文档介绍：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,有必要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、屋面设备的防雷设计、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要的借鉴与参考。
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(a)-0094-02
1 雷电的危害与防范内容
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。按照放电种类可分为云内放电、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2 kA到200 kA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,即使是石造的建筑,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。雷击电流足以引发大火(如森林大火),再加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。
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要成因。电压差出现的形式有下列几种:地电位涌升(Ground Potential Rise,GPR)、接触电压(Touch Voltage)、步间电压(Step Voltage)及转移电压(Transfer Voltage)。其中,防雷设备的接地处与绝对零电位之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,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。
雷电防范的内容
一是信号设备防雷。第一,是信号电源防雷:一般来讲应该单独配置电涌保护器(SPD),同时应该有阻断续流的性能,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,只有产品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20 kA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