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1、分类号：TM8862 U D CC：D1106221-4408-（20013）006299-0密 级级：公 开 编 号号：2000900240066成都信息息工程学学院学位论文文娄底市污污水处理理厂综合合防雷设设计论文作者者姓名：周陈栋仁仁申请学位位专业：雷电防护护科学与与技术申请学位位类别：工学学士士指导教师师姓名（职职称）：牛海顺（高级工程师）论文提交交日期：20133年066月144日独创性声声明本人声明明所呈交交的学位位论文是是本人在在导师指指导下进进行的研研究工作作及取得得的研究究成果。据据我所知知，除了了文中特特别加以以标注和和致谢的的地方外外，论文文中不包包含其他他人已经经发表或
2、或撰写过过的研究究成果，也也不包含含为获得得成都信信息工程程学院或或其它教教育机构构的学位位或证书书而使用用过的材材料。与与我一同同工作的的同志对对本研究究所做的的任何贡贡献均已已在论文文中作了了明确的的说明并并表示谢谢意。签名： 日日期： 20113年 06 月 001 日日关于论文文使用授授权的说说明本学位论论文作者者完全了了解成都都信息工工程学院院有关保保留、使使用学位位论文的的规定，有有权保留留并向国国家有关关部门或或机构送送交论文文的复印印件和磁磁盘，允允许论文文被查阅阅和借阅阅。本人人授权成成都信息息工程学学院可以以将学位位论文的的全部或或部分内内容编入入有关数数据库进进行检索索，
3、可以以采用影影印、缩缩印或扫扫描等复复制手段段保存、汇汇编学位位论文。（保密的的学位论论文在解解密后应应遵守此此规定）签名： 日期：20113年 06 月011 日娄底市污污水处理理厂综合合防雷设设计摘 要要随着城市市规模不不断扩大大，人口口不断增增长，城城市用水水资源日日益短缺缺，需要要更加环环保有效效的治理理。因此此污水处处理厂在在水循环环中起着着核心作作用。污污水处理理厂在降降低成本本的同时时，也要要求整个个系统的的高效率率运行，所所以近年年来大量量电子测测量设备备以及自自动化控控制设备备也大量量投入使使用。然然而与传传统的工工艺相比比，电子子系统对对电涌的的抵抗能能力很差差。敏感感电子
4、设设备很难难在大的的电流冲冲击下保保持完好好。再加加上污水水处理厂厂一般都都位于露露天开阔阔地段，设设备分布布分散，就就进一步步增加由由于雷电电放电或或者电磁磁脉冲侵侵袭带来来的风险险。一旦旦设备损损坏，对对整个城城市水循循环造成成停滞，则则会有更更严重的的后果。为了有效效地应对对这种威威胁、提提高系统统地可利利用率，必必须采取取外部和和内部的的综合防防雷措施施。因此此本设计计除了采采取常规规建筑的的内部和和外部防防雷措施施，用到到了等电电位，SSPD等等方法来来加强防防止电磁磁脉冲以以及地电电位反击击。关键词：自动化化控制，电电磁脉冲冲，综合合防雷，SSPD，等等电位Lighhtniing
5、andd Surgge PProttecttionn foor SSewaage Plannts in LouudiABSTTRACCTWithh ennlarrginng oof tthe citty aand thee grrowtth oof ppopuulattionn , thee laack of watter ressourrce is beccomiing a pprobblemm.Soo thhat watter runnninng sshorrt rrequuiree a morre eeffiicieent treeatmmentt. TTherrefoore ,seew
6、agge pplannts plaay aa ceentrral rolle iin tthe cirrclee off waaterr.Noow ttherre aare connsidderaablee fiinannciaal eeffoortss foor eelecctroonicc meeasuurinng eequiipmeent andd deecenntraalizzed eleectrroniic cconttroll annd aautoomattionn syysteems .Hoowevver ,thhe nnew eleectrroniic ssysttemss p
