在雷电密度高的地区为主要办公大楼所做的外部防雷系统外文翻译资料

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第四届电气工程和信息学国际会议（ICEEI 2013）

在雷电密度高的地区为主要办公大楼所做的外部防雷系统

Reynaldo Zoro*

摘要

在每一个有重要办公室，且其中都配备了大量的易受攻击的设备的行业中，这些设备必须受到保护，防止因自然原因和其他原因造成的任何损害风险。这种风险的可能性之一来自于我们称之为闪电的天气现象。在印度尼西亚西爪哇省的Subang地区，每年每平方公里雷击的次数非常高。电子设备的损坏和人类生命的死亡已经有过报导。该研究的目的是评估当地的闪电活动，并设计和安装保护系统以抵御雷击的危险。防雷系统(LPS)是为了防止直击雷造成的破坏、火灾和人类的死亡。这个地区的主要办公室有独特的结构。由于其独特的结构形式，需要对其的外部防护进行一些改造，在会被闪电击中的结构的位置上施加铁板。利用电气几何概念，分析主要办公大楼整个区域的防雷系统，以确定其在具有高频闪电活动区域为了在他们的活动中工人和车辆的移动的防雷系统。

关键词：高闪电密度；独特的建筑和外部防雷装置的修正

1. 引言

苏邦是位于印度尼西亚爪哇岛西部的一座城市。在这个城市的北侧，一个占地600公顷的工业建筑群被用来制造高爆炸材料。这个区域的闪电密度非常高，超过10雷击/平方千米/年。一个合适的防雷系统必须安装和维护在整个区域，特别是在炸药厂和下降的地区。主要的办公大楼和水塔有独特的结构形式，需要通过修改外部防雷系统来保护。此建筑的大部分都是和建筑群分离单独建造的，通过马路和人行道连接。为了保护这一主要办公区域内的人员和车辆，必须在马路沿线的路灯杆顶部安装避雷针，以给周围地区适当的保护。

2.雷电参数

热带地区的闪电参数如图1所示，由于其天气和地质条件，它与在亚热带国家测量的闪电参数有很大的不同。印度尼西亚位于热带，是一个海洋中国家，产生大量的海盐和水分。空气的上升气流是太阳对地表加热产生的，而上升气流也可以通过地形的山岳条件产生，地形有很多岛屿。在防雷系统中起重要作用的两个雷电流参数是雷电流峰值（i）千安培和雷电流的陡度（di/dt）千安培/微秒

冲击点的电压升高（千伏特）

在接地系统 Us=Itimes;R_imp （1）

在雷电保护系统中起重要作用的第二个参数是雷电流陡度，被记录在位于Mnt. Tangkuban Perahu的测量站，有50%的概率高达30 kA。在有电感的结构上的电压升高会使结构和接地系统的电压升高：

（2）

此处 结构或下导体的电感值，微亨利/米

闪电电流的陡度，千安培/微亨利

电压，千伏特

3.当地的雷电数据

该建筑位于具有高闪电密度的区域，由于其独特的结构形式，必须修改防雷系统以满足建筑形式的要求。

根据IEC 61305 /2006标准，当地的闪电数据需要有合适的雷电保护系统使用电气几何概念（EGM）来计算覆盖面积。地图上的分界线（图2）显示了该地区的闪电密度。它由办公室、炸药厂组成；下降区，存储区等。该设施必须受到防直击雷和间接雷击的保护，包括会议楼、生活区、房屋、道路等，这将是区域保护。

为了获得当地闪电数据，该区域的纬度和经度的位置已经由GPS测量；利用印尼闪电探测系统的数据，推导出如下表和图中所示的闪电密度、闪电图和闪击极性的详细数据。

4.雷击距离

为了有好的结构保护角度和防雷空气终端覆盖面积，必须确定雷电流的雷击距离。雷击距离是雷击点即向下先导尖端与地面物体向上的流线的连接点。距离是雷击点与地面上的物体之间的距离。雷击距离（）是雷电流峰值的函数。

（3）

或者使用来自标准IEC 61302/2006的公式：

（4）

对于外部保护，使用80%的闪电发生概率，即30 kA，计算出雷击距离。

通过使用(III-1)的公式，雷击距离（）就变成：

=

=102m

这段距离将被用于覆盖区域，应用电气几何概念来保护整个区域的结构，除了将使用80%概率的闪电峰值电流的爆炸区域。

5.主要办公大楼的位置

主要的办公大楼(图4)包括一个位于建筑群中央的大礼堂，周围有5个其他建筑，有半圆屋顶(图5)。

利用当地的闪电数据，将从电气几何概念导出的雷击距离应用于结构，并给出了保护设计吐下：

经过计算的保护措施表明，为了保护整个办公区域内的整栋建筑，必须在大礼堂的屋顶安装一个40米高的加长桅杆终端(图6-8)，由于结构的原因，这是不可能的。这根桅杆一定很重。根据图9-12所示，进行了新的计算，采用额外的避雷针和在大礼堂周围的半圆形建筑上的铁板以获得适当的外部防雷系统。

标准的滚动球法给出了合适的外部防雷系统，不仅能保护整个建筑，还能保护周围的人。在15米高避雷针安装在大礼堂，一个早期的流线发射终端被安装作为避雷针，以获得更有效的保护。为了使闪电电流流向嵌入在基础结构上的接地系统，安装了双重屏蔽的下行导体。它将提供低电感的下导体，对结构和下导体周围的人不产生侧击，它也可以配备有一个避雷器安装在一个面板底部的电缆。

这个外部避雷系统的一个重要的点是使用下导体电缆底部的避雷器。当闪电击中LPS时，这个计数器就会被计算出来。它表明，这个主要办公大楼的防雷系统工作正常。在这台电闪仪上，可以监控诸如PABX、电话系统、计算机系统、闭路电视等设备损坏的原因。本研究未报告的内部防雷系统必须安装，以保护建筑物内的脆弱设备，并尽量减少设备损坏。

6.结论

这个建筑群位于一个闪电密度非常高的区域。雷击的影响可能会破坏建筑物内的易受损害的设备，并可能导致人死于直接的雷击。适当的外部LPS对于保护主要办公室和周围的人非常重要。电气几何概念赋予了在这种非常特别的办公楼形式修改避雷针的安装以可能，以提供最优的防止直接雷击的保护。使用双屏蔽导体电缆，它连接了在15米高的塔的顶部的避雷针和礼堂的基础结构中的接地系统，会让雷电流在线缆内安全地流过，对周围区域不产生电感和侧闪。由于它的电感很低，这种电缆有很多优点；这样，降低了接地系统的电压高程，可以最大限度地减少建筑物内电子设备的损坏，避免了在该区域的跨步和接触电压的危险，并利用电缆底部的计数器记录闪电电流。这个计数器可以提供关于外部LPS的有效性和LPS维护目的的信息。

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