DB T 68-2017 地震台站综合防雷.pdf
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1、 . 备案号: 中华人民共和国地震行业标准 / 地震台站综合防雷 发布实施 中国地震局发布 / 目次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语、定义和缩略语 基本要求 直击雷的防护 配电系统的防护 信号线路的防护 屏蔽措施和布线的防护 接地与等电位连接 雷电预警 防雷装置的维护与管理 附录 (规范性附录) 地震台站配电 附录 (规范性附录) 防雷装置布设示意图 附录 (规范性附录) 检查测试记录表 附录 (资料性附录) 接地电阻测量 参考文献 / 前言 本标准按照/ 给出的规则起草 本标准由中国地震局提出 本标准由全国地震标准化技术委员会(/ )归口 本标准起草单位:中国地震局地壳应力研究所、安
2、徽省地震局、中国地震台网中心、河北省地震 局、中国地震局地震预测研究所 本标准主要起草人:赵刚、黄锡定、吴荣辉、赵建和、何案华、贾鸿飞、邓卫平、肖武军、胡斌、 李江、陈敏、王建国、谭俊义、石岩、李少睿、赵京轶 / 引言 地震台站是开展地震观测和地震科学研究的专业场所我国大多数地震台站地处野外普遍存在 雷电灾害的风险地震观测系统屡屡因雷击损坏而中断观测严重影响数字化台站的正常运行和资料 数据的连续产出现有国家标准不能满足地震台站的实际需求中国地震局于年组织有关专家制 定了地震台站观测系统布线及防雷技术要求 (以下简称技术要求 )并于年开始试行 六年来依据技术要求在全国部分省(区、市)地震台站开展
3、综合防雷的试点、示范、推广 改造取得了明显的防雷害效果为规范地震台站综合防雷的基本要求和方法在总结台站综合防雷 改造的实践基础上广泛征求台站一线监测人员和地震系统内外有关专家的意见建议研究制定本 标准 本标准与技术要求的区别在于重新梳理了地震台站综合防雷的关键环节修订了配电系统 的防护、信号线路的防护、屏蔽措施和布线的防护、接地与等电位连接在试行中发现的典型问题增 加了雷电预警、防雷装置的维护管理以及相应的图表同时将台站综合防雷关键环节所需要的知识和 操作步骤归纳到附录中便于直接查用 / 地震台站综合防雷 范围 本标准规定了地震台站综合防雷中的直击雷防护、配电系统的防护、信号线路的防护、屏蔽措
4、施 和布线的防护、接地与等电位连接、雷电预警以及防雷装置的维护与管理等方面的基本要求和方法 本标准适用于地震台站综合防雷设计与维护管理 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅所注日期的版本适用于本 文件凡是不注日期的引用文件其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 供配电系统设计规范 低压配电设计规范 建筑物防雷设计规范 建筑物电子信息系统防雷技术规范 通信局(站)防雷与接地工程设计规范 低压电涌保护器() 第部分:低压配电系统的电涌保护器性能要求 和试验方法 低压电涌保护器第部分:电信和信号网络的电涌保护器() 性能要求和试验方法 术语、定义和缩略语 术
5、语和定义 下列术语和定义适用于本文件 地震观测系统 对与地震活动有关的地球物理、地球化学、地壳形变等相关现象的观察与测量使用的软硬件集合 综合防雷 各种外部和内部防雷措施、方法、装置应用的总合 防雷装置 用于直击雷防护和防止雷电流产生的电磁效应的装置 / 雷暴日 一天中可听到一次以上雷声的日子称为一个雷暴日 注:改写 定义 多雷区 一年平均雷暴日在天天以内的地区 注:改写 定义 强雷区 一年平均雷暴日超过天的地区 注:改写 定义 接闪器 接收直接雷击放电的金属物体 引下线 用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体 定义 接地体 埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体 定义 接地线 仪器设备的接