7、rroviide a llow ressisttancce aagaiinstt trranssiennt ssurgges. Thhe sstruuctuurall coondiitioons of thee sppaciiouss oppen-airr pllantts wwithh waasteewatter treeatmmentt teechnnoloogy andd sppreaad mmeassuriing devvicees ,so it is higghlyy prrobaablee too exxpecct tthatt iff onnly thee syysteem ff
8、ailled, thheree weere unddefiinabble losst.In oordeer tto ccomee upp too thhe tthreeat efffecttiveely andd inncreeasee thhe aavaiilabbiliity of thee syysteems,extternnal andd innterrnall liighttninng pprottecttionn muust be proovidded. Keywwordds: sewwagee pllantts, ligghtnningg prroteectiion, coomp
9、rreheensiive prootecctioon III目 录录第一章 绪 论11.1 雷电危危害性11.1.1 直直击雷的的危害21.1.2 闪闪电感应应的危害害21.1.3 闪闪电电涌涌的危害害31.1.4 雷雷击电磁磁脉冲的的危害4第二章污污水处理理厂综合合设计思思想62.1 雷暴日日等级的的划分62.2 雷电防防护区划划分62.3 雷击风风险评估估方法72.3.1 计计算年预预计雷击击次数确确定建筑筑物的防防雷分类类72.3.2 计计算防雷雷装置的的拦截效效率确定定电子信信息系统统雷电防防护等级级82.4 雷电保保护的整整体概念念112.4.1 现现代防雷雷技术系系统112.4.2
10、 外外部防雷雷122.4.3 内内部防雷雷12第三章 娄底市市污水处处理厂防防雷工程程设计方方案1443.1 概况143.2 娄底市市污水处处理厂雷雷击风险险评估153.3 防雷设设计依据据163.4 娄底市市污水处处理厂具具体防雷雷设计方方案163.4.1 外外部防雷雷设计163.4.2 内内部防雷雷设计21第四章 结论304.1 展 望304.2 总 结30参考文献献31致 谢谢32附 录录33IV第一章 绪 论1.1 雷电危危害性雷电是一一种自然然放电现现象。由由于雷电电放电电电压高、放放电时间间短，它它的产生生人类目目前无法法控制。雷雷云的生生成、移移动、放放电的整整个过程程伴随多多种
11、物理理效应，如如：静电电感应、高高温高热热、电磁磁辐射、光光辐射等等，这些些物理效效应的共共同作用用，已严严重危害害建筑物物弱电设设备的安安全运行行，甚至至危及人人员的安安全。雷雷电灾害害严重性性还表现现在波及及面广。主主要有两两个方面面的因素素，首先先积聚大大量电荷荷的雷云云有较大大的活动动范围及及其放电电过程的的辐射范范围可覆覆盖达几几十公里里的范围围，其次次地面各各种网络络（电力力、通信信等网络络）的相相互渗透透、错综综复杂。使使雷电灾灾害的范范围进一一步扩大大。根据气象象站的观观测情况况统计，娄娄底市年年平均雷雷暴日为为50天天，排在在全省地地级市第第3位，是是湖南省省雷暴多多发区域域
