配电装置对于入雷电波防护.docVIP

南 京 气 象 学 院 毕 业 论 文 系 别 电子工程系 专 业 防雷专业 姓 名 刘 春 学 号 200405207 论文题目 雷达站的综合防雷 指导教师 梅 卫 群 二O O四 年 六 月 雷达站的综合防雷 摘要：本文介绍的是雷电的危害，雷电损坏设备的入侵渠道以及基本的防护方法。雷达站系统综合防雷设计 关键词：雷达站，防雷技术 一、前言： 1.1 雷电探测技术在军事、科技领域的应用越来越广泛，它已经成为国防建设和国民经济建设手段。随着超大规模集成电路在雷达中的大量应用，雷达信息资料处理自动化程度的不断提高，使雷达的性能日益完善。但是，由于微电子技术的应用，以及为减少遮蔽角而把雷达架设在平原地区的高大建筑物顶部或高山的原因，使得雷达设备的抗扰性能不能满足抑制或抵抗雷达设备所处环境中的自然电磁骚扰的需要，往往导致雷达设备性能下降甚至损坏。 1.2 雷达设备所处环境的自然骚扰源主要是雷电。据报道，美国装备了一百多部先进的88D多普勒雷达，但几年来的使用表明，影响88D雷达安全运行的最主要因素是雷电。同样，我国军事，科技等领域使用的雷达，遭受雷电损坏的情况也比较严重。为此，我国气象防雷减灾机构组织力量对雷达站的防雷问题进行了长时间的研究。 二、防护的原则： 2.1 雷达站建筑物的外部防雷设计应按照GB50057-94第二类防雷建筑物的要求进行设计 2.2 雷达站内部防雷设计应采用等电位连接、屏蔽、隔离、合理布线、电涌保护和共用接地系统等现代雷电防护措施进行综合防雷。 2.3 防雷装置应符合国务院主管机构规定的使用要求。 三、天线的雷电防护： 3.1 天线的直击雷防护 图一 天线罩安装示意图 雷达天线被安装在具有小遮蔽角的高大建筑物上，以88D雷达天线罩的直接雷防护为例。88D雷达天线罩直径约12m，天线部分设备的方形支撑铁架高2.2m，宽6.5m,.天线罩安装如图一（a）所示，方形支撑铁架尺寸如图一（b）所示。天线罩安装在铁架上，如图一（c）所示，以下各图的长度单位均为 m. 3.2设计参数为: 3.2.1 雷达站的防雷保护按第二类防雷建筑物设计，则滚球法半径hr=45m； 3.2.2 为减轻反击和避免天线进入雷击电流的强磁场，设定避雷针与罩体外缘的距离为3m。 3.2.3 被保护高度hx=12+2.2-0.957=13.24m,再考虑保护裕量△=1m,则hx=14.24m 采用的是等边三角形分布的等高三针对天线罩进行直击雷防护设计，其俯视图见图二。 图二 罩侧的保护 如图所示： 正△ABC边长为AB=AC=BC=15.59m. 只要针高EB=FG=hr –DF =hr —=12.63m 即可保护△边外的球部分。因此，关键应考虑△内部之球体的保护情况下面用作图法求针高： 用半径为45m的球让三支针支撑起来，使滚球最底点比罩端高出△=1m裕量，罩体即获得保护了。滚球的中心线0P垂直△ABC，且通过它的重心。这样三角形外侧受到了保护（上面已经证明）。因为OP=所以，针高为： h=hr-OP+1+13.24=45-+14.24=15.15m 如图三所示： 图三 针高计算 有时会受到建筑物天面面积的限制，未能采用针的对称安置方式，这时可取灵活设计方式，但应按针的具体布置进行计算，使设计达到保护的目的. 按下述方法设计，当针距罩边缘是3m,设雷电流I=10KA时，对罩边缘和中心的磁感应强度B1，B0进行评估： B1=(4×π×10×103×10000)/(2×π×3)=6.67GS 则磁场强度H1=6.67×79.6=531A/m, B0=2.22GS 如果要求在罩边缘处B1=2.4Gs即H1=191A/m 则Sa=I/(2×π×H)=10000÷(2×π×191)=8.33m 此时，B0=1.4GS见图四： 图四：磁感应强度 3.3避雷针材料选择： 顶端的接闪器采用?20的不锈钢加工而成，已减少日后维护的工作量，长度一般为1m。支撑竖杆采用高强度玻璃管代替金属杆，已减少雷达回波损耗，并用螺栓分别与上下导体相连，其内使用截面积不少于50mm2的多股铜线实现顶端接闪器与避雷针引下线的电气连接。 在楼顶天面沿女儿墙应敷设避雷带（材料为?10以上的镀锌原钢或L40×4镀锌扁钢）。避雷带架高一般是10～15cm，长度每隔1m应固定一次。在大楼天面女儿墙上应每隔18m从结构柱主钢筋上预留长200mm的钢筋头，将水平避雷带或金属栏杆与之焊接。 天线罩的机座导电部分应与屋面的避雷带钢筋相连，在天面安装微波天线，通信天线，以及较大的金属物体应良