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1、 滨江学院毕业论文 题 目 明光市广播电视发射基站防雷工程综合设计 学生姓名 童子建 学 号 20072345130院 系 滨江学院 专 业 雷电防护科学与技术 指导教师 施广全 二一一 年 五 月 三十 日 目录引言41工程概况51.1工程所处地区的气象、地理概况51.2工程土木概况82 设计要求和设计依据92.1 设计要求92.2 设计依据93 直击雷防护103.1电视塔外部防雷设计103.1.1接闪器和引下线设计103.1.2接地极系统123.2综合楼的外部防雷133.2.1避雷带和引下线布设133.2.2预留等电位接地端子143.2.3跨步电压的防护143.2.4联合接地153.3结论
2、164.发射基站电源系统雷电防护设计164.1、高压输电系统雷电防护174.1.1架空高压线的防护174.1.2变压器的防护174.2、低压电源系统三级防护174.2.1第一级保护184.2.2第二级保护184.2.3第三级保护194.2.4 SPD的安装注意194.3结论205.综合大楼中机房的LEMP防护205.1机房的网络和通讯系统的各种防护215.1.1接地母排设置215.1.2联合接地和等电位连接225.1.3保持安全距离225.1.4传输线路的屏蔽和接地225.1.5综合布线225.1.6网络通讯系统SPD的选择225.2机房的天馈系统的防护245.2.1天馈系统的外部接地245.
3、2.2天馈系统SPD的选择245.3结论266.安全视频监控系统的防护266.1 前端设备的防护266.1.1直击雷的防护276.1.2瞬态过电压的防护276.2传输线路的防护276.2.1室外线路的防护276.2.3室内线路的防护286.3终端设备的防护286.3.1设备安放位置设定286.3.2共用接地和等电位连接286.4 SPD的选择286.5结论307 结束语30参考文献31ABSTRACT32明光市广播电视发射基站防雷工程综合设计 童子建南京信息工程大学 滨江学院，南京 210044摘要：针对明光市广播电视发射基站的实地进行了地质勘测，气象资料收集和基站的各种设备情况的记录，结合电
4、子信息系统在基站的大量应用及其易遭雷击的特点，通过科学有效的设计方法，依据国家标准，针对明光市广播电视基站进行了直击雷、雷电波的入侵全面的防护设计。从外部防雷到内部的信息系统的防雷，包括接闪器的布置、引下线的材料的选择、等电位连接、接地系统的安装和内部信息系统的电源，信号系统，SPD的选择和安装等。从而完成了对基站雷电综合防护。关键词：明光市广播电视发射基站；等电位连接；雷电综合防护引言 进入二十一世纪，电子信息技术正在迅速地向人们生活的各个领域渗透，特别是广播电视基站离不开电子信息技术。该基站中有大量电子仪器传统的建筑防雷设计不再能满足建筑本身对雷电安全的需要。雷电防护已经不仅仅是对建筑本体
5、的防护，更应当侧重于对建筑内人身和电气设备的安全的防护。防雷工作要从以传统的防直击雷为主向防雷电感应过电压对通讯、安防、自动控制等系统设备的损害而转变1。雷电尤其是雷电过电压又开始危害这些精密的设备，特别是综合布线连接的网络交换机、服务器、计算机、监控系统、终端等各种信息设备。因雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失，雷电灾害和防雷又成为社会各界关注的焦点2。地球上平均每秒就会发生100次左右的闪电，其放电电流可高达数十千安培，甚至数百千安培，放电瞬间，巨大的雷电流可产生极大的破坏力和很强的电磁干扰。雷电造成的人员伤亡，财产损失触目惊心。据相关资料记载，全世界每年
6、因雷击造成的经济损失达10亿美元以上，人员伤亡也相当严重，全国平均每年因雷击伤亡人数达3000人左右。2004年我市电信部门通信设备多次遭受雷击，造成直接经济损失一百多万元。致灾原因是设备等电位处理不当，没有安装完善的防雷装置；同年凤阳县东盾木业公司一次雷击造成20多万元的直接经济损失，致灾原因是雷电波通过电力线路侵入厂区设备。2006年8月6日天长电信局因雷击造成26台交换机等设备损坏，直接和间接经损失惨重，原因同样是没有合格的综合防雷措施；2007年,我市西桥一移动通信基站因雷击不但造成自身大量设备损坏,而且雷击产生强大电磁场引起周围十几户居民家大量家用电器损坏，从而引发一场官司，使得该基
7、站长久不能恢复正常工作2009年7月9日，滁州铜鑫矿业有限公司的电控系统和监控系统被雷击而瘫痪，给正常工作造成很大影响，该公司处于山区，地下有金属矿藏，属于雷电易发区，加之防雷措施不全面，所以几乎每年都有雷灾发生；2010年7月25日该基站附近安徽长丰扬子汽车制造有限公司网络系统遭受雷电灾害，损坏电脑主机33台、显示器6台、24口交换机1台、16口交换机3台、8口交换机2台、集线器3台、光电收发器4台、监控录像机1台、监控摄像机1台。致灾原因是没有安装必要的雷电防护装置，系统接地不符合规范要求。为保障明光市广播电视基站的财产和工作人员人身安全确保工作能够正常进行，避免和减轻雷击灾害损失，现按照
