自动气象站的防雷与接地技术
1.2 主要接地标准
由于雷电浪涌电流较大,频谱较宽且持续时间短,避雷系统的接地电阻要求应足够小,工频接地电阻应≤4 Ω。为增大地表层的泄放面积,可采用埋设有一定间隔(3~5 m)的多根接地体,且相互焊接。接地体宜采用热镀锌钢材,其规格要求如下:钢管φ50 mm;壁厚≥3.5 mm;角钢≥50mm×50mm×5mm;扁钢≥40mmm×4mm。
2 接闪装置和引下线
自动气象站观测场内的所有观测设备均在直击雷范围,必须用避雷针进行保护,可利用风杆或风塔作为避雷针的引下线或使用独立引下线。
对于防直击雷,一般主要采用避雷针、避雷带、避雷网等传统避雷装置,只要设计规范,安装合理,这些避雷设施便能对直击雷进行有效的防御,这种方法经济、简单。但要注意,由于避雷针、带接触雷击的强度较大、范围较广,首先要确保其具有良好的电流泄放通道。
避雷针应选用直径≥16mm的圆钢,针尖应沾铜。其长度宜在1 200~1 500 mm,避雷针的引下线可利用风杆或风塔入地,也可采用独立引下线。若使用独立引下线,为增大引下线的集肤效应,宜采用截面积≥50 mm2的多股铜线。使用风杆做引下线的拉线应通过绝缘等级为35 kV(1.2/50μs)以上的绝缘子与风杆绝缘。观测场内金属围栏,百叶箱支架、雨量器、蒸发、自动气象站信号转接箱金属外壳等应就近与观测场地网连接。
3 室内设备要可靠接地
室内设备接地要求必须有尽量小的电感量。引线不宜采用扁平编织线或绞合线,因为这种线电感量较大,不利于雷击电流的泄放,且容易被腐蚀。要尽可能使用3 mm以上的实心导线,且最好是相同的金属材料。禁止两种不同金属材料混用。
自动气象站室内设备主要有微机、打印机、UPS电源以及计算机通讯系统等组成。值班室本身应具备有效的防直击雷措施、良好的接地体,工频接地电阻应4Ω;观测场探测器到室内通讯线的感应雷防护由接口防雷保护器担任,并作可靠接地。在给自动气象站设备供电的UPS之前,需至少加装一级电源避雷器,并可靠接地。
进入自动气象站工作室的所有线缆应使用屏蔽线缆,并穿金属管埋地引人。线缆屏蔽层和金属管应在建筑物入口处进行等电位连接。
自动气象站工作室内应作等电位处理。可采用星形连接,或网形连接。并应与建筑物内钢筋或人工接地体作连接。
当室内等电位采用S型连接时,设备之间、设备至等电位连接板的各连接导线之间应有>10 kV(1.2/50μs)的绝缘。工作室内所有设备的金属外壳、防静电接地、信号地、PE线和SPD接地线、屏蔽金属管和屏蔽线缆的金属外护层均应就近与等电位连接板进行电气连接。
当室内等电位采用网形连接时,等电位连接带宜每隔≤5 m与建筑物内主钢筋连接。当建筑物无钢筋或建筑物内钢筋截面达不到地网要求时,网形等电位连接带应有不少于两处与人工地网可靠连接。
网形和星形等电位连接的基本方法如图2所示。
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