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校園智能氣象站必須安裝防雷系統(tǒng),且接地系統(tǒng)需按“均壓等電位、聯(lián)合接地網(wǎng)"原則設(shè)計(jì),確保公頻接地電阻≤4Ω,并采用閉合環(huán)形地網(wǎng)、防腐處理焊接點(diǎn)等關(guān)鍵措施保障安全。
一、校園氣象站必須防雷的核心原因
雷擊風(fēng)險(xiǎn)高
氣象站通常部署在空曠區(qū)域(如操場(chǎng)、屋頂),且配備風(fēng)速傳感器、太陽能板等突出設(shè)備,易成為雷電直擊目標(biāo)。例如,某校氣象站曾因未安裝防雷裝置,導(dǎo)致傳感器在雷雨天被擊毀,數(shù)據(jù)中斷超12小時(shí)。
感應(yīng)雷危害大
雷電電磁脈沖可通過電纜侵入設(shè)備,損壞數(shù)據(jù)采集器、通信模塊等精密電子元件。某中學(xué)氣象站因未做屏蔽接地,雷擊后通信模塊報(bào)廢,維修成本達(dá)2萬元。
教學(xué)連續(xù)性要求
氣象數(shù)據(jù)是地理、物理等課程的重要實(shí)踐素材,雷擊導(dǎo)致的數(shù)據(jù)中斷會(huì)直接影響教學(xué)進(jìn)度。某校氣象站通過防雷改造后,數(shù)據(jù)可用率從78%提升至99.5%。
二、安全接地系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)原則
聯(lián)合接地網(wǎng)構(gòu)建
等電位連接:將值班室內(nèi)的計(jì)算機(jī)、采集器、配電柜等設(shè)備,通過星形或網(wǎng)形連接至等電位端子箱,消除電位差。例如,某校采用S型等電位連接,設(shè)備間絕緣強(qiáng)度達(dá)10kV,雷擊時(shí)無反擊現(xiàn)象。
共用接地系統(tǒng):工作地、保護(hù)地、防雷地通過獨(dú)立引下線接入同一接地體,但室內(nèi)接地引線需遠(yuǎn)離防雷引下線(間距≥5m),避免雷擊時(shí)高電位反擊。
地網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范
環(huán)形地網(wǎng):觀測(cè)場(chǎng)采用26m×26m閉合環(huán)形地網(wǎng)(觀測(cè)場(chǎng)為25m×25m),四角各設(shè)1根2.5m垂直接地體,四邊增設(shè)4-5根,間距為自身長度1.5-2倍。
防腐處理:水平與垂直接地體焊接點(diǎn)需涂瀝青防腐,埋深≥600mm,避免土壤腐蝕導(dǎo)致接地失效。
接地電阻控制:公頻接地電阻≤4Ω,若單環(huán)水平接地體不滿足要求,可增設(shè)輻射式延伸接地體(長度10-30m)。
設(shè)備接地細(xì)節(jié)
引下線選擇:優(yōu)先利用風(fēng)桿或風(fēng)塔作為避雷針引下線,若采用獨(dú)立引下線,需使用截面積≥50mm2的多股銅線,并絕緣處理(如通過35kV絕緣子)。
金屬部件接地:觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的金屬圍欄、百葉箱支架等需就近與地網(wǎng)連接,避免側(cè)擊雷危害。
三、防雷與接地系統(tǒng)的維護(hù)要點(diǎn)
定期檢測(cè):每季度測(cè)量接地電阻,確保≤4Ω;每年檢查等電位連接端子是否松動(dòng),焊接點(diǎn)是否腐蝕。
線纜防護(hù):所有進(jìn)入室內(nèi)的線纜需穿金屬管埋地引入,屏蔽層在入口處做等電位連接,防止感應(yīng)雷侵入。
電源保護(hù):在UPS前加裝一級(jí)電源避雷器,并可靠接地,避免市電引入的雷電波損壞設(shè)備。