《新一代天气雷达防雷技术应用规范》简介

1、新一代天气雷达防雷技术应用规范简介2目录一、前言二、雷电灾害的形成及其特点三、雷电防护的基本原则和方法四、防雷装置五、建筑物防雷六、建筑物防雷设计规范GB50057-2000七、新一代天气雷达防雷技术规范的背景八、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程九、新一代天气雷达站系统的雷电防护十、 新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点十一、新一代天气雷达站防雷技术规范说明十二、新一代天气雷达站防雷技术规范结束言3一、前言(1)雷电是自然界一种常见的，特殊的声、光、电现象。雷电作为一种自然现象，不仅在于它给人的感官以声光电的特征感觉，更在于它给人类生活和社会活动带来巨大的影响，从而给人们留下极其深刻的

2、印象。4一、前言(2)雷电灾害是一种自然灾害。雷暴是一种天气现象，由雷暴引起的自然灾害称为雷电灾害。 雷电造成的自然灾害的范围和影响随着社会经济的发展而日益扩大，特别是雷电电磁脉冲对各行各业广泛使用的微电子设备的破坏，使其影响可能牵涉到社会经济生活的各个方面，影响到每一个人。5一、前言(3)富兰克林(1706-1790)时代，避雷针主要是保护建筑物，具体地说是防止建筑物(或构筑物)遭受到直接雷击。避雷针的双重作用：或者由于尖端放电而避免发生闪电；或者它把闪电导入地下。(这是富兰克林在大量的实验观察以后于1774年指出来的)。同时他还指出，从避雷针引下的导线要接触到潮湿的土壤，埋设得越深越好。6

3、一、前言(4)社会在前进，科学技术在不断发展，大量的电子设备，微电子技术、大规模集成电路器件的广泛应用，对雷电灾害的防护提出了新的、更高的要求。50-60年代以前，建筑物防雷主要是保护人身安全，以及建筑物本身避免雷击而损坏。进入70年代，特别是80年代、90年代以来，大量微电子设备的应用，使得雷电安全防护的工作显得异常重要。7二、雷电灾害的形成及其特点(1)1.雷电引起的灾害是自然灾害中最为严重的灾害之一。分析其原因在于：雷电发生的频率高，且年年重复，全球每年约数亿次雷暴发生。雷电灾害的严重性还表现在它具有巨大的破坏性，且目前人类无法控制或阻止雷电的发生。8二、雷电灾害的形成及其特点(2)2.

4、雷电的主要特点：雷电电压高; 闪电通道上端与大地之间的电位差，一般为1000万伏10000万伏 由于其电压高，其电击穿透能力就强，易造成雷击损坏设备或雷击伤人事故。9二、雷电灾害的形成及其特点(3)放电电流大；闪电电流一般要达到几十千安，甚至数百千安。 由于其放电电流大，且是在瞬间释放出大量的能量，因而雷击事故往往损伤大，产生很大的热量，引起火灾，造成更大的灾难。10二、雷电灾害的形成及其特点(4) 雷击、闪电突发性的概率事件，且电流变化快; 闪电的全过程在几十到几百毫秒。雷击的突发性使得灾害难以预测、防范。 电流频率成份复杂; 从低频段到高频频段，能量分散，主要集中在中频到数兆赫之间。 由于

5、其频率成分复杂，使得采用简单的、单一的方法来防护，难以奏效，尤其对于微电子设备来说，其高频段引起的电磁脉冲的防护，可以说是防不胜防。11二、雷电灾害的形成及其特点(5)3.雷电灾害的另一个特点是雷电是通过多种途径侵害地面物体的。直接雷击雷电的静电感应作用雷电放电的电磁脉冲作用雷电地电位反击以及通过各种导线入侵到建筑物内部伤害人员、设备，造成损失。12二、雷电灾害的形成及其特点(6)4.引起雷击破坏作用的主要原因强大的雷电高压放电电流-大电流源，直接损坏电气设备。强大的电流引起炽热的高温。闪电拉弧电火花引燃、引爆，发生火灾、爆炸。强大的雷电产生强烈的冲击波。电磁辐射、闪电光辐射及雷电隆鸣声响产生

6、巨大的冲击波。13二、雷电灾害的形成及其特点(7)5.电磁感应：雷击电磁感应大致分为静电感应和电磁脉冲感应两种。静电感应 如雷雨云集积了大量的静电电荷，成为自由电荷，在其下方物体上感应出大量的相反电荷，一旦云间放电，地面物体上的静电荷就失去束缚力,其电场将向四周辐射而引起高压产生闪烁。- 静电感应而产生的雷击称为感应雷击。电磁脉冲感应 即强大的闪电电流产生交变电场而形成的交变电磁场，其将在金属回路里产生感应电流，一旦回路不闭合,将产生极高的电压，以致产生电火花；大电流也能引起器件、设备损坏。14二、雷电灾害的形成及其特点(8)6.对雷击灾害发生的分析人在空旷、潮湿地带易遭雷击-直接雷击伤亡或跨

