平均雷暴日什么意思_td年平均雷暴日气象台

1.什么是防雷N值

2.CAD作图法求建筑物雷击截收面积，具体步骤 谢！！！！！

3.请教我们国家的设备的防雷等级怎么分的？如一些电源上说采用C级防雷装置或者D级放雷装置等等？

摘 要：现今社会是信息的时代，也是通信行业迅速发展的时代，全球各地都离不开通信行业。通讯基站也遍布到世界的各个角落。目前，因为人类的人口剧增，加之经济和工业的发展导致地球气候多变，极端气候也越来越多。其中雷击灾害天气对通讯基站的影响最为严重。随着科学技术的发展，通讯基站已经从大规模化过度为集成化、小型化。通讯基站设备属于微电子设备，所以通讯基站是否能正常进行运作是关系到移动通信的重要前提条件，正是因为此原因，结合可续技术手段，通讯基站的抗雷电和抗电子干扰能力越来越高。通讯基站在进行建设的同时已经安装了一些避雷装置，虽然已经做了预防措施，但是基站还是会因为雷击而造成通讯中断，从而给工作和生活带来很多不便甚至造成损失，那么，如何做好通讯基站的综合防雷工作，保障通讯系统安全稳定的运行是我们首要考虑的问题。

关键字：通讯基站；防雷设计；辐射；雷电袭击

中图分类号:TN92 文献标识码：A

通讯基站防雷工作是一项综合性强，系统性高的雷电防护工程，通讯基站系统防雷设计主要是从基站的构成特点、地理环境、系统设备工程界面等方面进行全面考虑。通讯基站主要构成部分为供电电源设施以及通信信号传输、基站系统设备。供电电源设施与通信信号传输设备之间的各个设备紧密连接，共同构成基站通讯系统。从防雷的角度来看，这些设备引入雷电的危害形式是多种多言过的。这些危害性是组要包括接雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷电过电压侵入和雷击高电压反击。假如说，某一设备遭受到雷电的袭击，就一定会导致相应程度的破坏，同时也会直接或间接的影响到与其相连接的其他设备，进而影响通讯设备的正常运作。

根据通讯基站遭受雷击的不同情况，我们将通讯基站的组成概括为基站铁塔、基站店里、信号传输和基站机房，本文将对通信基站的整体防护进行分析，详细分析每一组成部分中各设备设施的具体提防雷设计和措施，并应用这些措施对通讯基站进行防雷方案的具体设计。

一、雷电对通讯基站的危害

雷电是一种自然现象，是大自然中强大的脉冲放电过程，雷电入侵移动通信基站所造成的破坏是多渠道的，破坏力是巨大的主要有通过接地系统危害、通过信号传输危害、通过基站电力传输危害和通过铁塔天线部分危害。雷电有天空中不同带电云层之间、带电云层和建筑物之间等等。经过总结分析，我们一般情况下将雷电放电对通讯基站系统设备可能产生的危害形式主要划分为——直接雷击影响、感应雷击、雷电过电压侵入和高电压反击。下面我们进行详细分析。

1直接雷击影响

在雷暴活动的区域内，雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象，称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位，我们可由基站天线和机房遭受直击雷的情况看出它对基站的危害。当雷电发生时并击中基站机柜或基站机房时，强大的雷电电流就能迅速将电能转换为热能，雷电流的高温热能能够引发机房等建筑物发生大火燃烧，甚至还会致使金属柜融化发生爆炸事故。在雷电流流过的通道上，物体水分受热迅速汽化，进而发生剧烈膨胀，因此会产生强大的冲击性机械力，因而可使机房建筑物结构断裂破坏，导致人员和设备破坏。基站天线也是雷击的主要破坏点，天线大多设置在机房的房顶之上，也有一少部分安装字铁塔上，从防雷的角度来看，基站天线就成为了在周围环境中十分突出的雷击目标。

