摘 要：航標(biāo)是重要的水上助航標(biāo)志。夏季，航標(biāo)所面臨的自然危險(xiǎn)主要是雷擊。為確保航標(biāo)設(shè)備安全，一般大型航標(biāo)都配有專門(mén)的防雷設(shè)施。本文中筆者結(jié)合多年從事航標(biāo)管理的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的防雷知識(shí)，對(duì)航標(biāo)防雷設(shè)備配置中的一些實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行探討，得出了航標(biāo)防雷設(shè)備配置方法。并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證論證結(jié)果。

Abstract:Water is an important navigation aids to navigation marks. Summer, beacon of natural hazards faced by mainly lightning. To ensure the safety of navigation equipment, the general large-scale buoy is equipped with a special lightning protection facilities. The author in this article combines navigation for many years engaged in the work of management experience and professional knowledge of lightning protection, lightning protection equipment for the aids to navigation in a number of practical issues to discuss, come to the navigation method of lightning protection equipment. And the results of an example proof.

關(guān)鍵詞：航標(biāo) 防雷 接地

Key words:Aids to navigation; mine; grounding

作者簡(jiǎn)介：丁官權(quán),男,漢,1956年11月,湖北省隨州市人，學(xué)歷：大專 研究方向：航政管理 職稱：助理工程師 單位：天津海事局大連航標(biāo)處

【中圖分類號(hào)】TP 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-7069（2009）-06-0118-02

一、引言

航標(biāo)設(shè)備的防雷與接地，應(yīng)從工程設(shè)計(jì)階段就應(yīng)加以考慮，根據(jù)當(dāng)?shù)氐貐^(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)及土壤電阻率高低等情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采取切實(shí)有效的防雷方案和措施，以確保機(jī)器設(shè)備不遭雷電損壞。

雷電的危害是有目共睹的，然而，結(jié)合航標(biāo)系統(tǒng)來(lái)講，燈塔、機(jī)房、建筑物、發(fā)射天線等，有相當(dāng)一部分是前蘇聯(lián)、日本建造的。這些設(shè)備建筑物的防雷接地有一定的局限性，一些技術(shù)人員可能對(duì)這些機(jī)器設(shè)備的防雷接地保護(hù)認(rèn)識(shí)不足，以致造成曾經(jīng)的雷害事故。因此，有必要探討航標(biāo)設(shè)備的防雷接地問(wèn)題。

二、雷電的屬性與地線的選用

1.雷電具有尖端放電的特性，這一地域的制高點(diǎn)，如：山頭、天線塔、建筑物，海平面的突出處等。

2.航標(biāo)設(shè)置點(diǎn)，因航海、導(dǎo)航、助航的需要，大多建造在海島、海邊的甲角、海岸的凸出處、半島等處。

3.地線選用。不同的金屬材質(zhì)、粗細(xì)、其導(dǎo)電性、電阻值是不同的。金銀的導(dǎo)電性、電阻值不容質(zhì)疑，其導(dǎo)電性能好，但價(jià)格昂貴[1]。那么，怎樣才能選到既經(jīng)濟(jì)又適用的金屬材料作地線呢？合格的接地線應(yīng)該是用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)體銅材料制作，線徑符合要求。一要根據(jù)設(shè)備的等級(jí)大小；二要結(jié)合當(dāng)?shù)氐貐^(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱和土壤地阻率高低的情況；三要通過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的比較。目前銅帶、裸銅線或鍍鋅偏鋼，這三種材料被廣泛選用，為地線首選材料。

