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摘要:移动通信铁塔周围电子、电气设施经常遭受雷击损坏,移动通信铁塔就处于田黄镇派出所院内,所以本次雷击非常具有代表性。借助雷电监测仪数据,通过现场勘察、测试,并走访目击者,分析本次雷击原因,提出解决方案。为移动通信铁塔选址和铁塔附近电子、电气设施的防雷保护提供参考。
关键词:移动通信铁塔 雷击 保护 浪涌保护器
引言
2011年5月17日晚田黄派出所发生雷击事故。派出所10台电脑,2台扫描仪,1台打印机,1台交换机,5台电视机,1台手提电脑等设备的电源系统、网络系统和信号、控制系统全部雷击损坏;院内监控系统、声控系统被雷击损坏,南店铺经营者电脑等电器设备电源系统、主板、网络损坏。派出所目击者称电信机房雷击后有浓烟冒出,具体损坏情况不明。
1 事故发生地的环境
田黄派出所位于北纬35°27′,东经117°16′,海拔高度141米。地处邹城市东北部,距县城30公里,地形属低山丘陵,气候属温带大陆性季风气候,四季分明,光照充足,降水充沛,石灰石、花岗石和地下矿泉水等矿 产资源丰富。
2 事故发生当天的闪电发生情况
事故当天雷电监测网截图如下:
通过上图可以看出,在2011年5月17日晚18点到24点期间,在邹城市田黄镇发生了多次放电现象,尤其是负极闪较多。
3 现场情况
3.1 田黄派出所的平面布局
(注:电信铁塔高45米,厨房、店铺高约4米,派出所办公楼高约为7米。 )
3.2 现场测试及线路情况
通过实地测量,电信铁塔距派出所办公楼3.0米,距厨房1.5米,距店铺后墙0.2米,铁塔工频接地电阻5.6欧姆,当地土壤电阻率为86Ω.m。派出所办公楼为70年代使用石头垒砌,无接地措施;电源系统为三相四线制供电,无PE线;电源、信号、控制、网络等各种线路均为架空入室,无屏蔽措施;办公楼无任何防雷措施。电信铁塔有线路桥架与派出所办公楼相连,线路通过桥架进入电信机房,电信机房接地汇流排固定于派出所办公楼墙体上。
4 情况分析
雷电对人员和设备破坏途径有直击雷损坏、感应雷损坏、地电位抬升损坏和雷电波侵入损坏,感应雷又分为静电感应和雷电电磁脉冲。铁塔有接地系统,派出所大楼和设备均无接地系统,所以不是由于地电位抬升造成雷击;派出所楼顶无直击雷破坏痕迹,所以雷击不是由直击雷造成;电信机房有起火现象,损坏明显比派出所严重,证明雷电波沿桥架上的线路侵入了机房,派出所各种线路与电信机房线路无连接,所以损坏较轻;派出所和店铺本次雷击所造成的损坏不是单纯的雷电从电源线路侵入或者从信号线路侵入,而是大面积、大范围的损坏,可以确定是由于雷电电磁脉冲造成的。
5 雷击过程推断
通过分析,可以大体推断此次雷击过程:直击雷击中电信铁塔,雷电流沿铁塔迅速泄流入地,产生两方面效应:1、由于电信线路沿铁塔而下,所以雷电波沿线路进入了机房,造成机房设备起火损坏。2、铁塔在泄流过程中所产生的电场和磁场能够耦合到电气和电子系统中,产生破坏性的暂态过电压和过电流,损坏了派出所和周围店铺的电气、电子设备。[1-2]
6 对高大铁塔周围设施的几点防雷建议
(1)对居民住房、商铺、办公用房等按照GB50057-94规范进行直击雷防护设计[3]。
(2)供电系统选用TN-S系统,所有电子设备均应有良好的接地[3-4]。
(3)对精密仪器、微电子设备机房应做好屏蔽措施,包括线路屏蔽和房间屏蔽以及合理布线[4]。
(4)应根据仪器、设备的重要性,有选择的安装电源避雷器和信號避雷器;普通民用电力设施应做好三级防雷保护[3]。
参考文献
[1] 张小青. 建筑物内电子设备的防雷保护[M]. 1. 北京:电子工业出版社, 2000.