2感应雷击

在发生闪电的过程中，雷电的活动区域内几乎会同时出现三种物理现象——静电感应、电磁感应、电磁脉冲辐射。其中静电感应和电磁感应两种物理现象是造成感应雷击的主要危害形式。感应雷击与直接雷击相比，其猛烈程度相对较小，但发生几率高很多。

3雷电过电压侵入

基站机房建筑物不处于雷暴活动区域内时或者处于雷暴活动区域内，但机房设备已受到防直击雷的避雷装置的保护与屏蔽时，仍然会遭受到雷电危害。其原因可能是其原因可能是在电力电缆、同轴电缆或金属管道上未采用防止雷电过电压侵入的措施。

例如雷电过电压通过电力电缆对基站所造成的危害，直接雷和感应雷都可能是只是电力电缆产生过电压。这种过电压可沿着电力电缆从远处雷区或防雷保护区域之外传来，并侵入设备内部，使交、直流电源和整流器损坏。由于雷电过电压波沿电力电缆传播的距离远，扩散面大，特别是当地并无雷电活动，工作人员毫无准备的情况下，突发雷电现象，雷电过电压侵入造成的损失也比较严重。据统计，在电子设备遭受的雷击事故中，雷电过电压沿电源线侵入设备而造成的雷击故障，大约要占80﹪。

4高电压反击

在雷电频繁发生的活动区域当中，当雷电闪击到基站的接闪装置上时，及时接闪装置的接地系统十分良好，但也会因为雷电流幅值较大，波头陡度高致使雷电流流过是是接地引下线和接地装置的电位聚升到成百上千伏。如果基站的接地引下线与各种金属管道或用电设备的工作地线间的绝缘距离未达到安全要求，则可能造成引下线与各种金属管道或用电设备的工作地线之间放电。从而使这些金属管道或用电设备的工作地线上引入反击电流，造成工作人员和设备雷击事故。

通过上述情况来看，通讯基站的防雷既要做到能防直击雷，又要能防感应雷，既要防止高电压雷电波从金属线缆输入，又要防止高电压的反击。

二、防雷的设计方案

在机房的内部直流工作地、保护接地、安全接地接到一个总接地汇集线上；一级电源避雷器接地、二级电源避雷器接地、光缆加强芯以及金属防护层接地应该独立接入另外一个总接地汇集线上，同时考虑选择合理的接地导线以及接地线的布局。外部防雷设计：

建筑物年预计雷击次数应按下式确定：

N ＝ k Ng Ae，

其中N是建筑物预计雷击次数（次/a），k 是校正系数，在一般情况下取1（位于旷野孤立的建筑物取2，金属屋面的砖木结构建筑物取1.7，位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5）；Ng 为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度［次/（km2·a）］；Ae为与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。

雷击大地的年平均密度应按下式确定：

Ng ＝ 0.024Td 1.3

Td代表年平均雷暴日，一般都是根据当地气象台和气象站资料来确定（d/a）。由上述公式算得基站的年预计雷击次数，以及属于第几类防雷建筑物。

在接闪器的设计上，首先在铁塔上安装避雷针对建筑物进行直接雷保护，避雷针的高度以及保护范围可以根据建筑物防雷规范《GB50057-94》中的要求计算得出，避雷针可用铁塔作引下线，因铁塔已良好接地，所以，只需在安装避雷针时保证避雷针与铁塔有良好的电气连接，并将铁塔分别在四个角上与建筑物混凝土内的钢筋相连即可，同时还要做好防腐处理。

基站天线架设在屋顶的建筑物还应该在屋顶女儿墙上敷设避雷带，材料为热镀锌圆钢，直径12mm。如果还不能完全保护建筑物，需利用建筑物屋顶的钢筋作为避雷网，对建筑物以及机房等进行保护。机房建筑物避雷网可用建筑物内的钢筋作引下线，同时建筑物内的钢筋也起到了均压环的作用

