浅谈高铁站防雷设计

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1、浅谈高铁站防雷设计浅谈高铁站防雷设计摘要：雷电对于高铁站的正常运转会带来较多的危害与不便，为了保障高铁运行的安全性，有必耍采取有效的设计方案来防范雷电的危害。本文基于对雷电的类型与危害的探讨，首先从信号设备防雷、防雷系统维护两个方面着手分析了雷电防范的内容，进而从接闪器设计、地下引线设计、等电位联结设计、屋而设备的防雷设计、雷电波的防护措施五个方面系统分析了高铁站的防雷设计方案，最后给出了总结。通过本文分析，以求为高铁站更好的进行防雷设计提供必耍的借鉴与参考。关键词：高铁站防雷设计中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1674-098X(2014)01

2、(a)-0094-021雷电的危害与防范内容1.1雷电的危害雷电按照其极性划分，可分为正极性雷电及负极性雷电。按照放电种类叮分为云内放电、两个独立云间放电、对大型结构物的放电及对地放电等。根据统计，雷击的电流值介于2kA到200kA之间，这样的大电流在极短的时间内通过，其结果会产生一千万伏特的电压。这是相当可怕的能量，即使是右造的建筑，若无避雷设施，一旦遭到这样一击的后果是很难预料。由于雷击的威力是如此强大，所以直接遭到雷击会使人畜心跳停止、损坏脑部、休克、死亡等。建筑物如遭受雷击可能会引发火灾及重物掉落而造成损伤o雷击电流足以引发大火(如森林大火)，再加

3、上其瞬间电流流过时所产生惊人的电磁应力，足以使其流过的金属变形，甚至破裂。1.2雷电干扰途径当雷电大电流经由接地系统散入大地时将会引起高电压差，而此电压差即是造成雷击事故的主耍成因。电压差出现的形式有下列几种:地电位涌升(GroundPotentialRise,GPR)>接触电压(TouchVoltage)>步间电压(StepVoltage)及转移电压(TransferVoltage)o其中，防雷设备的接地处与绝对零电位Z间有接地阻抗存在时，如其接地阻抗过高，遇强大雷击突波电流，便产生庞大的瞬间电压升，称为地电位涌升；是当一个人手臂接触已被接地的结构物时，

4、其立足点的地面电位与接地电位涌升间所形成的电位差，就是所谓的接触电压;步间电压是地电位涌升对人员而言，即使人虽没有触及任何被接地物体的情况，两脚跨距间的地面上就有电位差存在，这就是所谓步间电压；GPR通过各种金属回路、接地线、电源线、建筑物钢筋等导体，转移至它处称为转移电压。具体的干扰路主要是雷电干扰通常会侵入交流电源。强电流通过高压电缆传导到达高压变压器，如果缺乏防雷设施的防护或者防雷设备因为缺乏而失效，强电流同样会入侵低压部分的信号设备线路。1.3雷电防范的内容—是信号设备防雷。第一，是信号电源防雷：一般來讲应该单独配置电涌保护器(SPD),同时应该有

5、阻断续流的性能，其中做并联应用的电涌保护器应该随插随用，实现在线插拔。电涌保护器的所有相关指标与技术标准等都必须达到国家相关检测标准，只有产晶拥有强制检验认证证书才可以被使用。第二，是室内外信号设备防雷：室外电涌保护器应安装在外线引入处，只用冲击通流容量大于20kA才能被选为合格的。二是防雷系统维护。第一，是应该建立完善的防雷系统责任制，确定相关责任人，建立健全相关雷电灾害预警方案及相关备选方案，认真记录好雷电灾害事故记录。应该检查安装防雷装置重要部分的情况，如SPD系统的视频监控保护和计算机机房保护部分。第二，是应重点对防雷装置的检查，包括如下内容：有独

6、立的接地安排；并没有使用气体及供水喉管的金属件作为接地极；接地极如需更换/加装应使用适当尺寸的接地极；检查所有元件有否受损或松动；检查所有元件有否锈蚀而影响防雷系统的功效或元件的电气连续性；连接口、连接处是否有涂上适当的抗氧化剂。2高铁站的防雷设计本文重点从接闪器设计、地下引线设计、等电位联结设计、屋面设备的防雷设计、雷电波的防护措施等方面系统分析了高铁站的防雷设计方案。2.1接闪器设计接闪器是装设于所要保护建筑物或区域的顶端，以构成保护区。保护区是否足以涵盖整个被保护的范围，就成了设计防雷的首要课题。目前应用“滚球法”來进行接闪器设计最为常见，其是国际电

7、工委员会（IEC）推荐的接闪器保护范围计算方法之一。滚球法设计最重要是滚球半径的选用，一般滚球半径获得有三种方式：按照建筑物防雷设计规范规定；按照雷击电流的大小，换算滚球半径，对于雷击机率较多的地方，可选用比较小的滚球半径；对于电力的设备可改虑其BIL值，也即指绝缘子所能承受的基本闪电脉波水准的能力来设计。对于单支接闪杆保护方法，可按下列方法进行设计。当接闪杆高度hWS时的计算：一是距地面S处作条平行于地面的平行线；二是以针尖为圆心，S为半径作弧线交于平行线A、B两点；三是以A为圆心，S为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面和切，这样，从弧线起到地面就是保

8、护范围。保护范围是一个对称的锥体；四是接闪杆在S高度的XX’面上和