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摘要：莱钢天元气体60000m3/h 制氧项目地处钢城区里辛镇，周围地势比较空阔。没有高大建筑物，通过闪电定位资料分析，该地域地闪主要活动期为5，6，7，8月，其中6，7，8月为地闪高发期，加强雷电防护可以有效的防止或减少因雷电波侵入所造成的被保护设备损坏，为企业安全生产提供保障。
关键词：制氧项目 电源系统 信号系统 防雷保护
中图分类号：TU856
1雷电的危害及防雷措施
1.1雷电的危害
雷电造成的危害与其它因素造成的危害形式不同，它闪电袭击迅猛，使人们在尚未听到雷声之前就已触电，而来不及躲避。更有甚者在瞬间遭雷击引起建筑、仓库、油库等着火和爆炸，造成物资和人员的巨大损失和伤亡。虽然人们对雷电的认识有所提高，并采取了一些防雷措施，但是，雷电涉及许多不确定因素，虽然我们大体上确定雷电放电行为的特定形式，但无法保证雷电放电不会偏离这种形式，因此防雷电是一项很重要的防火安全措施。
1.2根据雷电防护的理论，一个完整的防雷体系应具备的条件：
一是对直击雷（侧击雷）的保护：即建筑物的外部保护，主要作用是防止雷电对建筑物和人身造成的危害（安装直击雷防护的避雷针、避雷带、对建筑物暴露部分的导体实行等电位联接防止侧击雷）。
二是对雷电电磁脉冲的保护；主要作用是防止雷电对电子设备、网络系统以及人身造成的危害（在建筑物内的电源、信号线路引入引出端安装避雷设备）。
三是要有可靠和良好的接地系统（地网的设置等）。雷电过电压的形成主要是由电位差引起的，为了彻底消除雷电引起的毁坏性电位差，就特别需要等电位连接，电源线、信号线等都要通过过压保护器进行电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接并最后与主等电位连接棒相连。
2项目所在地雷暴活动规律数据
2.1项目所在地闪电定位资料分析
2.1.1地闪密度分布
地闪密度——每平方公里年平均落雷次数，是表征雷云对地放电的频繁程度的量，是估算建筑物年预计雷击次数时重要的参数。用Ng表示，单位为：次/（k㎡a）。
根据山东省雷电定位系统监测的闪电数据资料，60000m3/h制氧项目所在区域年平均地闪密度约为Ng=3.5次/（k㎡a）。
2.1.2雷电活动季节变化规律
图2.1.2-1为以60000m3/h制氧项目所在区域为中心方圆5公里范围内各月闪电次数占全年的百分比，该地域地闪主要活动期为5，6，7，8月，其中6，7，8月为地闪高发期，90.0%以上的地闪都发生在这3个月份，1，2，3，4，9，10，11，12月基本没有地闪发生。
图2.1.2-1 雷电活动月变化图
2.1.3雷电活动日变化规律
依据图2.1.3-1可得出以60000m3/h制氧项目所在区域为中心方圆5公里范围内闪电活动日变化规律：该地域地闪主要活跃在5，13，14，15，16，17，20，21时前后，20时前后为地闪高发时段，13.0%以上的地闪都发生在这些时段，其中21时前后雷电活动最为强烈。
图2.1.3-1 雷电活动日变化
（以60000m3/h制氧项目为中心附近5 km区域）
2.1.4雷电流幅值分布
60000m3/h制氧项目所在区域（5公里范围内）平均雷电流幅值为：平均雷电流幅值为：10.87kA；0-5KA雷电流强度占14.0 %；5-10kA的雷电流占35.0%；10-15kA的雷电流占34.0%；15-20KA的雷电流占11.0%；20-25KA的雷电流占3.0%；25-30KA的雷电流占1.0%；30-35KA的雷电流占1.0%；35-40KA的雷电流占0.0%；40-45KA的雷电流占0.0%；45-50KA的雷电流占0.0%；50-55KA的雷电流占0.0%；55-60KA的雷电流占0.0%；65-70KA的雷电流占0.0%；75-80KA的雷电流占0.0%；80-85KA的雷电流占0.0%；85-90KA的雷电流占0.0%；90-95KA的雷电流占0.0%；95-100KA的雷电流占0.0%；；雷电流强度在5～20kA的地闪占地闪总數的比例最大，为80%。
3防雷技术方案
3.1电源防雷部分
3.1.1电源一级防雷保护
低压配电室低压进线柜及水泵房进线柜分别安装一级波形为10/350us IN60KA电源防雷器。
3.1.2电源二级防雷保护
①在低压配电室各设备柜，UPS主电源，UPS旁路电源，直流屏电源出线端分别安装二级电源防 雷器波形为8/20us IN40KA 。
②在水泵房过滤器电源输入端安装二级电源防雷器波形为8/20us IN40KA 。
3.2信号防雷部分
3.2.1高压配电室中“空压机（电流、功率）、增压机（电流、功率）、低压氮压机（电流、功率）、1#中压氮压机（电流、功率）、2#中压氮压机（电流、功率）”分别安装24V IN5KA信号防雷器。
3.2.2 配电室内型号为“1RP-2开关量输入/模拟量输入输出柜”安装24V IN5KA 信号防雷器。
3.2.3 水泵房电动机电流变送器安装24V IN5KA信号防雷器。
3.2.4 室外设备安装24V IN5KA 信号防雷器
小结：由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放；第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备；第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。按可以有效的防止或减少因雷电波侵入所造成的被保护设备损坏，为企业安全生产提供保障。
参考文献：
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 中国计划出版社
[2]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-212 中国建筑工业出版社
GB50054---2011《低压配电设计规范》
GB50174---2008《电子计算机房设计规范》