12、。据气气象资料料分析，每每年的55月至99月是雷雷雨高发发季节，而而从7月月到9月月是雷击击事故的的多发季季节。虽虽然这段段时期雷雷电频率率较前几几年有所所下降，但但是雷电电强度增增大，容容易造成成灾害事事故，如如图1-1所示。图1-11雷电危危害示意意图实现雷电电防护的的基本原原理是提提供一个个使雷电电过压过过电流及及雷击电电磁脉冲冲对地泄泄放的合合理途径径，而不不是任其其随机的的选择放放电通道道。其含含义是控控制雷击击能量的的泄放与与转换。从从综合防防护上讲讲一个完完整的防防雷系统统应该包包括三方方面：直直击雷的的防护、传传导雷（雷雷电波侵侵入）防防护、雷雷电电磁磁脉冲的的防护，缺缺少任何
13、何一面都都是不完完善和有有潜在危危险的。1.1.1直击击雷的危危害1、雷电电流的电电效应由安培定定律可知知两平行行导体间间作用力力公式 （1-1）由此可知知，对于于平行导导线，此此力足以以导致其其产生位位移；对对于弯曲曲导线，此此力有可可能造成成其折断断。此外外，雷（雨雨）云迅迅速放电电造成放放电通道道周围空空气突然然收缩或或膨胀会会产生00.1至至10HHz的次次声波，对对人、畜畜也会有有伤害作作用。2、雷电电流的机机械力由于瞬间间产生大大量的热热量，致致使物体体内部的的水分剧剧烈蒸发发变成气气体，气气体膨胀胀形成的的机械作作用可使使树木劈劈裂、房房屋倒塌塌、器物物爆裂、爆爆炸。3、雷电电流
14、的热热效应如果雷电电流通过过金属体体的截面面较小温温升达到到熔点可可导致金金属物体体熔化或或非金属属易燃物物体燃烧烧。1.1.2闪电电感应的的危害1、静电电感应当金属物物体或架架空线处处于雷云云和大地地所形成成的电场场中时，导导体上就就会感应应出与雷雷云相反反的电荷荷。当雷雷云对线线路附件件的地而而发生主主放电时时，先导导通道中中的电荷荷自下而而上迅速速中和，导导体上的的束缚电电荷成为为自由电电荷，向向线路两两侧传播播形成雷雷电电磁磁脉冲电电压冲击击波，这这个感应应电压的的幅值与与雷电流流的幅值值成正比比，与雷雷击点到到导线的的距离成成反比。2、电磁磁感应接闪器发发生接闪闪时，巨巨大的能能量会
15、在在瞬间流流过防雷雷引下线线对地泄泄放，在在防雷引引下线的的周围会会感应出出强大的的瞬变的的电磁场场，处在在这个电电磁场中中的。导导体就会会感应出出较大的的电动势势。如果果在附近近存在闭闭合的回回路，回回路上就就会感应应出感应应电流，当当自控系系统的信信号线近近距离经经过，就就会在信信号线回回路中感感应出强强电流浪浪涌，可可能击穿穿控制模模块和变变送器，损损坏设备备。1.1.3闪电电电涌的的危害直击雷雷雷电的不不到500%的能能量将会会从引下下线等外外部避雷雷设施泄泄放到大大地，其其中接近近40%的能量量将通过过建筑物物的供电电系统分分流，其其中5%左右的的能量通通过建筑筑物的通通信网络络线缆
16、分分流，其其余的雷雷击能量量通建筑筑物的其其他金属属管道、缆缆线分流流。这里里的能量量分配比比例会随随着建筑筑物内的的布线状状况和管管线结构构而变化化。雷电接闪闪后，雷雷电流在在泄放过过程中在在导体上上产生的的高电压压或电位位差对其其它物体体产生的的电击现现象为电电流反击击。一般般分为“击穿反反击”和“传导反反击”，其中中“传导反反击”中的“地电位位反击”对信息息系统的的影响最最人。所所谓“传导反反击”是指雷雷电被接接闪后，雷雷电流在在泄放过过程中，在在流经的的接地体体、引下下线以及及与之相相连的导导体上形形成的电电位差，此此电位差差通过线线缆、连连接导体体(包括括SPDD)传导导耦合到到仪表
17、、电电气设备备的线路路接口上上而击坏坏仪表和和电气设设备，如如图1-2（aa-b）所所示。图1-22(a) 地电电位反击击图1-22(b) 雷电电波随信信号线入入侵1.1.4雷击电电磁脉冲冲的危害害雷击电磁磁脉冲是是指雷电电流经电电阻、电电感、电电容耦合合产生的的电磁效效应，包包含闪电电电涌和和辐射电电磁场。电磁干扰扰的传输输途径可可分为两两大类：传导干干扰和辐辐射干扰扰。传导导干扰是是通过干干扰源和和被干扰扰设备之之间的公公共阻抗抗进行传传播的，辐辐射干扰扰是通过过电磁波波进行传传播的。两两者之间间会相互互转换，辐辐射干扰扰经过导导线可转转换成传传导干扰扰，传导导干扰又又可通过过导线形形成辐
