PAGE17目錄一、雷電概述 2二、項目概況及現場勘測情況 5三、遵循的主要標準規范 5四、按防雷裝置的攔截效率確定雷電防護等級 8五、設計方案 91、直擊雷防護 92、地網設計 12六、材料清單及預算表： 16一、雷電概述雷電是發生在大氣中的聲、光、電物理現象，其放電電流可達數十千安，甚至數百千安。放電瞬間，雷電流產生巨大的破壞力和很強的電磁干擾作用，雷電災害是自然界十大災害之一。雷云對地放電，能夠對地面上的建筑物和設施構成嚴重危害，其危害主要分為兩類：直接危害和間接危害。直接危害主要表現為雷電引起的熱效應、機械效應和沖擊波等；間接危害主要表現為雷電引起的靜電感應、電磁感應和暫態過電壓等。雷云對地放電時，強大的雷電流從雷擊點注入被擊物體，其熱效應可使雷擊點周圍局部金屬熔化，當雷電擊中易燃物時，能將易燃物引燃；當雷電擊中輸電線路時，可將其熔斷。這些都屬熱效應，如果防護不當，就會釀成火災，帶來更大的損失和災難。雷電機械效應所產生的破壞作用主要表現為兩種形式：電動力和內壓力。眾所周知，載流導體周圍的空間存在著電磁場，在電磁場中的載流導體會受到電磁力的作用。雷擊建筑物時，在電動力作用下，建筑物內的導體之間會相互吸引或排斥，引起變形，甚至會被折斷。在被擊物體的內部產生內壓力是雷電機械效應破壞作用的另一種表現形式。由于雷電流幅值很高，作用時間很短，擊中樹木或建筑構件時，在其內部瞬時產生大量熱量，在短時間內熱量來不及散發出去，致使物體內部的水分被大量蒸發成水蒸氣，并迅速膨脹，產生巨大的爆炸力，能夠使被擊樹木劈裂、建筑構件崩塌。雷電產生的沖擊波類似于爆炸產生的沖擊波。在雷云對地放電過程的回擊階段，放電通道中既有強烈的空氣游離又有強烈的異性電荷中和，通道中瞬時溫度很高，使得通道周圍的空氣受熱急劇膨脹，并以超聲波向四周擴散，從而形成沖擊波。同時，通道外圍附近的冷空氣被嚴重壓縮，在沖擊波波前到達的地方，空氣的密度、壓力和溫度都會突然增大，產生劇烈振動，可以使其附近的建筑物遭到破壞，人、畜受到傷害。雷電的靜電感應和電磁感應作用均屬于雷電的間接危害。當空間有帶電的雷云出現時，雷云下的地面及建筑物等，都因靜電感應而帶上相反的電荷。從雷云的出現到發生雷擊(主放電)所需時間相對于主放電過程的時間要長得多，雷云下的地面及建筑物等有充分的時間累積大量電荷。當雷擊發生后，局部地區的感應電荷不能在同樣短的時間內消失，形成局部高電壓。這種由靜電感應產生的過電壓對接地不良的電氣系統有很強破壞作用，使接地不良的金屬器件之間發生火花，這對易燃易爆場所而言，是非常危險的。雷電流具有很高的峰值和波前上升陡度，能在所流過的路徑周圍產生很強的暫態脈沖電磁場，處在該電磁場中的導體會產生感應過電壓（流）。建筑物內通常敷設著各種電源線、信號線和金屬管道（如供水管、供熱管和供氣管等），這些線路和管道常常會在建筑物內的不同空間構成環路。當建筑物遭受雷擊時，雷電流沿建筑物防雷裝置中各分支導體入地，流過分支導體的雷電流會在建筑物內部空間產生暫態脈沖電磁場，脈沖電磁場交鏈不同空間的導體回路，會在這些回路中感應出過電壓和過電流，導致設備接口損壞。雷電流產生的暫態脈沖電磁場不僅能在建筑物內的導體回路中感應過電壓和過電流，而且也能在建筑物之間的通信線路中感應出過電壓和過電流。隨著城市現代化的不斷發展，科學技術的不斷進步，智能建筑迅猛發展，各類信息系統得到廣泛應用，特別是超大規模集成電路的應用，極大的提高了工作效率。但是，這些電子設備普遍存在著絕緣強度低、過電壓和過電流耐受能力差、對電磁干擾敏感等弱點，一旦建筑物受到直接雷擊或其附近區域發生雷擊，雷電過電壓、過電流和脈沖電磁場會通過供電線、通信線、接收天線、金屬管道和空間輻射等途徑侵入建筑物內，威脅室內電子設備的正常工作和安全運行。