7、步电压引起伤亡。牲畜的跨步电压大，且电流流过心脏，易死亡。建筑物接闪装置-不合格 保护范围小，引下线接触不好，面积过小，弯曲太大、直角，接地不符合要求，电阻太大。设备，主要分析建筑物内的电子设备。 直接雷击-天线、电源线、各种信号线、金属管道引入； 感应雷击-雷电流感应 还有电磁脉冲、地电位反击等引起15二、雷电灾害的形成及其特点(9)社会的不断进步，科学技术的现代化建设，使得大量的高科技电子设备，各种计算机、通讯设施安装于各类建筑物内。就是一般的民用住宅也安装上了大量的现代化电器设备和通讯设施。即使道路、桥梁也有大量的电子设备，如在高速公路、各类大桥上。使得现代雷电灾害的防护涉及面更广，难度

8、更大。16二、雷电灾害的形成及其特点(10)气象部门现代化建设，大量应用微电子设备，尤其是大气探测设备，包括自动气象站、各种卫星接收设备、雷达都安装架设在野外、大楼顶部、高山上，遭受雷击损坏的机率就更大，必须引起我们的高度重视。我们有多处雷达站遭受雷击损坏的教训。 98年4月7日上海南汇进口的88D雷达遭雷击损失严重。17三、雷电防护的基本原则和方法(1)1.雷电防护的保护对象-人、设备、建筑物等，要三者兼顾。防雷方面的各种标准，包括国家标准、行业的标准等，目的都是为保护这三个对象制定的。2.雷电防护的基本原则是全方位的综述防护，层层设防，多级保护，综合治理。 防雷要作为一个系统工程考虑, 就

9、象防汛、防洪一样。3.防雷的基本原理-提供一条使雷电流对地泄放的合理的低阻抗通道，而不是让其随机性地选择放电通道。4.防雷的基本方法-躲避、接闪、等电位连接、接地、分流、屏蔽(即综合防雷方法)。18三、雷电防护的基本原则和方法(2)防雷-防洪 防洪的主要措施是疏导，使洪水尽快地泄放流入大海，把大量的洪水通过大江大河送入大海。 在这一基本思想下，采取疏通河道，使洪水流通快，直奔大海；以堵截的方式来保护城市、厂矿和重要设施。搬迁、疏散居民是采取躲避的方法 , 避免洪水冲淹造成伤亡、损失的重要手段。 大海好比防雷工程中的大地，把雷电能量迅速引入到大地。通过接闪器、引下线、地网等，给雷电流创造一个合理

10、的通道，泄入大地，尤如水通过大江大河引入大海一样。19三、雷电防护的基本原则和方法(3)防雷避雷通道接地网(大地)避雷器屏蔽等电位关电源、选址躲避防洪大江大河大海修堤坝、分流修堤、筑坝船只疏散20四、防雷装置防雷装置主要指接闪器(避雷针、带、网等)、引下线、屏蔽网、接地装置、及各种电诵保护器(即避雷器)。1.接闪器：主要用于先导放电，把雷电流引入一个合理的规定的通道, 泄入大地。 2.引下线：雷电流入地通道。3.接地装置：接地体、地网，起到迅速向大地四周泄放雷电能量，要求接地电阻尽量小。4.屏蔽网：起到屏蔽、隔离电磁脉冲的作用。5.电涌保护器：起到短路或旁路、阻断雷电流的作用。21建筑物防雷(

11、1)1.分类：根据建筑物是否是易燃易爆场所和其重要程度划分为、类防雷建筑物。2.分区：根据建筑物内、外受雷击危害程度(实际是计算电磁屏蔽的能力)而划分为0、1、2、3区等。0区，一般指接闪器保护范围之外的空间区域。1区，建筑物之外而在接闪器的保护范围之内的区域。2区，建筑物内部一般称为2区。3区，在建筑物内另有金属屏蔽保护的区域。22建筑物防雷(2)防直接雷击：一般采用架设接闪器的方法，使要保护的建筑物及其附着装置均处于接闪器的保护范围之内。防雷电感应：等电位连接、可靠接地。防止雷电波侵入的措施：入户金属管线在进出建筑物时可靠接地；各种线缆在入户处加装相应的过电压保护器。屏蔽措施：屏蔽的目的是

12、限制某一区域内部的电磁能量向外传播或者降低外部电磁辐射能量向被保护的空间传播。23国标GB50057-94简介建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 第一章 总则第二章 建筑物的防雷分类第三章 建筑物的防雷措施第四章 防雷装置第五章 接闪器的选择和布置笫六章 防雷击电磁脉冲附录 24国标GB50057-94简介 建筑物防雷设计规范第一章 总则 总则中规定了本规范的适用范围，主要用于新建建筑物的防雷设计。而对户处装置的防雷设计不适用。 同时强调防雷设计要因地制宜、调查有关的地理、地质、土壤及气象环境等条件，另外要了解当地雷电活动规律和被保护的物体的特点等。25国标GB50057-94简介 建筑物防

13、雷设计规范第二章建筑物的防雷分类一般按建筑物的重要性，发生雷电事故的可能和后果严重程度来划分：第一类防雷建筑物 易燃易爆场所第二类防雷建筑物 国家级重点文物保护的建筑物，重要的大会堂、计算机中心、通信枢纽、重要设施安装的场所及人员密集的公共建筑物等。第三类防雷建筑物 一般性民用建筑物26国标GB50057-94简介 建筑物防雷设计规范 第三章建筑物的防雷措施按一、二、三类防雷建筑物采取不同的防雷措施，第一类要求最严格的措施，二类次之。 主要防雷措施：防直接雷措施主要采用安装接闪器。防雷电感应措施可采用屏蔽、接地、安装电涌保护器等方法。防雷电波入浸措施在金属管线入户处可靠接地、安装电涌保护器。接

