高大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷技術(shù)應(yīng)用

花志雄 王晶

[摘 ? ?要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也得到了很大程度的提高，全國各地都在陸續(xù)興建一些大型的戶外游樂園，在游樂園當(dāng)中會(huì)集中安裝各種不同類型的電動(dòng)游樂設(shè)備，而且很多電動(dòng)游樂設(shè)備都十分高大。在對(duì)大型電動(dòng)游樂設(shè)備進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，還缺乏比較專業(yè)的防雷規(guī)范進(jìn)行技術(shù)上的指導(dǎo)。主要對(duì)高大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了一定探究。

[關(guān)鍵詞]游樂園;電動(dòng)游樂設(shè)備;防雷技術(shù)

[中圖分類號(hào)]TM862 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）08–00–02

[Abstract]With the rapid development of social economy， people's living standards have also been greatly improved. Some large outdoor amusement parks are being built successively throughout the country， and various types of amusement parks will be installed in a concentrated manner. Of electric amusement equipment， and many electric amusement equipment are very tall. In the lightning protection design of large electric amusement equipment， there is still a lack of professional lightning protection specifications for technical guidance. This article has conducted a certain research on the application of lightning protection technology for high- and large-scale electric amusement equipment.

[Keywords]amusement park; electric amusement equipment; lightning protection technology

隨著人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，人們精神文化需求在逐漸增長，游樂場屬于一種娛樂性的場所，很多人都喜歡去游樂場，尤其是一些小朋友。一些大型的游樂場所正在全國各地興建起來，不過在建設(shè)這些大型的游樂園時(shí)，對(duì)于一些大型的電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)還存在著一定的空缺，在使用這些電動(dòng)游樂設(shè)備的時(shí)候就會(huì)存在一定的隱患。因此，必須得注重對(duì)大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)[1]。

1 高大型游樂設(shè)備采取防雷措施的必要性

隨著城市娛樂開發(fā)的力度不斷加大，我國游樂場的數(shù)量及種類明顯增加，在游樂場中搞大型的游樂設(shè)備數(shù)量也占據(jù)了較大的比例，諸如過山車以及摩天輪等，在運(yùn)行這些游樂設(shè)備的時(shí)候需要借助電力作為驅(qū)動(dòng)。因此，必須要保證游樂設(shè)備處在標(biāo)準(zhǔn)的壓力還有標(biāo)準(zhǔn)的速度下，還得確保游樂設(shè)備的位置足夠合理，這樣才可以將游樂設(shè)備的使用安全性提高。通過相關(guān)的新聞報(bào)道以及視頻網(wǎng)站上的視頻可以得知，一些游樂場的大型游樂設(shè)備在雷雨天氣時(shí)出現(xiàn)了雷擊現(xiàn)象，甚至還會(huì)造成人員的傷亡，為避免此類問題的發(fā)生，必須要重視給游樂設(shè)備做好相應(yīng)的防雷接地措施[1]。

2 高大型游樂設(shè)備的防雷措施

在游樂園區(qū)中，不同類型的游樂設(shè)備都會(huì)進(jìn)行集中的安裝，在這些游樂設(shè)備當(dāng)中存在很多高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備，如摩天樓還有過山車，以及大擺錘等。這些高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備的高度有的甚至超過了60 m，不同的電動(dòng)游樂設(shè)備在造型還有游戲的功能上雖然存在著相應(yīng)的差異，但是這些游樂設(shè)備也有相同的特點(diǎn)。①電動(dòng)游樂設(shè)備的主體基本上都是金屬結(jié)構(gòu)，并且大多是借助電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。②這些電動(dòng)游樂設(shè)備都是通過計(jì)算機(jī)控制的，而且在這些設(shè)備中也安裝了較多的電子傳感器，諸如壓力傳感器還有位置傳感器。③游樂園中參與游戲的人群十分密集，并且在游戲的時(shí)候人體就會(huì)進(jìn)接觸到電動(dòng)游樂設(shè)備的金屬部分[2]。④在電動(dòng)游樂設(shè)備的場地還會(huì)配備相應(yīng)的廣播以及閉路電視監(jiān)控，從而有效地管理游樂現(xiàn)場。綜合以上幾點(diǎn)元素，為了更好地確保電動(dòng)游樂設(shè)備以及人員的安全，必須要周密地考慮防雷以及接地工作的開展。雖然說目前還沒有報(bào)道過因?yàn)槔讚魧?dǎo)致人員傷亡的問題，但是由于雷擊導(dǎo)致電動(dòng)游樂設(shè)備電氣元器件損壞的情況卻經(jīng)常