8、国际国内标准规范的要求，针对明光市广播电视机站的地理位置，地质情况，所处地区的气候特点，雷暴特征等对基站进行了全面设计，以提高基站的雷电灾害综合防御能力，切实消除安全隐患，保证日后日常工作的顺利开展。在该工程中防雷设计从外部防雷到内部防雷层层深入。本文在外部防雷中主要采用的方法架设避雷针，同时建立有效的防雷接地系统。由于土壤电阻率很高给防雷设计施工带来很大麻烦，所以该设计中采用多种降阻处理。该基站在楼宇内部消防、安防、计算机网络等系统都运用了大量的微电子设备，这些设备大幅度提高自动化程度,但微电子元器件的耐过压、过流能力也相对较弱，对雷电干扰的防护能力较低，致使雷电灾害在逐年得到控制的情况下，
9、社会经济损失却呈现逐年增大的趋势。因此在防雷设计中对各电子系统采用多种防雷方法，例如等电位连接，线路屏蔽，在重要设备前端加装SPD等。1工程概况1.1工程所处地区的气象、地理概况明光市位于长江中下游，江淮分水岭南侧，东、南、北三面丘陵地势低缓，市区及周边地区除靠近山区部分外，海拔一般在1240m之间，地下有铜等金属矿藏，地表土壤层一般由弱膨胀的第四纪晚更新世粘性土组成，电阻率较低，局部为风化石或沙土石混合结构，电阻率较高。明光市属于亚热带季风湿润气候带,水热资源丰富。主要的气候特点是：气候温暖湿润，季风显著, 四季分明，气温适中, 日照充足，雨量丰沛，光温基本同步，气候资源配制多样，气象灾害繁
10、多。一年四季具有冬夏长、春秋短，冬冷夏热的特点。由于位于中、低纬度的过渡地带，同时受西风带和东风带天气系统的双重影响，各种气象灾害频繁,时有发生, 是国内受台风、暴雨、干旱、寒潮、大风、雷暴、冰雹、冻害、龙卷风等灾害影响地区之一。表1 明光市人工观测雷电资料年 份雷暴日数年 份雷暴日数年 份雷暴日数195432197335199234195537197440199326195649197538199428195739197633199528195842197728199622195928197822199742196035197940199836196150198025199918196249
11、1981302000231963551982262001221964461983292002271965421984282003361966321985242004241967371986192005281968371987382006401969411988272007331970331989292008321971371990332009 351972351991332010 38 由表1中统计结果：我市平均年雷暴日数为33.5天，其中年最多雷暴日数为55天,最少为18天。表2 明光市闪电定位仪观测到的雷电资料月份累计雷电日累计雷电小时正闪数负闪数总闪数正闪比幅值均值正闪幅值均值负闪幅值均
12、值01 7 55 6 63 69 8.7% 37.80109 29.132976 -28.340715 02 51 174 50 335 385 12.987% 33.09167 43.163855 -32.12674 03 80 322 85 2561 2646 3.2124% 45.79126 43.447775 -40.68128 04 91 491 694 12599 13293 5.22% 48.057537 41.76037 -38.530177 05 90 520 366 6159 6525 5.609% 58.446675 30.781967 -35.504855 06 116
13、 940 2355 26892 29247 8.052% 54.998357 55.0246 -44.296095 07 124 1948 3029 115941 118970 2.546% 58.1588 50.334267 -50.376882 08 121 1733 1433 86400 87833 1.6315% 66.04339 50.95052 -66.54347 09 94 590 251 3826 4077 6.1565% 52.143132 53.761115 -59.412525 10 67 212 66 288 354 18.644% 39.471602 44.600422 -33.388915 11 63 203 214 758 972 22.016% 32.661445 40.06735 -39.99562