14、地把雷电流引入大地，要求引下线截面足够大，引下线尽可能直，接地电阻要小。建筑物装设均压环。环间垂直距离不应大于12-18米，所有引下线、金属构件、设备都应接到均压环上。27国标GB50057-94简介 建筑物防雷设计规范第四章 防雷装置接闪器即避雷针等,避雷针一般长1-2m，圆钢12-16mm，钢管20-25mm。引下线要求截面积大于48平方毫米，圆钢应大于8mm，扁钢厚度应大于4mm。接地装置埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢，埋于土壤中的水平接地体宜采用扁钢或圆钢，一般用扁钢。各种电涌保护器有电源、天馈、信号等多种用途的电涌保护器。(GB50057-94中没有及涉这一装置)。

15、28国标GB50057-94简介 建筑物防雷设计规范第五章接闪器的选择和布置本章规定了计算避雷针保护范围的滚球法，及滚球半径，一类防雷建筑物时，半径为30米，二类为45米，三类为60米。保护范围的计算方法(避雷针高度为h米，滚球半径为hr米)：1、距地面hr处作一平行于地面的平行线，以针尖为园心hr为半径作弧交平行线于、两点。2、以A、B为园心为半径作弧与地面相切，得到保护范围。3、避雷针在hx高度的保护半径Rx和地面上的保护半径R0为：29国标GB50057-94简介 建筑物防雷设计规范第六章 防雷击电磁脉冲本章主要对雷击引起的电磁脉冲防护问题提出了规范要求。除对防雷击电磁脉冲作了一般规定外

16、，对雷电防护区的划分作了规定，并就雷击电磁脉冲防护的主要措施，包括屏蔽、接地和等电位连接的要作了详细的规定。30国标GB50057-94简介rxh(2hr-h) -hx(2hr-hx)roh(2hr-h) 31五、新一代天气雷达防雷技术规范的背景(1)中国气象局根据国家经济发展和现代化建设的需求，以及气象事业发展规划和当今大气探测技术的发展，规划在下一轮现代化建设中，采用世界上已业务化的、最先进的多普勒数字化天气雷达技术，布点建设100多个新一代天气雷达站，组建我国新的天气雷达站网，形成一个布局合理的对灾害性天气实时监测的系统。总投资几十亿元人民币。32五、新一代天气雷达防雷技术规范的背景(2

17、)多年来，我国很多雷达站遭受到雷电灾害的袭击，严重影响了各项业务的正常运行。民用雷达常常遭受雷击，部队军用雷达同样遭受雷击，雷击事故不断。天气雷达遭到雷击，民航机场各种雷达也是雷灾频繁。尤其气象部门，许多雷达站建在山头上或大楼、高塔上，加大了遭受雷击的机率。33五、新一代天气雷达防雷技术规范的背景(3)据美国气象部门的统计表明，该国布点建设的150多部多普勒天气雷达其雷达故障中有百分之三十是由雷击事故引起的。1998年4月7日安装在上海市南汇的从美国引进的多普勒天气雷达WSR-88D遭雷击损坏严重。34六、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程(1)1、问题的提出、立项：1999年初由监测网

18、络司主持召开有关雷达建设问题时，提出了“新一代天气雷达”的防雷问题，引起了有关方面的高度重视。监测网络司技术保障处经过调研，编写了“编制新一代天气雷达防雷技术规范的项目可行性研究报告，并很快通过了专家的论证。由中国气象局领导批准正式立项，并由中国气象局重点工程项目给予经费支持。35六、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程(2)2、标准编写过程：首先组织项目组，也就是新一代天气雷达防雷技术规范标准编写起草小组。他们分别是： 刘寿先、关象石 、潘正林、陈善敏、杨少杰、曹和生、匡本贺、丁海芳、邓勇、徐迁歧等十位同志组成，潘正林担任组长。标准编写起草小组除进行广泛调研、收集整理有关资料、规范外，前

19、后到达山东、天津、上海、福建、安徽、湖北、江西等省市，实地调查考察了滨洲雷达站、天津雷达站、上海南汇雷达站，龙岩、建阳雷达站，合肥雷达站，宜昌雷达站，南昌雷达站等雷达站的防雷工程设计和防雷工程建设，并与各地防雷工程设计、施工的工程技术人员座谈讨论。36六、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程(3)编写小组在调研讨论基础上起草并反复推敲，修改，且广泛征求行业各部门和各方面专家意见(包括著名防雷专家林维勇、王厚余、清华大学张维钹教授等)。37六、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程(4)中国气象局监测网络司2000年7月22-24日主持召开行业标准审定会。国家质量技术监督局标准化司有关职能

20、处室的领导到会进行了指导(崔凤喜高级工程师和廖晓谦处长到位指导并作了重要讲话)。38六、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程(5)审定会组成了由吴贤纬正研级高工为组长的专家评审组。专家组成员有正研级高工：葛润生(气科院雷达专家)、林维勇(国标“建筑物防雷设计规范”主要起草人)、王厚余(航空工业设计院防雷专家)；教授张纬钹(清华大学电机系教授)，高工：欧清礼(中国石化防雷专家)、张力欣(总装备部防雷专家),及总参气象局、民航气象处的专家代表和气象部门的专家代表。39六、新一代天气雷达防雷技术规范编写、出台过程(6)“标准”编制小组根据专家意见对审定稿进行了认真的修改、整理形成报批稿。中国气象