IEC1024---1/2/3：1990《国际建筑防雷标准》
IEC1312：1995《雷电电磁脉冲防护通则》
99D562《建筑物防雷设施安装规定》
IEC61643《接至低压配电系统的浪涌保护器》
关键词：制氧项目 电源系统 信号系统 防雷保护
中图分类号：TU856
1雷电的危害及防雷措施
1.1雷电的危害
雷电造成的危害与其它因素造成的危害形式不同，它闪电袭击迅猛，使人们在尚未听到雷声之前就已触电，而来不及躲避。更有甚者在瞬间遭雷击引起建筑、仓库、油库等着火和爆炸，造成物资和人员的巨大损失和伤亡。虽然人们对雷电的认识有所提高，并采取了一些防雷措施，但是，雷电涉及许多不确定因素，虽然我们大体上确定雷电放电行为的特定形式，但无法保证雷电放电不会偏离这种形式，因此防雷电是一项很重要的防火安全措施。
1.2根据雷电防护的理论，一个完整的防雷体系应具备的条件：
一是对直击雷（侧击雷）的保护：即建筑物的外部保护，主要作用是防止雷电对建筑物和人身造成的危害（安装直击雷防护的避雷针、避雷带、对建筑物暴露部分的导体实行等电位联接防止侧击雷）。
二是对雷电电磁脉冲的保护；主要作用是防止雷电对电子设备、网络系统以及人身造成的危害（在建筑物内的电源、信号线路引入引出端安装避雷设备）。
三是要有可靠和良好的接地系统（地网的设置等）。雷电过电压的形成主要是由电位差引起的，为了彻底消除雷电引起的毁坏性电位差，就特别需要等电位连接，电源线、信号线等都要通过过压保护器进行电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接并最后与主等电位连接棒相连。
2项目所在地雷暴活动规律数据
2.1项目所在地闪电定位资料分析
2.1.1地闪密度分布
地闪密度——每平方公里年平均落雷次数，是表征雷云对地放电的频繁程度的量，是估算建筑物年预计雷击次数时重要的参数。用Ng表示，单位为：次/（k㎡a）。
根据山东省雷电定位系统监测的闪电数据资料，60000m3/h制氧项目所在区域年平均地闪密度约为Ng=3.5次/（k㎡a）。
2.1.2雷电活动季节变化规律
图2.1.2-1为以60000m3/h制氧项目所在区域为中心方圆5公里范围内各月闪电次数占全年的百分比，该地域地闪主要活动期为5，6，7，8月，其中6，7，8月为地闪高发期，90.0%以上的地闪都发生在这3个月份，1，2，3，4，9，10，11，12月基本没有地闪发生。
图2.1.2-1 雷电活动月变化图
2.1.3雷电活动日变化规律
依据图2.1.3-1可得出以60000m3/h制氧项目所在区域为中心方圆5公里范围内闪电活动日变化规律：该地域地闪主要活跃在5，13，14，15，16，17，20，21时前后，20时前后为地闪高发时段，13.0%以上的地闪都发生在这些时段，其中21时前后雷电活动最为强烈。
图2.1.3-1 雷电活动日变化
（以60000m3/h制氧项目为中心附近5 km区域）
2.1.4雷电流幅值分布
60000m3/h制氧项目所在区域（5公里范围内）平均雷电流幅值为：平均雷电流幅值为：10.87kA；0-5KA雷电流强度占14.0 %；5-10kA的雷电流占35.0%；10-15kA的雷电流占34.0%；15-20KA的雷电流占11.0%；20-25KA的雷电流占3.0%；25-30KA的雷电流占1.0%；30-35KA的雷电流占1.0%；35-40KA的雷电流占0.0%；40-45KA的雷电流占0.0%；45-50KA的雷电流占0.0%；50-55KA的雷电流占0.0%；55-60KA的雷电流占0.0%；65-70KA的雷电流占0.0%；75-80KA的雷电流占0.0%；80-85KA的雷电流占0.0%；85-90KA的雷电流占0.0%；90-95KA的雷电流占0.0%；95-100KA的雷电流占0.0%；；雷电流强度在5～20kA的地闪占地闪总數的比例最大，为80%。
3防雷技术方案
3.1电源防雷部分
3.1.1电源一级防雷保护
低压配电室低压进线柜及水泵房进线柜分别安装一级波形为10/350us IN60KA电源防雷器。
3.1.2电源二级防雷保护
①在低压配电室各设备柜，UPS主电源，UPS旁路电源，直流屏电源出线端分别安装二级电源防 雷器波形为8/20us IN40KA 。
②在水泵房过滤器电源输入端安装二级电源防雷器波形为8/20us IN40KA 。
3.2信号防雷部分
3.2.1高压配电室中“空压机（电流、功率）、增压机（电流、功率）、低压氮压机（电流、功率）、1#中压氮压机（电流、功率）、2#中压氮压机（电流、功率）”分别安装24V IN5KA信号防雷器。
3.2.2 配电室内型号为“1RP-2开关量输入/模拟量输入输出柜”安装24V IN5KA 信号防雷器。
3.2.3 水泵房电动机电流变送器安装24V IN5KA信号防雷器。
3.2.4 室外设备安装24V IN5KA 信号防雷器
小结：由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放；第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备；第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。按可以有效的防止或减少因雷电波侵入所造成的被保护设备损坏，为企业安全生产提供保障。
参考文献：
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 中国计划出版社
[2]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-212 中国建筑工业出版社
GB50054---2011《低压配电设计规范》
GB50174---2008《电子计算机房设计规范》
IEC1024---1/2/3：1990《国际建筑防雷标准》
IEC1312：1995《雷电电磁脉冲防护通则》
99D562《建筑物防雷设施安装规定》
IEC61643《接至低压配电系统的浪涌保护器》