dikai2011 发表于 2012-1-5 15:45:00

某部天线基地防雷接地网的设计方案

<p>1&nbsp; 引&nbsp; 言<br/>雷电灾害是最严重的十种自然灾害之一,全球每年因雷击造成的人员伤亡和财产损失严重。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 雷电灾害具有突发性、多样性、复杂性、破坏性和选择性等特点。随着现代化高新电子技术的迅速发展和广泛运用,雷电灾害跟踪而至,还呈现出新的特点:受灾面大大扩展,特别容易侵入与高新技术最密切的领域,损失和危害程度大大增加。近年来,随着大量的数据设备和精密仪器应用的范围日益广泛,雷电损害造成的事故有逐年上升的趋势。由于电子对抗中,通讯计算机网络精密设备内部结构的高度集中化,使设备耐受过电压、过电流的能力下降,更易遭受雷电破坏。轻者可造成计算机终端和通信设备的接口损坏,使通信中断,大量信息丢失或无法传输;严重者使网络主机损坏,导致网络瘫痪,工作无法进行。促使电子对抗不成功,甚至失败。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 随着电子信息技术的发展,各种现代军事电子信息系统越来越普遍地应用电子器件、集成电路和计算机网络来处理信息,而各种电磁脉冲对现代军事电子信息系统的破环日益严重,因此现代军事电子信息系统的电磁脉冲防护问题日益为军方所重视。雷电电磁脉冲和核电磁脉冲可以通过天线、电缆连接处和金属管道等进入电子设备的内部产生感应电流,使电子设备遭受破坏。使用电子计算机为主的军事电子信息设备处理着非常重要的信息,如果防护不当,轻则使设备工作失灵,对其处理的信息的安全性造成巨大的威胁,重则使设备永久性损坏,严重时还可能造成人员伤亡、运行事故。因此,军队的建设必须高度重视防雷系统的建设。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 防雷接地,是我们非常熟悉的东西,每一个电子系统都会有包括雷电防护地、工作地、保护地、逻辑地、信号地等在内的地线装置。但尽管是熟悉常见的装置,人们往往容易忽视其重要性,以至发生许多因地线问题造成的损失。如:计算机网络系统受干扰甚至瘫痪,通信设备被雷电击穿,无线电台发射效率低等。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 由于历史和技术的原因,目前许多电子系统设施的地线系统采用的都是相对落后的技术。这些技术包括两类,一类是木碳+食盐+金属接地体,这种技术由于盐的腐蚀性很大,通常两三年后,金属接地体严重腐蚀氧化造成地电阻逐渐增大,远远超过新安装的初始指标,这类技术目前已较少使用。另一类技术是采用固态降阻剂+金属接地体,所谓固态降阻剂系采用碳素粉、磷、铅、铜、锌等主要矿物质加稀土和凝固添加剂配制而成。如贵州生产的CJZ-III型防腐长效接地降阻剂、北京东辰生产的LRCP长效降阻防腐剂、成都生产的富兰克林长效降阻剂等。这些降阻剂降阻剂使用寿命不等,通常10-20年,由于金属接地体在焊接、安装过程中工艺质量不一,造成地线系统最终有效期仅5-10年。这两种技术共同缺点是,工程量很大,一般需挖很大的坑或很长很深的沟,在恶劣环境实现很难,为降低地阻需要大量的钢材或铜材做金属接地体。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 基于高新科技的现代地线技术是指施工量小、安装简便、寿命长、环境适应性强、可现场安装接地极的新技术。目前国内外已开发出实用产品,如四川中光生产的ZGD型系列低电阻接地模块,四川成都桑莱特科技股份有限公司生产的SWL-M系列物理接地模块等许多厂家,它们的电阻率较小、有效期可超过20年,最大的特点是安装简便,施工量小,只需挖掘面积与接地模块大小、深0.8米深坑,将接地模块放入坑中,用专用回填土填充即可。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 其中标准鉴定使用寿命可达25年,实际使用年限已超过30年,适用于各种环境。且它的电阻率随时间推移回大幅度下降,一年后基本能稳定不变。 </p>
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<p>2&nbsp; 现场勘察<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 到现场勘察,天线发射场基地处于城郊,长几百米,宽近百米的荒地,地面潮湿,可能含有电解质、酸、碱、盐等成分,这些水份和电解质对接地装置产生腐蚀,极大影响装置的使用寿命,腐蚀会造成接地网局部断裂,接地线与接地网脱离,形成严重的接地隐患或构成事故,要求接地电阻≤1Ω;针对这种状况,接地体的材料的选择就考虑选择低电阻接地模块。<br/>&nbsp;<br/>3&nbsp; 接地装置的优化措施<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 接地模块采用ZGD型获得国家专利的低电阻接地模块,外形尺寸500 mm×400 mm×60mm,重量20kg,<br/>室温下电阻率≤3.5Ω.m&nbsp; Rj≈0.16ρ 当土壤电阻率40Ω.m,工频接地电阻6Ω。<br/>接地模块性能特点:<br/>(1) 耐腐蚀、无毒害、使用寿命长、安装方便;<br/>(2) 能吸湿保湿、接地电阻低,要比相同尺寸的钢管接地体低22%~40%;<br/>(3) 耐大电流冲击、阻值不增大,也无变硬、发脆、断裂现象;<br/>(4) 在高土壤电阻率地层接地,能有效地降低接地电阻;<br/>(5) 接地电阻受季节影响小,阻值能保持长期稳定。<br/>由于本接地模块内置有金属极芯,将其与被保护对象的地线相连接,使入地电流泄放到大地,能获得低的接地电阻,其机理:增大了接地体本身的散流面积,减少了接地体与土壤层间的接触电阻,具有强吸湿保湿能力,充分发挥模块材料的导电作用。<br/>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 采取优质施工工艺,接地体的埋一定要达到0.6 m以上,并用合格细土回填,分层夯实,防止采用碎石和建筑垃圾回填,对焊接头的焊口长度,焊接质量严格把关,不能有虚焊、假焊现象,对焊口要刷防腐剂进行处理。<br/>&nbsp;&nbsp; 对引出地面的接地线,尤其从地面上1 m处,最容易发生腐蚀,从地下与水平接地体连接处,刷防腐剂和防锈剂2遍,直到地面上与设备连接处。测试结果,达到接地电阻≤1Ω,通过几年的跟踪,接地电阻始终保持≤1Ω以下,效果特好。<br/>敷设方法,按照田字形布置,(其中一方格见下图所示)通常选取d=0.05m;b=0.04m;t=0.5m;a=5m</p>
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<p>4&nbsp; 结束语<br/>接地网是防雷工程中最基本的重要手段,一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证,它对泄放雷电流、操作过电压、过电流、减少电位差起着关键的作用,在对特别是在重要场所的现代化的电子对抗设备区,一个合理、经济的、采用新材料的接地系统能更快地泄放雷电流,降低残压,防止地电位反击事故,有效地降低雷害威胁。</p>
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