21、局几位局领导亲自审阅、修改。于2000年11月20日由中国气象局正式批准发布:中华人民共和国气象行业标准新一代天气雷达站防雷技术规范，行业标准编号为：QX2-2000。2000年12月20日由国家质量技术监督局批准备案，备案号为：7802-2000401.新一代天气雷达站系统防雷特点、要求2.新一代天气雷达站系统雷电防护的一般原则措施3.防直接雷措施4.雷达资料传输系统的防雷保护5.电源系统的防雷保护6.内部线缆的防雷保护7.接地、等电位连接及引下线8.防雷对新一代天气雷达站选址的要求七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(1)41七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(2)1.新一代天气雷达站系统防

22、雷特点、要求雷达架设地点，天线架设高度。雷达造价高，一旦遭雷击损失严重。雷达设备技术复杂，损坏后修复困难。雷达需连续运行，尤其到汛期、雷雨季节不能中断业务运行。 因此，新一代天气雷达站系统的防雷要求高，难度大。42七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(3)2.新一代天气雷达站系统雷电防护原则和要求 综合防雷、层层设防从选址、设计、施工到竣工验收都要严格要求、分步把关。强调按照国家标准规范(包括气象行业标准)进行设计施工。主要技术措施：架设独立避雷针、建筑物主钢筋作为避雷引下线、公共接地、等电位连接、屏蔽、安装电涌保护器等。43七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(4)3.防直接雷措施安装二到四支独

23、立于天线罩的避雷针。对于高度超过45米的塔楼还要考虑防止侧击(或称绕击)。利用建筑物主钢筋作为避雷引下线。钢筋构架和混凝土的钢筋应相互连接，即电气连接。应将在45米及以上外墙上的金属构件、门窗、栏杆等作等电位连接并与避雷装置引下线连接。竖直敷设的金属管道及金属构件应在其顶端、底部与避雷装置引下线连接。44七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(5)4.雷达资料传输系统的防雷保护即天馈系统、传输线路的防雷对于雷达架设在高山的，资料传输大都采取无线传输、有的可能采用光缆传输，都有一个雷电防护问题，尤其采用无线传输系统，其天馈系统的防雷保护。45七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(6)5.电源系统的雷电

24、防护包括架设有高压线路的供电系统，随机配套的油机发电机组等配电系统。低压系统一般要求三级防护。高压架空输电线路应加装架空避雷线。46七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(7)6.内部线缆的雷电防护(屏蔽,过电压保护)尤其是从天线底座到机房有很多走线，包括波导等，各种信号线、电缆，要做好屏蔽、接地。强调天线底座引出的各种线缆在进入竖井入口的屏蔽，包括顶盖的屏蔽接地。47七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(8)7.接地与引下线采用建筑物基础钢筋网作为公用接地系统，而将建筑物主钢筋作为避雷引下线。要求可靠的电气连接，即作必要的焊接。等电位连接就是要在必要的地方做均压环并可靠接地，把在同一层面的电气设备

25、置于相同的电位系统上。48七、新一代天气雷达站系统的雷电防护(9)8.防雷对新一代天气雷达站选址的要求 在雷达站选址时要兼顾考虑所选站址应尽可能避开雷电多发区或某些易遭雷击的特殊地点。易遭受雷击的地理位置特征：土壤电阻率小，导电特性好(潮湿地带)。地下有金属矿床或金属管线较密集的地方。车辆、铁道、输电线路较密集的地区，尤其线路转弯处。土壤电阻率突变处(如山坡与水田、岩石与土壤等交界处)。靠山临水、森林边缘等。另外要特别注意场地环境的变化带来的影响(如天津)。49八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(1)1.雷达站系统介绍；2.我国雷达架设与美国雷达架设的简单比较；3. 新一代天气雷达站防雷

26、技术规范技术要点介绍50建筑物 天线（罩）馈线、波导雷达机房通信、资料传输 有线、无线、光缆资料处理（计算机房）电源（供电包括油机房）接地51八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(2)我国CHINAD-98D与美国NEXT-88D雷达安装上的区别。 中国 美国安装地点不同 城市高楼顶层或高山 宽广的田野安装高度不同 一般超过45米 30米左右架设方式不同 天线 建筑物 上 铁塔上 机柜 建筑物内 方仓内52八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(3)53八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(4)新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点1.架设独立于天线罩的避雷针。 目的是为了一旦遭到直接

27、雷击后，使到达天线及相关部件的由雷电流引起的电磁波辐射能量相对地小(电磁波辐射能量与所在位置到辐射源的距离有关)。 建议避雷针与天线罩外沿最小水平距离为3米。为降低避雷针高度，可采取安装多支避雷针并架设避雷线的方法。为保证可靠的机械强度，且不影响雷达电波的传输特性，建议采用玻璃钢材料作立柱。54八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(5)2. 利用建筑物结构主钢筋作为接地引下线。 利用建筑物主钢筋作为接地引下线意思是防雷、设备、电气等不再做单独的接地引下线，即共线的原则。 这里要求作可靠的电气连接，包括每根主钢筋从上到下、每根主钢筋立柱的每根主钢筋之间以及每个主钢筋立柱之间的可靠电气连接。