三、機(jī)器設(shè)備的防雷與建筑物的防雷

航標(biāo)設(shè)備、電子設(shè)備的防雷離不開(kāi)建筑物的防雷。按照國(guó)家最新的標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94, 對(duì)建筑物與設(shè)備的防雷接地應(yīng)采用“等電位連接”，而不是傳統(tǒng)上分別做獨(dú)立的接地網(wǎng)[2]。所謂“等電位連接”，就是把建筑物本身和其內(nèi)外各種導(dǎo)電物用導(dǎo)體焊接起來(lái)，以保證等電位。由于雷電流峰值非常大，流經(jīng)之處都立即升至很高的電位（相對(duì)大地而言），因此，對(duì)附近尚處在大地電位的機(jī)器設(shè)備、電子設(shè)備和人產(chǎn)生旁側(cè)閃爍，容易發(fā)生設(shè)備和人身事故，采用“等電位連接”可大大分散雷電流，并削弱了建筑物內(nèi)所有設(shè)備所受到的脈沖電磁場(chǎng)沖擊幅，因?yàn)榻拥伢w是分布在地下四周的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，可形成均勻分布的均壓網(wǎng)，與大地接觸面廣，接地電阻低且又穩(wěn)定，所以“等電位連接”是防雷的關(guān)鍵措施之一[3]。

四、建筑物的防雷

建筑物本身的防雷裝置是建筑物內(nèi)機(jī)器設(shè)備、電器設(shè)備及系統(tǒng)防雷的第一道屏障。因此，建筑物本身的防雷性能直接影響到內(nèi)部的機(jī)器設(shè)備的防雷，這一點(diǎn)非常重要，所以必須首先重視建筑物本身的防雷。

現(xiàn)在建筑物防雷主要由頂部避雷帶、網(wǎng)狀接閃器，建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內(nèi)的主鋼筋作引下線，利用地下鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為接線體。在建筑物設(shè)計(jì)和施工時(shí)就要考慮到，作為網(wǎng)狀接閃器、引下線和接地體的鋼筋網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接，使之成為較理想的“法拉第籠”式避雷器。防雷網(wǎng)與建筑物鋼筋混凝土相結(jié)合，已成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的防雷方式。因此在設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)預(yù)留出各層樓板、梁、柱內(nèi)的鋼筋焊出接頭，以便于與室內(nèi)外接地線相連。

五、室外設(shè)備的防雷

航標(biāo)管理站的有些導(dǎo)航設(shè)備是安裝在室外的，如電霧號(hào)、雷達(dá)應(yīng)達(dá)器、燈塔、電子發(fā)射天線等。為了防止直擊雷，根據(jù)室外設(shè)備需要，應(yīng)安裝一支或多支避雷針，計(jì)算其保護(hù)范圍以達(dá)到保護(hù)所有設(shè)備要求為原則[4]。對(duì)室外發(fā)射天線、燈塔可專設(shè)獨(dú)立的高出燈塔、天線塔一米以上的避雷針，室外做一接地網(wǎng)，所有設(shè)備的接地引線都與該接地體焊接，以保證等電位。

六、室內(nèi)機(jī)器設(shè)備的防雷

室內(nèi)各種機(jī)器設(shè)備應(yīng)設(shè)專用地線，將每臺(tái)機(jī)器設(shè)備用螺栓或?qū)w焊接相連，以保證接觸良好，形成一個(gè)整體，與室外接地網(wǎng)形成一個(gè)完整的接地網(wǎng)。設(shè)備基座、金屬導(dǎo)線管、柜角腿等，不可作為接地線使用。

計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化電子設(shè)備的防雷接地，應(yīng)與大樓（建筑物）主鋼筋預(yù)留的引下線相連，以形成電子設(shè)備的第一道保護(hù)屏障。如AIS、GPS的信號(hào)是通過(guò)信號(hào)電纜與室外的發(fā)射天線塔相連，因此，信號(hào)電纜的外皮必須做好接地，并與大樓、室外接地網(wǎng)連接起來(lái)，形成等電位，同時(shí)可以加裝避雷器。對(duì)于室內(nèi)的各種機(jī)器設(shè)備，自動(dòng)化電子設(shè)備，最重要的就是將各個(gè)獨(dú)立的接地網(wǎng)連成一個(gè)共用接地系統(tǒng)，其它如分開(kāi)、獨(dú)立、專用等接地方案都是不妥的，也沒(méi)有實(shí)際意義[5]。對(duì)于所有室內(nèi)的機(jī)器設(shè)備，還應(yīng)采取逐級(jí)防雷保護(hù)措施，首先要做好建筑物和電源的防雷接地，其次在機(jī)房和各設(shè)備端口安裝相應(yīng)的避雷器才能真正起到防止雷電波的侵入和損害。