6、地端子与接地体或中性线连接用的在正常情况下不载流的导体 接地装置 传导雷电流并将其流散入大地的接地体和接地线总合 注:改写 定义 接地 仪器设备的接地端子与接地体或中性线连接 / 共用接地系统 将防雷系统的接地装置、建筑物金属构件、低压配电保护线()、等电位连接端子板或连接带、 设备保护地、屏蔽体接地、防静电接地、功能性接地等连接在一起构成共用的接地系统 定义 地网 埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地体 接地排 在观测房内承接各类接地线的矩形或条形铜排 / 冲击电流 / 视在波前时间为 、半峰值时间为 的冲击电流 定义 电涌保护器 用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件 注:电涌保护器至
7、少含有一个非线性元件 电源防雷器 防止雷电和其他过电压侵入电源系统的电涌保护器 信号防雷器 防止雷电和其他过电压侵入地震观测系统信号设备的专用电涌保护器 残压 当放电电流流过电涌保护器时在其端子间的电压峰值 定义 电磁屏蔽 用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的措施 定义 / 等电位连接 直接用连接导体或通过电涌保护器将分离的金属部件、外来导电物、电力线路、通信线路及其他 电缆连接起来以减少雷电流在它们之间产生电位差的措施 定义 布线 仪器设备相连的各种线缆、跳线、接插软线和连接器件组成的系统 线耳 连接导线端部的接线端子 接地电阻 接地体与具有零电位的远方大地之间的电阻 注:通过接地体流入
8、地中电流求得的电阻数值上等于接地体相对远方大地的电压与接地体流入地中电流的比值 雷电预警 实时检测地震台站附近不同距离空中电场强度发出雷电防御报警信号 缩略语 下列缩略语适用于本文件 :数字数据传输网( ) :全球导航卫星系统( ) :保护导体( ) :三型聚丙烯( ) :聚氯乙烯( ) :公用电话交换网( ) : 系统( ) : 系统( ) :不间断电源( ) 基本要求 地震台站在进行建设设计时应认真调查当地的地质、地理、气候、环境等条件和雷电活动规律 并结合台站布局针对区域防雷、电源进线防雷、通信传输线防雷、传感器引线防雷等方面进行综 合规划 地震观测系统防雷应采用接闪、分流、屏蔽、隔离、
9、等电位连接、合理布线、电压限制和共用接 地等措施进行综合防护 / 地震台站观测房防雷设计应符合 中第二类防雷建筑物的要求 处于多雷区、强雷区以及金属矿床区、湖沼低洼区、高耸突出山脊等特殊地理位置的地震台站 应提升防范雷害能力 对于磁性测量仪器观测房防雷装置和其他金属用材应使用铜材制作 直击雷的防护 处于直击雷多发的多雷区、强雷区或有直击雷害记录的地震台站直击雷的防护可参照 采用独立接闪杆作为接闪器其直击雷防护设计示意图见图防护装置选取应符合下列要求: )独立接闪杆的支柱距离被保护建筑物 以上 )独立接闪杆地网与地震观测系统地网之间距离不小于 采用钢筋混凝土建筑的观测房其直击雷防护设计示意图见图
10、防护装置选取应符合下列要求: )利用建筑物的屋面、柱、基础的钢筋作为引下线其数量不少于两条且间距沿周长计算不大 于 )地震观测系统地网围绕建筑物敷设成环形接地装置 图独立接闪杆直击雷防护设计示意图 图钢筋混凝土建筑直击雷防护设计示意图 / 配电系统的防护 配电系统要求 地震台站配电系统应遵循附录的规定 低压交流配电用铠装电缆埋地铺设后引入地震台站其中铠装电缆的选取应符合下列 要求: )铠装电缆芯线的截面面积不小于 )铠装电缆埋于地中的最短长度大于 地震台站配电系统应在总配电处、分配电处、稳压电源或不间断电源()前端、地震观测 仪器前端分级进行防雷设计其设计示意图见附录 多级防护设计 有人值守的