28、目的是为了加大雷电流泄放通道导体截面积,分散雷电流，使每个钢筋柱子上通过的泄放电流均匀分布，达到较小的值，从而使得由此而产生的电磁脉冲能量较小。55八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(6)3 利用建筑物结构基础钢筋作为防雷接地体。 这种设计思路基于现代建筑物(包括新一代天气雷达站所在构筑物)都是采用钢筋混凝土的建筑结构。有利于现代城市的建筑物的设计施工，并可以大大降低工程费用，对于高山台站更具有实用意义。在利用基础钢筋作为接地体，而接地电阻达不到要求时，可采用外延法来降低接地阻值。56八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(7)4.共地的原则即采用一个公共地网的原则。 在以往的电气地网

29、设计中，往往将保护性接地(如防雷地、电源保护地、及防静电地等)与功能性接地(如逻辑地、电源地等)分设。通常会看到有防雷接地系统，有一个地网；电源系统也要有一个接地系统，一个地网；通信、计算机系统另要有一套接地系统、一个地网。而且要求各个地网相互独立且保持一定间距，更有甚者，一些设备尤其是进口的计算机、程控交换机设备要求自己有一个独立的且接地电阻值很小(往往大大超过了其本国有关标准的要求)的地网。这在现代城市建筑物林立的情况下，是很难做到的。尤其在已有的建筑物内架设安装这种设备，就很难实现独立地网的要求。57八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(8) 从现代的电气连接、接地理论分析，这种设计

30、也是不科学的，独立的地网必然要求采用单独的接地引下线，这种情况在雷电电流脉冲陡度下，阻抗会很大。大量的工程实践证明采用公共接地系统是行之有效的技术措施。58八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(9)25平方毫米铜导体在自由大气中的电阻和电抗 长度 (m)L(H)f1MHzf 1MHz时 f 10MHz时 f 100MHz时 R ()LXL () R ()LXL() R ()LXL() 3 40.05 25 0.15 250 0.5 2.5k 6 90.1 57 0.3 570 1.0 5.7k 12 200.2 126 0.6 1.26k 2.0 12.6k 18 310.3 195 0.

31、9 1.95k 3.0 19.5k 30 550.3 346 1.5 3.46k 5.0 34.6k59八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(10)5.等电位连接的原理 等电位连接实际上就是把同一层面上，或者是同一入口处的所有金属管线、金属部件作可靠的电气连接，包括在不同的雷电保护区(LPZ)的交界处作可靠的电气连接，使他们始终处于等电位状态。由于是等电位，也就不可能产生电流，达到了安全的目的。60八、新一代天气雷达站防雷技术规范技术要点(11) 6.预留接地端子的设计思路、施工方法。 预留接地端子(包括在每一需要安装设备且有要求进行接地的层面),主要是为了施工方便，避免返工、也可以使工程

32、施工更合理、提高效益。61九、新一代天气雷达站防雷技术规范说明(1) 新一代天气雷达站防雷技术规范共有13条，除按标准格式规定的内容(如范围、引用标准、术语)外，其他正文内容按建筑物外部防雷，天线、机房、传输系统、电源、接地的顺序，即由上而下的顺序进行编写。其特点是比较直观，便于阅读、理解，也有利于设计、检查人员进行核对。62九、 新一代天气雷达站防雷技术规范说明(2) 执行规范，工程设计、施工要求要求新一代天气雷达站防雷要严格按照有关国标规范以及这次中国气象局批准发布的中华人民共和国气象行业标准QX2-2000执行，以此作为设计、施工的规范依据。依据防雷技术规范提出雷达站的具体防雷设计方案。

33、如果需要的话，可以请一些专家进行论证或连同土建方案一起报批。要根据防雷技术规范具体的设计方案对土建设计、施工提出具体要求，特别注意要求电气连接这一点。63九、新一代天气雷达站防雷技术规范说明(3)防雷工程施工也要同土建一样，要实行现场监理制度。对隐蔽工程要特别注意，必要时要拍照、录像，以备查。工程完工后，要严格执行竣工验收制度。要保存好设计、施工的设计图纸、技术资料文件，注意存档。对防雷工程、设施要定期检查、维护。64十、新一代天气雷达站防雷技术规范备案号：78022000 QX中华人民共和国气象行业标准 QX 22000新一代天气雷达站防雷技术规范Technical Specificatio

34、ns for Lightning Protectionat China New Generation Weather Radar Station 2000-11-20发布 2001-01-01实施中国气象局发 布65十、新一代天气雷达站防雷技术规范QX 2 2000目 次前言 1范围 12引用标准 13定义 14防护原则 25雷电防护区及防护等级的划分 36雷达站建筑结构防雷设计、施工要求 57雷达天线的防护 58电缆与波导管的防护 69雷达机房的防护 610传输系统的防护 611供电系统的防护 612等电位连接与接地 813其它附属装置的防护 9附录A（标准的附录）综合布线系统与其他干扰源的