如防護不當，這些雷害輕則使電子設備誤動作，重則造成電子設備永久性損壞，嚴重時還可能造成人員傷亡。雷電危害具體表現在以下幾方面：1、直接雷擊危害雷擊是嚴重的自然災害之一，當雷電擊中建筑物時，由于雷電是具有高電壓、大電流，作用時間極短的瞬變過程，通常在瞬間釋放出巨大的能量，把被擊中金屬熔化，使物體水份受熱膨脹，產生強大的機械力，或分解成氫氣和氧氣，產生爆炸，使建筑物遭到破壞。雷擊產生的高溫引起建筑物燃燒構成火災和產生高壓引起觸電。根據目前的防雷理論，無論采取哪種保護方法,都需要使用接閃器進行接閃，通過引下線將雷電流引下至接地裝置，由接地裝置散人大地中。在此過程中存在以下雷擊安全隱患：雷電流沿引下線傳導過程中，在其周圍存在很強的電磁場，可能引起閃電感應過電壓和過電流。雷電流由散流裝置入地過程中形成的電位梯度過大會導致行人因跨步電壓而發生人身傷亡事故。直接雷擊時，雷電流在泄放和散流過程中因電阻壓降和電感壓降導致高電位通過靜電感應在水平布設的信號線路和電源線路上產生的過電壓損壞設備接口，并有可能導致反擊及人身觸電傷亡事故。2、雷電波入侵雷電雖然未直接擊中建筑物或設備，但擊中與本建筑物或設備相連的金屬管、線，通過傳導的方式將雷電波引入建筑物內，破壞與之相連接的用電設備、通信設備、計算機網絡等設備，乃至危害人身安全。3、雷電電磁脈沖輻射雷擊發生時，由于雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，形成強烈的雷擊電磁脈沖輻射，使附近導體上感應出極高的電動勢，產生強大的暫態耦合電流，破壞相關設備。4、地電位反擊當設備沒有采取等電位連接措施的情況下，由于各接地系統本身的接地途徑不同，沖擊接地電阻差異，以及在泄放雷擊電流時，所通過的雷擊電流存在差異，導致地電位升高和不平衡，當地電位差超過設備的絕緣強度時，即造成擊穿放電，損壞設備。二、項目概況及現場勘測情況xxxx水電站位于四川省雅安市全縣小河鄉，是天全河干流水利資源梯級開發的第三級，上游梯級為腳基坪水電站，下游梯級禁為門關水電站。電站閘址位于拉塔河匯入天全河的匯口下游20m出，廠址位于禁門關水電站庫尾上游的天河右岸凸岸火焰巖山咀、閘、廠址相距約10km。電站采用低閘引水式開發，為單一的發電工程，無灌溉、防洪、通航等要求。電站最大壩高，裝機容量75MW，安裝3臺混流式水輪機組，正常蓄水位888m，庫容為，額定水頭73m，額定引用流量120m3/s，設計年發電量35269萬kw.,h，設計年利用小時4703h。電站送出通過110kv匯全線送至220kv天全變電站，線路全長，共有43基自立式單回路鐵塔。通過現場的勘測發現，xxxx水電站高壓輸出線架設有避雷線，無其他避雷措施具體情況如下：1、整個電站無避雷針的直擊雷防護，電站的人員、設備等存在雷擊的風險。2、經過現場地阻儀測試，電站輸送電大樓接地電阻值為Ω，電站內的高壓鐵塔接地電阻值為Ω，電站泵房內設備接地電阻值為Ω、發電廠房接地電阻為Ω、1#主變接地電阻值為Ω。4、電阻周圍為巖石和河灘卵石，土壤電阻率達到3000Ω·m以上，屬高土壤電阻率地區。5、現場辦公人員反應雷雨天氣時輸電大樓與飯堂之間高壓線下有落雷和放電現象。存在嚴重的安全隱患。（如下圖）6、廠區內各構建筑物及設備間接地為相互交錯而獨立，并且地網間的距離均在10M之內沒有形成環網狀聯合接地，存在雷電隱患。三、遵循的主要標準規范1、本方案嚴格按照國家現行有效的防雷技術規范及中國氣象局關于建筑物電子信息系統防雷的要求進行設計，以確保建筑物電子信息系統的設施設備和工作人員的安全為目標。