發(fā)生。

2.1 防直擊雷

針對(duì)高度在15 m以上的游樂設(shè)施還有滑索的上下站，或者是在一些鋼絲繩的位置都得適當(dāng)?shù)匕惭b避雷裝置，而且避雷裝置的接地電阻不能超出10 Ω。就引下線而言，需要使用圓鋼或者是扁鋼，還得確保圓鋼的直徑大于8 mm，針對(duì)扁鋼的截面寬度也不能小于48 mm，扁鋼的厚度則要保持4 mm以上。如果利用設(shè)備的金屬架構(gòu)來做引下線，其截面寬度以及厚度也能小于上述提到的這些要求，并且在分段機(jī)械的連接處需要使用可靠的電氣進(jìn)行連接。在引下線距離地面的30～180 cm，還得裝設(shè)相應(yīng)的斷接卡，并且在上面做一個(gè)明顯的標(biāo)志。針對(duì)避雷裝置的接地電阻，必須要小于30 Ω[3]。

2.2 防側(cè)擊雷

對(duì)于高度大于15 m的游樂設(shè)施、滑索的上下站以及鋼絲繩等都需要裝設(shè)避雷的裝置，對(duì)于高度超過了60 m的游樂設(shè)施還得增加相應(yīng)的防側(cè)向雷擊的避雷裝置。一旦游樂設(shè)備的高度超過60 m，考慮到設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)還有抗風(fēng)等因素，可以采用金屬結(jié)構(gòu)當(dāng)作引下線還有閃接器，主要的鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)必須得可靠地進(jìn)行接地。

2.3 防雷電磁脈沖

當(dāng)使用低壓電纜進(jìn)行供電時(shí)，必須要在低壓電纜進(jìn)戶端的金屬外皮以及金屬線槽的位置做好接地工作，并且和防雷接地裝置之間進(jìn)行連接。如果是使用低壓架空線進(jìn)行供電，必須要在架空線進(jìn)戶端的位置裝設(shè)一個(gè)避雷器，在進(jìn)行接地的時(shí)候不能讓接地電阻超過10 Ω[4]。為了避免出現(xiàn)雷擊瞬態(tài)電磁脈沖干擾以及破壞系統(tǒng)，必須要注重考慮游樂園的視頻監(jiān)控以及消防，另外，針對(duì)PLC控制系統(tǒng)以及DCS等也要進(jìn)行綜合

考慮。

2.4 接地系統(tǒng)

針對(duì)高大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)工作，必須要注意以下幾個(gè)問題。

（1）高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備的低壓配電需要采用TN—S系統(tǒng)這種接地型式，還得在所有插座的回路專放位置處接上地線，并且針對(duì)剩余電流設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)開關(guān)。在一般的情況下，電氣設(shè)備中不帶電的金屬管槽、金屬外殼，或者是電纜金屬的保護(hù)層等，都需要與電源線的地線間進(jìn)行可靠的連接，針對(duì)低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)重復(fù)接地來說，其電阻也不能大于10 Ω。

