水文站防雷工程项目设计方案

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1、水文站防雷工程项目设计方案前言随着社会的进步，各行各业迅猛发展，正在为构建信息社会发挥越来越大的作用，而水文站作为观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构，其作用不容小视。水文站观测的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水温、冰情、地下水、水质等；气象要素包括降水量、蒸发量、气温、湿度、气压和风等。水文站内的设备安全就直接影响到水文监测数据的传输，因此，水文站内设备的防雷措施是其中很重要的一环。水文站大部分的设备大部分是电子设备，它的电磁兼容能力低，抗雷电、抗电磁干扰能力弱。

2、水文站的防雷是一个讲究整体防御性的工作，需要各个环节紧密配合。水文站主要由电源系统、控制系统、语音系统、网络系统等组成，其中，电源供电设施包括工作主机、缆道绞车动力系统、主控台等一些用电设备。网络系统包括电脑、市话MODEM机等设施，语音系统含电话机等设施，控制系统含一些控制信号传感器，如变频器等设施。各个系统之间紧密联系，共同构成了一个现代化信息系统。从防雷的角度讲，这些设备引入雷电的危害形式并不单一，主要包括了直接雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷电过电压侵入和反击，一旦某一设施遭受雷电袭击，必然会直接

3、影响到与它相连的其它设施，造成破坏。39水文测站一般地处偏远空旷的江河边，输电线路较长、无线通讯天线和缆道设施凌空高架等都容易遭受雷击，近年来，由于水文信息采集的自动化程度越来越高，各种自动监测电子仪器、缆道自动控制系统、无线通讯系统的广泛运用，大大提高了水文监测预报能力，但昂贵的电子仪器遭受雷击损坏的几率也大增，损失很大，有的因无法及时修复。而影响了水文信息监测预报、防汛决策和预警的及时性，造成人员生命和财产的损失。因此，急需建设水文站的防雷系统，以确保监测仪器设备的运行安全可靠。针对水文站容易遭受雷害

4、的情况，本文简单的将水文站的组成分成两部分，一部分为防直击雷措施，；另一部分为防感应雷措施。防直击雷措施包含接闪器、引下线及接地装置等，防感应雷措施概括为电源系统、网络信息系统、语音系统、控制系统等多个部分来讨论水文站的整体防护，着重阐述了每一组成部分各设施的具体防雷措施。并应用这些方法，对水文站进行了防雷方案设计。一、雷电对水文站的危害1.1雷电成因当天空中有雷云的时候，因雷云带有大量电荷，由于静电感应作用，雷云下方的地面和地面上的物体都带上与雷云相反的电荷。雷云与其下方的地面就成为一个已充电的电容器，

5、当雷云与地面之间的电压高到一定的时候，地面上突出的物体比较明显地放电。同时，天空带电的雷云在电场的作用下，少数带电的云粒（或水成物）也向地面靠拢，这些先驱流柱延续形成电离的微弱导通。当先驱放电到达大地，或与大地放电迎面会合以后，就开始主放电阶段，形成雷击。人们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验，结果由无机物合成了11种氨基酸。这些物质的出现，是生命起源的基础，因此，一些生命起源学说认为，是雷电孕育了地球上的生命。从这个角度来讲，人类有今天的文明应该感谢雷电，但是，雷电给人类带来的危害更值得我们关注

6、。1.2雷电对水文站的危害形式39雷电是自然界中强大的脉冲放电过程，雷电通过多个渠道的侵入酒店的多个系统，一般说来，我们可以把雷电放电对地面建筑物或设备可能产生的危害形式划分为下列几类。1.2.1直接雷击在雷暴活动区域内，雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象，称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位，我们可由水文站的缆索及办公楼一些电力电缆及架空线路遭受直击雷的情况看出它对水文站的危害。1）水文站缆道房所在建筑物由于缆道房外面有三根架空的缆索，该缆索用于

7、承载水文站内测量仪器，当雷电击中缆索时，雷电流通过金属缆索传输至缆道房的动力绞车上，最终通过电源线及传感线路对缆道房内的设备造成严重破坏。2）水文站办公室屋面接收天线接收天线也是雷击的主要破坏点，由于天线大多设置在屋面，从防雷角度来看，相对周围环境而言，形成十分突出的目标。雷电流在闪击天线过程中将进入与天线相连的馈线，它沿着馈线可以传送到很远的地方。除了在馈线上产生电或热效应，破坏其机械和电气连接之外，当它侵入与之相连的通信设备时，还会对通信设备的机械结构和电气结构产生破坏作用。同时，它在设备处出现一个强

8、大的雷电冲击波及其反射分量，反射分量的幅值尽管没有冲击波大，但其破坏力也大大超过微电子器件的负荷能力，尤其是它与冲击波叠加，形成驻波的情况下，便成了一种强大的破坏力。可见，直接雷击的危害十分大，绝不能掉以轻心。1.2.2感应雷击39从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中，雷电活动区几乎同时出现三种物理现象，其中静电感应与电磁感应两种现象是可能造成感应雷击的危害形式。感应雷击虽然没有直接雷击猛烈，但其发生的几率比直接雷击高得多。下