空氣監(jiān)測站怎么做防雷？

1. 雷擊隱患分析

雷災(zāi)分為直接雷擊和間接雷擊，前者主要是強(qiáng)大的雷電流在通道上直接性、結(jié)構(gòu)性的破壞,后者是雷擊電磁脈沖形成的浪涌對電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的損壞或誤操作。固定式環(huán)保監(jiān)測自動站多數(shù)安裝在建筑物屋頂或空曠的效外，這些站房多為鋼架樣板房結(jié)構(gòu),高出屋面采集器是金屬構(gòu)件,很容易遭到直接雷擊。由于監(jiān)測儀器屬于弱電設(shè)備,設(shè)備供電和傳輸信號線路架空敷設(shè)，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)強(qiáng)大的閃電電涌將通過電源線纜和傳輸信號線傳導(dǎo)人侵損壞監(jiān)測儀器設(shè)備或造成工作人員的傷害。由于閃電感應(yīng)引起各個(gè)金屬設(shè)備之間產(chǎn)生危險(xiǎn)的電位差，發(fā)生反擊損壞設(shè)備。

2. 外部防雷措施

環(huán)保監(jiān)測站房因建在樓頂，不在原建筑物接閃器有效保護(hù)范圍之內(nèi),或建在郊外易遭受直接雷擊。而板房金屬屋面鐵板厚度小于4mm,故不能作為自然接閃器,宜采用獨(dú)立避雷針的方法保護(hù)。

2.1 用滾球法計(jì)算避雷針的高度

將樓面的監(jiān)測站房假設(shè)為地面,-般站房的長、寬、高分別為4.8m 4.5m .2.6m,特別要注意的是站房頂部安裝有高2.6m的采集桿,防雷設(shè)計(jì)時(shí)要考慮對它的防護(hù)，因此站房的實(shí)際高度應(yīng)該為5.2m,另外站房多半是建在住宅樓和辦公樓屋面，根據(jù)規(guī)范確定為三類防雷,應(yīng)用公式計(jì)算得出獨(dú)立避雷針高約為11m,材料選用熱鍍鋅鋼管,圓鋼直徑不小于16mm,鋼管不小于25mm,考慮實(shí)用性，可以考慮選用工藝造型的避雷針。

2.2 引下線的敷設(shè)

引下線采用φ10mm熱鍍鋅圓鋼，就近與建筑物女兒墻原有的避雷帶連接，雙面焊接搭為直徑6倍,單面焊接為直徑12倍,焊接部分要飽滿且應(yīng)做防銹處理。

2.3 接地裝置的安裝

監(jiān)測站房的防雷接地裝置允許跟原建筑物共用,通過焊接到原建筑物的避雷裝置，焊接工藝達(dá)規(guī)范要求即可。如果原建筑物沒有防雷設(shè)施,需要安裝人工接地體。工藝流程(挖溝-敷設(shè)-焊接-防銹-回填)，人工水平接地體埋設(shè)深度不小于0.5m,規(guī)格我-40x4mm熱鍍鋅扁鋼,垂直接地體長度為2~5m,材料規(guī)格∠50x50x5mm熱鍍鋅角鋼，間距不小于5m,因?yàn)榻拥匮b置為防雷地、電氣設(shè)備保護(hù)地和防浪涌保護(hù)地共用的，所以要求接地電阻≤4歐姆。

3. 內(nèi)部防雷措施

3.1 金屬線槽 屏蔽布線

由于環(huán)保監(jiān)測設(shè)備電源線和采集器和數(shù)據(jù)中心傳輸信號線架空裸露,當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí),強(qiáng)大雷電流產(chǎn)生的電磁脈沖有可能通過電源和信號線路傳導(dǎo)到設(shè)備,造成設(shè)備雷擊損壞導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。有效的防范辦法就是屏蔽，將所有的電源和信號線套金屬線槽敷設(shè)，用銅線跨接,15至20m做- -次可靠接地,當(dāng)長度小于15m時(shí)，橋架兩端接地即可。

