XXX溶洞景区综合防雷整治方案

李雪林屈彪

摘要：XXX溶洞景区属典型的喀斯特岩溶地貌，形成于3.7亿年前，全长10余公里，由两个主洞和8个支洞组成，共分五个厅，最高层和最底层落差83米。目前该洞已开发2.6公里。景区建设用地地势空旷平坦，沿路直通至溶洞入口方向，溶洞入口临近山脚下。由于洞内环境潮湿，山体蒸发水汽，在山坡与稻田接壤处、山坡和山脚下、周边小河及低洼地区都容易遭受雷击。地层主要为石炭、二迭系地层，以灰岩或白云岩为主，属喀斯特岩溶地貌，土壤电阻率大于3000Ω·m。该项目所在地平均雷暴日数在60天以上，为多雷区。

关键词：溶洞；防雷；整治

1项目防雷现状：

洞内供电系统采用双回路供电方式，由入口及出口处2组5芯铠装电缆（三火一零一地）分别引入洞内9组配电柜内，其中入口处引入电缆控制洞内4组配电柜，出口引处入电缆控制洞内5组配电柜。整个供电系统均未安装电源SPD进行保护。

景区周边建筑物1号长亭、2号长亭、3号圆亭、湖心亭、观景台、宾馆、餐厅等均未安装防直击雷设施；观景台、宾馆、餐厅电源线路均未安装电源SPD进行保护。

2、直击雷防护区（LPZ0B）防雷保护

XXX溶洞景区所处地理位置全年雷暴路径70%来至西南面及东南面，（进、出）两个洞口距离较远，且洞口均处于易遭受雷击区域，为了减少雷电对景区直击雷防护区（LPZ0B）的侵害，应在（进、出）两个洞口1公里半径范围内的西南面及东南面所在山体高处分别安装25米高避雷塔（共计5座），并在避雷塔顶端分别安装自带衰减器的优化避雷针作为针尖，对雷电路径上的雷电进行有效拦截。避雷塔具体安装位置应根据现场实际情况确定。

对处于直击雷防护区（LPZ0B）内的景区周边建筑物应划分为二类防雷建筑物。周边建筑物均为仿古建筑造型，采用φ8mm的镀锌圆钢对1号长亭、2号长亭、湖心亭、观景台、宾馆、餐厅等建筑物在其屋面进行接闪带制作：沿屋面四周闭合敷设接闪带，接闪带支架高30cm，支架间距100cm。采用φ12mm的镀锌圆钢作为引下线，沿建筑物四周均匀布置，引下线间距不大于18m，并制作相应的防直击雷接地网。

溶洞出口处设有金属护栏，在出口处制作金属护栏接地地网与出口金属护栏柱筋做可靠电气连接。

3、第一防护区（LPZ1）供电线路防雷保护

溶洞内供电系统采用双回路供电方式，由入口处1号变压器及出口处2号变压器采用5芯铠装电缆（三火一零一地）引入洞内9组配电柜，其中入口处引入电缆控制洞内4组配电柜，出口引处入电缆控制洞内5组配电柜。

对溶洞内的电源线路采取三级防护的方案，在1号变压器及2号变压器进入洞内的2组电缆总线处分别安装一组通流量为120KA的三相电涌保护器；在溶洞入口总配电处生活用电线路前端安装一组通流量为60KA的三相电涌保护器。

通过现场的测试可知，变压器接地电阻过高，不符合国家标准要求，对防雷来说，接地电阻是一项重要的参数，因此，对接地的整改是一个重要的环节。

根据GBT21431-2015《建筑物防雷装置检测技术规范》中表3可知：

溶洞内1至9号配电柜均由电源柜、信息柜及EPS组成。

在溶洞内各号配电柜内安装一组通流量为40KA的三相电源防雷器及三组通流量为20kA的单相电源防雷器；在EPS供电柜内安装一组通流量为20kA的三相电源防雷器，并做好柜体的等电位连接。在配电柜旁使用电解离子接地极作为垂直接地极，安装方式为机械钻井深埋，钻孔直径为80mm，钻井深度为3m，钻井数量为2处。

在溶洞入口门禁系统及出口门禁系统供电线路前段分别安装一组通流量为20kA的单相电源防雷器进行保护。

5、后续防护区（LPZN）防雷保护

洞内共设有110组视频监控及5组音频功放设备。摄像头信号通过网线引入信息柜内交换机，由交换机通过光端机经光纤线路进入中控机房内。

在每个信息柜交换机输出端根据信号的额定工作电压、工作频率、带宽、阻抗、差损、传输方式、接插方式等选配相应的视频信号防雷器。

入洞口、出洞口处均架设摄像头杆，该摄像头在室外，极易遭受雷击，且已有损坏，因此，需要在摄像头的出线端安装二合一的防雷器，并做好接地。

在5组功放音频信号输出端根据信号的额定工作电压、工作频率、带宽、阻抗、差损、传输方式、接插方式等选配相应的音频信号防雷器。

在信号模块控制单元电源220V输入端串联安装10KA电源防雷器。在信号模块控制单元5V信号控制输出端串联安装5V-6V信号防雷器。在信号模块控制单元网络信号输出端串联安装网络信号防雷器。

6、接地网的制作

鉴于项目所在地溶洞景区属典型的喀斯特岩溶地貌，土壤电阻率偏高，传统的接地网制作方法（采用镀锌钢材制作人工接地体）是无法达到设计要求的，同时考虑到溶洞内环境潮湿，对埋设在地下金属材料具有较强的腐蚀性，要使改造的接地网长久、耐用，采用深井接地埋设电解离子接地，接地模块及等方法进行接地系统制作。

7、结论

溶洞景区都是在山里，溶洞景区里的雷电防护主要是对设备的防护，需在按国家标准规范在电源线路、各信号线路上设置对应SPD；同时，需做好各设备之间的等电位连接；溶洞所在地一般土壤电阻率都较高，如何降低接地电阻是需要根据现场情况认真考虑的问题。

参考文献

【1】《建筑物防雷设计规范》（GB50057—2010）

【2】《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343—2012）

【3】《电子计算机机房设计规范》（GB50174—2008）