35、间距 10附录B（标准的附录）电涌保护器（SPD）的选择和安装 11附录C（标准的附录）本规范用词说明 1666十、新一代天气雷达站防雷技术规范1 范围1.1本标准适用于新一代天气雷达站的防雷设计、施工；原有天气雷达站防雷改造工程的设计、施工及其他雷达站的防雷设计、施工可参照执行。1.2新一代天气雷达站的防雷设计和施工除应执行本标准的规定外，尚应符合现行国家有关标准的规定，特别是为雷达站提供电源的高压输电线路、变压器等的防雷尚应符合现行电力行业标准的规定。67十、新一代天气雷达站防雷技术规范2 引用标准GB500541995低压配电设计规范GB500571994建筑物防雷设计规范GB50174

36、1993电子计算机机房设计规范GB/T503112000建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范IEC610241：1990建筑物防雷第1部分 通则 IEC613121：1995雷电电磁脉冲的防护 第1部分 通则IEC/TS613122：1999雷电电磁脉冲的防护 第2部分 建筑物的屏蔽， 内部等电位连接和接地 68十、新一代天气雷达站防雷技术规范3 定义本标准采用下列定义:3.1直击雷Direct lightning flash 雷电直接击在建筑物、大地、防雷装置或其它物体上，产生电效应、热效应和机械力。3.2雷电感应Lightning induction 雷击放电时，在附近导体上产生的静电感应

37、和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。3.3静电感应Electrostatic induction 由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在这些导体上的感应电荷得到释放，如不就近泄入地中就会产生很高的电位。69十、新一代天气雷达站防雷技术规范3.4电磁感应Electromagnetic induction由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。3.5雷电波侵入Lightning Surge on incoming Services 由于雷击对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵

38、入屋内，危及人身安全或损坏设备。3.6防雷装置Lightning protection system, LPS 由接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其它连接导体组成的防雷设施的总合。3.7外部防雷装置External lightning protection system 由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用以防护直接雷击的防雷设施。70十、新一代天气雷达站防雷技术规范3.8内部防雷装置Internal lightning protection system 除外部防雷装置外，所有其它附加设施均为内部防雷装置，主要用来减小和防护雷电流在需防护空间内所产生的电磁效应。3.9雷电防护区Lig

39、htning protection zone，LPZ 根据被保护设备所在位置、所能耐受的电磁场强度及要求相应采取的防护措施而划分的防护区域。3.10雷击电磁脉冲Lightning electromagnetic impulse，LEMP 作为干扰源的直接雷击和附近雷击所引起的电磁效应。绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷电过电压或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。71十、新一代天气雷达站防雷技术规范3.11电磁兼容性Electromagnetic compatibility，EMC 设备或系统具有在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

40、3.12电涌保护器Surge protective device，SPD 具有非线性特点的，用以限制瞬态过电压和引导泄放电涌电流的一种防护器具。3.13电磁屏蔽Electromagnetic shielding 用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。3.14等电位连接equipotential bonding 将分开的设备各导电部分用等电位连接带、等电位连接导体或SPD连接起来以减少设备之间或设备与其它金属体之间的电位差。这些等电位连接导体可组成等电位连接网络。72十、新一代天气雷达站防雷技术规范3.15共用接地系统Common earthing system 将防雷装置（LPS），建

41、筑物主要金属构件、低压配电保护线（PE线）、设备保护接地、屏蔽体接地、防静电接地和信息设备逻辑地等相互连接到一个或多个导通的接地装置的金属装置。3.16新一代天气雷达站 New Generation Weather Radar Station 性能指标满足中国气象局的S波段或C波段的全相干脉冲多普勒天气雷达站。73十、新一代天气雷达站防雷技术规范4 防护原则4.1雷达站建（构）筑物的外部防雷设计应按GB50057-1994第二类防雷建筑物的要求进行设计。4.2雷达站的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措施进行综合防护。4.3防雷装置应符合国务院气象主管

42、机构规定的使用要求。74十、新一代天气雷达站防雷技术规范5 雷电防护区及防护等级的划分5.1雷电防护区划分的原则 按电磁兼容的原理把雷达站所在建筑物或构筑物按需要保护的空间由外到内分为不同的雷电防护区（LPZ），以确定各LPZ空间的雷击电磁脉冲的强度及应采取相应的防护措施。75十、新一代天气雷达站防雷技术规范5.2雷电防护区可分为：直击雷非防护区（LPZOA）：本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直接雷击；本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属完全暴露的不设防区。直击雷防护区（LPZOB）：本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应不可能遭到大于保护范围所选滚球

43、半径相对应的雷电流的直接雷击；但本区内电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露的直击雷防护区。第一屏蔽防护区（LPZ1）：本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，流经各类导体的雷电流已经分流，比LPZ0B 区进一步减小；且由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减。第二、三、屏蔽防护区（LPZ2、LPZ3、）：为进一步减小所导引的雷电流及电磁场强度而引入的后续防护区，一般指建筑物内专设的屏蔽室或设备屏蔽外壳等。 76十、新一代天气雷达站防雷技术规范5.3 将一雷达站的建（构）筑物划分几个雷电防护区的示意图见图1。77十、新一代天气雷达站防雷技术规范78十、新一代天气雷达站防雷技术规范

