測定畜舍及其FIRE設備防雷系統設計

毛超 余明友

摘要：該文介紹了測定畜舍及其FIRE設備防雷的重要性，并依據相關的防雷及電氣接地規范，針對測定舍及其FIRE設備防雷工程設計方案并做了詳細闡述。

關鍵詞：畜舍;FIRE設備;防雷系統

中圖分類號：TU895 文獻標識碼：B doi：10.3969/j.issn.2096-3637.2019.08.011

0 引言

在防雷設計中應考慮雷電會通過何種形式對哪些設施造成損害，才能針對性采取有效的措施，以達到防護的目的，進而保證其長期穩定、安全可靠地運行。

1 測定舍及其FIRE設備防雷的重要性

防雷是人類歷史發展的需要;防雷是現代機械電子設備安全的需要;防雷是對測定舍及其FIRE設備的一種長期保護。測定舍建筑物及其FIRE設備的電源系統、電子儀器設備、機器設備、控制系統、UPS電源、計算機網絡系統（交換機、電腦、網絡服務器、打印機、網絡打印機、復印機等）、電話通信系統（程控交換機、電話機、傳真機）、監控系統、有線電視及監控系統都可能直接或間接受到雷電的襲擊，容易造成火災、機械電子設備、控制系統、電腦辦公設備、UPS電源等燒壞和人畜傷亡事故。

2 設計方案

2.1 防雷系統功能及組成

防雷系統功能：防天空直擊雷;防地面線路感應雷和侵入波;防地下地電位反擊。

防雷系統組成：防雷系統組成設計見圖1。

2.2 防雷設計方案

2.2.1 測定舍防直擊雷

測定舍樓頂面積大，頂部加建一層簡易鐵皮屋頂房，根據測定舍建筑物的高度和樓面尺寸，根據用滾球法計算和經濟節約原則，設計采用避雷帶（網）和鐵皮屋頂相結合的方式防直擊雷，形成對直擊雷的全面防護。具體做法：在樓頂樓梯頂部天面用元鋼做環狀鋪設形成避雷帶;為鐵皮屋頂安裝多根可靠的接地線，間距為5m，連接處必須做防腐工藝處理;在測定舍的2～3個墻角或2個側墻面各設計安裝1根泄流引下線，在對應地面建立1套接地網，地網采用直線式地網結構，選用熱鍍鋅角鋼做垂直接地極，扁鋼做水平接地體，其接地電阻要求小于10Ω[1]。

2.2.2 測定設備防感應雷和侵入波

（1）測定設備供電電源防雷。根據測定舍內電力線路的分配，設計選用具有全保護（相對地、相對中、中對地）、有狀態顯示、殘流量大、殘壓低及隔離等特點的電源防護設備。在總配電房安裝1臺三相電源防雷器，對市電進入辦公樓和測定舍后的總電源系統保護，能把高達6kV的雷電壓快速抑制到600V以下，充分保護設備的安全;在測定舍控制室安裝1臺交流電網隔離防護設備，在測定設備和計算機等重要設備處裝1臺單相電源防雷器或防雷插座，并在電腦室、化學分析儀器室或計算機機房的電源配電開關處專門裝1臺單相電源防雷器，和其他電源防雷設備一起形成雙重或多重保護，實現對瞬時雷電壓或電力設備開關動作產生的瞬間高壓脈沖、過電壓等進行有效抑制。

（2）測定設備信號線路防雷。①控制信號線防雷。對測定舍控制室至各測定站之間的控制信號線必須設計安裝專用防雷設備，這些控制信號線路的工作電壓較低，通常不超過幾十伏，對感應雷電的抵抗能力很低，極易遭受感應雷電燒壞。②電話線防雷。建議在引入測定舍和辦公樓的重要電話線路中安裝電話線路防雷器，防止電話線路中感應引入雷電流，數量根據需要保護的電話線路數量決定。③計算機網絡線防雷。建議在引入測定舍和辦公樓的計算機網絡線路也應設計安裝相應的網絡線防雷設備，防止引入感應雷襲擊。建議對路由器、防火墻、各服務器，在其進出線端各裝1臺網絡防雷器;對需要重點保護的計算機，在中心機房的網絡六類線進出線端各安裝1臺網絡防雷器，具體數量根據實際需要保護的網絡線數量決定。④監控設備防雷。對重要的監控攝像機（尤其是暴露在戶外的監控點和測定舍屋頂附近的監控攝像機）應在攝像機的端口和畫面分割器端口處的信號線兩端分別安裝1臺信號防雷器，具體的設備數量需根據實際需求決定。對重點的云臺：在云臺和云臺控制器的端口前分別加裝信號防雷器進行對控制設備進行保護。對重點的紅外報警探頭，在報警器數據線的端口前加裝信號防雷器，進行對報警設備進行保護。⑤光纜防雷。對引入測定舍機房的光纜必須采取有效的專門防雷措施。⑥有線電視和衛星電視接收系統防雷。對測定舍機房內的有線電視系統也應采取有效的專門防雷措施。數量根據實際情況決定。

