高山雷达站接地装置处理:高山雷达站
时间：2019-04-13 04:22:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 接地是防雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其他形式的雷，最终都是把雷电流泄入大地，一个良好的接地装置除了要有较低的接地电阻外，地网的面积（对地电容），地网的形状都是至关重要的。
关键词 高山雷达站；接地装置
中图分类号TN95 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0177-02
0 引言
福州风洞山二次雷达站位于长乐江田镇，雷达塔高20.8m，加天线罩高度约30.1m。由于雷达站位于海拔600多米的山上，雷达塔又高，周边又是开阔的田野，长乐区域年平均雷暴日为53.9天，属于多雷区，因此整个雷达站就成了雷电容易袭击的对象。
1 问题的提出
接地是防雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其他形式的雷，最终都是把雷电流泄入大地，因此，没有合理且良好的接地装置是不能可靠地避雷的。正因为接地如此重要，设计部门和用户都对接地电阻值提出较高的要求，即接地电阻值≤4Ω。客观地说，这阻值对一般场地的要求不算高，但对多岩石的山地难度就大了。
风洞山山顶岩石多，平面面积小，要达到接地电阻值≤4Ω，应该说难度还是比较大的。根据估算公式R=0.5*ρ/S1/2，风洞山电阻率约ρ=2 000Ω·m，设计院图纸设计的地网总面积为2 580m2，经计算其接地电阻值为19.9欧与4.0欧相差较大，也说明其难度。
2 解决问题的思路
一个良好的地网除了要有较低的接地电阻外，地网的面积（对地电容），地网的形状都是至关重要的。可以说接地装置的防雷效果主要看其结构和阻值：结构合理可以避免雷电反击；阻值低雷电散流快，被雷击物体高电位保持时间短，危险性小。
如何降低接地电阻阻值？一般方法是：改变接地电极形状；增加水平接地体；充分利用建筑物的自然接地体。对电阻率较高的岩石地区，需要加大接地体的尺寸，使用降阻剂和换土法。
3 采取的具体措施
根据上述解决问题的思路，在接地装置结构合理的前提下，采取能降低接地电阻阻值的方法措施。
3.1采用综合接地装置
所谓综合接地装置就是多种接地合用一个接地网。它主要特点是防雷效果好，同时又能降低接地电阻值。我们知道独立接地虽然在通讯方面具有抗干扰的优点，但统计数据表明在通讯网中独立接地系统被雷击损坏的几率远远大于综合接地。这是因为独立接地系统彼此间隔离，当某地被雷击时产生高电位容易对其它系统进行反击。而综合系统彼此相连，即各系统间进行了等电位连接，避免了雷电反击，因此防雷效果好。另外，综合系统把各地网连接在一起，相当于把各系统的电阻并联在一起，所以接地电阻值就降低。
3.2应用建筑物自然接地体
3.2.1建筑物接地体
风洞山雷达站是新建的建筑物，分别由配电房建筑物、雷达塔楼建筑物、生活工作楼组成我们要充分利用其钢筋混凝土结构和钢结构，其梁、板、柱及基础内均有大量钢筋，整体建筑构架根据法拉第原理可形成一个等电位系统即笼式避雷网，这种网防雷既可靠又经济。同时，这种建筑物有较庞大基础的接地网，比较一般独立接地对地电容值显著增大，就使它的冲击阻抗显著降低，提高了雷电流的散流效果。但有两点必须注意：其一、接地体的钢筋要通长电气连接，主钢筋上的接点还须焊接；其二，对水泥的要求不能用防水水泥、铝酸盐水泥、矾土水泥等。
3.2.2雷达站围墙建筑物基础
雷达站围墙建筑物基础设计院图纸无要求作为接地装置的一部分，其围墙总面积8 000m2,围墙基础为钢筋混凝土结构，充分利用可以有效地降低接地装置的成本。
应用建筑物自然接地体同时配合回填细土可以达到更佳的效果。
3.3应用降阻剂
对于多岩石的山地来说，要降低接地装置，应用降阻剂还是很须要的。但如何应用才能达到效果好又经济，就要熟知降阻剂降低接地电阻的机理和理论依据。我们知道接地装置的接地电阻由电极电阻、电极与土壤接触电阻及土壤散流电阻三部分组成，其中电极是金属结构，所以电阻可略去不计，接地电阻主要由接触电阻和散流电阻确定，而接触电阻与接触面积成反比，这样随着接触面的增大而减少。由于土壤电阻率比降阻剂电阻率大2-3个量级，所以将降阻剂敷在接地电极和土壤之间有如增大接地电极的直径，接地体尺寸的增加，而使接地电阻电阻减少。
另外，理论计算可知：对于半径为r的金属半球，其接地电阻约90％集中在自接地体表面至距球心10r的半圆球体内。例如：半径为r的半球，其接地电阻R=ρ/2πr，当r1=10r时，R1=0.9R即R1占R的90％。说明：离开接地极中心距离为接地极半径r的10倍时，在10r以内的土壤对接地电阻起很大作用。这就为降阻剂和换土法能降低接地电阻提供了理论依据。
3.4接地泄流板的应用
由于雷达站在山上，土质为风化岩，采用常规的接地装置很难达到4Ω的接地电阻值，在实际施工中会采用较多的1米×1米钢板坑（或称接地泄流板），钢板材料为500×500×5热镀锌材料，钢板坑回填采用降阻剂或细土，或采用400×400降阻模块。这种接地装置的主要原理是：以r为半径 的金属圆板，其接地电阻R1=ρ/4r，而以r为半径 的金属半球，其接地电阻R2=ρ/2πr，它们的接地电阻比值R2/R1=0.637说明金属半球接地电阻比金属圆板接地电阻小，我们的钢板坑就是模拟将平面接地体分割为若干个半球体，并将它们并联在在一起，因此，它们的接地电阻会有明显的降低。
4 结论
防雷系统六项要素接闪、分流、等电位连接、屏蔽、布线和接地，其中接地是各项的基础，接地的妥当与否，已成为历来防雷技术上特别受重视的项目，各种防雷规范都作出明确的规定。它又是最费工、费钱、费力的防雷措施，是防雷工程的重点和难点，也是安全检测中心的主要工作，因此一定要努力做好。
参考文献
[1]GB50057-94（2000年版）《建筑物防雷设计规范》.
[2]GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》.
[3]《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分》GB/T17949.1-2000.
[4]《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》03D501-3.
