順昌縣氣象臺(tái)綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)供電保障及雷電防護(hù)簡介

張能勝，曹頂富

（順昌縣氣象局，福建 順昌 353200）

福建省順昌縣氣象局防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)用房于2015年1月1日投入業(yè)務(wù)使用，該樓的供電系統(tǒng)施工圖設(shè)計(jì)只是按一般辦公用用房設(shè)計(jì)，沒有設(shè)計(jì)自備電源及UPS緊急供電，雷電防護(hù)也只是按第三類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn)作外部防雷設(shè)計(jì)，考慮到該樓投入使用后內(nèi)有氣象臺(tái)大量的業(yè)務(wù)系統(tǒng)需不間斷供電并不受雷擊影響，因此，在施工過程中，經(jīng)筆者對供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并增加了內(nèi)部防雷措施，在征得設(shè)計(jì)院同意后，按優(yōu)化后的方案施工。經(jīng)近5年的實(shí)際運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定，防雷措施作用明顯，期間還經(jīng)受住二次強(qiáng)雷擊，即直擊雷擊中業(yè)務(wù)樓外不足50 m處觀測場接閃桿，值班員觀測到接閃桿上產(chǎn)生火花，而整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷電、氣象臺(tái)各種電子設(shè)備不受直擊雷及雷電感應(yīng)影響。因此，筆者覺得本局的這套設(shè)置對于正在新建或有需要進(jìn)行改造的同行臺(tái)站尤其是負(fù)責(zé)基建而又對供電系統(tǒng)及防雷措施了解不深的同行具有一定的參考作用。

1 供電系統(tǒng)

順昌縣氣象局防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)用房采用TN-C-S供電系統(tǒng)，380 V市電引入氣象局總配電房后輸出三路：一路220 V供路燈照明用；一路380 V供附屬樓及食堂用、另外一路引入業(yè)務(wù)樓配電房，在業(yè)務(wù)樓配電房安裝一臺(tái)SZ-Y75GF型50 kW超靜音柴油發(fā)電機(jī)組作備用電源，正常情況下業(yè)務(wù)及辦公用電由市電電網(wǎng)提供，一旦市電故障或檢修停電，柴油發(fā)電機(jī)組檢測到市電未供電時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，通過ATS開關(guān)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為自備電源供電，這樣便保證了業(yè)務(wù)及辦公不停電。

從業(yè)務(wù)樓配電房又輸出三路：一、二路分別供一、二樓辦公及業(yè)務(wù)用，第三路供三樓局機(jī)房及氣象臺(tái)業(yè)務(wù)用，在局機(jī)房內(nèi)安裝一臺(tái)施耐德SP15KL-31型UPS緊急供電，正常情況下由市電或自備電源供電，UPS充電，一旦市電及自備電源都無法供電的情況出現(xiàn)，則UPS啟動(dòng)放電模式實(shí)行供電，這樣，就形成了市電、自備電源、UPS三重供電保障模式，確保氣象臺(tái)各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷電。供電示意圖見圖1。

2 雷電防護(hù)措施

2.1 外部防雷措施

順昌縣氣象局防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)用房按第三類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置防雷裝置，即在業(yè)務(wù)樓屋面采用接閃帶、接閃網(wǎng)格作接閃器，利用建筑物柱內(nèi)主筋作引下線，利用建筑物獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地體并增設(shè)了輔助接地網(wǎng)。在實(shí)際施工中筆者對接閃網(wǎng)格尺寸及引下線間距進(jìn)行加密，使之提升為二類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn)。接閃器：屋面接閃器由接閃帶與接閃網(wǎng)格組成。接閃帶采用φ12鍍鋅圓鋼沿建筑物外沿閉環(huán)明裝敷設(shè)，并與屋面不銹鋼護(hù)欄、屋面金屬管道、不銹鋼水箱等金屬構(gòu)件作電氣連接。接閃網(wǎng)格利用屋面板筋暗敷，網(wǎng)格尺寸小于10 m×10 m。引下線：引下線采用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根φ16的對角主筋通長焊接，上與接閃帶焊接，下與接地裝置連通，引下線的平均間距小于18 m。接地裝置：利用建筑物獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作自然接地體，并增加人工接地體輔助接地。