2、工程設計所依據的規范為：《建筑物防雷設計規范》（GB50057—2010）《小型水力發電站設計規范》（GB50071—2002）《水力發電廠接地設計技術導則》（DL/T5091-1999）《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343—2012）《國際電工委員會防雷標準》（IEC62305）《電子設備雷擊保護導則》（GB7450—87）依據《建筑物防雷設計規范》（GB50057—2010）版第三章、建筑物的防雷措施;第二節、第一類防雷建筑物的防雷措施要求，第條：防雷電感應的接地裝置應和電氣設備接地裝置共用，其工頻接地電阻不應大于10O歐姆。第三節、第二類防雷建筑物的防雷措施要求，第條：每根引下線的接地電阻不小于10歐姆，防直擊雷接地裝置宜和防雷電感應、電氣設備、信息系統等共用接地裝置。而據現場勘察，xxxx水電站的接地并不符合國家規范，各個地網未有效的形成聯合地網，導致于雷雨天氣樓與樓之間形成電位差，從而存在漏電、放電現象嚴重影響了電站的人身安全和正常工作。四、按防雷裝置的攔截效率確定雷電防護等級按照GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》節要求，地區雷暴日等級易劃分為：少雷區：年平均雷暴日在25天及以下地區；中雷區：年平均雷暴日大于25天，不超過40天的地區；多雷區：年平均雷暴日大于40天，不超過90天的地區；強雷區：年平均雷暴日超過90天的地區。通過查詢相關的資料可知，甘孜縣的雷暴日為天，由于xxxx水電站距離在甘孜縣邊上，雷暴日與甘孜縣接近，依據該雷區劃分，結合所在城市環境、所處地域環境的差異，以及電源系統重要程度、防護需求的不同，本方案將xxxx水電站其劃分為強雷區防護等級作為此次綜合防雷工程方案設計、工程施工的參考依據。根據相關標準可知，xxxx水電站屬于第二類建筑物，所有的防雷措施應按照第二類建筑物防雷的要求進行設計。五、設計方案1、直擊雷防護、依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》第四章基本規定里的4.1.1各類防雷建筑物應設防直擊雷的外部防雷裝置，并應采取防閃電電涌侵入的措施。第一類防雷建筑物和本規范第條5～7款所規定的第二類防雷建筑物，尚應采取防閃電感應的措施。第二類防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿，也可采用由接閃網、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。接閃網、接閃帶應按本規范附錄B的規定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網格；當建筑物高度超過45m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應互相連接。共用接地裝置的接地電阻按50Hz電氣裝置的接地電阻確定，不應大于按人身安全所確定的接地電阻值。在土壤電阻率小于或等于3000Ωm時，外部防雷裝置的接地體符合下列規定之一以及環形接地體所包圍的等效圓半徑等于或大于所規定的值時，可不計沖擊接地電阻；但當每根專設引下線的沖擊接地電阻不大于10Ω時，可不按本條第1,2款敷設接地體。根據GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》附錄D滾球法確定接閃器的保護范圍章節中的款“單支接閃桿的保護范圍應按下列方法確定”當接閃桿高度h小于或等于hr時，由下列公式可知接閃桿（避雷針）的高度。