测定畜舍及其FIRE设备防雷系统设计

毛超 余明友

摘要：该文介绍了测定畜舍及其FIRE设备防雷的重要性，并依据相关的防雷及电气接地规范，针对测定舍及其FIRE设备防雷工程设计方案并做了详细阐述。

关键词：畜舍;FIRE设备;防雷系统

中图分类号：TU895 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.2096-3637.2019.08.011

0 引言

在防雷设计中应考虑雷电会通过何种形式对哪些设施造成损害，才能针对性采取有效的措施，以达到防护的目的，进而保证其长期稳定、安全可靠地运行。

1 测定舍及其FIRE设备防雷的重要性

防雷是人类历史发展的需要;防雷是现代机械电子设备安全的需要;防雷是对测定舍及其FIRE设备的一种长期保护。测定舍建筑物及其FIRE设备的电源系统、电子仪器设备、机器设备、控制系统、UPS电源、计算机网络系统（交换机、电脑、网络服务器、打印机、网络打印机、复印机等）、电话通信系统（程控交换机、电话机、传真机）、监控系统、有线电视及监控系统都可能直接或间接受到雷电的袭击，容易造成火灾、机械电子设备、控制系统、电脑办公设备、UPS电源等烧坏和人畜伤亡事故。

2 设计方案

2.1 防雷系统功能及组成

防雷系统功能：防天空直击雷;防地面线路感应雷和侵入波;防地下地电位反击。

防雷系统组成：防雷系统组成设计见图1。

2.2 防雷设计方案

2.2.1 测定舍防直击雷

测定舍楼顶面积大，顶部加建一层简易铁皮屋顶房，根据测定舍建筑物的高度和楼面尺寸，根据用滚球法计算和经济节约原则，设计采用避雷带（网）和铁皮屋顶相结合的方式防直击雷，形成对直击雷的全面防护。具体做法：在楼顶楼梯顶部天面用元钢做环状铺设形成避雷带;为铁皮屋顶安装多根可靠的接地线，间距为5m，连接处必须做防腐工艺处理;在测定舍的2～3个墙角或2个侧墙面各设计安装1根泄流引下线，在对应地面建立1套接地网，地网采用直线式地网结构，选用热镀锌角钢做垂直接地极，扁钢做水平接地体，其接地电阻要求小于10Ω[1]。

2.2.2 测定设备防感应雷和侵入波

（1）测定设备供电电源防雷。根据测定舍内电力线路的分配，设计选用具有全保护（相对地、相对中、中对地）、有状态显示、残流量大、残压低及隔离等特点的电源防护设备。在总配电房安装1台三相电源防雷器，对市电进入办公楼和测定舍后的总电源系统保护，能把高达6kV的雷电压快速抑制到600V以下，充分保护设备的安全;在测定舍控制室安装1台交流电网隔离防护设备，在测定设备和计算机等重要设备处装1台单相电源防雷器或防雷插座，并在电脑室、化学分析仪器室或计算机机房的电源配电开关处专门装1台单相电源防雷器，和其他电源防雷设备一起形成双重或多重保护，实现对瞬时雷电压或电力设备开关动作产生的瞬间高压脉冲、过电压等进行有效抑制。

（2）测定设备信号线路防雷。①控制信号线防雷。对测定舍控制室至各测定站之间的控制信号线必须设计安装专用防雷设备，这些控制信号线路的工作电压较低，通常不超过几十伏，对感应雷电的抵抗能力很低，极易遭受感应雷电烧坏。②电话线防雷。建议在引入测定舍和办公楼的重要电话线路中安装电话线路防雷器，防止电话线路中感应引入雷电流，数量根据需要保护的电话线路数量决定。③计算机网络线防雷。建议在引入测定舍和办公楼的计算机网络线路也应设计安装相应的网络线防雷设备，防止引入感应雷袭击。建议对路由器、防火墙、各服务器，在其进出线端各装1台网络防雷器;对需要重点保护的计算机，在中心机房的网络六类线进出线端各安装1台网络防雷器，具体数量根据实际需要保护的网络线数量决定。④监控设备防雷。对重要的监控摄像机（尤其是暴露在户外的监控点和测定舍屋顶附近的监控摄像机）应在摄像机的端口和画面分割器端口处的信号线两端分别安装1台信号防雷器，具体的设备数量需根据实际需求决定。对重点的云台：在云台和云台控制器的端口前分别加装信号防雷器进行对控制设备进行保护。对重点的红外报警探头，在报警器数据线的端口前加装信号防雷器，进行对报警设备进行保护。⑤光缆防雷。对引入测定舍机房的光缆必须采取有效的专门防雷措施。⑥有线电视和卫星电视接收系统防雷。对测定舍机房内的有线电视系统也应采取有效的专门防雷措施。数量根据实际情况决定。