2.2 內(nèi)部防雷措施

順昌縣氣象局防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)用房內(nèi)部防雷措施由多級SPD防護(hù)、等電位聯(lián)結(jié)、機(jī)房屏蔽組成，現(xiàn)分別介紹如下：

2.2.1 等電位

在局總配電房、業(yè)務(wù)樓配電房、信息機(jī)房、氣象臺(tái)會(huì)商室分別設(shè)置總等電位端子（MEB）及局部等電位端子（LEB），所有進(jìn)入配電房、信息機(jī)房、會(huì)商室的金屬管道、供電線纜、通信及信息線纜金屬外皮以及金屬門窗等作等電位聯(lián)連。

2.2.2 浪涌保護(hù)器（SPD）防護(hù)

第一級SPD：安裝在局總配電房，型號(hào)為LTB0603，通過MEB端子接地。第二級SPD：設(shè)置在業(yè)務(wù)用房配電房，型號(hào)為OM20B，Uc：255v，Iimp：20KA（10/350），Up≤2.0KV，通過 LEB端子接地。第三級SPD：設(shè)置在業(yè)務(wù)用房各樓層配電箱，型號(hào)為 OM100，Uc：420v，In：60KA （8/20），Imax：100KA（8/20），Up≤2.5KV，通過LEB端子接地。為解決第二級SPD與第三級SPD線距及能量配合問題，在這兩級SPD之間加裝一組退耦器。第四級SPD：設(shè)置在業(yè)務(wù)用房三樓信息機(jī)房配電箱，型 號(hào) 為 CDY1-40，Imax （8/20）：40KA，In（8/20）:20KA，Up：1.8KV，通過機(jī)房LEB端子接地。第五級SPD：設(shè)置在各PC機(jī)防雷插座內(nèi)，通過插座內(nèi)PE線接地。圖2為SPD安裝示意圖。

2.2.3 屏廠

所有進(jìn)入配電房、機(jī)房、會(huì)商室的供電線纜、通信及信息線纜均穿金屬管埋地或置于金屬線盒內(nèi)接入，金屬管及金屬線盒兩端接地。

順昌縣氣象臺(tái)在三樓，因此，氣象臺(tái)內(nèi)大屏?xí)滔到y(tǒng)、各業(yè)務(wù)用PC機(jī)供電線路前端均有五級SPD雷電防護(hù)，此外在信息機(jī)房路由前端還安裝有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)SPD，信息機(jī)房內(nèi)設(shè)置LEB端子，將機(jī)房內(nèi)金屬橋架、金屬機(jī)柜、UPS金屬外殼、金屬門窗、金屬地角線、防靜電地板金屬龍骨等與機(jī)房LEB作等電位聯(lián)接。

2.3 接地網(wǎng)

順昌縣氣象局防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)用房建成后，將原有的觀測場接地網(wǎng)、原辦公業(yè)務(wù)樓（現(xiàn)為附屬房）接地網(wǎng)與新建的業(yè)務(wù)樓接地網(wǎng)進(jìn)行連接，形成較大的綜合接地網(wǎng)，地網(wǎng)工頻接地電阻經(jīng)多年檢測，穩(wěn)定在2.3Ω左右，基本能滿足業(yè)務(wù)需求。

3 結(jié)語

臺(tái)站業(yè)務(wù)質(zhì)量好壞跟臺(tái)站的供電保障及雷電防護(hù)措施是否完善有很大的關(guān)系，本局的這套3重供電保障及5級雷電防護(hù)措施在業(yè)務(wù)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，保證了順昌縣氣象局氣象臺(tái)觀測數(shù)據(jù)可用性、到報(bào)率及數(shù)據(jù)可用率三項(xiàng)指標(biāo)均居全省前列。因此，負(fù)責(zé)施工的人員在項(xiàng)目實(shí)施前一定要對施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行審閱，如審閱中發(fā)現(xiàn)不能滿足業(yè)務(wù)需求，要及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化變更設(shè)計(jì)，不能全盤委托給施工及監(jiān)理單位負(fù)責(zé)，這一點(diǎn)很重要。