就近连通。机房顶部的彩灯应安装在避雷带下方。

（3）机房内走线架、吊挂铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应做保护接地。

5. 结束语

第2篇

【关键词】智能建筑 防雷接地

随着电子技术的飞速发展，电子计算机早已步人社会的各行各业。建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的微电子设备和计算机系统，民用建筑也不例外。随着我国科技的发展，现代化的建筑越来越多的采用智能化，建筑内部的电子设备也越来越多样化，防雷装置的安装成为不容忽视的一个环节。本文主要对防雷接地技术进行探讨。

一、防雷接地系统

为了防止雷害破坏，而把自然中的雷电流迅速泄入大地就叫做防雷接地。随着计算机、电气化的普及，现代化智能楼宇内有着大量的电子设备与复杂的线路布置，而且其本身的绝缘水平一般很低，但是却要求极高的抗干扰性。如楼宇内部总计的集成芯片、电路主芯片等等，他们的绝缘水平只有几十伏，即使是很微弱的雷电反击或着是强烈的感应电压，也可烧毁集成电路芯片，损坏弱电设备或对弱电设备形成严重干扰。因此，现代化智能楼宇的防雷接地设计是一项重要工程，其所有功能接地必须以防雷接地系统为基础，并建立严密、完整的防雷结构。

二、防雷技术

（1）外部防雷

外部防雷主要指楼梯外部（即建筑物）的防雷，一般是防护直击雷，外部防雷是防雷技术的主要组成部分之一。外部防雷技术主要采取避雷针和接地装置对楼体加以保护。现代化智能楼宇防雷接闪器是专门用来接收直接雷击电流的金属物。由于城市的发展，现代化智能楼宇的建筑通常比较高，特别是屋顶的设计都有比较突出的不稳，这样的建筑很容易遭受雷击，这样就对必须放置在楼体顶部的电子设备等造成危害，这些设备最怕遭受雷击，是雷击的主要对象。智能建筑多属于一级负荷 应按一级防雷建筑物的保护措施设计。为了有效防止雷击，应采用针网或针带组合接闪器，在房顶最高点和其他次高点多处设置避雷针。避雷网覆盖于房顶，并延伸到女儿墙上，使房顶、墙均在避雷带保护范围之内。该网格与大楼柱内钢筋作电气连接，利用柱内2根以上钢筋作引下线，柱内钢筋与建筑物基础钢筋这个自然接地体连接。另外，圈梁钢筋、楼层钢筋、外墙面所有金属构件也应与引下线连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样，不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。

（2）内部防雷

内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的弱电设备加装过电压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，利用过压分流箝位等手段保护装置快速泄放能量，从而保护设备免受损坏。过压分流箝位的原理是在可能传导感应雷击电磁脉冲电涌的信号传输线端口和电源线端口并联或串联过电压防护装置。一旦由于雷电感应使电涌达到危及设备的阈值时，防护装置瞬间响应，将电涌电流泄流入地，从而将被保护端口的雷击电涌残压箝制在端口所能承受的数量级上，起到保护设备、减免雷害的作用。内部防雷分为弱电系统供电电源线路防雷和弱电设备通信端口信号防雷。

三、现代智能化楼宇应采取的各种接地措施

（1）防雷接地：为把雷电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统，这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击的部分。因此对智能化楼宇的防雷接地设计必须严密、可靠。智能化楼宇的所有功能接地，必须以防雷接地系统为基础，并建立严密、完整的防雷结构。各类防雷接地装置的工频接地电阻，一般应根据落雷时的反击条件来确定。防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。

（2）交流工作接地：将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备（如阻抗，电阻等）与大地作金属连接，称为工作接地。工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地，屏蔽接地，防静电接地等混接；也不能与PE线连接。在高压系统里，采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。

（3）安全保护接地：安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，用PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。在智能化楼宇内，要求安全保护接地的设备非常多，有强电设备、弱电设备以及一些非带电导电设备与构件，均必须采取安全保护接地措施。

（4）直流接地：在一幢智能化楼宇内，包含有大量的计算机、通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。这些电子设备在进行输入信息，传输信息，转换能量，放大信号，逻辑动作，输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网络进行工作。因此为了使其准确性高，稳定性好，除了需有一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接，严禁与N线连接。

（5）屏蔽接地与防静电接地：在智能化楼宇内，电磁兼容设计是非常重要的，为了避免所用设备的机能障碍，避免可能会出现的设备损坏，构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰。因此对这些设备及其布线必须采取保护措施，免受来自各种方面的干扰。屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接；导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接；室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电接地要求在洁净干燥环境中，所有设备外壳及室内设施必须均与PE线多点可靠连接。

