1、衛星天線直擊雷及過電壓防護 設計方案目 錄1、 設計依據2、 概述3、 雷害發生的形式、可能性和危害性簡析4、 雷擊引入途徑5、 現場分析及防范措施6、 材料預算表一、設計依據1、國家標準建筑物電子信息系統防雷技術規范 GB 50343-20042電力設備過電壓保護設計技術規程GB64-833電子設備雷擊保護導則GB7450-874電子計算機機房設計規范GB50174-935計算站場地技術條件GB2887-896計算站場地安全要求GB9361-887國家標準建筑物防雷設計規范GB50057-20108.微波站防雷與接地設計規范YD2011-939. 國家建筑物標準設計圖集防雷與接地安裝D501

2、10. IEC 61312-1雷電電磁脈沖的防護 第一部分 通則11. IEC 61312-2雷電電磁脈沖的防護 第二部分 屏蔽，等電位連接和接地12. IEC 61312-3雷電電磁脈沖的防護 第三部分 過電壓保護裝置的要求二、概述防雷方案所考慮到的防護對象有：建筑物、人和設備。它所對付的自然災害分兩方面，即雷電直擊建筑物及其電磁脈沖對建筑物、人和設備的襲擊。室外防雷主要防直擊雷，室內防雷主要防感應雷。現代防雷的技術原則強調全方位防護，綜合治理，層層設防，把防雷看作一個系統工程；要求將外部防雷和內部防雷結合在一起統一考慮，對于已裝有外部防雷設施的建筑物，一定要加裝內部防雷設施。另外值得一提的

3、是，防雷是一項防患于未然的工作。但對過電壓，則是我們日常生活中每天都會遇到的。眾所周知，當電流在導體上流動時，會產生磁場能量。電流越大，能量越大。當大負載電器設備開關時，便會產生瞬時過電壓。據CCITT測試，一般電源線上的感應電流在3000A左右，感應電壓通常不超過6KV，而導致計算機誤動作所需脈沖電壓僅1-2V即可。三、雷害發生的形式、可能性和危害性簡析根據現場布局、電源供電線路和通信線路等情況，有四種雷害途徑：直擊雷雷閃可以直接擊到未被保護的衛星天線接收器及機房樓和總配電室樓上。由于數十至一、二百千安的雷電沖擊電流具有巨大的電磁效應、機械效應和熱效應，足以造成建筑物損壞以及人員傷亡；由于沖

4、擊電流流過被擊物體形成幅值很高的沖擊電壓波，使設備絕緣破壞；由于沖擊電流的電動力作用，使被擊物體炸裂以及沖擊電流使導線等金屬物體溫度突然升高，以致熔斷損壞等。其中以第一種情況的破壞性最大。雷電波入侵由于缺乏完善的防直擊雷措施，雷閃可能襲擊遠離通信站的高壓架空線路上，也可能落地擊中埋地敷設的低壓線路上，或雷電擊中通信鐵塔時，在天饋線路上產生的高電位、大電流的雷電沖擊波沿著這些導體侵入建筑物內，稱為雷電波侵入。即使變壓器高壓線路側加裝采用高壓避雷器等防雷措施，但并不能完全消除雷擊引起的雷電過電壓，仍會有一部分幅值的雷電過電壓對低壓系統的用電設備，特別是對通信系統、計算機系統造成很大的威脅。雷電感應

5、雷閃放電時，在附近導體上產生靜電感應和電磁感應，它可能使金屬部件之間產生火花放電，危及人身安全或損壞設備。雷擊避雷針時，避雷針上各點會出現很高的電位，沿針體存在的高電位影響其附近的電源線路、信號線路等都會出現的靜電感應過電壓，與此同時避雷針附近的金屬開口環的開口處有電磁感應過電壓。雷擊避雷針，雷電流入地處的地電位升高，引下線周圍空間形成強烈的電磁脈沖。雷擊點附近的通訊線路、信號控制線路、射頻傳輸線路會通過反擊和電磁耦合的方式，形成暫態過電壓，并以雷電波的形式沿線路傳播，危害電子設備。反擊避雷針的作用是靠它對雷云電場引起的畸變將雷閃吸引到自身，并安全導入地中，從而使位于其保護范圍內的設備和建筑物