（2）對(duì)于高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備，對(duì)于那些正常情況下不帶電的金屬結(jié)構(gòu)還有金屬外殼等都要進(jìn)行可靠的接地。如果條件允許，還應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)合接地系統(tǒng)。在變壓器中心點(diǎn)工作位置進(jìn)行接地還有防雷接地，而且電動(dòng)游樂設(shè)備也需要進(jìn)行保護(hù)接地，針對(duì)電動(dòng)游樂設(shè)備以及其他控制系統(tǒng)來說，在進(jìn)行接地時(shí)必須要使用同一個(gè)接地體，并且接地的電阻也不能超過1 Ω。

（3）針對(duì)在正常情況下不帶電的金屬管道，諸如電動(dòng)游樂設(shè)備的外殼以及電纜的金屬外皮，也得注重電位聯(lián)結(jié)線的可靠連接。另外，針對(duì)金屬扶手以及防火門等，也都需要進(jìn)行等電位的聯(lián)結(jié)。

3 高大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)

3.1 防雷設(shè)計(jì)的做法

在游樂園當(dāng)中會(huì)密集地分布一些游樂設(shè)備，其中不乏一些高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備，這里以太空梭組合塔為例進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的說明。太空梭組合塔屬于一種高空滑行類的高大型游樂設(shè)施，其外形是一組高達(dá)60 m的鋼結(jié)構(gòu)塔架，基座是用鋼筋混凝土進(jìn)行固定的，基座的長度為4 m，寬度也是4 m。在塔的一側(cè)分布的是客艙，客艙里一共有兩排座位，每次可以承載10余人，在塔的底部是通過電動(dòng)—空壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。太空梭組合塔是安裝在游樂園當(dāng)中的一處開闊的平地上，通過對(duì)其高度還有所處地的氣象情況進(jìn)行分析的話，對(duì)于其防雷設(shè)計(jì)應(yīng)該按照第二類防雷建筑物的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）接閃器。太空梭組合塔這個(gè)高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備廠商已經(jīng)配供了避雷針，就安裝在了鋼構(gòu)架的頂部，安裝避雷針可以讓整個(gè)塔以及安裝在鋼構(gòu)架上的傳感器件還有電氣設(shè)備等都處在被保護(hù)的范圍之內(nèi)。對(duì)于機(jī)電設(shè)備間應(yīng)該要離太空梭組合的塔鋼構(gòu)架比較遠(yuǎn)的距離，可以在機(jī)電設(shè)備間的屋頂采用直徑為12 mm的鍍鋅圓鋼當(dāng)做避雷帶。

（2）引下線。可以把游樂設(shè)備的鋼構(gòu)架當(dāng)做是引下線，并且在鋼架構(gòu)的上端將鍍鋅扁鋼以及頂部的避雷器有效地焊接在一起，然后在架構(gòu)的下端以及游樂設(shè)備底座樁基中的主鋼筋可靠地進(jìn)行焊接。針對(duì)機(jī)電設(shè)備間的引下線，可以使用兩根直徑為16 mm的鋼筋。在連接機(jī)電設(shè)備間的頂部四角以及避雷帶的時(shí)候，也需要使用兩根直徑為16 mm的鋼筋進(jìn)行可靠的連接。

（3）接地裝置的做法。由于太空梭組合塔的鋼構(gòu)架以及各類豎向的金屬管道，都已經(jīng)與塔的基礎(chǔ)還有地梁中的鋼筋連為了一體，所以可以同時(shí)使用多組扁鋼以及機(jī)電設(shè)備間的地梁鋼筋開展連接工作，這樣就構(gòu)成了一個(gè)接地裝置。此外，在游客等候位置的鋼護(hù)欄處，也得與接地裝置之間連接成為一體，這樣整個(gè)游樂場地才可以形成一個(gè)完整的等電位的接地網(wǎng)。針對(duì)機(jī)電設(shè)備間，在墻上也需要設(shè)置等電位的接地板，這樣能夠給游樂設(shè)備的動(dòng)力配電箱、控制箱還有弱電設(shè)備作為接地使用，然后采用扁鋼連接機(jī)電設(shè)備間的金屬水管還有電纜金屬的保護(hù)管，以及等電位的接地板。需要采用TN—S這種制配電系統(tǒng)將PE導(dǎo)體還有接地裝置之間進(jìn)行多處連接。為了有效地防止雷擊瞬態(tài)電磁脈沖波干擾到控制系統(tǒng)還有通信廣播，以及監(jiān)控系統(tǒng)，在機(jī)電設(shè)備間的電源配電箱還應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的SPD，而且需要按照二級(jí)保護(hù)配置來設(shè)置其同流的能力。另外，在太空梭組合塔的塔頂需要安裝照明的裝置，在燈飾的位置也需要設(shè)置相應(yīng)的SPD進(jìn)行保護(hù)[5]。