（3）防地電位反擊及設備保護接地。①測定舍機房內必須設計安裝1套機房設備等電位聯合接地網，為機房內的測定設備、電腦設備、通信設備、辦公設備及防雷設備等提供一個有效的安全保護、工作及防雷接地系統，保證這些設備能長期正常工作。②沿設備機房地板下墻腳處設置一圈接地母線排（20×3），機房內的測定設備、UPS、電腦、辦公、通信等設備金屬外殼必須嚴格按照國家標準進行接地，主要設備外殼、電池箱金屬外殼、金屬地板框架、金屬門框架、設施管路、電纜橋架、鋁合金窗等應與接地母線排進行等電位連接，并和其他已做了等電位連接的金屬物一起以最短的線路連接到專用的等電位連接器上[2]。連接地線用10mm²多股銅導線。③機房內所有設備必須采取單點接地措施，接地線應盡量短直。測定舍所有設備采用共用接地方式。④為保證接地的安全性，機房接地電阻要求小于4Ω。

3 系統主要設備

測定舍及其FIRE設備防雷系統主要設備見表1。

4 防雷設施使用與維護要求

4.1 一般要求

①防雷設施應在驗收合格后可投入運行使用;②防雷設施的檢查與維護應由使用單位負責，也可請設計單位協助進行;③測定舍應依照本要求，并結合實際制訂使用管理細則;④防雷設施應由經過培養合格的人員使用維護保養;⑤防雷設施不應任意拆掉，應保持其完整、靈敏和可靠;⑥防雷設施的檢查與維護分定期檢查與維護和臨時檢查與維護2種。每年應在雷雨季前作一次定期檢查與維護;有特殊需要時應進行臨時檢查與維護[3];⑦檢查與維護應及時作好記錄，記錄格式詳見《防雷設施檢查與維護記錄表》;⑧檢查中發現的問題，應及時進行處理與維護，不能處理的應及時上報。

4.2 檢查與維護的主要項目

①是否因其他工程或維修而使防雷裝置的保護情況發生改變或遭到損壞;②有無因挖土方、敷設其他管線或種植樹木而挖斷或破壞接地裝置;③各種明裝導體有無因銹蝕或機械力的損傷而折斷[4];④防雷器及其接地線有無因雷擊而熔斷;⑤引下線距地面2m高一段的保護措施有無破壞;⑥接線排有無銹蝕或接觸不良;⑦明設引下線上有無本防雷工程驗收后裝設的交叉或平行的電氣線路;⑧防雷器、引下線及其支架的腐蝕程度是否影響防雷效果;⑨接地裝置周圍的土壤有無沉陷;⑩測量計算全部接地裝置的接地電阻;11如發現接地裝置的電阻值有很大變化時，應將接地裝置挖開檢查，并進行必要的維修或更換;@檢查各電源和信號防雷器[5]。

4.3 安全要求

（1）雷雨天氣應離開避雷引下線5m以上距離。

（2）其他下程施工時注意保護防雷地網地線標志樁[6]。

5 結束語

一座大型的測定舍建筑物及其FIRE設備，有價值數較高的機械電子設備和廠房，廠房內有較多的工作人員和種豬，因此必須做好防雷工作，盡可能減少損失。

參考文獻

[1]周吉，石端偉.沿海地區避雷塔靜動特性與穩定性分析[J].中北大學學報（自然科學版），2018，39（5）：503-507，514.

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[3]張康杰.獨立避雷線塔制作與安裝施工技術應用[J].山西建筑，2017，43（24）：89-91.

[4]楊琪，鄒德華，楊森，等.發/變電站站外短路避雷線分流系數計算方法研究[J].電瓷避雷器，2016（4）：142-147.

[5]劉俊.高層建筑直擊雷防護設計應用探討[J].工程建設與設計，2011（4）：122-125.

[6]王洛印，胡化凱.法拉第對地磁電感應現象的研究[J].廣西民族大學學報（自然科學版），2010，16（2）：7-16.

作者簡介：毛超（1990-），男，湖北武漢人，漢族，大學本科，研究方向：電子信息工程。

余明友（1961-），男，湖北武漢人，漢族，研究生，教授，研究方向：預警雷達。