18、射射干扰。例例如雷电电泄放即即为这一一相互转转换的典典型过程程，如图图1-33所示。图1-33雷电通通过耦合合侵入导导线回路路电磁干扰扰信号按按其出现现的方式式，可分分成两种种模式：差模干干扰和共共模干扰扰。以串串联的方方式出现现在信号号源回路路之中的的干扰信信号称为为差模干干扰，主主要是由由长线路路传输的的互感耦耦合所致致。而共共模干扰扰则是由由网络对对地电位位发生变变化而引引起的干干扰，共共模干扰扰有时也也称为对对地干扰扰，它是是造成自自动化装装置不能能正常工工作的主主要原因因。在远处雷雷击情况况下，行行波电涌涌沿信号号线路传传播，产产生的感感应或传传导的浪浪涌电压压和浪涌涌电流影影响可达
19、达2 kkm外的的电子设设备。分分雷电流流在信号号电缆中中流动时时，将产产生纵向向与横向向电压。芯芯线和电电缆的金金属屏蔽蔽层之间间产生的的纵向电电压，施施加在所所连接的的电子设设备的输输入端与与接地外外壳之间间的绝缘缘层上。芯芯线之间间产生的的横向电电压，施施加在所所连接电电子设备备的输入入端。浪浪涌电流流在信号号线上主主要通过过电阻性性耦合、电电感性耦耦合、电电容性耦耦合损伤伤线路上上和所连连接的电电子设备备，目前前的电子子设备通通常只能能耐受数数千伏的的击穿电电压，远远远低于于浪涌产产生的数数万伏或或者数十十万伏过过电压的的威胁，LLEMPP干扰如如图1-4所示示。图1-44 雷电电电磁
20、脉脉冲干扰扰第二章 污水水处理厂厂综合设设计思想想2.1 雷暴日日等级的的划分根据年平平均雷暴暴日数将将雷暴发发生的地地区划分分为：少少雷区、中中雷区、多多雷区、强强雷区。少雷区：年平均均雷暴日日在255d及以以下的地地区；中雷区：年平均均雷暴日日大于225d，不不超过440d的地区区；多雷区：年平均均雷暴日日大于440d，不超超过90d的地区区；强雷区：年平均均雷暴日日超过990d的地区区。娄底市年年平均雷雷暴日为为50天天，属于于多雷区区。2.2 雷电防防护区划划分雷电防护护区的划划分应根根据需要要保护和和控制雷雷电电磁磁脉冲环环境的建建筑物，从从外部到到内部划划分为不不同的雷雷电防护护区
21、（LLPZ），如如图2-1所示示。图2-11 雷电电防护区区划分对雷电电电磁脉冲冲（LEEMP）的的防护是是基于雷雷电防护护区（LLPZ）概概念：包包含被保保护系统统的空间间可划分分成LPPZ这些些区域是是理论上上指定的的空间，某某空间的的LEMMP严重重程度和和该空间间内的内内部电子子信息系系统的耐耐受水平平相匹配配。根据据LEMMP强度度的显著著变化划划分连贯贯的区域域，如表表2-11所示。表2-11防雷保保护区防雷分区区分区概念念LPZ 0A本区内的的各类物物体完全全暴露在在外部防防雷装置置的保护护范围之之外，都都可能遭遭到直接接雷击；本区内内的电磁磁场未得得到任何何屏蔽衰衰减，属属完全
22、暴暴露的不不设防区区。LPZ 0B本区内的的各类物物体处在在外部防防雷装置置保护范范围之内内，应不不可能遭遭到大于于所选滚滚球半径径雷电流流直接雷雷击；但但本区内内的电磁磁场未得得到任何何屏蔽衰衰减，属属充分暴暴露的直直击雷防防护区。LPZ 1本区内的的各物体体不可能能遭到直直接雷击击，流经经各类导导体的电电流比LLPZ 0B区区进一步步减小；且由于于建筑物物的屏蔽蔽措施，本本区内的的电磁场场强度也也已得到到了初步步的衰减减。LPZ 2为进一步步减小所所导引的的电流或或电磁场场而增设设的后续续防护区区。2.3 雷击风风险评估估方法2.3.1 计计算年预预计雷击击次数确确定建筑筑物的防防雷分类类
23、在可能发发生对地地闪击的的地区，遇遇下列情情况之一一时，应应划为第第三类防防雷建筑筑物：1、省级级重点文文物保护护的建筑筑物及省省级档案案馆。2、预计计雷击次次数大于于或等于于 0.01次次/a，且且小于或或等于 0.005次/a 的的部、省省级办公公建筑物物和其他他重要或或人员密密集的公公共建筑筑物，以以及火灾灾危险场场所。 3、预计计雷击次次数大于于或等于于 0.05次次/a，且且小于或或等于 0.225次/a 的的住宅、办办公楼等等一般性性民用建建筑物或或一般性性工业建建筑物。 4、在平平均雷暴暴日大于于 155d/aa的地区区，高度度在 115 mm及以上上的烟囱囱、水塔塔等孤立立的高