3.2 接地網(wǎng)技術(shù)的要求

為了有效節(jié)省材料，并且更加方便地進(jìn)行施工，在開展接地體安裝工作時(shí)需要選擇三角形排列的方式。如果是在靠近大型電動(dòng)游樂設(shè)備的機(jī)架以及控制室的位置安裝接地體，接地耳必須要在靠近控制室的時(shí)候引出地面，這樣才可以更好地進(jìn)行電氣控制箱的接地連接。在埋設(shè)接地網(wǎng)之前，必須要在高大電動(dòng)設(shè)備周圍選擇一些土壤比較潮濕的地方進(jìn)行埋設(shè)，而且接地的電阻不能大于10 Ω。此外，在埋設(shè)接地網(wǎng)的時(shí)候深度必須超過50 cm，并且需要確保接地體與地平面間的垂直。在焊接接地網(wǎng)時(shí)，需要雙面地焊接接地體還有連接帶，接地線以及接地設(shè)備的機(jī)架間也得通過電弧焊做好雙面的焊接工作，還得確保焊縫的高度大于5 mm，焊縫的長度也需要大于150 mm。在開展接地工作的時(shí)候，針對(duì)可以進(jìn)行焊接的金屬。必須要在機(jī)架中選擇一個(gè)合適的位置焊接接地線，還需要在機(jī)架沒有切割面的周圍安裝一個(gè)接地的接線板，確保每個(gè)接點(diǎn)都有4 mm2以上的絕緣銅芯線，這樣能夠更好將其接引到接地的接線板上[6]。

4 結(jié)束語

針對(duì)一些大型的游樂園，里面集中地安裝了一些高大型的電動(dòng)游樂設(shè)備，在發(fā)生雷擊之前需要將這些游樂設(shè)備及時(shí)地關(guān)閉，這是一種非常必要的防雷措施，不過有時(shí)即便是已經(jīng)關(guān)閉了這些電動(dòng)游樂設(shè)備還是可能會(huì)遭受到雷擊，從而使得電動(dòng)游樂設(shè)備被損壞。在游樂園當(dāng)中電動(dòng)游樂設(shè)備的場地都會(huì)存在人員密集的現(xiàn)象，這些場地外露的金屬物都非常多，所以在進(jìn)行防雷接地以及電氣安全接地的過程中需要綜合考慮，只有對(duì)防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行重視采取有效的防雷措施，游客的人身安全以及電動(dòng)游樂設(shè)備的安全才能得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃欣怡，秦榮顯.高大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷技術(shù)研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣，2018，9（2）：27-31.

[2] 肖冬開.高大型電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷和接地[J].建筑電氣，2007（1）：40-42.

[3] 王林健.游樂場建筑防雷設(shè)計(jì)的探究[J].建材與裝飾，2018（44）：59-60.

[4] 馬慧妍.淺析電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷與接地[J].科技與創(chuàng)新，2016（14）：126.

[5] 吳桐，高立權(quán).淺談?dòng)螛穲龇览自O(shè)計(jì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（16）：20.

[6] 謝文黎，祁維武，尤文捷，等.大型室外主題樂園的防雷系統(tǒng)解決方案[J].現(xiàn)代建筑電氣，2014（8）：50-53.

[7] 顧巍.關(guān)于電動(dòng)游樂設(shè)備的防雷接地分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2020（12）：54.