结语

在通信遍布全球的这个时代，为了保证通信行业的迅猛发展，也保障人们日常生活、工作和学习的便利以及企业的经济利益，对移动通讯基站系统防雷设计要做到全面、严密，做好通讯基站系统防雷的工作，保障通讯系统正常、稳定、安全的运行是首要考虑的问题，也是防止雷电给我们生活带来巨大损失的有效途径，希望在不久的将来会有更加完善的防雷设计方案来保障通讯基站的正常运作。

参考文献

[1]刘磊.完善移动通信基站的防雷保护措施[J].山东师范大学学报（自然科学版），2010（02).

[2]倪荣祥.微波通讯基站系统防雷设计方案[J].中国科技博览，2010（31）.

什么是防雷N值

K=1.5,校正系数，一般选择如下：在一般情况下取 1；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取 1.5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取 1.7；位于山顶上或旷野的孤立建筑物取 2；

TD=80.3：年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定 (d/a)；

,N=0.932：建筑物年预计雷击次数 (次/a（年）)

CAD作图法求建筑物雷击截收面积，具体步骤 谢！！！！！

N-- 建筑物预计雷击次数（次／a）：

a--年

在建筑物防雷设计规范GB50057附录一内有详细计算方法：

附录一 建筑物年预计雷击次数

1．建筑物年预计雷击次数应按下式确定：

N=kNgAe （附1．1）

式中 N-- 建筑物预计雷击次数（次／a）：

K--校正系数，在一般情况下取1， 在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1．7；位于河边、湖边、 山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1．5：

Ng－－建筑物所处地区雷击大地的年平均密度〔次／（km2·a）a〕；

Ae－－与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。

2．雷击大地的年平均密度应按下式确定：

Ng＝0．024Td(1.3) （附1．2）

式中 Td－－年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d／a）。

3．建筑物等效面积Ae，应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定：

（1）当建筑物的高H小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定（附图1．1）：

（2）当建筑物的高H等于或大于100m时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H计算；建筑物的等效面积应按下式确定：

Ac＝〔LW＋2H（L＋W）＋πH2〕·10(－6)（附1．5）

（3）当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。

请教我们国家的设备的防雷等级怎么分的？如一些电源上说采用C级防雷装置或者D级放雷装置等等？

雷电监测资料在雷击风险评估中的应用

摘要雷电监测资料运用在雷击风险评估中，使评估结果更客观、更科学。详细阐述了雷电监测资料中的地闪密度和雷电流幅值参数是如何应用于雷击风险评估中的， 并以具体实例进行计算分析， 为雷击损害风险评估业务提供了一种方法和思路。

关键词 雷电监测资料 雷击风险评估 应用

1 引言

资料表明， 广东省一年因雷击损坏建筑物及设备所导致的直接经济损失达8 亿， 由雷击引起的人身伤亡事故达70 多起， 防雷减灾刻不容缓。目前全国31 个省、直辖市、自治区建立了地闪监测系统， 其定位系统的探测子站达到317 个， 上海、北京、武汉建立了总雷电监测系统。

2 雷电监测系统

雷电定位监测子系统是利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数的一种自动化探测系统， 该系统对大自然落雷情况进行监视、定位， 能大范围实时遥测地闪发生的时间、地点、雷电流幅值、极性与回击次数， 呈现雷电活动的实时动态图。这一系统具有较高的监测能力和定位精度， 能实时对雷电发生的方位、强度、距离和频次进行准确测定， 并建立雷电监测信息数据库， 以便随时查阅与调用。监测落雷位置的精确度达到1 km以内， 强度准确率在95% 以上， 雷电探测率在95%以上。已经有文献〔1〕 对雷电监测资料的应用做了说明， 但稍欠详细， 本文将就此问题进行详细分析。

