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尾礦庫安全監(jiān)測設備的防雷接地設計

文檔作者：歐陽偉徐瑋環(huán) 文檔來源： 1．江西理工大學電氣工程與自動化學院 2．中國瑞林工程技術有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月18日
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第 345卷期 有 色 冶 金 設 計 與 研 究 2014焦
8 月
尾礦庫安全監(jiān)測設備的防雷接地設計
歐陽偉 ，一，徐瑋環(huán)
(1．江西理工大學電氣工程與自動化學院，江西贛州341000；2．中國瑞林工程技術有限公司，江西南昌330031)
[摘要]雷電通常通過交流電源線、信號線、地電位反擊等方式入侵電子信息設備，從而對信息設備造
成破壞。根據(jù)國家相關標準中新的防雷接地設計要求。對尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)的防雷設計進行探討，提出采用
生物茵降阻新技術，可有效降低其接地電阻阻值，為電子設備防雷接地設計提供有力保障。
[關鍵詞]電子信息設備；防雷設計；保護接地；生物菌降阻
中圖分類號：TU856 文獻標識碼：B 文章編號：1004—4345(2014)04—0015—03
Lightning Protection Grounding Design of Tailings Safety M onitoring Device
0UYANG Weil．XU Weihuan
(1．Institute of Electrical Engineering and Automation in Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou，
Jiangxi 341000，China；2．China Nefin Engineering Co．，Ltd．，Nanchang，Jiangxi 33003 1,China)
Abstract Thunder always invade electronic information equipments through AC power line，signal line，earth potential
counterattack SO as to cause damage to these devices．According to new lightning protection designing criterion from relevant national
standards，probe into the lightning protection designing of tailing online monitoring system．Propose that carry out biological bacterium
resistance reduction technology，which can efectively reduce the grounding resistance and powerful guarantee for electronic equipment
lightningproof grounding design．
Keywords electronic inform ation equipment；lightning protection design；protect the earth；biological bacterium resistance
reduction
對于目前使用越來越普及、工藝越來越精密、
靈敏性高、抗壓、抗干擾能力低的各類電子信息設
備而言，很容易受到雷電入侵的損害。為了保障電
子設備在遭受雷擊后不被損壞，而且還能正常運
行，必須采取相應的防雷接地保護措施。江西銅業(yè)
公司德興銅礦處于多雷區(qū)。年平均雷暴日數(shù)為83
天。最多年份為90天。每年雷雨季節(jié)來臨時，礦區(qū)
時常會發(fā)生因雷擊造成的生產(chǎn)和生活供電設施的
破壞。尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)應用了大量的集成電
子設備，主要有尾礦庫各個不同方位的視頻監(jiān)測、主
壩和副壩的落地機柜、副壩無線網(wǎng)橋以及各觀測房
監(jiān)測點等。這些電子信息設備普遍裝置在野外桿頂
上或野外突出建筑物中，與周邊環(huán)境相比，更容易
遭受雷擊，從而導致信息設備破壞，安全監(jiān)測系統(tǒng)癱
瘓。本文擬從雷電侵入電子信息設備的方式人手，對
尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)的防雷設計進行探討。
1 雷電波入侵電子信息設備的方式
雷電波主要分為直擊雷與感應雷這兩種形式。
通常直擊雷發(fā)生的幾率比較小【1】，但直擊雷放電迅速，
會給目標造成嚴重的損壞。感應雷是雷云與地面之
間的放電在傳輸導線上產(chǎn)生了電磁感應，對電子設
備產(chǎn)生了干擾。雖然感應雷的損壞強度達不到直接
雷的損壞強度，但對于靈敏性高的電子設備來說也
足以造成干擾。雷電波對弱電設備的入侵主要是通
過設備的電源線、信號線以及控制線等傳輸導線實
現(xiàn)。雷擊發(fā)生時，通常會在雷擊點周圍產(chǎn)生強大的電
磁場。對附近的電子設備造成干擾。這種形式的干擾
稱為近場耦合干擾。還有一種情況是雷電以電磁波
的方式傳輸?shù)竭h方，對遠方電子設備進行干擾，即遠
場輻射干擾。 ·
1．1 通過交流電源線入侵設備
通常電子設備的電源提供主要由室外架空電力
收稿日期：2014—06—06
基金項目：國家科技支撐計劃課題f編號：2012BAK09B04)。
作者簡介：歐陽偉(1955一)，男，教授級高工，主要從事電網(wǎng)配電及其自動化研究工作。
． 16． 有 色 冶 金 設 計 與 研 究 第35卷
線路輸入來供應。雷擊架空線路的幾率比較大，一旦