24、耸耸建筑物物；在平平均雷暴暴日小于于或等于于 155 d/a的地地区，高高度在 20 m及以以上的烟烟囱、水水塔等孤孤立的高高耸建筑筑物。2.3.2 计计算防雷雷装置的的拦截效效率确定定电子信信息系统统雷电防防护等级级按防雷装装置的拦拦截效率率确定雷雷电防护护等级1、建筑筑物及入户设设施年预预计雷击击次数NN值可按按下式确确定：（2-11）N1建筑物物年预计计雷击次次数（次次/a），N2建筑物物入户设设施年预预计雷击击次数（次次/a），2、建筑筑物电子子信息系系统设备备因直接接雷击和和雷电电电磁脉冲冲可能造造成损坏坏，可接受受的年平平均最大大雷击次次数NCC可按下下式计算算：（2-22）式中：
25、CC各类类因子，3、确定定电子信信息系统统设备是是否需要要安装雷雷电防护护装置时时，应将将N和NNc进行行比较：当N小于于或等于于Nc时，可可不安装装雷电防防护装置置；当N大于于Nc时，应应安装雷雷电防护护装置。4、安装装雷电防防护装置置时，可可按下式式计算防防雷装置置拦截效效率E: （22-3）5、电子子信息系系统雷电电防护等等级应按按防雷装装置拦截截效率EE确定，并并应符合合下列规规定：当E大于于0.998时，定为AA级；当E大于于0.990小于于或等于于0.998时，定为BB级；当E大于于0.80小于或或等于00.900时，定为CC级；当E小于于或等于于0.80时，定为D级。风险评估估的
26、N和和Nc的的计算方方法建筑物及及入户服服务设施施年预计计雷击次次数N的的计算建筑物年年预计雷雷击次数数N1可可按下式式确定： （次/a）（2-44）式中：KK校校正系数数，在一一般情况况下取11，在下下列情况况下取相相应数值值：位于于旷野孤孤立的建建筑物取取2；金金属屋面面的砖木木结构的的建筑物物取1.7；位位于河边边、湖边边、山坡坡下或山山地中土土壤电阻阻率较小小处，地地下水露露头处、土土山顶部部、山谷谷风口等等处的建建筑物，以以及特别别潮湿地地带的建建筑物取取1.55；Ng建筑物物所处地地区雷击击大地密密度（次/kkm2a）；Ae建筑物物截收相相同雷击击次数的的等效面面积（kkm2）。建
27、筑物所所处地区区雷击大大地密度度Ng可按下下式确定定： （次/km2a） （2-5）式中：TTd年年平均雷雷暴日（dd/a），根根据当地地气象台台、站资资料确定定。建筑物的的等效面面积Aee的计算算方法应应符合下下列规定定：（1）当当建筑物物的高度度H小于1100mm时，其其每边的的扩大宽宽度D和等效效面积AAe应按按下列公公式计算算确定： （m） （22-6） （km2）（2-7）式中：LL、W、HH分别别为建筑筑物的长长、宽、高高（m）。（2）当当建筑物物的高HH大于或或等于1100mm时，其其每边的的扩大宽宽度应按按等于建建筑物的的高H计计算。建建筑物的的等效面面积应按按下式确确定: （
28、kmm2）（2-8）（3）当当建筑物物各部位位的高不不同时，应应沿建筑筑物周边边逐点计计算出最最大的扩扩大宽度度，其等等效面积积Ae应按按各最大大扩大宽宽度外端端的连线线所包围围的面积积计算。建建筑物扩扩大后的的面积如如图2-2中周周边虚线线所包围围的面积积。L扩大宽度扩大宽度W图2-22建筑物物的等效效面积入户设施施年预计计雷击次次数N22按下式式确定：（次/aa）（2-99）式中：NNg建筑筑物所处处地区雷雷击大地地密度（次/kmm2a）；Td年平均均雷暴日日（d/a），根据当当地气象象台、站站资料确确定；Ae11电源源线缆入入户设施施的截收收面积（kkm2），按表2-2的规规定确定定；A