七、防雷設(shè)備設(shè)計(jì)、安裝實(shí)例

1997年夏季，一聲沉悶雷聲之后，沿?zé)羲邏壕€路居住的大地村幾十家農(nóng)戶的家用電器被損壞，南大圈燈塔變壓器亦被燒壞，低壓配電柜多處損壞。自從這一事故發(fā)生后，我便深深感到預(yù)防雷擊的重要性，因?yàn)榻鉀Q防雷擊可以保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)。所以我加快了這方面知識(shí)的學(xué)習(xí)和探研。此后，我?guī)е约貉兄频牡蛪号潆姽穹览捉拥氐牡鼐€設(shè)計(jì)和方案，請(qǐng)示領(lǐng)導(dǎo)同意后，從物資站領(lǐng)到Φ16cm的祼銅線38米（為主線），和一塊銅板（30cm×20cm×0.3cm）。首先，將銅線截成2m 、3m、4 m、5 m長(zhǎng)的四根線段（為次線）。其次在主線的一端焊接上銅板。再其次，在主線上每間隔5米的距離成“十字形”依次焊接（2m 、3m、4 m、5 m）次線。整條地線成如下形狀。（如圖）

焊點(diǎn)采用氣焊跑光技術(shù)，以降低阻值。然后成地線圖形挖60公分深，30公分寬的溝，用細(xì)爐渣拌入30%（自燒）木炭作填料物。①用填料物鋪底10公分。②下入地線。③再填入填料物10公分。④澆適量的水。⑤填粘土20公分。⑥全部回填后，將主線的另一端與低壓配電柜相連接。⑦測(cè)試地阻值為3歐姆。

用填料物與粘土的作用：①爐渣、木炭有吸濕保潤(rùn)的作用。②有延緩腐蝕銅線的作用。③粘土起保濕與地面粘合作用。實(shí)踐證明，防雷效果良好。

實(shí)際考評(píng)：①取材廣泛、容易、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。②實(shí)用于高山、島嶼地質(zhì)少土的各站點(diǎn)。③制作簡(jiǎn)單，方便群眾參與制作。

2000年，我又在低壓輸入配電柜線路中并接了避雷器。還利用機(jī)房改造之機(jī)，將所有機(jī)器設(shè)備實(shí)現(xiàn)了等電位連接，使低壓配電柜又多了兩道避雷保護(hù)的屏障，解決了雷電的損害和危害。實(shí)踐證明：近十年來(lái)，大窯灣航標(biāo)管理站南大圈燈塔再也沒(méi)有遭受雷電損害。

八、總結(jié)

航標(biāo)設(shè)施的防雷工作，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)代防雷的觀點(diǎn)，根據(jù)航標(biāo)設(shè)施所處地理位置、氣象條件、土壤、環(huán)境、設(shè)備配置情況和防雷要求，合理選擇防雷器材，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工，達(dá)到防雷減災(zāi)的目的，使航標(biāo)設(shè)施能更好地、更有效地提供助航服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鹿繼續(xù), 羅頂瑞, 朱兆華.《電工安全技術(shù)》、化學(xué)工業(yè)出版社, 2006

[2]GB 50057-1994建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S], 1994 .

[3]GB 50303-2002建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S], 2002 .

[4]頂逢晟. 中波發(fā)射臺(tái)防雷避雷探索. 電波與天線技術(shù)

[5]王鍵, 張慧書(shū). 電子系統(tǒng)的避雷設(shè)計(jì)、電訊技術(shù), 2007年10月