3 地闪密度在雷击风险评估中的应用

《建筑物防雷设计规范》（GB 50057 - 94， 2000 年版） 附录1 计算建筑物年预计雷击次数的公式为：N ＝ k Ng Ae% （1）

式中： N——— 建筑物年预计雷击次数， 次/ a；

k —— 校正系数；

Ng——— 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度， 次/ （km2·a）；

Ae——— 与建筑物截收相同雷击次数的等效面积， km2。

雷击大地的年平均密度按下式确定：Ng ＝ 0 . 024 T d

式中： Td——— 年平均雷暴日， 根据当地气象台、站

资料确定， d / a。

而IEC 62305 - 2 《雷电防护第2 部分： 风险管理》推荐的计算建筑物年预计雷击次数的公式为：ND = Ng Ad Cd × 10 - 6%% （3）

式中： Cd——— 建筑物所在地的环境因子；

Ad——— 孤立建筑物的截收面积（详见IEC62305 - 2 附录A）。

上述计算建筑物年预计雷击次数的式（1） 和式（3） 均有地闪密度、等效截收面积和环境因子等参数。对于地闪密度值， 通常采用《建筑物防雷设计规范》所推荐的经验公式（2） 来进行计算， 因为一个地区的雷暴日是已知的。但我们要知道， 雷暴日的统计是通过人耳听来确定的， 即一天内只要听到一次或一次以上的雷声就算是一个雷暴日。就广州地区而言， 目前观测点仅1 ~ 2 个， 仅仅凭借这两个观测点来观测全市的雷暴日是远远不够的， 并不能保证观测员能听到所有的雷声。通常情况下， 距离观测点15 km 以内的雷电可以听到其雷声， 超出此范围的雷电不能够被听到。也就是说， 该指定区域的范围是以观测点为圆心， 以15 km 为半径的圆形区域。因此就产生了一定的观测误差。这里的雷声既包括云地闪发出的， 也包括云内闪和云际闪发出的， 并不能准确表征地面落雷的频繁程度。因此， 在进行建筑物年预计雷击次数的估算时， 应以建筑物所在区域测得的地闪密度为准， 而不应以通过雷暴日计算的地闪密度为准。当测量地闪密度困难或不可能时， 可用通过雷暴日计算得出的地闪密度进行计算， 但误差较大。

如广州市年平均雷暴日为76 . 1 日， 带入式（2）计算得出该地区平均地闪密度为6. 70 次/ （km 2·a）。而通过雷电监测网资料可以看出（如下图所示）， 广州市各个区域的地闪密度各有差异， 即使是每平方公里面积区域内的地闪密度也有所不同。图中每一方格代表1 km 的区域， 通过加权平均可得出该区域的地闪密度值为29. 8 次/ （km2·a）， 与通过计算得出的地闪密度值有较大差异， 对后面计算建筑物年预计雷击次数进而确定该建筑物的防雷等级产生了影响。不难看出， 采用雷电监测网实际测得的地闪密度值进行计算更具真实性。

需要指出的是， 国标GB 50057 与IEC 62305 均给出了计算年预计雷击次数的公式， 笔者推荐采用IEC 标准来进行计算， 原因有以下几点：

a . 对于环境因子的确定， GB 50057 是以修正系数的形式给出， 共有4 种情形， 但都没有反映出周围建筑物对被评估建筑物的影响， 而IEC 62305 引入的环境因子就弥补了这方面的不足， 使得年预击雷击次数N 的确定更符合实际。