29、e22信号号线缆入入户设施施的截收收面积（kkm2），按表2-22的规定定确定。表2-22入户设设施的截截收面积积线路类型型有效截收收面积AAe（km2）低压架空空电源电电缆20000L10-6高压架空空电源电电缆（至至现场变变电所）500L10-6低压埋地地电源电电缆2dssL10-6高压埋地地电源电电缆（至至现场变变电所）0.1dsL10-6架空信号号线20000L10-6埋地信号号线2dssL10-6无金属铠铠装和金金属芯线线的光纤纤电缆0注：L是是线路从从所考虑虑建筑物物至网络络的第一一个分支支点或相相邻建筑筑物的长长度，单单位为mm，最大大值为110000m，当当L未知知时，应应取L
30、=10000m。ds表示示埋地引引入线缆缆计算截截面积时时的等效效宽度，单位为为m，其其数值等等于土壤壤电阻率率的值，最最大值取取5000。C各各类因子子C1、C2、C3、C4、C5、C6之和；C1为信息息系统所所在建筑筑物材料料结构因因子，当建筑筑物屋顶顶和主体体结构均均为金属属材料时时，C11取0.5；当当建筑物物屋顶和和主体结结构均为为钢筋混混凝土材材料时，CC1取1.0；当当建筑物物为砖混混结构时时，C11取1.5；当当建筑物物为砖木木结构时时，C1取2.0；当当建筑物物为木结结构时，CC1取2.5；C2信息系系统重要要程度因因子，表表4.33.1中中的C、DD类电子子信息系系统C2取
31、0.5；BB类电子子信息系系统C2取1.0；AA类电子子信息系系统C2取3.0；C3电子信信息系统统设备耐耐冲击类类型和抗抗冲击过过电压能能力因子子，一般般，C33取0.5；较较弱，CC3取1.0；相相当弱，CC3取3.0；注：“一一般”指现行国国家标准准低压压系统内内设备的的绝缘配配合第11部分：原理、要要求和试试验GGB/TT169935.1中所所指的II类安装装位置的的设备，且且采取了了较完善善的等电电位连接接、接地地、线缆缆屏蔽措措施；“较弱”指现行国国家标准准低压压系统内内设备的的绝缘配配合第11部分：原理、要要求和试试验GGB/TT169935.1中所所指的II类安装装位置的的设备
32、，但但使用架架空线缆缆，因而而风险大大；“相当弱弱”指集成成化程度度很高的的计算机机、通信信或控制制等设备备。C4电子信信息系统统设备所所在雷电电防护区区（LPPZ）的的因子，设设备在LLPZ22等后续续雷电防防护区内内时，CC4取0.5；设设备在LLPZ11区内时时，C44取1.0；设设备在LLPZ00B区内内时，CC4取1.522.0；C5为电子子信息系系统发生生雷击事事故的后后果因子子，信息息系统业业务中断断不会产产生不良良后果时时，C55取0.5；信信息系统统业务原原则上不不允许中中断，但但在中断断后无严严重后果果时，CC5取1.0；信信息系统统业务不不允许中中断，中中断后会会产生严严
33、重后果果时，CC5取1.522.0；C6表示区区域雷暴暴等级因因子，少少雷区CC6取0.8；中中雷区CC6取1；多雷区区C6取1.2；强强雷区CC6取1.4。2.4雷雷电保护护的整体体概念2.4.1现代代防雷技技术系统统接闪器、引引下线（建建筑物钢钢筋）和和接地等等构成的的外部防防雷系统统，主要要是为了了保护建建筑物本本体免受受雷击引引起的火火灾事故故及人身身安全事事故，而而内部防防雷系统统则是防防止雷电电电磁脉脉冲和其其他形式式的过电电压侵入入设备造造成损坏坏，这是是外部防防雷系统统无法保保证的。现现代防雷雷技术主主要有“ABCCDEGGS”七点：1、A-Avooid 躲避2、B-Bonnd
34、inng 等等电位连连接3、C-Connducctinng 传传导4、D-Divvidiing 分流5、E-Eliimillatiing 消雷6、G-Gouundiing 接地7、S-Shiileddingg 屏蔽蔽2.4.2外部部防雷外部防雷雷包括接接闪针、接接闪带、引引下线、接接地极等等，其主主要的功功能是为为了确保保建筑物物本体免免受直击击雷的侵侵袭，将将可能击击中建筑筑物的雷雷电通过过接闪器器（带）、引引下线等等泄放入入大地。如果无直直击雷防防护，几几乎所有有雷电流流都流经经进出建建筑物的的导体型型线路（如如电源线线、信号号线等）侵侵入设备备，这样样的损害害就非常常之严重重，因此此做好