四、结语

建筑物的防雷设计和安装应将外部防雷装置、内部防雷装置、建筑物外的环境及至全小区的防雷装置进行整体统一的考虑。不仅电气专业的设计者要有整体观念，建筑专业的设计者对防雷也要有整体观念。这是现代防雷设计观念转变的重要问题之一。随着智能化技术的日趋完善以及智能建筑在我国的不断普及，智能建筑的防雷保护技术也将不断得到发展。

第3篇

关键词：接地网 电阻率防雷保护

中图分类号：C35文献标识码： A

一、前言

福建省为沿海多山省份，变电站选址不可避免的会遇到高土壤电阻率的站址。本文假设以某变电站选址在高土壤电阻率地区为例，简单论述在此地质条件下，变电站接触电阻的计算、应当采取的降阻措施方案及在此情况下变电站施工时注意事项。

110kV变电站A站址选择在高电阻率地区，其实测土壤电阻率最大为700Ω・m，本工程变电站内接地网面积经估算约为3860m2。110kV变电站A远景双回路接入220kV变电站B，A站与B站间线路长度为7公里。

二、工程实例

1、变电站A接触电阻计算：

1.1安全接地体设计计算

1.1.1最大运方下，发生不对称短路时流经接地装置的短路电流值：

按远景A变电站双回接入220kV变电站B（系统边界阻抗X1=0.0436，X0=0.02）、线路长度7公里计算Imax=8.56kA，Iz=1.26 kA；实测场地电阻率700Ω・m。在站内发生接地短路时，流经接地装置的电流：

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

2. 接地引下线与水平接地极截面积的选取：

设短路电流的持续时间为2 S (te)。

a．110kV等级

Sg≥= =73.74mm2。

若接地扁钢腐蚀率按0.065mm/年考虑，接地引下线可选60×6mm2镀锌扁钢，可满足50年运行要求，水平接地极截面则选60×6mm2镀锌扁钢。

1.2安全接地网设计计算

1.2.1. A全站接地电阻值估算：

接地网面积=3860m2 (ρ=700・m)

水平接地体总长为2500m。

接地电阻R≈=5.273

根据DL/T621-1997《交流电气装置接地》要求,接地电阻值R≤2000/I=2000/3650=0.548，但根据福建电力有限公司“办基建〔2008〕20号(关于印发协调统一基建类和生产类标准差异条款（变电部分）的通知) ”的规定，交流工作地的接地电阻不应大于4；安全保护接地的接地电阻不应大于4；防雷保护接地的接地电阻不应大于10，因此，本站接地电阻不满足要求，须做外引接地、接地深井等辅助措施以满足接地电阻要求。

故采用如下降低接地电阻措施：

a、外引接地部分：

利用站外道路和空地，向西南旧站方向进行敷设外引接地网，面积约800（其中水平接地体总厂按700米估算），外引1的接地电阻：R1≈=11.97

向西北方向进行敷设外引接地网，面积约800（其中水平接地体总长按700米估算），外引1的接地电阻： R2≈=11.97

同时向东北方向进行敷设外引接地网，面积约800（其中水平接地体总长按700米估算），外引1的接地电阻： R2≈=11.97

R 总≈R//R1//R2//R3=2.256

b、接地深井部分：

按初设方案，考虑四座接地深井。接地深井四座：

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

考虑互阻影响，本次接地网设计接地电阻：

R总=（7.26/3*1.5）//2.256=1.23

1.2.2. 接地装置电位：

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

1.2.3. 接触电势和跨步电势验算：

a、110kV中性点直接接地，故接地装置的接触电势和跨步电势不应超过下列值：

Ut=174+0.17ρ/=174+0.17×700/=258.14V

US=174+0.7ρ/=174+0.7×700/=520.48V

b．本站最大接触电势：

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所内两相接地时：Utmax=691.65V＞Ut

c．本站最大跨步电势：

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变电站A内两相接地时：Usmax=835.2V＞US

经计算最大接触电势和最大跨步电势均不能够满足要求应采取均压措施。

2 变电站高电阻率情况下应采取的措施方案

2.1. 接地网设置原则：

变电站A接地网除了采用与大地有可靠焊接的建筑物金属结构和钢筋混凝土桩基基础等自然接地体外（建筑物基础管桩作深层接地），还设置了以水平接地体为主，垂直接地体为辅的复合人工接地网，该地网外缘闭合，外缘各角做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。经校验计算本工程水平接地体采用60×6镀锌扁钢，垂直接地体采用φ50χ壁厚4mm长2.5米的热镀锌钢管，设备接地引下线采用60×6镀锌扁钢。水平均压带采用等间距布置，方孔式地网即每隔5m布置一处，接地网埋深大于0.8m（穿过电缆沟处应埋设于电缆沟下方），过道路埋深1.2m，地网外缘圆弧半径不小于2.5m。

