烟台塔山雷达楼雷击事故分析及应对措施

黄灏 杨琳

摘 要：文章通过对烟台塔山雷达楼遭受的一次雷击事例的分析，提出了相应的防雷整改措施。通过文章地分析，希望对类似事件地解决提供参考。

关键词：多普勒雷达；雷击

1 雷达站简介

烟台新一代天气雷达CINRAD/SA雷达系统位于烟台市芝罘区与莱山区交界处，塔山南双旺顶，南侧山峰（东经116°46′53″，北纬36°48′14"），拔海高度为黄海高程最高点392.8米。雷达站自2002年3月开工建设，2003年8月雷达通过现场测试、11月雷达信息接收楼启用。

建成的烟台新一代天气雷达产品已成为短时和临近预报的重要依据，在天气预报业务和人工增雨作业等工作中发挥着越来越重要的作用。因此，一旦雷达发生故障，将会严重影响烟台市气象部门的正常的业务运行。

2 雷达站气候环境及雷电活动规律

该雷达站地理位置特殊，海拔高度近400米，气候环境及雷电活动规律与市区相差很大。特别是雷暴天气，由于雷暴主要路径由南向北，南部山巅雷击概率及雷暴强度大，周围电视台、联通基站等单位的通信设备遭多次雷击。雷达站地处山顶，地势高且周围空旷，属于孤立建筑物，极易遭受雷击。

3 现场调查勘查情况

2006年6月20日凌晨，烟台发生强对流天气，塔山附近有强烈地闪发生，塔山南巅的多普勒天气雷达遭受雷击。雷击造成雷达站内的RDA主机网卡毁坏，主机停止工作达12小时，同时值班室内的交换机COM1端口损坏。此外，山下雷达接收楼内的两部电话IAD也因遭受感应雷袭击，全部损坏。

4 事故原因分析

事故发生后，经过对雷击现场的实地勘查，得出此次雷击事故发生的原因主要有以下几点：

4.1 山上雷达站及山下雷达站接收楼的防雷措施还不完善。虽然雷达站电源系统都安装上了电源避雷器，但是雷达信息系统的防雷存在一定漏洞。比如在某些重要设备处未加装适配的信号避雷器，信号线的屏蔽措施也有一定疏漏。

4.2 山上雷达站RDA主机信号线埋地穿管入户时，钢管断开，造成屏蔽保护上的漏洞。钢管自雷达站塔楼南侧引下埋地后，经约20米走线进雷达站附属办公室。在入户前钢管因施工原因造成钢管断开，两股约20cm双绞线露出钢管外。一旦附近有雷闪发生，双绞线上极易感应上过电压，瞬态过电压将沿双绞线进入屋内，将与之连接的交换机端口损坏。

5 防雷应对措施

针对以上发现的问题，我们制定了详细的雷达系统防雷整改方案。

5.1 电源系统防雷方案

雷达站高压供电线路自邻近单位（300M）配电室引出10000伏高压电，引入离雷达楼20米处的50千瓦变压器，采用铠装电缆全线埋地，埋深1米，变低压后（220/380V）输送到变电室，自变电室采取TN-S供电方式用铠装电缆埋地引入雷达楼。雷达楼的电源线路在进入大楼的配电箱和排污泵配电箱内（位置在一楼）已经安装了20KA（10/350μs）的电源避雷器，二楼机房配电箱内也安装了20KA（8/20μs）的电源避雷器。现在运行状况良好。

考虑到电涌保护的全面性，计划在一楼照明配电箱内安装一个20KA电源避雷箱，连接方式为并联连接。

5.2 信息系统防雷方案

雷达楼信息系统在建造之初就安装有一批信号类避雷器，由于后上设备较多，在整体保护上就出现了一些遗漏，为了更好的对其进行保护，计划对这些新上设备进行一次全面保护。

计划在机房内RDA网卡端口和光纤转换器端口加装RJ45信号避雷器。在办公室内的交换机进线端口（八口）和RPG网卡端口各安装一个RJ45信号避雷器。在办公室三台电脑主机的网卡进线端安装RJ45信号避雷器（共三个）。在IAD程控电话交换机进线端安装RJ11电话避雷器。在IAD程控电话交换机与主交换机连接端口安装RJ45信号避雷器。在柴油发电机信号端口安装一个DB-9信号避雷器。

5.3 线路屏蔽改造

入户信号线已经埋地穿管敷设。由于在入户前钢管断开约20cm，因此需要对这段断开的钢管进行处理。

现在铺设的钢管中穿有两条五类双绞线，由于双绞线抗热抗拉性不足，导致施工时不能动火电焊，因此也就不能对原有钢管重新进行焊接处理。经过考虑，最后决定采用铁质蛇皮管连接两段钢管。铁质蛇皮管两端采用钢质螺丝固定，连接处应尽量保证紧密，而且需加一定的防腐措施。

5.4 不锈钢屏蔽网的等电位处理

雷达机房及雷达楼在原始设计时采取了四层屏蔽防护。第一层利保温层内50×50mm的金属网格；第二、三层利用水泥墙内的200×200mm双层钢筋；第四层专门敷设50×50mm的镀锌金属网格。雷达机房的地面及顶棚也采取四层屏蔽防护，第一层为建筑物外墙200×200mm的钢筋；第二、三层为地面及顶棚内200×200mm的双层钢筋；第四层为专门敷设50×50mm的镀锌金属网格。雷达楼的其它房间（一层、三层）采用三层屏蔽防护。第一层利保温层内50×50mm的金属网格，第二、三层利用水泥墙内的200×200mm双层钢筋。后来按照省局要求，雷达站二楼又在每个窗户处加装了不锈钢屏蔽网格，但是经过检测发现均未与大楼整个的大屏蔽网连接。后来经实地考察得知，不锈钢屏蔽网建设之初就已经考虑了连接问题，每个屏蔽网格和邻近的铝合金窗都已经钻孔，连接二者的导线也已经做好，因此考虑用Φ5mm，长15mm自攻螺丝穿导线的线鼻子后旋入钻好的孔中，用已做好的连接线将屏蔽网格与铝合金窗连接起来。

5.5 办公室屏蔽处理

为了防止雷电电磁脉冲对机房的辐射干扰，提高机房的屏蔽效果，将铝合金窗、窗户的的金属防护栅栏作可靠的接地，然后采用-40×4镀锌扁钢水平敷设将金属栅栏逐一进行连接以形成初级防电磁脉冲屏蔽，具体做法如下：

现有防护栅栏规格为1700mm×1500mm，为了提高屏蔽效率，拟用Φ8镀锌圆钢把该防护栅栏隔成150mm×120mm网格，连接处应保证点焊饱满，并做一定的防腐处理。网格焊接完成后用一40×4镀锌扁钢将四个金属栅栏连接，并与整个办公区平房的接地连接。

6 效果检验

按照以上方案对雷达系统防雷进行改造后，雷达系统运行正常，至今未再发生类似的雷击事故。

7 结束语

经过对这次雷击事故的分析，得出以下结论：应该加密对雷达楼防雷装置安全性的周期检查，最好能定为每季度检查一次；新上设备应及时进行技术交底，方便进行下一步的防雷保护；应加强对设备、线路的各种屏蔽，一有缺漏应及时进行补充；雷达值班人员应增强防雷安全意识，比如在雷雨天应关闭门窗，在雷雨天尽量不要拨打电话等。

参考文献

[1]QX4-2000《气象台站防雷技术规范》

[2]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

[3]QX3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》

[4]GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

作者简介：黄灏（1981，7-），男，重庆人，本科，工程师，主要从事雷电防护技术服务工作。