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QXT 2-2000新一代天气雷达站防雷技术规范PDF文本

ICs33.100M04X中华人民共和国气象行业标准Qx2-2000新一代天气雷达站防雷技术规范Technical specifications for lightning protectionat china new generation weather radar station2000-11-20发布2001-01-01实施中国气象局发布理罚素前网Z.Z心.ET
Qx2-2000目次前言…1范围…12引用标准……………。13定义………14防护原则…………000....0000000004025雷电防护区及防护等级的划分26雷达站筑结构防雷设计、施工要求…47雷达天线的防护…8电缆与波导管的防护……9雷达机房的防护……。410传输系统的防护…f11供电系统的防护…512等电位连接与接地…………13其他附属装置的防护…7附录A(标准的附录综合布线系统与其他于扰源的间距心心……8附录B(标准的附录)电涌保护器(SPD)的选择和安装…9附录C(标准的附录)本规范用词说明…興素前阀Z.Z沁.ET
Qx2-2000前言本标准是根据中国气象局的要求，在引用和参考国家标准及国际标准的基础上编制的。本标准符合引用国家现行有关强制性标准的规定。在本标准编制过程中，编制组进行了大量的调查研究，总结了多年来新一代天气雷达站防雷设计和施工的实践经验，吸取了国内外成熟的先进技术成果，并广泛地征求了有关单位和专家的意见，多次讨论修改，最后经中国气象局批准发布。本标准的附录A、附录B、附录C均是标准的附录。本标准由中国气象局监测网络司提出并归。本标准主要起草人：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、徐迁岐。J.NEZ.Z沁.ET
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QX2-2000Technical specifications for lightning protectionat china new generation weather radar station1范围本标准规定了新一代天气雷达站的防护原则、雷电防护区及防护等级的划分、雷达站筑结构防雷设计及施工要求、雷达站各装置的防护措施等。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。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，还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、变压器等的防雷方面的现行电力行业标准的规定。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修行，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB50054一1995低压配电设计规范GB50057一1994筑物防雷设计规范GB50174一1993电子计算机机房设计规范GB/T50311一2000筑与筑群综合布线系统工程设计规范IEC61024-1:1990筑物防雷第1部分通则IEC61312-1:1995雷电电磁脉冲的防护第1部分通则IEC/TS61312-2:1999雷电电磁脉冲的防护第2部分筑物的屏蔽、内部等电位连接和接地3定义本标准采用下列定义：3.1直击雷direct lightning flash雷电直接击在筑物、大地、防雷装置或其他物体上，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。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。中国气象局2000-11-20批准2001-01-01实施1甄素前阀Z.Z0.NE]
Qx2-20003.5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、电涌保护器及其他连接导体组成的防雷设施的总和。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。3.8内部防雷装置internal lightning protection system除外部防雷装置外，所有其他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lightning 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.l0雷击电a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。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。3.12电诵保护器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。31用装安安花超福的指定授装女保辰.J.NE丁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他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。3.15共用接地系统common earthing system将防雷装置(LPS)、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。4防护原则4.1雷达站（构）筑物的外部防雷设计应按GB50057一1994第二类防雷筑物的要求进行设计。42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。43防雷装置应符合国务院气象主管机构规定的使用要求。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。5.2雷电防护区可分为：一直击雷非防护区(LPZ0):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2興尚理野素前网Z.ZS0.ET
Qx2-2000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。一直击雷防护区(LPZ0):本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应不可能遭到大于所选滚球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。一第一屏蔽防护区(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LPZ0区进一步减小；且由于筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减。一第二、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，一般指筑物内专设的屏蔽室或设备屏蔽外壳等。5.3将一雷达站的（构）筑物划分几个雷电防护区的示意图见图1。LPZ0A区LPSLPZ0B区LPSLPZ1区雷达站一LPZ2区LPZ1区LPZ主机房LPZ0A区PS变压器LPZ0a区PZ1区LPZ1区士配电线魔埋地引入在不同雷电防护区界面上的等电位连接带：起屏蔽作用的筑物外墙，房间或其他屏蔽体：LPS外部防雷装置；按滚球法计算LPS接闪器的保护范围，氏和丫天线，交流配电屏（室）图1雷达站筑物雷电防护区划分和做符合要求的等电位连接的示例5.4雷达站防雷等级的划分见表1。表1雷达站防雷等级划分表雷达站所在地区年雷暴日数极值(d/a)雷达站防雷等级d/a>80一等30<d/a≤80二等d/a≤30三等3理筑素前网Z沁.T