3.2 星型(S 型)等電位聯(lián)接

當(dāng)遭受雷擊時(shí)，接閃器、引下線和地極之間會產(chǎn)生很高的電位,如果金屬構(gòu)架建筑物、線纜、電氣設(shè)備與防雷裝置的安全距離不夠，產(chǎn)生電位差形成再次放電(反擊),會造成各種設(shè)備的損壞和其他事故。等電位連接的目的在于減小各金屬部件間的電位差,將分開而設(shè)的直流地、交流地、安全地、防靜電地等做整體連接。針對監(jiān)測站的特殊性,與原有建筑物共用接地裝置，在站房內(nèi)安裝- -個(gè)總等電位連接端子板，用不小于16mm2銅芯線作為接地干線與預(yù)留的樓層內(nèi)主鋼筋接地端子連接，監(jiān)測站房的金屬構(gòu)件和電氣設(shè)備的機(jī)柜.機(jī)殼，線纜金屬屏蔽線槽及防靜電接地、安全保護(hù)地、浪涌保護(hù)器(SPD)/PE線接地等就近與等電端子板連接,連接銅芯線不小于6mm2。

3.3 防浪涌保護(hù)

監(jiān)測電子設(shè)備精密,其工作電壓較底,耐過壓能力差,一旦受到浪涌過電壓襲擊時(shí),遭受損壞的可能性很大。有效避免浪涌過電壓入侵方法就是安裝多級防浪涌保護(hù)器(SPD),分級泄流,逐漸降低殘壓,確保電子設(shè)備安全。SPD按使用非線性元件分為開關(guān)型、限壓型和組合型,常用的是限壓型;按使用性質(zhì)分為電源SPD和弱電信號線SPD。

3.4 電源系統(tǒng)三級防護(hù)

目前電力系統(tǒng)一般采用TN-S或TN-C-S供電方式，首先在建筑物總配電開關(guān)處設(shè)置I類試驗(yàn)的電源SPD,電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5KA,沖.擊電流值等于或大于12.5KA;其次在環(huán)保監(jiān)測站房配電箱處設(shè)置II試驗(yàn)的電源SPD,通流不小于40KA,啟動電壓720-820V，響應(yīng)時(shí)間25~50ns;最后在監(jiān)測設(shè)備(USP) 和電氣設(shè)備電源處設(shè)置第三級SPD,放電流量不小于20KA,啟動電壓560V,響應(yīng)時(shí)間<25ns,考慮實(shí)用性可選用插座式SPD。

需要注重是在多處安裝SPD時(shí),限壓型SPD之間的線路長度應(yīng)該大于5m,當(dāng)小于5m時(shí)會出現(xiàn)某級SPD不動作泄流盲點(diǎn)，在兩級浪涌保護(hù)器之間需要加裝退耦裝置,確保各級SPD能量配合,形成有效分級泄流。安裝電源SPD的主要目的就是把雷擊過電壓形成的強(qiáng)大殘電流以最短的時(shí)間分級泄流人地，規(guī)范要求連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅芯線，前兩級的連接導(dǎo)線截面積不于10mm2 ,接地PE線不小于16mm';末 端SPD連接導(dǎo)線不小于4mm2,接地PE線不小于6mm2,接地線敷設(shè)要平直,整齊。

3.5 數(shù)據(jù)信號 系統(tǒng)二級防護(hù)

對數(shù)據(jù)信號系統(tǒng)的防護(hù)較容易被忽視，往往是當(dāng)系統(tǒng)受到距大破壞、資料損失慘重時(shí)才想到應(yīng)該預(yù)先防范。信息系統(tǒng)傳輸線路,安裝SPD的數(shù)量,根據(jù)電子系統(tǒng)的重要性和使用性而定。由于存在損耗，安裝信號SPD有可能導(dǎo)致傳輸速率下降,誤碼率增.加,可能會造成信號中斷,所以信號SPD安裝并不是越多約好。

環(huán)保監(jiān)測設(shè)備先進(jìn)，是精密性很高的系統(tǒng),必須適配多級防護(hù)。安裝浪涌保護(hù)器的性能,包含工作頻率、傳輸速率和傳輸接口(介質(zhì))等應(yīng)符合傳輸線路的性質(zhì)要求。當(dāng)前使用的環(huán)保設(shè)備大多是通過RJ11和RS485串行接口傳送至數(shù)據(jù)信息中心，主要措施是在采集器傳輸線路和環(huán)保設(shè)備與數(shù)據(jù)中心線路兩端分別安裝信號SPD,標(biāo)準(zhǔn)通流量不小于10KA,8/20μS波形,傳輸速率為10Mbps,插人損耗小于0.5dB , PE接地線不小于1.5mm2, 且就近接地。