11、地震台站应按照下列要求进行设计: )总配电处设计第一级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ )的电源防雷器 )分配电处设计第二级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ )的电源防雷器 )稳压电源或配电输入处设计第三级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ ) 的电源防雷插座 )地震观测仪器电源输入处设计第四级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ ) 的电源防雷插座 )第一、二级电源防雷器安装位置相距不少于 无人值守的地震台站按照不少于三级防雷要求进行设计: )观测房配电处设计第一级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ )的电源防 雷器 )稳压电源或配电输入处设计第二级交流电源防雷安装放电电流不小于
12、 (/ ) 的电源防雷插座 )地震观测仪器设备的电源输入处设计第三级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ )的电源防雷插座 配电其他要求 地震台站多栋楼房的分配电处宜增设第一级交流电源防雷安装放电电流不小于 (/ ) 的电源防雷器该电源防雷器宜选用开关型或开关、限压混合型防雷器 单独使用直流电源应视其工作电压要求安装适配的直流电源防雷器 电源防雷器技术性能指标应符合 的规定 电源防雷器应有明确的状态指示其残压应满足下述要求: )第一级的残压不高于 )第二级的残压不高于 )第三级、第四级的残压不高于设备额定工作电压的 倍 倍 电源防雷器连接导线应短直其长度不超过 截面面积不小于 宜采取减少寄生
13、参数的安装工艺地线应就近接到接地排 山洞口的电源防雷器就近接地山洞内各室的电源防雷插座不必单独引地线直接插到就近 的交流电源插座上利用交流电源线的保护线作地线 雷雨前地震台站宜人工或自动关闭仪器设备的交流电源 / 信号线路的防护 信号线路防护要求 信号线路的防护针对与有外部电气连接的地震观测仪器:测震设备、形变设备、电磁设备、 流体设备等在这些设备的信号线路上增设信号防雷器地震台站信号线路防护设计示意图见图 图地震台站信号线路防护设计示意图 处于多雷区、强雷区以及金属矿床区、湖沼低洼区、高耸突出山脊等特殊地理位置的地震台 站应在信号线路两侧都安装信号防雷器 / 地震观测仪器主机与传感器分别在不
14、同的建筑物内时地震观测仪器主机信号输入端应安装 信号防雷器 地震观测仪器主机在建筑物内而传感器在建筑物外时: )室外传感器进入观测房内与地震观测仪器主机的连接线应在地震观测仪器主机输入端安装信 号防雷器 )传感器内有单独的信号放大器应在该信号放大器信号输入端安装信号防雷器 地震观测仪器与数据采集器或数据采集器与通信设备不在同一座建筑物内时地震观测仪器 到数据采集器的信号线、数据采集器到通信设备的信号线两侧都应安装信号防雷器 地震观测仪器主机与传感器、地震观测仪器与数据采集器、数据采集器与通信设备在同一座 建筑物内时信号防雷器对不同建筑物结构和信号线长度的应用条件应符合表的规定 表信号防雷器在不
15、同建筑物结构和信号线长度的应用条件 建筑物结构信号线长度 信号防雷器 信号线两侧安装信号线一侧安装不安装 钢筋混凝土结构 非钢筋混凝土结构 注: 为选项 为不选项 下列情况应安装信号防雷器: )地震观测仪器架空的连接线两端 ) 连接线在仪器的输入端 ) 或连接线 )无线通信的天线在室外其馈线侧 )距离山洞口不大于 的地震观测仪器连接线 )距离山洞口大于 的地震观测仪器其具有信号放大器的信号输入端 )井下地震观测仪器的室外连接线长度大于 连接线两侧 )不具备 (/ )以上过电流能力的传感器信号放大器的模拟量输入端 下列情况不必安装信号防雷器: )无线通信的天线在室内 )距离山洞口大于 的地震观测