QX2-20006置达站筑结构防雪设计、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、施工应与雷达站基设计、施工同步进行。6,3应充分利用雷达站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。该预留件宜从筑物中心部位结构主钢筋引出，连接导体的最小截面不应小于表2的要求。64雷达站主机房的门和窗处，应在门、窗安装之前从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，避雷针与雷达天线罩的水平距离不宜小于3m。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mm2总等电位连接处局部等电位连接处材料(LPZ0e与LPZ1交界处)(LPZ1与LPZ2交界处及以下交界处)铜材166钢材5016注：等电位连接带使用铜或钢板的最小截面不小于50mm7置达天线的防护。177.1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LPZ0区内。每支避雷针必须与筑物外墙结构柱子主钢筋电气连接，连接导体应使用4mm×40mm镀锌扁钢或12镀锌圆钢。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。7.2引下线宜利用雷达站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。7.3为诚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50mm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,使用圆钢的直径不应小于16mm,使用钢管的直径不应小于25mm。8电缆与波导管的防护8.1雷达天线接到机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处应用金属罩屏蔽并接地。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200mm×200mm。雷达机房和興尚躓素衬网Z0.ET
QX2-2000控制室应使用金属板门，窗上应加设网孔不大于200mm×200mm的金属网。金属门和网与筑物内的主钢筋应做可靠电气连接。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(标准的附录)。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雷达数据传输线路采用无线传输方式时，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人。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进入主机房的电话线宜穿金属管屏蔽埋地引入，并应在接线盒前端的电话组线箱内安装电话线SPD.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。10.6数据传输线路上安装SPD,其接、传输速率、特性阻抗、驻波比、插人损耗、频带宽度等性能指标均应满足传输性能的要求。,是a瑞高Nd网Z.J.NE可11供电系统的防护11,2根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，宜在高压线进人变压器前端50m将架空线改埋地电缆引人。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人。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TN-S系统，当分设两处时，宜采用TN-C-S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(标准的附录)。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，宜在每条相线和中性线上选用I级分类试验用冲击电流Im通过幅值电流不小于40kA的SPD(10/350s);SPD2:安装在雷达站筑物配电盘上，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(8/20us):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(8/20μs)。在计算机设备前端可采用响应时间更快的SPD,进行精细保护。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：SPD,: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Iφ通过幅值电流不小于20kA的SPD(10/350μs):SPD2:安装在雷达站筑物配电盘上，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(8/20μs);SPD,: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(8/20Hs)。5興素前网Z.ZC.ET
QX2-200011.6三等雷电防护雷达站宜安装3级SPD进行多重保护。其中：SPD:安装在电源总配电柜上，宜在每条相线和中性线上选用级分类试验用冲击电流I通过幅值电流不小于10kA的SPD(10/3504s):SPD2:安装在雷达站筑物配电盘上，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(8/204s);SPD,: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(8/204s)。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10s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。11.8SPD1的响应时间不应大于100ns,保护电平不应大于4kV;SPD2的响应时间不应大于50ns,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。11.10SPD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SPD,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。屋顶上的金属物屋顶上的设备接闪器LPZ0A区LPZ0区LPZ0区曲JLPZ1区LPZ1区LPZ2区LPZ0区有屏蔽的小室LPZ1区LPZ1区等电位连接预留件左一摄像机LPZ2区金属立面混凝土中的钢筋LPZ1?地面高度敏感的钢筋电子设备外来金属设施LPZ1区变电所通信线路LPZ2区0.4kV电源10kV电源穿电缆的金属管停车场0.4kV电源+一等电位连接电桶保护器(SPD)基础接地体图2雷达站进行等电位连接和接地的示例6興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
QX2-200012等电位连接与接地12.1将分开的设备各导电部分用等电位连接导体或SPD连接，应利用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示例。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处做等电位连接后与地网连接，并与筑物组合在一起的大尺寸金属件连接在一起，按GB50054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。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接地均应与筑物主钢筋连接的等电位连接带可靠电气连接。12.4应利用雷达站筑物的基础钢筋网作为自然接地体，该接地体的接地电阻值在当地土壤电阻率小于1002·m时，不宜大于12；土壤电阻率大于100n·m小于3002·m时，不宜大于2n;在大于300n·m小于10002·m时，不宜大于4n。当雷达站所在地土壤电阻率大于1000n·m时，宜在筑物外埋设环型人工辅助接地网，该环型水平接地体宜在散水坡以外，并在不同方向用四根以上4m×40m的镀锌扁钢或12镀锌圆钢与筑物基础钢筋网焊接，此时共用接地系统的接地电阻值可适当放宽。13其他附属装置的防护31雷达天线顶部的航空障碍灯，应使用屏蔽电缆供电，屏蔽层两端应做等电位连接。供电线路上应安装SPD。3.2雷达站筑物外部安装的装饰用射灯、培角灯贝轮廓灯，彩灯等的电缆均应穿金属管屏蔽，其两端应做等电位连接，并应安装SD进行防护。个闪2·心.上3.3雷达站顶的旗杆、标志牌、广告牌等金属物体必须进行等电位连接并可靠接地。7興尚理甄素前阀Z..ET
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