44、5.4 雷达站防雷等级的划分见表1：79十、新一代天气雷达站防雷技术规范6 雷达站建筑结构防雷设计、施工要求6.1 在进行新一代天气雷达站防雷设计时，应认真调查当地的地理、地质、气象、环境等条件和雷电活动规律并根据雷达站的特点等因素，进行全面规划，综合防治。62 雷达站的防雷设计、施工应与雷达站基建设计、施工同步进行。80十、新一代天气雷达站防雷技术规范6.3 应充分利用雷达站建筑物内金属构件的多重连接实现等电位连接。凡已明确需要做等电位连接的部位，都应预先设计等电位连接带并施工，还应从建筑物结构主钢筋上引出等电位连接预留件备用。该预留件宜从建筑物中心部位结构主钢筋引出，连接导体的最小截面不应

45、小于表2的要求。81十、新一代天气雷达站防雷技术规范表2 连接等电位连接带或将其连接到接地装置的导体最小截面 mm材料总等电位连接处(LPZ0与LPZ1交界处)局部等电位连接处(LPZ1与LPZ2交界处及以下交界处注：等电位连接带使用铜或钢板的最小截面不小于50mm铜材钢材165061682十、新一代天气雷达站防雷技术规范6.4 雷达站主机房的门和窗处，应在门、窗安装之前从建筑物结构引出等电位预留件备用。使用金属材料在门、窗处进行屏蔽时可与此预留件电气连接。连接导体的最小截面不应小于表2的要求。6.5 在雷达站建筑物设计施工时，宜提供在雷达天线罩外安装不少于二支间距相等的独立避雷针的条件，避雷

46、针与雷达天线罩的水平距离不宜小于3m。83十、新一代天气雷达站防雷技术规范7 雷达天线的防护7.1 在安装雷达天线基座的平台上，应安装不少于二支的避雷针或避雷线接闪。避雷针高度用滚球法计算确定，以使雷达天线和平台处于LPZ0B区内。每支避雷针必须与建筑物外墙结构柱子主钢筋电气连接，连接导体应使用4mm40mm镀锌扁钢或12镀锌园钢。当雷达天线基座的平台高度较低时，可在地面架设独立避雷针或架空避雷线接闪。位于高山的雷达站宜根据环境情况设置水平状接闪器防止自下而上的雷击。84十、新一代天气雷达站防雷技术规范7.2 引下线宜利用雷达站建筑物外墙结构柱主钢筋。在雷达天线平台的女儿墙上应留出四组以上长于

47、150mm的钢筋头，将平台环型水平避雷带或金属栏杆与之电气连接。避雷针、架空避雷线的金属支撑杆和平台上所有金属组件含雷达天线基础内的金属构件均应与避雷带电气连接。85十、新一代天气雷达站防雷技术规范7.3 为减少避雷针或架空避雷线金属支撑杆对雷达工作的影响，避雷针杆或架空避雷线金属支撑杆应在雷达天线仰角零度下边缘以上使用一段高强度玻璃钢管替代金属杆，其内使用截面积不小于50mm2多股铜线实现接闪器与金属支撑杆的电气连接。接闪器的避雷针长度不应大于1m，使用园钢的直径不应小于16mm，使用钢管的直径不应小于25mm。86十、新一代天气雷达站防雷技术规范8 电缆与波导管的防护8.1 雷达天线接到机

48、房的所有电缆宜敷设在金属屏蔽槽（管）内，金属屏蔽槽（管）和波导管在穿经每一楼层时应与该层等电位连接带电气连接。金属屏蔽槽（管）首尾应电气贯通。8.2 雷达天线至机房的电缆线入口处应用金属罩屏蔽并接地。87十、新一代天气雷达站防雷技术规范9 雷达机房的防护9.1 为防雷击电磁脉冲干扰，所有线缆均应敷设在金属屏蔽槽（管）内，并进行多次等电位连接后进入机房。在建筑物设计、施工时应预留穿管用的孔洞。9.2 雷达机房和控制室的外墙的钢筋宜适当加密，钢筋网孔不宜大于200mm200mm。雷达机房和控制室应使用金属板门，窗上应加设网孔不大于200mm200mm的金属网。金属门和网与建筑物内的主钢筋应做可靠电

49、气连接。88十、新一代天气雷达站防雷技术规范9.3 雷达机房和控制室内的设备距外墙及梁柱的距离一般不应小于1000mm，条件不允许时应对设备采取电磁屏蔽措施。9.4 机房的综合布线系统与其他干扰源的间距，见附录A。89十、新一代天气雷达站防雷技术规范10 传输系统的防护10.1 雷达数据传输线路采用有线工作方式时，其线缆宜采用屏蔽电缆或穿金属管埋地引入。在线缆与MODEM之间应安装SPD。10.2 传输设备的天馈线应在LPZ0区与LPZ1区交界处穿金属管屏蔽接地引入。在天馈线的发射设备端和接收设备端上应安装天馈SPD。10.3 进入主机房的 线宜穿金属管屏蔽埋地引入，并应在接线盒前端的 组线箱

50、内安装 线SPD。90十、新一代天气雷达站防雷技术规范10.4 雷达数据经由同轴电缆或双绞线上网时，应在同轴电缆或双绞线上安装SPD。双绞线宜穿管屏蔽等电位连接后引入，同轴电缆的金属屏蔽层应做等电位连接。10.5 使用含有金属部件的光缆传输时，应在光缆的终端将金属部件直接或通过开关型SPD接到等电位连接带上。91十、新一代天气雷达站防雷技术规范10.6 数据传输线路上安装SPD，其接口、传输速率、特性阻抗、驻波比、插入损耗、频带宽度等性能指标均应满足传输性能的要求。92十、新一代天气雷达站防雷技术规范11 供电系统的防护11.1 雷达站低压供电应选用TN-S或TN-C-S接地系统。11.2 根