線路遭到雷擊，高壓線就會通過電容耦合的方式，把
雷電脈沖傳輸?shù)骄€路低壓側(cè)，從而對設備進行破壞。
與此同時．低壓線路也可能存在被直擊雷擊中或感
應出過電壓的現(xiàn)象，由220 V的電源線上產(chǎn)生的過
電壓對電子設備造成損害。是電子信息設備發(fā)生雷
擊事故的主要原因【2J。
1．2 通過信號線入侵設備
雷電波通過信號線對電子設備入侵情況主要可
分為以下3種：1)通常在平坦的地面上有明顯突起
物遭受雷擊侵害時，雷擊的強度可以把土壤擊穿，然
后入侵其導線外皮，接著擊穿導線外皮侵入導線芯
線，最后可在其芯線上感應出過電壓。2)當有電力設
備周圍發(fā)生雷電現(xiàn)象時，由于雷云對地的放電在其
上感應出強大的過電壓，導致電子信息設備的通信
線和接口上也會產(chǎn)生相應的過電壓從而造成損壞，
如擊壞調(diào)制解調(diào)器、驅(qū)動接收器和通信單元等。過電
壓甚至可能入侵系統(tǒng)內(nèi)，對下一級電路造成損壞。3)當
有兩根導線平行傳輸時，兩根導線間也會有感應電
壓的問題。在系統(tǒng)內(nèi)部線路中，線路用途的使用性需
要把不同用途的線路用一根電纜傳輸，這樣當其中
一根導線被雷電入侵時，也必定會在鄰近導線上感
應出過電壓，具有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其通信線入侵雷電過
電壓平均有5 kV，有的甚至高達幾十千伏。
1．3 通過地電位反擊入侵設備
當雷電擊中現(xiàn)場裝置的避雷針時，雷電強度的
雷電流會在雷電泄放入地過程中，在土壤周邊形成
半球形的電位。這時如果設備采用的接地方式為獨
立接地，則地電位的反擊就會把電子設備擊穿。根據(jù)
相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在雷電泄放中只有50％的雷電流被
泄放人地。還有50％的雷電流將平均分攤到建筑物
內(nèi)的各設施中．所以有效的接地是釋放雷電突襲的
最佳方式之一。
2 在線監(jiān)測設備的防雷接地設計
對于監(jiān)測設備的防雷接地，設計時主要考慮的
重點是其設備所在建筑物的防雷等級判斷、防雷接
地電阻要求等級和接地降阻所用材料3個方面。
2．1 電子設備所在建筑物防雷等級
根據(jù)相關防雷規(guī)范得知，建筑物防雷等級需要
得知其所在地的預計年雷擊次數(shù)，公式如下：
N=kXNgXA。 ‘ (1)
式中：』v表示建筑物的年雷擊次數(shù)，次；Ng表示建筑
物地段的預計年平均密度，次／km e表示建筑物接
收次數(shù)一樣雷擊數(shù)的等效面積，kmz 表示其校正系
數(shù)，通常情況下為2。
通過現(xiàn)場的測量計算與查閱相關防雷規(guī)范可以
得知。選礦廠控制室的防雷等級屬于2類[31。在防雷
接地裝置中，接地電阻阻值越小。其耐雷電波沖擊后
接地電壓降就越小，防雷性能就越好。根據(jù)現(xiàn)場觀察
發(fā)現(xiàn)，控制室電子設備的防雷接地裝置與其建筑物
的強電防雷接地裝置相隔不遠，這勢必要建立公共
地網(wǎng)。采取聯(lián)合接地的方式以防雷。所以從中心監(jiān)控
機房弱電保護需要考慮，應把防雷等級提升為一類，
要求接地電阻阻值<l _x005F_x0032_-2="2-2" 防雷接地采用的降阻技術="防雷接地采用的降阻技術" 表1="表1" 加生物菌與不加生物菌的膨潤土電阻率="加生物菌與不加生物菌的膨潤土電阻率" 刪a="刪a" _="_" i="i" l="l" _x005F_x0032_="2" _x005F_x0034_="4" _x005F_x0036_="6" _x005F_x0038_="8" 接地電阻的計算="接地電阻的計算" R="In孚" 第4期="第4期" 尾礦庫安全監(jiān)測設備的防雷接地設計="尾礦庫安全監(jiān)測設備的防雷接地設計" _x005F_x00B7_17·="·17·" _x005F_x0031_2="12" 作的有="作的有" 率為185="率為185" Q="Q" _x005F_x0031_1="1，深埋0．5 m。
圖1 在線監(jiān)測設備的防雷接地示意
接地網(wǎng)采用了生物菌降阻技術，其降阻效率能
使其土壤電阻率降下一倍，根據(jù)現(xiàn)場接地網(wǎng)安裝數(shù)
13后測量得其接地電阻<1 n。證實了其防雷接地工
3 結(jié)語
在防雷工程當中．不管是對直擊雷的預防還是
對感應雷的預防，都與其接地電阻有密不可分的關
系。防雷接地工作的可靠性直接影響到其裝置設備
的防雷能力。防雷接地阻值越小，泄放雷電流的能力
就越強，同時限制被保護物上的雷電過電壓，也能保
護其設備不被雷電所侵害。
參考文獻
[1] 陳洪濤．TD—SCDMA無線通信系統(tǒng)中基站設備的防雷與接地設
計I J1．移動通信，2006(10)：85-88．
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r j j‘}j 夸k j · 譬夸 -業(yè)夸：e-竄 ， 夸 ·： r竄 一夸 r 夸 r宣 一竄醣-姑窖 夸 ·竄 r宣k- 婦r竄 ·竄 業(yè) -夸 竄；魯rj r宣 r j -竄 rj盔}j妊r業(yè)夸 竄
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傳播信息傳遞經(jīng)驗促進創(chuàng)新
《黃金
服務行業(yè)
《黃金》于1980年創(chuàng)刊，是黃金行業(yè)的綜合性科技期刊。主要報道黃金
及其相關行業(yè)在礦業(yè)經(jīng)濟與管理、黃金市場、工業(yè)用金、黃金地質(zhì)、采礦工
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和綜合評述，以及新理論、新技術、新工藝、新設備、生產(chǎn)管理經(jīng)驗等內(nèi)容，同
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