离石中心台防雷措施系统检测与维护

王晓霞 薛生瑞 高翠珍 薛锦明 闫美蓉 郭 宇

1.山西省地震局离石中心地震台 2.山西省地震局大同中心地震台 3.山西省地震局定襄地震台

地震仪器是用来监测地球活动的精密电子仪器，在地震前兆监测中发挥重要作用。防雷装置安全检测工作及日常维护是确保地震监测台网的顺利运行和地震监测资料连续可靠的重要保证。

1 北武当台概况和防雷措施简介

1.1 北武当台概况

北武当观测站位于山西省吕梁市方山县北武当镇武当村东北1.2km处的北武当山山脚下，海拔高程1420m。北武当观测站地貌花岗岩地区典型地貌形态，地质环境位于关帝山强烈隆起区，该区新构造运动以来以持续抬升为主。断块内差异运动极弱，属稳定的新单元构造。观测项目有区域测震、水管倾斜仪、伸缩仪、水平摆倾斜仪、应变仪、气象三要素，信息节点交换机、UPS等电子设备仪器[1]。

1.2 北武当观测站防雷系统措施简介

离石中心地震台北武当观测站防雷系统是由防直击雷、建筑物防雷、电源进线防雷、通讯线路防雷、接地技术防雷系统构成的，如下图[2]。

图 北武当台避雷系统示意图

（1）雷击电磁脉冲的防护措施。雷击电磁脉冲（LEMP）所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压，会击毁各类用电设备和微电子芯片，离石台防雷工程时安装了接地体地埋深度为2m面积为8m2接地防雷网共用接地防雷，建10m高的避雷针（接闪器）。利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统，接地体的接地电阻小于4Ω。达到建筑物防雷要求。

（2）电源系统的防雷防护措施。当高压380V线路进入变压器后，从变压器到洞口配电柜地埋铠装皮电缆接入，在距洞口观测室院内配设总配电箱，采用三相四线制，安装一套60kA的三相电涌保护器SPD1（型号为LPT380-60，作为一级保护）和一套40kA的三相电涌保护器SPD2（作为二级保护）。在洞口观测室内配电柜输入端，安装一套20kA三相雷电通流容量作为三级保护，在UPS电源后或设备前安装一雷电通流5kA的单相电涌保护器SPD4，作为四级精细保护。还可以增加防雷插座等，这样就有效保护了地震监测设备电源防雷。

（3）屏蔽措施。屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，具体采取以下措施：外部屏蔽措施由金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋以及洞室外的接闪器这些自然构件组成的。洞室内监测系统设备在使用非屏蔽电缆入户前穿金属管并埋入地中的线路敷设于合适的路径、线路穿铁管屏蔽、必要时采购屏蔽电缆，这些措施形成一个格栅形大空间屏蔽，极大改善电磁环境。形成了很好的电磁屏蔽措施。

（4）等电位连接与共用接地。等电位连接是现代防雷技术重要的防护措施之一。按规范要求设计，避雷接地网接地电阻＜4Ω，将引进入山洞观测室的各类管线穿入金属管做屏蔽层、仪器设备外壳接地机壳、仪器机箱、机架、插座接地、变压器市电零线与接地网二次接地，洞内各仪器室都要进行等电位接地。这样再与雷电防护区交界处的接地网做了等电位连接，保证仪器设备共用接地，形成一个良好等电位。

2 防雷系统的检测

2.1 接地电阻的测量方法

接地电阻测量有多种方法和仪器可供选择，我台主要使用的ZC-8型接地电阻测试仪。对变压器接地测试接地电阻、对主接地网进行测试。

根据要求，仪表上的E端钮（一般为绿色）接5m导线，P端钮（一般为黄色）接20m线，C端钮（一般为红色）接40m线，导线的另一端分别接被测物接地极E'，电位探棒P'和电流探棒C'，且E'、P'、C'应构成三角形，其间距为20m。需要注意的是接地棒要插在潮湿的地方，如接地棒所插的地方是干燥、多石或沙质地,需要在接地棒周围浇上足够的水,使接地棒周围得以潮湿,以保持良好的导电率。如遇到混凝土之类的硬地面而不能插入接地棒时,可将接地棒置于地面上,然后用布料将接地棒盖住,再在上面浇水(最好用盐水),这样也可进行测量(不能用于沥青地面)。