（3）防地电位反击及设备保护接地。①测定舍机房内必须设计安装1套机房设备等电位联合接地网，为机房内的测定设备、电脑设备、通信设备、办公设备及防雷设备等提供一个有效的安全保护、工作及防雷接地系统，保证这些设备能长期正常工作。②沿设备机房地板下墙脚处设置一圈接地母线排（20×3），机房内的测定设备、UPS、电脑、办公、通信等设备金属外壳必须严格按照国家标准进行接地，主要设备外壳、电池箱金属外壳、金属地板框架、金属門框架、设施管路、电缆桥架、铝合金窗等应与接地母线排进行等电位连接，并和其他已做了等电位连接的金属物一起以最短的线路连接到专用的等电位连接器上[2]。连接地线用10mm²多股铜导线。③机房内所有设备必须采取单点接地措施，接地线应尽量短直。测定舍所有设备采用共用接地方式。④为保证接地的安全性，机房接地电阻要求小于4Ω。

3 系统主要设备

测定舍及其FIRE设备防雷系统主要设备见表1。

4 防雷设施使用与维护要求

4.1 一般要求

①防雷设施应在验收合格后可投入运行使用;②防雷设施的检查与维护应由使用单位负责，也可请设计单位协助进行;③测定舍应依照本要求，并结合实际制订使用管理细则;④防雷设施应由经过培养合格的人员使用维护保养;⑤防雷设施不应任意拆掉，应保持其完整、灵敏和可靠;⑥防雷设施的检查与维护分定期检查与维护和临时检查与维护2种。每年应在雷雨季前作一次定期检查与维护;有特殊需要时应进行临时检查与维护[3];⑦检查与维护应及时作好记录，记录格式详见《防雷设施检查与维护记录表》;⑧检查中发现的问题，应及时进行处理与维护，不能处理的应及时上报。

4.2 检查与维护的主要项目

①是否因其他工程或维修而使防雷装置的保护情况发生改变或遭到损坏;②有无因挖土方、敷设其他管线或种植树木而挖断或破坏接地装置;③各种明装导体有无因锈蚀或机械力的损伤而折断[4];④防雷器及其接地线有无因雷击而熔断;⑤引下线距地面2m高一段的保护措施有无破坏;⑥接线排有无锈蚀或接触不良;⑦明设引下线上有无本防雷工程验收后装设的交叉或平行的电气线路;⑧防雷器、引下线及其支架的腐蚀程度是否影响防雷效果;⑨接地装置周围的土壤有无沉陷;⑩测量计算全部接地装置的接地电阻;11如发现接地装置的电阻值有很大变化时，应将接地装置挖开检查，并进行必要的维修或更换;@检查各电源和信号防雷器[5]。

4.3 安全要求

（1）雷雨天气应离开避雷引下线5m以上距离。

（2）其他下程施工时注意保护防雷地网地线标志桩[6]。

5 结束语

一座大型的测定舍建筑物及其FIRE设备，有价值数较高的机械电子设备和厂房，厂房内有较多的工作人员和种猪，因此必须做好防雷工作，尽可能减少损失。

参考文献

[1]周吉，石端伟.沿海地区避雷塔静动特性与稳定性分析[J].中北大学学报（自然科学版），2018，39（5）：503-507，514.

[2]陆加华.接触网避雷线运行中存在的问题分析及对策[J].上海铁道科技，2018（2）：55-56.

[3]张康杰.独立避雷线塔制作与安装施工技术应用[J].山西建筑，2017，43（24）：89-91.

[4]杨琪，邹德华，杨森，等.发/变电站站外短路避雷线分流系数计算方法研究[J].电瓷避雷器，2016（4）：142-147.

[5]刘俊.高层建筑直击雷防护设计应用探討[J].工程建设与设计，2011（4）：122-125.

[6]王洛印，胡化凯.法拉第对地磁电感应现象的研究[J].广西民族大学学报（自然科学版），2010，16（2）：7-16.

作者简介：毛超（1990-），男，湖北武汉人，汉族，大学本科，研究方向：电子信息工程。

余明友（1961-），男，湖北武汉人，汉族，研究生，教授，研究方向：预警雷达。