景区观光索道的防雷设计系统方案

一般雷电有以下两种形式

1、直接雷击

这是指雷云与地面物体间直接放电。这种雷击放电电流幅值极大，产生的破坏力也大，如果在索道上发生直接雷击，不仅会对机电设备造成损坏。采用的防护手段就是安装避雷针、避雷带与接地系统。

2、间接雷击(感应雷击)

这种雷击是由于雷云与地面间形成一个强大的电场，在距离雷云近的物体上会由于这电场的作用，感应出大量与雷云带电异号的电荷，当这朵雷云在附近放电后，感应的电荷失去束缚，将沿导体向低电位处流动，形成高电压和大电流。这种雷击最有可能造成索道抗雷击薄弱环节一电气控制系统的损坏由于直接雷击破坏性严重，在进行索道防雷系统的设计、安装、维护时，必须要有完善及可靠的措施来避免直接雷击的发生。

间接雷击虽不会造成人身伤害，但会造成电气控制系统的损坏。由于索道属于种架空设备，线路要跨越山川、河流、峡谷及障碍物等，不少游客一坐上索道就有恐俱感，如果因为间接雷击造成索道电气控制系统不能正常运转，而被迫采取救护措施，就会加剧游客的恐惧感。若在救护过程中管理不善，游客也可能因自身的恐慌，采取一此不安全的行动而造成人身伤害。

因此，做好电气控制系统防雷接地，对索道安全运营是非常重要的。

雷击对索道可能造成的危害

1、直接雷击的危害

由于索道上下站跨度大，且其钢丝绳、缆车、架空电力线、各种信号电缆线均为裸露安装。直接雷击一旦发生，这些安装部位很容易成为直接雷击的目标，给索道正常运行和旅客人身安全造成极大威胁。因此，对索道综合防雷工程进行设计、安装、维护时，必须要采取完善而可靠的防直击雷措施。

2、感应雷击及雷电波侵入的危害

感应雷击及雷电波侵入对索道的危害，有如下三种途径：

进入站房的各种信号线缆、架空电力线、索道钢丝绳等物体，在遭受雷击时引起感应雷击及雷电波侵入，可导致设备的电气损坏；

由于索道控制系统的核心部件(如交直流变频调速器等)含有绕组线圈，站房附近若发生雷击，强大的瞬间雷电流会在周围空间产生变化的电磁场，瞬间变化的磁场会在绕组线圈两端产生极高的感应电动势，从而损坏设备；

索道站房占地面积一般较小，其所建位置的土壤电阻率较高，进行各种设备接地、动力接地、防雷接地处理较为困难，若处理不当，雷击发生时，易发生地电位反击。对索道而言，感应雷击一般只有可能损坏其电气控制系统，不会造成人身伤害。

对直击雷的预防措施

1、上下站房建筑物直击雷的预防

上站位于整个索道设备体系中的制高点，多建在山顶附近，最容易遭受直接雷击。为了减少或避免上站房受到直接雷击，一是要对上站建筑物做好防雷接地处理，其防雷网应做在突出站房屋面一定高度的地方，该防雷网应当通过站房施工预留的接地引下钢筋与站房周围的接地极相连，若索道站房房顶为金属屋面，则可将金属屋面作为接闪器，整个屋面金属板做可靠电气连接，然后与接地网做可靠连接，建议采用避雷针、独立避雷针、防生树避雷针进行保护。

2、电力线路直击雷的预防

对于从下站至上站开闭所(用于将10kV高压转换为380V电压的房间)架空电力线，宜采用避雷线进行保护。索道塔杆上避雷线对边导线的保护角应在20度～30度之间。塔杆上两根避雷线间距不应超过导线与避雷线之间垂直距离的5倍。

3、索道缆车及信号线缆直击雷的预防

　索道缆车及信号线缆直击雷的预防方法，与电力线路直击雷预防方法相同。北武当山索道缆车和各种信号线路，就是利用架设在索道支架顶端的钢丝绳作为接闪器来达到使其免遭直击雷目的的。

（一）缆车的防雷保护

为有效防止直击雷对索道山下站的破坏，应在站顶钢构棚中间顶端安装一支先导放电避雷针。

位于索道上站与下站之间，缆车顶部做避雷线一根。

（二）通讯电缆及钢丝绳的防雷保护

我索道采用的通讯电缆是48芯电缆，为保护电缆及承载钢索，我们在上方架设2条防雷线，防雷线在9个支架和站房内均设可靠落地点。按照电子系统防雷要求，我们将站房的基础钢筋、梁柱钢筋、金属框架以及建筑物防雷引下线等连接起来，形成接地电阻降至1欧姆以下的法拉第网。

感应雷及雷电波侵入的预防措施

1、供配电感应雷及雷电波侵入的预防

电源感应雷及雷电波侵入的预防索道运行用电是由供电局变电站开闭所经下站架空电力线路再经变压器变压后送入室内，其高压进线端10kV)是长距离输电线路、上下站高差大，在遭受直击雷和感应雷时易产生过电压，低压端(380—220V)易感应半径从几百米到2000m范围内的雷击电磁波而产生的过电压，电子设备雷击事故多由电源线路引起。因此，对索道电源线路，应采取多级电源避雷器保护方式。实现对雷电流的逐级泄流。

