雷达塔的防雷设计

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1、雷达塔的防雷系统设计Thesystemdesignagainstlightningstrikeofradartower潘喜(北京汉华建筑工程设计所北京100044)[摘要]介绍雷达塔的防雷技术措施，着重分析用滚球法确定三根避雷针保护屋顶球形设备时避雷针高度的计算方法及雷达站雷击电磁脉冲的防护措施。[关键词]雷达塔避雷网滚球法电涌保护器雷击电磁脉冲Introducethetechnologyandmeasureoftheradartower,emphasizeonanalysingtheheightcalculationmethodofthelightningrodbythemeansof

2、grounderwhenthe3lightningrodprotectingthesphericityequipmentabovethehousetopandthemeasureforprotectingagaistthelightningstrikeontheelectromagneticpulseoftheradarsubstation.1．雷达塔总高度为66m属于二类防雷建筑物，按一等雷达站进行防雷设计。防雷措施综合运用设置避雷带及安装避雷针接闪，利用结构柱内的钢筋分流，用建筑物基础作为共同接地体，加强重要机房及部位的电磁屏蔽，完善防雷区界面及各防雷区内部的均压等电位连接，安装电源

3、、信号SPD箝位等措施，堵塞雷电进入雷达系统的各个通道，提高整个雷达系统的耐雷电冲击水平。图1避雷带与避雷针相结合的保护方式62.直击雷的防护防直击雷措施为避雷网与避雷针相结合的方式。利用屋顶围护栏杆作为接闪器的保护方法为通常做法不再敖述；在塔顶平台上球型天线罩外3m处，对称安装3支雷达专用避雷针，保护屋顶突出的雷达天线罩如图1。对于避雷针的高度计算，《建筑物防雷设计规范》中仅对单根、两根、四根避雷针用滚球法确定保护范围有详细说明，对于三根针的滚球法保护范围没有提及，这也是本次设计避雷针高度计算的难点。（图一）图2双支等高避雷针的保护范围用滚球法确定避雷针高度：在建筑物屋顶上采用避雷网保

4、护后，有突出物高出避雷网，采用避雷针保护该突出物，并用滚球法确定其保护范围时，可以将屋面作为地面看待。[1]滚球半径hr=45m已知OˊF=6mFC=3m由三角关系可知AB=15.6m见图3双支等高避雷针的保护范围，在避雷针高度h小于或等于hr的情况下，当两支避雷针的距离D小于2时，按下列方法确定。[1]D、E点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度bo按下式计算：bo=DO=EO===6确定任一平面上保护范围截面的方法。以单支避雷针的保护半径Rx为半径，以A、B为圆心作弧线与四边形ADBE相交；以单支避雷针的（Ro-Rx）为半径，以D、E为圆心作弧线与上述弧线相接。[1]2

5、.1计算保护天线罩顶点所需避雷针高度:图3xx平面避雷针保护范围截面在三角形ABC内被保护物最大高度hx水平面(xx平面)上，各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度bx≥0时，则全部面积受到保护。[5]图3虚线框内为避雷针保护范围hx=13.5mRo=Rx=-DM=Ro-Rx===32.1mbx=MO=DO-DM=-32.1≥0解得： h<75.6m(舍去)h>14.5m62.2计算保护天线罩最大水平外沿N点处(xxˊ平面)所需避雷针高度:图4xxˊ平面避雷针保护范围截面三支等高避雷针所形成的三角形ABC的外侧保护范围应分别按两支等高避雷针的计算方法确定。[5]图4虚线框内为避雷针保护范围

6、hxˊ=7.5mDM=Ro-Rx===24.9m由三角关系可知NO=1.5mMN=DO-NO-DM=–1.5-24.9=–25.4≥0解得： h<80.6m(舍去)h>9.4m三根避雷针等高，另外两侧的防雷保护同上。综合2.12.2计算结果有h>14.5m，考虑保护裕量2米，三根避雷针高度取16.5m。63.电磁脉冲的防护图5雷达塔的防雷分区3.1防雷区分区原则[1]一、LPZ0A区：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；本区内的电磁场强度没有衰减。本工程是指雷达站防雷系统保护范围以外的区域，雷达站设备不处于该区内。二、LPZ0B区：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对

7、应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。雷达站防雷系统保护范围以内的充分暴露的外部空间为LPZ0B区，雷达天线罩处于此区。三、LPZ1区：本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0B区更小；本区内的电磁场强度可能衰减。雷达机房、信息机房内部处于该区。四、LPZN+1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按照需要保护的对象所要求的环境区选择后续防雷区的要求条件。雷达机柜内