16、仪器的连接线 信号防雷器要求 防雷性能应符合/ 的规定 技术指标应符合下列要求: )串联直流电阻小于 )放电电流不小于 (/ ) )总谐波失真度小于 )输出最大误差小于 / )零输入时输出噪声(电压或电流下同)不高于地震观测仪器背景噪声 )信道间干扰不高于地震观测仪器背景噪声 )残压低于地震观测仪器信号输入输出端口或通信端口的耐过电压能力: )地震观测仪器端口有明确的耐压指标时其残压低于耐压指标的 )地震观测仪器端口无明确的耐压指标时其残压低于最大量程或最大输出电压的 倍 防护能力应具备下列要求: )线对线之间的横向保护 )线对地之间的纵向保护 )信号防雷器接口与地震观测仪器接口之间无缝连接
17、)地震观测仪器主机到其传感器之间连接线的保护 其他要求 信号防雷器的地线应就近接到接地排地线截面面积应不小于 并且应使用线耳连接 信号防雷器安装不应剪断地震观测仪器原连接线 井下地震观测仪器的室外部分其连接线应套入镀锌钢管后埋地 地震观测仪器测量间隔比较长且连接线在室外架空的雷雨前宜断开外接线路 屏蔽措施和布线的防护 屏蔽措施 地震台站采用建筑物屏蔽、观测房屏蔽、设备屏蔽、线缆屏蔽等措施参照 观测房仪器设备的金属外壳应与室内接地排可靠连接其连接线截面面积不小于 并应 使用线耳连接 仪器设备的测量线、传输线宜采用屏蔽电缆 屏蔽电缆的屏蔽层两端应接地当有要求单端接地时宜采用两层屏蔽或穿钢管敷设外层
18、 屏蔽或钢管两端均应接地 进出观测房的各种线缆宜套入金属管埋地铺设 观测房内的强电线(电源线等)应与弱电线(信号线与通信线等)分开铺设宜分别嵌入金 属线槽金属线槽应接地 仪器设备应集中放置在标准金属机柜内机柜要摆放在室内中央位置距外墙及建筑物立柱 不应小于 仪器设备多且集中的观测房宜设防静电地板 仪器设备观测房在多层的高楼内仪器设备观测房宜设在高楼的低楼层 布线防护 布线设计应遵循安全、可靠、适用和经济等原则并便于安装、操作、维护 线缆铺设时应避免机械、振动、化学、地下电流、水锈蚀、热影响、蜂蚁、鼠害等损伤 室外铺设的观测房之间的通信线路应采用光缆或光隔 观测房内长度超过 的通信线路宜采用光缆
19、或光隔 下列情况应套入金属管或聚氯乙烯管()或三型聚丙烯管()埋地(墙)或嵌入相 应的线槽铺设: )从配电箱到各插座的配电线 / )除有特殊要求的仪器连接线要架空布设外其余仪器在室外的连接线 )室外铺设的光缆 )山洞内的连接线 沿楼房外墙铺设长度超过 的连接线应做防强风、防腐蚀等保护措施 地震观测系统的信号线路铺设宜短直、整齐且应符合下列要求: )埋地铺设的线缆埋地深度不小于 )在高寒地区线缆埋设于冻土层以下 )信号线与配电线分开铺设在室外平行距离不小于 在室内平行距离不小于 )室内的通信线路距离外墙不小于 )室内无屏蔽的强电线路和弱电线路距离主地线平行距离不小于 )线缆转弯铺设时弯角大于弯曲
20、半径大于线缆直径的倍 )观测房内的通信线路嵌入金属线槽铺设金属线槽接地 )观测房内通信线缆按照仪器设备分别分组绑扎固定绑扎间距均匀合理绑扎的线扣整齐、松 紧适宜绑扎线头隐藏不外露 )观测房内所有通信线缆在仪器设备信号输入端做好标记标识用软质不干胶标签标注 用油性笔书写 山洞内的连接线直接沿山洞内铺设应做防潮、防鼠害等保护措施 山洞内的信号线应与配电线分开铺设两者平行距离不小于 安装信号防雷器时其输入端线与输出端线不应环绕或交叉铺设 接地与等电位连接 接地 地震台站应根据所在地的土壤电阻率以及所选取的接地体类型和降低接地电阻的方法进行 统一接地设计和实施 无人值守的地震台站接地宜采用法拉第笼结构
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