由下表接閃器布置可知建筑物的滾球半徑為：建筑物防雷類別滾球半徑hr(m)避雷網網格尺寸第一類防雷建筑物30≤5×5或≤6×4第二類防雷建筑物45≤10×10或≤12×8第三類防雷建筑物60≤20×20或≤24×16根據勘測以及通過公式計算可知，需要在廠區建筑物最高處（輸送電廠房樓梯間屋頂）安裝避雷針，避雷針高度為11米。避雷針基礎為1000×1000×800混凝土，支撐桿為2米長5節Ф168×4熱鍍鋅鋼管通過法蘭盤用6顆M16螺栓連接而成，頂部安裝BSR-AWBO-25/300型優化避雷針。（避雷針示意圖見附圖1）。所需材料如下：BSR-AWBO-25/300型優化避雷針1根Ф168×4熱鍍鋅鋼管2米法蘭盤1套輔材及配件1套2、地網設計、站內地網情況根據《水力發電廠接地設計技術導則》（DL/T5091-1999）中第5章條：在高土壤電阻率地區，當接地裝置要求做到規定的接地電阻值在技術、經濟上極不合理時，接地電阻值可以放寬（R≤5Ω），但應符合以下規定：1、驗算接地網的接觸電位差和跨步電位差。施工完畢，一般應進行現場實測并繪制電位分布曲線。2、考慮短路電流非周期分量的影響，當接地裝置內電位升高時，發電廠內的6KV～10KV的閥型避雷器不應動作。3、對可能將接地裝置的高電位引向廠外，或將地電位引向廠內的設施，應采取隔離措施。條小接地短路電流系統的接地電阻、中性點非直接接地系統的水電廠接地裝置的接地電阻應符合以下要求。1、高壓與低壓電力設備共用的接地裝置：接地電阻R不宜超過4Ω。2、僅用于高壓電力設備的接地裝置：接地電阻R不宜超過10Ω。通過現場的測試發現：電站辦公大樓的接地電阻超標，實際測試接地電阻為Ω，電站內的高壓鐵塔接地電阻為Ω。結論：由于辦公大樓是高壓與低壓電力設備共用的接地裝置，所以該大樓的接地電阻不符合要求，電站內的高壓鐵塔僅用于高壓電力設備的接地，測試結果也超過標準要求，需要進行整改。、地網整改措施：根據《水力發電廠接地設計技術導則》（DL/T5091-1999）第條防雷接地及要求：1、所有設有避雷針、避雷線的構架，大樓的接地裝置以及高壓鐵塔均應設置集中接地裝置。并且有效聯通，形成聯合地網。2、避雷器宜設置集中接地，其接地線應以最短的距離與地網連接。3、獨立避雷針（線）應設獨立的集中接地裝置，接地電阻不宜超過10Ω.在高土壤電阻率地區，當要求做到規定的10Ω確有困難時，允許采用較高的數值，并應將該裝置與主接地網連接，但從避雷針與主接地網的地下連接點到35KV及以下電氣設備與主接地網的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m。避雷針到被保護設施的空氣重距離和地中距離還應符合防止避雷針對被保護設備反擊的要求。4、獨立避雷針不應設在人經常同行的地方。避雷針及其接地裝置與道路或入口的距離不宜小于3米，否則應采用均壓促使，鋪設礫石或瀝青地面。因此：勘察廠區實際情況和結合現代防雷技術。將廠區內所有建（構）筑物和設備接地建設連接成一公共聯合接地，以保證廠區內所有設備形成一等電位連接體，以消除廠區落雷或雷電浸入波危機廠區時產生地電位反擊而影響廠區設備和員工安全。以消除雷雨天廠區內不同建（構）筑物間放電現象。在輸送電廠房后面及110KV輸電鐵塔周圍綠地草坪內地表下米處建一網格狀地網，網格大小為3米×3米，地網垂直接地裝置用Ф25×1500銅包鋼接地棒，水平接地裝置用40×4鍍銅扁鋼，接地裝置間連接用焊粉瞬間熱熔連接。靠近鐵塔地網與鐵塔四角引下線可靠連接、距鐵塔5-8米地網邊緣用40×4鍍銅扁鋼可靠連接后與泵房內設備接地可靠連接、在鐵塔正前方網格狀新建地網邊緣及距鐵塔10米以上用40×4鍍銅扁鋼可靠連接后穿過混凝土路面與1#主變接地可靠相連接、在距與1#主變相連接地網引出點8-10米處用40×4鍍銅扁鋼可靠連接后穿過混凝土路面后沿廠房外墻敷設至樓頂安裝避雷針處與避雷針可靠連接。