空气监测站怎么做防雷？

1. 雷击隐患分析

雷灾分为直接雷击和间接雷击，前者主要是强大的雷电流在通道上直接性、结构性的破坏,后者是雷击电磁脉冲形成的浪涌对电气系统和电子系统的损坏或误操作。固定式环保监测自动站多数安装在建筑物屋顶或空旷的效外，这些站房多为钢架样板房结构,高出屋面采集器是金属构件,很容易遭到直接雷击。由于监测仪器属于弱电设备,设备供电和传输信号线路架空敷设，当发生雷击时强大的闪电电涌将通过电源线缆和传输信号线传导人侵损坏监测仪器设备或造成工作人员的伤害。由于闪电感应引起各个金属设备之间产生危险的电位差，发生反击损坏设备。

2. 外部防雷措施

环保监测站房因建在楼顶，不在原建筑物接闪器有效保护范围之内,或建在郊外易遭受直接雷击。而板房金属屋面铁板厚度小于4mm,故不能作为自然接闪器,宜采用独立避雷针的方法保护。

2.1 用滚球法计算避雷针的高度

将楼面的监测站房假设为地面,-般站房的长、宽、高分别为4.8m 4.5m .2.6m,特别要注意的是站房顶部安装有高2.6m的采集杆,防雷设计时要考虑对它的防护，因此站房的实际高度应该为5.2m,另外站房多半是建在住宅楼和办公楼屋面，根据规范确定为三类防雷,应用公式计算得出独立避雷针高约为11m,材料选用热镀锌钢管,圆钢直径不小于16mm,钢管不小于25mm,考虑实用性，可以考虑选用工艺造型的避雷针。

2.2 引下线的敷设

引下线采用φ10mm热镀锌圆钢，就近与建筑物女儿墙原有的避雷带连接，双面焊接搭为直径6倍,单面焊接为直径12倍,焊接部分要饱满且应做防锈处理。

2.3 接地装置的安装

监测站房的防雷接地装置允许跟原建筑物共用,通过焊接到原建筑物的避雷装置，焊接工艺达规范要求即可。如果原建筑物没有防雷设施,需要安装人工接地体。工艺流程(挖沟-敷设-焊接-防锈-回填)，人工水平接地体埋设深度不小于0.5m,规格我-40x4mm热镀锌扁钢,垂直接地体长度为2~5m,材料规格∠50x50x5mm热镀锌角钢，间距不小于5m,因为接地装置为防雷地、电气设备保护地和防浪涌保护地共用的，所以要求接地电阻≤4欧姆。

3. 内部防雷措施

3.1 金属线槽 屏蔽布线

由于环保监测设备电源线和采集器和数据中心传输信号线架空裸露,当发生雷击时,强大雷电流产生的电磁脉冲有可能通过电源和信号线路传导到设备,造成设备雷击损坏导致设备无法正常运转。有效的防范办法就是屏蔽，将所有的电源和信号线套金属线槽敷设，用铜线跨接,15至20m做- -次可靠接地,当长度小于15m时，桥架两端接地即可。

3.2 星型(S 型)等电位联接

当遭受雷击时，接闪器、引下线和地极之间会产生很高的电位,如果金属构架建筑物、线缆、电气设备与防雷装置的安全距离不够，产生电位差形成再次放电(反击),会造成各种设备的损坏和其他事故。等电位连接的目的在于减小各金属部件间的电位差,将分开而设的直流地、交流地、安全地、防静电地等做整体连接。针对监测站的特殊性,与原有建筑物共用接地装置，在站房内安装- -个总等电位连接端子板，用不小于16mm2铜芯线作为接地干线与预留的楼层内主钢筋接地端子连接，监测站房的金属构件和电气设备的机柜.机壳，线缆金属屏蔽线槽及防静电接地、安全保护地、浪涌保护器(SPD)/PE线接地等就近与等电端子板连接,连接铜芯线不小于6mm2。

3.3 防浪涌保护

监测电子设备精密,其工作电压较底,耐过压能力差,一旦受到浪涌过电压袭击时,遭受损坏的可能性很大。有效避免浪涌过电压入侵方法就是安装多级防浪涌保护器(SPD),分级泄流,逐渐降低残压,确保电子设备安全。SPD按使用非线性元件分为开关型、限压型和组合型,常用的是限压型;按使用性质分为电源SPD和弱电信号线SPD。

3.4 电源系统三级防护

目前电力系统一般采用TN-S或TN-C-S供电方式，首先在建筑物总配电开关处设置I类试验的电源SPD,电压保护水平值应小于或等于2.5KA,冲.击电流值等于或大于12.5KA;其次在环保监测站房配电箱处设置II试验的电源SPD,通流不小于40KA,启动电压720-820V，响应时间25~50ns;最后在监测设备(USP) 和电气设备电源处设置第三级SPD,放电流量不小于20KA,启动电压560V,响应时间<25ns,考虑实用性可选用插座式SPD。

需要注重是在多处安装SPD时,限压型SPD之间的线路长度应该大于5m,当小于5m时会出现某级SPD不动作泄流盲点，在两级浪涌保护器之间需要加装退耦装置,确保各级SPD能量配合,形成有效分级泄流。安装电源SPD的主要目的就是把雷击过电压形成的强大残电流以最短的时间分级泄流人地，规范要求连接导线应采用铜芯线，前两级的连接导线截面积不于10mm2 ,接地PE线不小于16mm';末 端SPD连接导线不小于4mm2,接地PE线不小于6mm2,接地线敷设要平直,整齐。

3.5 数据信号 系统二级防护

对数据信号系统的防护较容易被忽视，往往是当系统受到距大破坏、资料损失惨重时才想到应该预先防范。信息系统传输线路,安装SPD的数量,根据电子系统的重要性和使用性而定。由于存在损耗，安装信号SPD有可能导致传输速率下降,误码率增.加,可能会造成信号中断,所以信号SPD安装并不是越多约好。

环保监测设备先进，是精密性很高的系统,必须适配多级防护。安装浪涌保护器的性能,包含工作频率、传输速率和传输接口(介质)等应符合传输线路的性质要求。当前使用的环保设备大多是通过RJ11和RS485串行接口传送至数据信息中心，主要措施是在采集器传输线路和环保设备与数据中心线路两端分别安装信号SPD,标准通流量不小于10KA,8/20μS波形,传输速率为10Mbps,插人损耗小于0.5dB , PE接地线不小于1.5mm2, 且就近接地。