接地线的连接应符合下要求：接地线间、接地线与接地极间、接地线与电气设备间应采用焊接连接，其搭接长度应为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。严禁在一个接地干线上串联几个需要接地的接地线。

2.2 设备接地：

电气设备金属外壳、预埋管道、电缆金属铠及屏蔽线、电容器网门、钢构架风机、照明配电箱、端子箱、电缆支架、基础预埋件等规程规定需要接地的金属构件均应按规程、规范可靠接地。110kV电气设备、变压器中性点避雷器、隔离刀闸、间隙、10kV电容器、接地变及10kV开关柜等设备基础的接地均应用两根及以上以单独的接地引线与接地干线不同点相连接。主控通讯间设网状接地网，通讯屏基础预埋件通过接地扁钢与地网相连。

进线门型构架、主变门型构架及户外设备构支架都应可靠接地，即从构支架顶部钢构件焊接接地扁钢自上而下，并与地网可靠焊接。电缆沟内应预埋接地扁钢作为电缆支架接地，在电缆沟出围墙处经接地螺栓（可卸式联接）与本地网外电缆沟的接地扁钢相连。

主控配电综合楼各层楼板三根基础钢筋要求与柱内对角钢筋焊接，并与主地网可靠焊接，连接点不少于两处。

2.3 降低接地电阻及改善接触电势和跨步电势过高的辅助措施：

本站跨步电压值不能够满足规程、规范需要，为了减小跨步电压值不满足要求的影响，采取以下措施进行解决：

因为本工程人工接地网上跨步电势不能满足规定值，需要在设备区采取每隔2.5米设一均压带措施来改善地网接触电势及跨步电势；要求所有进站道路应在混凝土道路（路面）下铺设沥青混凝土层，其厚度不小于10cm；在有人出入的走道处敷设‘帽檐式’均压带。

2.4 等电位联结措施：

变电站A主控综合楼内采用总等电位联结，要求建筑物中应将对下列可导电体部分应采用总等电位联结线进行电气互相可靠连接，使它们的电位基本相等并在进入建筑物处接向总等电位联结端子板：PE线、电气接地装置的接地干线、建筑物内的水管等金属管道以及便于连接的建筑物金属支撑物、金属框架等构件的导电部分。卫生间须作局部等电位连接。

3 在高电阻率情况下变电站A的施工注意事项

变电站A全站由四支25米高的避雷针和主控综合楼顶女儿墙上的避雷带构成全站的防雷保护网。主控配电楼按二类防雷建筑采取防直击雷、防雷电入侵波、防感应雷措施。屋顶避雷网沿屋脊及屋檐等易受雷击的部位敷设避雷带，并按规程要求做好防雷措施。

3.1 避雷带及避雷线接地

在主控综合楼顶及楼梯间屋顶每隔1m用Φ12mm圆钢设一支撑，高出屋顶150mm，然后用Φ12mm圆钢围绕所有支撑焊一圈，构成屋顶避雷带，避雷带敷设在屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击部位，并且在屋面组成不大于10mx10m或12mx8m的网格。然后从避雷带焊接Φ12mm圆钢沿主控楼外墙向下明敷与主地网可靠焊接，共五处。避雷带同时还利用建筑物顶部的避雷带和建筑物钢筋砼柱内主筋焊接成网，并由柱内贯通焊接的主筋引下与主地网可靠焊接。

3.2 防雷电波入侵措施

在电缆线路埋地引入建筑物处，应将电缆金属外皮及其保护钢管就近与接地装置连接。对各种金属管道在引入引出建筑物处就近与接地装置连接。

3.3 其它要求

3.3.1电气设备施工安装必须严格按照有关国标、部颁规程、规定、规范及施工设计图纸要求进行。

3.3.2为确保接地部分施工和敷设的质量，所有与接地有关的隐蔽工程均需监理、甲方等现场签证。应特别注意楼板暗敷的接地带、屋顶避雷网、构造柱内的钢筋的焊接、主地网及接地引下线等的焊接和敷设。

3.3.3所有接地材料都需经热镀锌处理，所有焊接处均需防腐处理。

参考文献：

[1]能源部西北电力设计院编.电力工程电气设计手册(第1册):电气一次部分 .中国电力出版社

[2]DL/T 621-1997，交流电气装置的接地

[3]GB 50059-1992，35-110kV变电所设计规范

[4]DL/T 620-1997，交流电气装置的过电压保护和绝缘配合