在110KV鐵塔后方新網格狀建地網適當位置間隔3-5用40×4鍍銅扁鋼可靠連接后翻越檔水墻外引兩根到河邊河灘空地順廠區建構筑物方向地表下米處建一網格狀地網，網格大小為3米×3米，地網垂直接地裝置用Ф25×1500銅包鋼接地棒，水平接地裝置用40×4鍍銅扁鋼連接，連接處用焊粉瞬間熱熔連接。從地網靠近廠區側間隔5-8米引3根40×4鍍銅扁鋼可靠連接后翻越擋水墻向廠區內引，一根與輸送電廠房建筑物構建柱內鋼筋可靠連接、一根與發電廠房建筑物構建柱內鋼筋可靠連接、另一根與發電廠房內原接地裝置可靠連接。新建地網建設連接完成后整個廠區形成一個公共聯合接地網，公共聯合接地網接地電阻值＜1Ω。地網翻越擋水墻及外露部分40×4鍍銅扁鋼應美觀、牢固且表面應涂上黃綠相間油漆擬與保護警示。避雷針及地網見附圖2、地網材料水電站屬于較為固定的場所，因此，地網的使用壽命必須要長久，常規的角鋼、扁鋼使用壽命在3-5年銹蝕比較嚴重，加之電站的電化學腐蝕特別嚴重，常規的角鋼、扁鋼使用壽命無法達到要求。因此，本方案的垂直接地體采用我公司的BSJD-G4型銅包鋼接地極，水平接地體采用40X鍍銅扁鋼，所有接地材料的鍍銅厚度要求≥。關于地網的焊接，采用最新的放熱焊接模式。放熱焊接是通過鋁與氧化銅的化學反應（放熱反應）產生液態高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應所產生的高溫來實現高性能電氣熔接的現代焊接工藝。放熱焊接適用于銅、銅和鐵及鐵合金等同種或異種材料間的電氣連接，放熱焊接無需任何外加的能源或動力。銅導體的放熱焊劑。它利用金屬化合物化學反應熱作為熱源，通過過熱的（被還原）熔融金屬，直接或間接加熱工作，在特制的石墨模具的型腔中形成一定形狀、尺寸，符合工程需求的熔焊接頭。

下列為放熱焊接的優點以及相關演示圖：優點1、熔接點的載流能力（熔點）與導體相同，具有良好的導電性能，經檢測，焊接前后的直流電阻比率變化率接近與零。這是任何一種傳統連接方式無法比擬的。

2、焊接點是分子結合，永久，不老化。

3、焊接點象銅一樣不受腐蝕影響。（圖為焊接點剖面截圖）

4、不會受到高浪涌電流的損傷。試驗表明，在短時間大電流的沖擊下，導體先于熔焊接頭熔化。

5、操作方便，簡單。無需專業人員。

6、裝備簡單、輕便，攜帶方便，操作方便。

與傳統的機械連接工藝比較，放熱焊接是真正的分子焊接，導體不會被破壞并且沒有接觸面，導體交界面的整體有效性沒有改變。放熱焊接工藝方法操作步驟如下：第二步：把模夾鎖住夾緊，將墊片放入模腔中，確保把熔腔全部遮蓋掉，熔模底部沒有縫隙；第二步：把模夾鎖住夾緊，將墊片放入模腔中，確保把熔腔全部遮蓋掉，熔模底部沒有縫隙；第一步：先把導體用毛刷刷干凈，將導體裝入打胎的磨具里，模具當天第一次使用時要預熱烘干； 第三步：把焊粉倒入模腔中，在焊粉表面均勻撒上引火粉，預留一點倒在模具引火口處；第三步：把焊粉倒入模腔中，在焊粉表面均勻撒上引火粉，預留一點倒在模具引火口處；第四步：把蓋子蓋上，用點火槍引火，幾秒鐘即完成反應，打開蓋子和模夾，把模腔內渣質清干凈，以便下個點焊接。操作注意事項：⑴焊接前對模具及導體加熱去除水分。⑵去除焊接部位渣子及氧化層。3）工具描述（1）專用去氧化層刷（兩種）（2）鋼結構固定夾具T313T313適用氧化程度適用氧化程度較重，較輕，較小截較大截面導體表面面導體表面清清潔（3）點火槍（4）模具專用清潔刷（5）鋼表面處理器T321（6）增徑銅片B140增大較小導體截面去處鋼結構表面鍍層規程（7）模具清潔鏟B136（8）密封膠泥T403填充導體間縫隙適合對較硬殘渣處理采用“疊壓式的連接方式”，操作安全、牢固可靠；避免出現漏焊、虛焊、脫焊等不良現象。用型號為200#焊粉進行焊接，共12