6、免遭直接雷擊。應該注意避雷針所引下的是幅值極大、上升陡度很高的雷電流，會對被保護設備形成危害。 各類過電壓會出現多種有害效應，需要給予綜合防護。除上述情況外，浪涌過電壓所造成后果還包括以下幾方面：a、設備損壞，造成工作人員傷亡。b、影響或干擾設備的正常使用功能，增加設備維護成本。c、傳輸或存儲的信號或數據受到干擾或丟失，甚至使電子設備產生誤動作或暫時癱瘓，造成設備停機，影響正常工作。d、整個系統停頓，數據圖象傳輸暫停，局域網乃至廣域網遭到破壞。隨著現代科學技術的推廣和普及，各種高、精、尖的設備已來到我們的身邊，而設備的先進化，導致其對浪涌電壓更加敏感。因雷電及各種浪涌導致的系統癱瘓、設備損壞甚

7、至人員傷亡比比皆是，造成不計其數的人力和物力損失，其間接損失及政治影響更是無法估算。四、雷擊引入途徑雷電過電壓對大樓內部電子設備的損害主要有以下三個途徑：1. 直擊雷經過接閃器（如避雷針、避雷帶、避雷網等）直接放入大地，導致地網地電位上升，高電壓由設備接地線引入電子設備造成地電位反擊；2. 電流經引下線入地時，在引下線周圍產生磁場，引下線周圍的各種金屬管（線）上經感應而產生過電壓；3. 大樓或機房的電源線和通信線、網絡線、天饋線或這類電纜的金屬外套等在大樓外受直擊雷或感應雷而加載的雷電壓及過電流沿線竄入，入侵電子設備。五、現場分析及防范措施1、直擊雷防護被保護物為接收天線，高8.3米，寬3.6

8、米，位于空曠區域，沒有任何雷電防護措施。按被保護物的面積、高度，所在地雷電日數及地理環境校正系數，建筑物使用性質等確定建筑物為第二類防雷建筑物。防雷類別和被保護物的寬度、高度，確定選用一座避雷針塔，具體參數如下：本塔為角鋼四角鐵塔高h為15m，被保護物高hx為8.3m， 第二類防雷建筑物滾球半徑hr為30m（GB50057-2010規定）。根據建筑物防雷規范，被保護物避雷塔在hx的最小保護半徑r0=h(2hr-h) =26m。被保護物衛星天線與避雷塔之間的距離應為4-5米。其在hx水平面上的保護半徑r0=26m，衛星天線最高點距避雷塔為大于9米，依據滾球法確定該衛星天線完全在避雷針的保護范圍之

9、內。設計說明 （1）本塔結構圖及基礎圖以防雷與接地安裝D501-避雷塔系列以供參考。（2）鐵塔高度以塔頂對基礎標高計算高度。（3）該塔設計風速30米/秒，風壓0.4Kn/,抗震烈度8度。裹冰5-7mm，塔體軸向扭轉擺動不超過1度，構件彎曲不大于1/750，塔體垂直度小于1/1000之高度。塔體材質為Q235優質鋼板，防腐熱鍍鋅。2、接地地網接地系統是雷擊保護、過電壓保護、靜電保護等的基礎，而且良好的接地系統可以使設備的工作和數據的傳輸更為可靠。a.接地體采用銅長效離子接地極，埋入深度2.5 m -3m。b.引下線采用扁銅帶，埋入深度0.5m以下。c.焊接后作防腐處理。接地體之間所有的焊點，除了澆注在混凝土中的以外，均應該進行防腐蝕處理。接地裝置的焊接長度，對扁鋼為寬邊的2倍。接地體埋深，其上端距離地面應不小于0.8m，在寒冷地區，接地體應該埋設在凍土層以下。接地坑應回填土壤或降阻材料。保護接地的接地電阻值應不大于10。六、材料預算表序 號項 目說 明數 量單價（元）小計（元）1避雷塔(含針)15米塔（角鋼）風壓：30m/s 1座40000400002鐵塔基