(1)在变压器高压侧安装了高压避雷器，若条件许可，在高压线进入变压器前端50m处将架空线改为地埋电缆引入；(2)在变压器低压侧安装了三级电源避雷器，对电子设备实行多级保护，其避雷器参数应满足《建筑物防雷设计规范))(2010年修订版)中有关避雷器参数的要求，且不同级避雷器的启动电压、漏电流等参数和不同级避雷器之间的距离应当满足能量配合。

电源防雷安装：

在索道上站与下站总配电三相电源进线处加装40KA／380电涌保护器，以及位于控制室内电源进线处加装20KA／220电涌保护器。电涌保护器接地导线截面积为10mm2的铜芯绝缘线。

索道电源防雷措施是：(1)电源高压侧的高压避雷器在线路布设时安装到位；(2)在上站变压器低压侧安装通流量为50kA(10／350μs)的避雷器作为第一级防护，在站房配电柜总电源处安装通流量为80kA(8／20μs)的避雷器作为第二级防护，在设备配电柜前端安装通流量为40kA(8／20μs)的避雷器作为第三级防护。

2、信号线路感应雷及雷电波侵入的预防

索道的信号线很多，按功能可将其主要分为控制信号线、广播信号线和电话线。控制信号线是监控索道运行以及操作台(控制索道开／关、加速／减速等功能的装置)向索道控制系统发出指令的传输线路，一旦因感应雷及雷电波侵入造成通信中断，索道将无法正常运行。

因此，控制信号线路的防护是整个信号线路感应雷及雷电波侵入预防的重点。对信号线感应雷及雷电波侵入的预防，可根据信号种类、接口、特性阻抗、频率、带宽、插入损耗、工作电平等性能指标选择合适的避雷设备器，避雷器应安装在信号线进入设备的前端。

索道信号系统防雷措施是，在传输控制指令的控制信号线进入设备的前端安装24V直流避雷器，在监控索道脱轨的U型针信号线进入设备的前端安装12V直流避雷器，防止雷电流从架空线缆窜人设备。

接地措施

一、接地方法

1、垂直接地体材料

垂直接地体可采用铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）、离子接地棒、锌包钢或其它新型接地材料。

2、水平接地体材料

水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等。

3、接地材料有以下要求：

a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;

b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;

c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;

d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;

4、地网施工布置

地网布置依据地形设计为L型、口型、一字、H型或圆型。

5、地网挖掘

接地地网挖掘深度大于0.8米，根据土壤如：石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况，北方城市一定要达到冻土层以下。

二、影响接地电阻原因

1)选择地网接地线及导体截面不足，或对系统发展规划的短路电流分析结果偏差较大，使接地线及导体的截面不能满足热稳定校验的要求。

2)对接地装置施工防机械损伤、防腐蚀问题重视不够，或根本没有采取必要的防腐措施。

3)接地装置敷设时埋设深度不够，垂直接地体间距过小，焊接质量不合格，没按设计规定进行规范施工，防雷地网材料选用了不合格的接地材料。

4)接地体(线)连接不正确，在一个接地线中串接了几个需要接地的电气设备，直接接地或经消弧线圈接地的变压器，没有采用专用的接地线。

5)独立避雷针没有设独立的集中接地装置，或该接地装置与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度小于15m。

6)土壤电阻率偏高，没有按规程要求正确选用高效降阻剂。

三、具体施工

1、索道站房及站内设备的防雷接地

对索道站内的设备，必须采取避雷针或金属屋面接地保护，才能减少或避免设备直接遭受雷击。考虑到整个索道设备均通过钢丝绳连接为一体，上(下)站内设备的接地，主要通过驱动轮及迂回轮内镶嵌铜质衬块，再经设备钢筋混凝土基础内施工预留的接地装置(引下钢筋)与站房。

周围的接地极相连，这样就可将沿着线路钢丝绳传进上(下)站内的雷电侵入波导入上(下)站接地网中。按《架空客运索道安全规范》中的规定，上(下)站内设备接地电阻值应小于4欧姆。

2、索道线路支架、钢丝绳、避雷线的接地

索道线路的支架一般是通过支架基础中的接地钢筋直接与大地连接。只要满足《客运架空索道安全规范》中的相关

规定，即其接地电阻小于10欧姆。如果接地电阻值不能满足规定要求，则可借助高效降阻剂来解决，降阻剂应埋置在支架附近另挖的一个坑内，且尽量使用高效长效降阻剂。

结束语

高山索道接地的目的是防雷，做好接地装置.预防雷电侵人非常重要。另外在索道运行过程中安全管理也}分重要。对接地装置应经常检查维护，对接地电阻应定期复侧，复侧时间应根据当地的气候条件选择在雷雨季节到来前和土壤干燥电阻率较高的时候，如接地电阻增大，应查明原因，及时修复，切不可带隐患运营。在雷雨到来前，应停止运行，切断所有电源。索道夜间停运时，也应切断所有电源，并将吊椅或吊厢开出站外，以保证钢丝绳通过驱动轮或迂回轮中镶嵌的铜质衬块良好接地。