[2] 肖稳安,李霞,陈红兵. 防雷专业技术知识问答[M].北京:气象出版社,2010
[3] 中国机械工业联合会. 建筑物防雷设计规范[M]. 1. 北京:中国计划出版社, 2011 :10-43
[4] 四川省住房和城乡建设厅. 建筑物电子信息系统防雷设计规范[M]. 1. 北京:中国建筑工业出版社, 2012 :13-20
关键词:移动通信铁塔 雷击 保护 浪涌保护器
引言
2011年5月17日晚田黄派出所发生雷击事故。派出所10台电脑,2台扫描仪,1台打印机,1台交换机,5台电视机,1台手提电脑等设备的电源系统、网络系统和信号、控制系统全部雷击损坏;院内监控系统、声控系统被雷击损坏,南店铺经营者电脑等电器设备电源系统、主板、网络损坏。派出所目击者称电信机房雷击后有浓烟冒出,具体损坏情况不明。
1 事故发生地的环境
田黄派出所位于北纬35°27′,东经117°16′,海拔高度141米。地处邹城市东北部,距县城30公里,地形属低山丘陵,气候属温带大陆性季风气候,四季分明,光照充足,降水充沛,石灰石、花岗石和地下矿泉水等矿 产资源丰富。
2 事故发生当天的闪电发生情况
事故当天雷电监测网截图如下:
通过上图可以看出,在2011年5月17日晚18点到24点期间,在邹城市田黄镇发生了多次放电现象,尤其是负极闪较多。
3 现场情况
3.1 田黄派出所的平面布局
(注:电信铁塔高45米,厨房、店铺高约4米,派出所办公楼高约为7米。 )
3.2 现场测试及线路情况
通过实地测量,电信铁塔距派出所办公楼3.0米,距厨房1.5米,距店铺后墙0.2米,铁塔工频接地电阻5.6欧姆,当地土壤电阻率为86Ω.m。派出所办公楼为70年代使用石头垒砌,无接地措施;电源系统为三相四线制供电,无PE线;电源、信号、控制、网络等各种线路均为架空入室,无屏蔽措施;办公楼无任何防雷措施。电信铁塔有线路桥架与派出所办公楼相连,线路通过桥架进入电信机房,电信机房接地汇流排固定于派出所办公楼墙体上。
4 情况分析
雷电对人员和设备破坏途径有直击雷损坏、感应雷损坏、地电位抬升损坏和雷电波侵入损坏,感应雷又分为静电感应和雷电电磁脉冲。铁塔有接地系统,派出所大楼和设备均无接地系统,所以不是由于地电位抬升造成雷击;派出所楼顶无直击雷破坏痕迹,所以雷击不是由直击雷造成;电信机房有起火现象,损坏明显比派出所严重,证明雷电波沿桥架上的线路侵入了机房,派出所各种线路与电信机房线路无连接,所以损坏较轻;派出所和店铺本次雷击所造成的损坏不是单纯的雷电从电源线路侵入或者从信号线路侵入,而是大面积、大范围的损坏,可以确定是由于雷电电磁脉冲造成的。
5 雷击过程推断
通过分析,可以大体推断此次雷击过程:直击雷击中电信铁塔,雷电流沿铁塔迅速泄流入地,产生两方面效应:1、由于电信线路沿铁塔而下,所以雷电波沿线路进入了机房,造成机房设备起火损坏。2、铁塔在泄流过程中所产生的电场和磁场能够耦合到电气和电子系统中,产生破坏性的暂态过电压和过电流,损坏了派出所和周围店铺的电气、电子设备。[1-2]
6 对高大铁塔周围设施的几点防雷建议
(1)对居民住房、商铺、办公用房等按照GB50057-94规范进行直击雷防护设计[3]。
(2)供电系统选用TN-S系统,所有电子设备均应有良好的接地[3-4]。
(3)对精密仪器、微电子设备机房应做好屏蔽措施,包括线路屏蔽和房间屏蔽以及合理布线[4]。
(4)应根据仪器、设备的重要性,有选择的安装电源避雷器和信號避雷器;普通民用电力设施应做好三级防雷保护[3]。
参考文献
[1] 张小青. 建筑物内电子设备的防雷保护[M]. 1. 北京:电子工业出版社, 2000.
[2] 肖稳安,李霞,陈红兵. 防雷专业技术知识问答[M].北京:气象出版社,2010
[3] 中国机械工业联合会. 建筑物防雷设计规范[M]. 1. 北京:中国计划出版社, 2011 :10-43
[4] 四川省住房和城乡建设厅. 建筑物电子信息系统防雷设计规范[M]. 1. 北京:中国建筑工业出版社, 2012 :13-20