焦作神農(nóng)山索道防雷設(shè)計(jì)

摘 要：索道作為神農(nóng)山旅游風(fēng)景區(qū)重要交通運(yùn)輸工具，因處于特殊環(huán)境條件易受雷擊破壞。本文根據(jù)神農(nóng)山其所處地理、環(huán)境、氣象和雷電活動(dòng)規(guī)律等，分析索道防雷必要性和潛在雷擊危害，再將外部防雷措施與內(nèi)部防雷措施協(xié)調(diào)統(tǒng)一進(jìn)行綜合防護(hù)設(shè)計(jì)，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，有效防止和減少雷擊災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：神農(nóng)山；索道；雷擊；防雷；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：P429 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180733211

1 神農(nóng)山風(fēng)景區(qū)防雷必要性

焦作神農(nóng)山為國(guó)家AAAA級(jí)風(fēng)景旅游區(qū)，位于河南省焦作沁陽市城區(qū)西北23km太行山麓，共有8大景區(qū)136個(gè)景點(diǎn)，有9山2河28峰，地勢(shì)北高南低，海拔250～1116.9m。屬于亞熱帶向暖溫帶過度性氣候帶，為雷電災(zāi)害多發(fā)區(qū)。滿山覆蓋原始森林，深邃幽靜溝谷溪潭，眾多含有多種重金屬的礦物質(zhì)奇峰怪石，都給雷暴活動(dòng)提供了有利條件。

2 神農(nóng)山風(fēng)景區(qū)索道雷擊危害

由于神農(nóng)山風(fēng)景區(qū)索道上下站跨度大、落差大，其間鋼絲繩、纜車、電纜、架空避雷線、各種信號(hào)線均裸露于空中，遭直擊雷概率大，且上站位于山頂附近，接近于最高點(diǎn)，也易遭直接雷擊。感應(yīng)雷電波侵入索道途徑有3種：進(jìn)入站房各種信號(hào)線纜、架空電力線、索道鋼絲繩等物體，遭受雷擊時(shí)感應(yīng)雷電波侵入，導(dǎo)致設(shè)備電器損壞；索道控制系統(tǒng)核心（如交直流變頻調(diào)速器等）含有繞組線圈，站房附近發(fā)生雷擊，強(qiáng)大瞬間雷電流在周圍產(chǎn)生變化電磁場(chǎng)，會(huì)在繞組線圈兩端產(chǎn)生極高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，損壞控制設(shè)備；索道站房占地面積很小，所建位置土壤電阻率較高，難以進(jìn)行各種設(shè)備接地、動(dòng)力接地、防雷接地，如處理不當(dāng)易發(fā)生地電位反擊。

3 索道綜合防雷措施

3.1 直擊雷預(yù)防

上下站房建筑物直擊雷預(yù)防。防雷網(wǎng)應(yīng)做在突出站房屋面一定高度，通過站房施工預(yù)留接地引下鋼筋與站房周圍接地極相連，若索道站房房頂為金屬屋面，可將金屬屋面作為接閃器，整個(gè)屋面金屬板做可靠電氣連接，然后與接地網(wǎng)可靠連接；下站直擊雷預(yù)防與上站同。電力線路直擊雷預(yù)防。對(duì)于連接下站至上站開閉所架空電力線，宜采用避雷線防護(hù)。索道塔桿上避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角應(yīng)在20～30°，塔桿上兩根避雷線間距應(yīng)小于導(dǎo)線與避雷線垂直距離5倍。索道纜車及信號(hào)線纜直擊雷的預(yù)防。索道纜車及信號(hào)線纜直擊雷預(yù)防方法同電力線路預(yù)防方法。

3.2 感應(yīng)雷及雷電波侵入預(yù)防

電源感應(yīng)雷及雷電流侵入預(yù)防。索道運(yùn)行用電是由供電局變電站開閉所經(jīng)下站架空電力線路再經(jīng)變壓器變壓后送入室內(nèi)，通常在主電源進(jìn)、出線端裝設(shè)避雷器，各路控制電源除安裝隔離開關(guān)和空氣開關(guān)外，還應(yīng)在其輸出端增設(shè)壓敏電阻及阻容保護(hù)裝置，以防止索道線路中支架或鋼絲繩感應(yīng)雷電。信號(hào)線路感應(yīng)雷及雷電流侵入預(yù)防。索道信號(hào)線按功能分為控制信號(hào)線、廣播信號(hào)線和電話線。

3.3 接地

3.3.1 索道結(jié)構(gòu)

索道一般由索道線路、上站、中轉(zhuǎn)站和下站等部分組成（圖1）。

3.3.2 索道防雷接地綜合措施

土壤電阻率≤300Ω·m地區(qū)可采用鍍鋅角鋼或鋼管作為接地體，接地體長(zhǎng)度應(yīng)≥2m，在站房周圍按間隔3～5m垂直打入地下，各接地體之間用鍍鋅扁鐵焊接，各接地體與接地連接線埋置深度應(yīng)>800mm。土壤電阻率在300～2000Ω·m地區(qū)，應(yīng)在站房周圍土壤電阻率較低處采用1個(gè)或數(shù)個(gè)平面尺寸大于1m×lm銅板作接地體，與站房及機(jī)械設(shè)備用鍍鋅扁鐵焊接，銅板埋置深度應(yīng)>2m。土壤電阻率在2000Ω·m以上時(shí)可采用多個(gè)放射形接地體或連續(xù)延長(zhǎng)接地體。放射形接地體可采用長(zhǎng)短結(jié)合方式，按照實(shí)測(cè)接地阻值滿足設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，各接地體與接地連接線埋置深度應(yīng)>800mm。考慮周圍自然環(huán)境中是否有土壤電阻率低地方，若有，應(yīng)采用鍍鋅扁鐵由支架引至此處，再采用鍍鋅角鋼或銅板做接地體。若支架附近相當(dāng)遠(yuǎn)距離內(nèi)仍沒有土壤電阻率較低地方，可在支架附近挖坑埋放高效長(zhǎng)效降阻劑；采用土壤電阻率較低粘土代替接地體周圍電阻率較高巖石或土壤。在線路支架托（壓）索輪組上裝設(shè)防雷接地滾輪或采用導(dǎo)電橡膠輪襯采用這種方法，可以將鋼絲繩中感應(yīng)雷電在線路中就近導(dǎo)入支架接地體。對(duì)電氣控制系統(tǒng)單獨(dú)接地。大多數(shù)索道電氣系統(tǒng)防雷接地都是和機(jī)械設(shè)備及站房接地系統(tǒng)連接，應(yīng)單獨(dú)考慮電氣系統(tǒng)接地體及接地線。

作者簡(jiǎn)介：楊小平（1971-），女，河南平頂山人，大專學(xué)歷，助理工程師，研究方向：防雷工作。