35、直直接雷击击防护是是做雷电电电磁脉脉冲防护护的前提提；直击击雷防护护按照国国标GBB500057-20110建建筑物防防雷设计计规范设设计和施施工，主主要使用用接闪针针、避雷雷网、避避雷线、接接闪带及及良好的的接地系系统，其其目的是是保护建建筑外部部不受雷雷击的破破坏，给给建筑物物内的人人或设备备提供一一个相对对安全的的环境。在在接地装装置参数数中，对对于接地地线，主主要考虑虑它的电电感，而而忽略它它的电阻阻;对于于接地，则则主要考考虑它的的接地电电阻，而而忽略它它的电感感。通常常的单根根钢筋接接地引下下线，其其电感可可按每米米1微亨亨(1H/mm)计算算。而接接地网的的接地电电阻国标标中已有
36、有要求，如如果实测测接地电电阻比国国标的要要求小，计计算时按按国标的的要求进进行数值值计算，如如果实测测接地电电阻比国国标的要要求大，就就按实测测的接地地电阻进进行计算算。2.4.3内部部防雷内部防雷雷系统是是为保护护建筑物物内部的的设备以以及人员员的安全全而设置置的。通通过在需需要保护护设备的的前端安安装合适适的电涌涌保护器器，使设设备、线线路与大大地形成成一个有有条件的的等电位位体，将将可能进进入的雷雷电流阻阻拦在外外，将因因雷击而而使内部部设施所所感应到到的雷电电流得以以安全泄泄放入地地，确保保后接设设备的安安全。1、等电电位连接接将进出机机房线路路的金属属屏蔽管管、金属属桥架、配配电盘
37、的的外壳、进进入室内内的水管管、机房房的金属属屏蔽、金金属隔断断、金属属门窗以以及静电电地板的的金属支支架连接接在等电电位连接接环(或或网)上上，同时时还应将将电气保保护的PPE地也也接至等等电位连连接体上上。等电电位连接接在建筑筑的共用用接地的的方式，最最好的方方法是通通过建筑筑的主筋筋来接地地。2、电气气系统的的防护统计数据据资料表表明，微微电子网网络系统统80%以上的的雷害事事故都是是因为与与系统相相连的电电源线路路上感应应的雷电电冲击过过电压造造成的。因因此，做做好电源源线的防防护是整整体防雷雷中不容容忽视的的一环。3、电子子系统的的防护尽管在电电源外接接引入线线路上安安装了防防雷保护
38、护装置，由由于雷击击发生时时，在各各种信号号线路（如如双绞线线）感应应到的过过电压，仍仍然会影影响电子子设备的的正常运运行，甚甚至彻底底破坏电电子设备备系统。雷雷击时产产生巨大大的瞬变变磁场，在在1公里里范围内内的金属属线路，如如网络金金属连线线等都会会感应到到极强的的感应雷雷击；另另外，当当电源线线或信号号线路传传输过来来雷击电电压时，或或建筑物物的地线线系统在在泻放雷雷击时，所所产生强强大的瞬瞬变电流流，对于于信号传传输线路路来说，所所感应的的过电压压已经足足以一次次性破坏坏电子设设备。即即使不是是特别高高的过电电压，不不能够一一次性破破坏设备备，但是是每一次次的过电电压冲击击都加速速了设
39、备备的老化化，影响响数据的的传输和和存储，甚甚至死机机，直至至彻底损损坏。所所以对信信号线的的防雷对对于系统统的整体体防雷来来说，是是非常重重要的环环节。第三章 娄底底市污水水处理厂厂防雷工工程设计计方案3.1 概况1、工程程土木概概况娄底市污污水处理理厂（北北纬277.433，东经经1111.588，海拔拔高度约约1800m左右右）位于于娄底市市娄星区区大科街街道，厂区占占地544.855亩，概概算总投投资1.72亿亿元，设设计规模模为日处处理污水水5万吨吨，污水水处理工工艺采用用改良型型氧化沟沟加紫外线线消毒工工艺。娄底市污污水处理理厂周围围四面环环山，电电源进出出线路采采用架空空引入，处
40、处于山区区，易遭遭到雷电电侵袭，污污水处理理厂平面面布置如如图3-1所示示。 图3-11娄底市市污水处处理厂平平面布置置图2、工艺艺流程水资源的的循环利利用在城城市的可可持续发发展以及及节能减减排起着着核心作作用。污污水处理理厂在减减少成本本的同时时，对整整个系统统高效率率的要求求下，需需要高效效率的运运行。因因此近些些年来大大量电子子测量、控控制以及及自动化化设备的的应用越越来越广广，投资资也越来来越大。然然后与传传统技术术相比，电电子设备备对雷电电电磁脉脉冲的抵抵抗能力力很弱。所所以为了了有效地地应对雷雷电带来来的威胁胁和可能能的损失失，要提提高系统统的稳定定性，必必须采取取内部和和外部防