b . 对于等效截收面积的确定， GB 50057 中是根据建筑物高度H 分情况考虑的。建筑物高度在100 m 以下按滚球半径100 m （即吸引半径100 m）考虑。其相对应的最小雷电流约为I ＝ （100 / 10 ）1. 54= 43 .7 kA， 接近于按计算式lg P = - I / 108 以积累次数P ＝ 50％ 代入得出的雷电流I ＝ 32. 5 kA。在此基础上， 导出Ae计算式， 其扩大宽度等于H （200 - H） %姨 。该值相当于避雷针针高H 在地面上的保护宽度（当滚球半径为100 m 时）。扩大宽度将随建筑物高度增加而减小， 直至100 m 时则等于建筑物的高度。当建筑物高度超过100 m 时， 如按吸引半径100 m 考虑，则不论高度如何扩大宽度总是100m， 有其不合理之处。所以， 当高度超过100 m 时， 取扩大宽度等于建筑物的高度。而IEC 62305 推荐采用平行六面体法并引入了修正因子m*， 一般在大、中城市该因子取值为3， 计算较为简洁。但笔者推荐采用CAD 作图法进行等效截收面积的确定更切合实际并且更精确， 具体计算方法和分析详见文献〔2〕， 不再赘述。

4 雷电流幅值在雷击风险评估中的应用

在进行雷击风险评估时， SPD （电涌保护器） 通流容量的选择也是一个重要的评估内容， 而该值的确定需要先确定被评估建筑物所在区域的雷电流幅值。在GB 50057 附录六中规定的雷电流幅值： 第一类防雷建筑物为200 kA； 第二类防雷建筑物为150 kA；第三类防雷建筑物为100 kA。如果在评估中采用规范的推荐值进行计算的话， 得出的SPD 通流容量可能不能真正反映出被评估建筑物所需SPD 级数及其通流容量， 即评估针对性不强， 因此选择雷电监测网所提供的实测雷电流幅值来进行计算。而监测网给出的雷电流幅值会有若干极大值， 毕竟这些极大值的出现属于小概率事件， 因此采用累积概率为99 % 的雷电流幅值作为计算依据， 现举具体实例如下。

广州市黄埔区某二类防雷建筑物， 实测累积概率为99% 的雷电流幅值为115 kA， 即雷电流幅值大于115 kA 的地闪概率为1 %。试确定该建筑物SPD 通流容量。

假定雷电流在接地装置、电力系统和其它金属管道间分配情况为总雷电流I0的50% 流入建筑物的防雷接地装置中， 而其余50% 的I0进入各种设施（外来电力线、通讯线、金属管道等） 间再分配， 其中50％ 流入电源线， 流入电源线的电流相线、中性线分别占25 ％。则SPD1的通流容量I1为：I1 ＝ I 0 × 50 % × 50 % × 25 %%% （4）

即10 / 350μs 波形时SPD1的冲击电流为Iim p，当使用8 / 20 μs 波形时， 可通过单位能量推算知：I1 （8 / 20） ＝ I1 （10 / 350） × T2 （10 / 350） / T2 （8 / 姨20） （5）雷电流经过SPD1后， 会有30% ～ 50% 的残余施加于SPD2上， 假定有50% 的残余雷电流（最不利的情况） 施加于SPD2上， 则SPD2的标称通流容量：I2 ＝ I1 × 50%% （6）

其余各级SPD 以此类推。将雷电流幅值带入公式计算各级SPD 的通流容量如下表所示。

上表分别采用实测值和规范的推荐值进行了比较计算， 可以看出， 若采用推荐值150 kA 计算， 该建筑物需要安装的SPD 通流容量偏大， 而采用实测值115 kA 计算， 只需安装通流容量较小的SPD， 大大节省了设备投资。而对于实测雷电流幅值大于规范推荐的150 kA 的区域， 应加强该区域的建筑物防雷措施。

5 结束语

引入雷电监测资料中的地闪密度值进行建筑物年预计雷击次数的计算， 和雷电流幅值进行建筑物SPD通流容量的确定， 使得评估结果更具客观性和科学性， 使建筑物防雷设计更经济合理。

依据IEC（国际电工委员会）标准分区防雷理论，各个电源防雷器分为

B 、C、 D 三级，B级属于第一级防雷器可以用于建筑物内的主配电柜上。各级的保护水平不一样，D级属于末级一般为防雷插座板。防雷器可选用德国OBO品牌。