51、据雷达站供电的特殊要求，高山雷达站采用架空高压线供电时，变压器高压侧应安装高压避雷器，变压器前三基杆塔上宜架设避雷线。如条件许可，宜在高压线进入变压器前端50m将架空线改埋地电缆引入。雷达站采用低压供电时全线宜采用穿金属管埋地或屏蔽电缆埋地引入。93十、新一代天气雷达站防雷技术规范11.3 在低压配电线路中，当变电所与雷达站合一时，必须采用TNS系统，当分设两处时，宜采用TNCS系统。在不同的供电系统中SPD安装的数量和类型不同，SPD的选择和安装方法见附录B。94十、新一代天气雷达站防雷技术规范11.4 一等雷电防护雷达站宜安装3或4级SPD进行多重保护，其中：SPD1：安装在电源总配电柜上

52、，宜在每条相线和中性线上选用I级分类试验用冲击电流Iimp通过幅值电流不小于40kA的SPD（10/350s）；SPD2：安装在雷达站建筑物配电盘上，宜选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于40kA的SPD（8/20s）；SPD3：分别安装在雷达主机房和控制室的分配电盘上，宜选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于10kA的SPD（8/20s）；在计算机设备前端可采用响应时间更快的SPD4进行精细保护。95十、新一代天气雷达站防雷技术规范11.5 二等雷电防护雷达站宜安装3级SPD进行多重保护，其中：SPD1：安装在电源总配电柜上，宜在每条相线和中性线上选用I级分类试验用

53、冲击电流Iimp通过幅值电流不小于20kA的SPD（10/350s）；SPD2：安装在雷达站建筑物配电盘上，宜选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于20kA的SPD（8/20s）；SPD3：分别安装在雷达主机房和控制室的分配电盘上，宜选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于10kA的SPD（8/20s）。96十、新一代天气雷达站防雷技术规范11.6三等雷电防护雷达站宜安装3级SPD进行多重保护。其中：SPD1：安装在电源总配电柜上，宜在每条相线和中性线上选用I级分类试验用冲击电流Iimp通过幅值电流不小于10kA的SPD（10/350s）；SPD2：安装在雷达站建筑物配电

54、盘上，宜选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于20kA的SPD（8/20s）；SPD3：分别安装在雷达主机房和控制室的分配电盘上，宜选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于10kA的SPD（8/20s）。97十、新一代天气雷达站防雷技术规范11.7雷达天线伺服控制电缆的两端均应加装标称放电电流不小于5kA，响应时间不大于10ns的SPD。在雷达传输系统和雷达资料处理系统的供电线路前端应加装SPD进行保护，如该系统与主机房和控制室使用同一分配电盘供电，可不重复加装SPD。11.8 SPD1的响应时间不应大于100ns，残压不应大于4kV；SPD2的响应时间不应大于50ns，

55、残压不应大于1.5kV；SPD3的响应时间不应大于25ns，其残压不应大于设备额定电压的1.5到2.2倍。11.9为加装SPD进行电涌防护，总配电柜、配电盘和分配电盘上均应留出安装SPD的空间。98十、新一代天气雷达站防雷技术规范11.10 SPD连接导线应短而直，SPD连接导线总长度不宜大于0.5m。当SPD1至SPD2的线距长度小于10m时，SPD2至SPD3的线距小于5m时，在SPD之间应加装退耦装置。为防止SPD老化造成短路，SPD安装线路上应有过电流保护器件，宜选用有劣化显示功能的SPD。99十、新一代天气雷达站防雷技术规范12 等电位连接与接地12.1 将分开的设备各导电部分用等电

56、位连接导体或SPD连接，应利用建筑物内主钢筋和所有金属构件的多重连接形成等电位连接网络，见图2例示。100屋顶上的金属物屋顶上的设备接闪器LPZ 0A区LPZ 0B区LPZ 0B区LPZ 1区LPZ 1区LPZ 2区LPZ 2区LPZ 1区LPZ 1区有屏蔽的小室等电位连接预留件摄象机LPZ 0B区金属立面混凝土中的钢筋LPZ 1区地面高度敏感的电子设备钢筋变电所LPZ 1区0.4kV电源停车场外来金属设施通信线路穿电缆的金属管0.4kV电源10kV电源基础接地体LPZ 2区等电位连接电涌保护器（SPD）图2 雷达站进行等电位连接和接地的例示101十、新一代天气雷达站防雷技术规范12.2 所有进入雷达站的金属管道、信号电缆外屏蔽层、电力电缆外铠均应在雷达站的入口处做等电位连接后与地网连接，并与建筑物组合在一起的大尺寸金属件连接在一起，按GB500541995的要求做总等电位连接。进行总等电位连接之后，应在后续的雷电防护区的交界处，进行局部等电位连接。连接主体应包含雷达系统装置本身（含外露可导电部分）、PE线、线缆金属屏蔽层和防静电地板等。102十、新一代天气雷达站防雷技术规范12.3 雷达主机房和控制室内PE线、直流地、屏蔽地、防静电地和SPD接地均应与建筑物主钢筋连接的等电位连接带可靠电气连接。103十、新一代天气雷达站防雷技术规范12.4应利用雷达