2.2 避雷器、线路检测内容

（1）防雷器工作状态检测：查看电源防雷模块、电源防雷箱、防雷插座故障显示窗口或工作指示灯，防雷器一旦发生故障应及时更换，在雷雨天气过后也应及时查看。

（2）检测防雷器连接线和接地线是否完好或连接松动，并及时更换或紧固。特别是每年开春雨季到来之前，应仔细检查避雷系统，包括接地网，地线，接地母线是否松脱，锈蚀，接触不良，同时测量接地电阻，做好记录并与上次结果对比发现问题及时处理。

（3）每次打雷后，都应检查避雷元器件有无损坏，发黑，有无焦糊味，器件部位是否清洁，有无霉丝、昆虫等，及时更换有问题部件。

(4）定期检查外线路包括，包括供电系统，避雷接地系统，天线，信号线，信号配接箱、外设等，打雷，刮大风，下大雨等异常天气后都要认真检查，发现问题及时解决。

2.3 接闪器、引下线检测内容

检测接闪器、引下线是否出现变形、松动、断裂、腐蚀严重等显现，并采取相应措施进行修复或重新安装。

3 防雷系统的日常维护[3]

防雷系统的维护分为周期性维护和日常性维护两类。按照省局规定要求每季度检查，并按时上报巡检报告，每年在雷雨季节到来之前，应进行一次全面检测。日常性维护，应在每次雷击之后进行。

北武当观测站位于在雷电活动比较强烈的地区，对防雷装置应随时进行目测检查。特别是雷击或雷电波袭击时，由于电流很大,会产生很高的残压,使附近的设备遭受到反击的威胁。为了保护监测仪器的正常运行，防雷接地要在瞬间将几十千安的雷电流泄流到大地，接地电阻越小散流越快，雷击后高电位保持的时间就短，危险性就小，所以接地电阻越小，效果越好，被保护的对象就越安全。但由于土壤对接地装置具有腐蚀作用，随着运行时间的加长，接地装置已有腐蚀，影响台站仪器的安全运行。因此，必须大力加强对地网接地电阻的定期检测，使接地网的接地电阻符合要求，从而有效的防止设备绝缘损坏造成设备的进一步损坏。

3.1 做好防雷装置检测工作的意见和建议

（1）每年定期请有资质的专业防雷检测机构检测防雷装置，评估本区域防雷装置是否符合国家规范要求，应每年检测一次。

（2）单位应设防雷电灾害责任人，负责防雷装置日常维护和报检工作，特别是雷雨季节应定期或不定期检查安装在配电系统、计算机网络等强弱电的电涌保护器运行情况，发现损坏时应及时更换。

（3）应采用质量和技术均符合国家标准的防雷设备、器件、器材，避免使用非标准和无检测合格证的防雷产品和器材。

3.2 日常巡检工作

（1）检查各级避雷器工作情况。不同厂家设计的供电避雷器工作状态指示灯可能不尽相同，我台采用的供电避雷器正常工作时，颜色显示是绿色，当遭遇雷击时，状态变为红色。在现场检查避雷器时需要详细参阅厂家的设备说明书。

（2）检查避雷地网接线。在对台站进行巡检时，一方面要测量接地电阻，另一方面要检查避雷接地网和仪器避雷接地之间接线是否牢固、交流插座接地和避雷接地网地线是否牢固、供电避雷器接地孔与扁铁接线是否牢固、扁铁与机柜各个设备的避雷接地是否牢固。

（3）检查防护接地。仪器外壳接地是否牢固；机柜接地是否牢固；仪器外壳接地是否和避雷接地分开等等。

4 结束语

地震监测预报需要高质量的观测资料，其中数据的连续率、完整率是衡量观测资料的重要因素。必须减少不必要的雷击造成的仪器故障导致缺记，采取合理的措施保障仪器运行稳定，数据连续完整。对于离石台来说，加强日常维护，特别是雷雨季节，要增加巡检的次数，发现问题及时维修，消除安全隐患，做到早发现早整改，避免雷电事故的发生或减轻雷电灾害损失。

[1]薛生瑞、徐博、高翠玲,等.山西离石中心地震台数字倾斜仪资料质量跟踪分析[J].山西地震,2013,（4）:14-17

[2]苏邦礼,崔秉球,吴望平,等.雷电与避雷工程[M].广州:中山大学出版社,1996

[3]杨德荣,梁丹.接地电阻测量中应注意的几个问题[J].气象研究与应用,2007,28（2）:72-74