41、防雷措施施，污水水厂拓扑扑结构如如图3-2所示示。图3-22娄底市市污水处处理厂拓拓扑结构构图3.2 娄底市市污水处处理厂雷雷击风险险评估经过现场场勘测，结结合环境境因素、设设备的重重要性和和发生雷雷击事故故的后果果严重程程度等因因素进行行雷击风风险评估估，并采采用相应应的防护护措施。1、综合合办公大大楼防雷雷分类的的划分综合办公公楼建筑筑物长度度L = 655 m，宽宽度W = 550m，高高度H = 220m =0.00283354根据计算算，娄底底市污水水处理厂厂综合办办公大楼楼应该划划分为第第三类防防雷建筑筑物。2、 综合办公公大楼电电子信息息系统雷雷电防护护等级划划分K=1.5Td=
42、550Ng=00.1TTd =5.00N1=11.55.000.00283354=0.22126655N2=00.5（2.0+00.5+1+00.055+2.0+11.0）=3.2275N=N11+N2=3.48776555C=C11+C2+C3+C4+C5+C6=1.0+11.0+1.00+1.0+11.0+1.22=6.2Nc=55.810-11/C =0.093354884E=1- Ncc/ NN =11-0.093354884/33.48876555=0.977317773所以，综综合办公公大楼的的电子信信息系统统雷电防防护等级级确定为:B级3.3 防雷设设计依据据1、建建筑物防防雷设
43、计计规范GGB5000577-200102、建建筑物电电子信息息系统防防雷技术术规范GGB5003433-200123、雷雷电防护护第1、22、3、44部分GB/T 21714.1、2、3、4-20083.4 娄底市市污水处处理厂具具体防雷雷设计方方案3.4.1 外外部防雷雷设计1、接闪闪器娄底市污污水处理理厂综合合办公楼楼建筑物物长度 65 m，宽宽度500m，高高度200m 。在在楼顶安安装接闪闪带进行行保护，沿墙一周布设墙顶接闪带带及支架，10镀锌圆钢支架全长0.2m，埋深0.1m。水平间距1m，转弯处0.3m，并通过10镀锌圆钢下引下线可靠焊接连接，接闪带安装如图3-3所示。图3-33
44、接闪带带安装示示意图由于办公公大楼的的面积较较大，则则需要在在楼面布布设188*188的金属属网格，与接闪带一起，形成整体的接闪系统。敷设避雷网格采用12镀锌圆钢。对超出接接闪带保保护范围围的天线线、水塔塔、监控控摄像头头等安装装接闪针针。在室外每每个监控控摄像头头的支撑撑杆顶安安装一套套高3000mmm，10不不锈钢接接闪针，以以保护摄摄像头等等设备免免遭直击击雷危害害。天线等较较高设备备用4.5m接接闪针，经经计算所所有设备备均在保保护范围围内，接接闪针安安装如图图3-44（a、bb）所示示。图3-44（a）接接闪针安安装示意意图图3-44（b）接接闪针安安装图2、 引下线接闪针的的引下线
45、线利用钢钢结构柱柱做泄流流线，从从接闪针针尖直接接以最短短路径入入地，以以减少泄泄流时的的雷击电电磁脉冲冲辐射而而损坏微微电子设设备系统统。办公大楼楼设置44根引下下线，用用直径115mmm的镀锌锌圆钢。接接闪带引引下线对对称布置置，四根根引下线线要做成成工字形，引引下线间间平均距距离不应应大于225m，距距离地面面1.22m处装装设断接接卡。室外单杆杆视频监监控的雷雷电流引引下线就就利用支支撑金属属杆。设设置于屋屋顶的监监控设备备引下线线与房屋屋的引下下线焊接接共用。3、接地地 根据办公公大楼实实际情况况，在大大楼四周周离外墙墙3米远远处设置置闭合人人工地网网，水平平接地体体采用热热镀锌扁扁钢，垂垂直接地地体采用用热镀锌锌角钢和和非金属属低电阻阻接地模模块相结结合的方方式。地网的埋埋深，不不得小于于0.55m，垂垂直接地地体之间间的间隔隔，为垂垂直接地地体的深深度的两两倍。人人工地网网，预留留接地端，作作为系统统接地点点及测试试点使用用。接地体（地地网）埋埋设位置置在距建建筑物33m以外外。地网设计计在各楼楼的一侧侧或四周周，距建建筑物出出入口或或人行道道不小于于3m。所有接地地