編制單位：河南揚博防雷科技有限公司

編制人：于權穎（于工）

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一、引言

精密儀器廣泛應用于科研、醫療、工業生產等諸多領域，其對運行環境的穩定性要求極高。雷電災害具有強大的破壞性，會產生直擊雷、感應雷以及雷電波侵入等多種危害形式，極易對精密儀器造成損壞，導致數據丟失、設備故障甚至整個系統癱瘓，進而帶來巨大的經濟損失。因此，為精密儀器構建完善可靠的防雷接地系統極為必要，這能夠有效降低雷電對精密儀器的損害風險，保障儀器穩定運行，確保相關工作的順利開展。

二、防雷設計依據與原則

2.1 設計依據

《建筑物防雷設計規范》（GB 50057-2010）

《電子設備雷擊保護導則》（GB/T 21714）

《交流電氣裝置的接地設計規范》（GB/T 50065-2011）

儀器設備廠家對接地的特殊要求（如抗干擾、接地電阻值等）

2.2 設計原則

1. 綜合性原則：綜合考慮直擊雷、感應雷、雷電波侵入等多種雷電危害形式，從建筑物外部防雷、內部防雷以及接地系統等多個方面進行全面設計，形成一個完整、協同的防雷體系。
2. 分級保護原則：依據雷電能量逐級衰減的特性，對電源系統、信號系統等采用多級浪涌保護措施，將雷電產生的過電壓、過電流逐步削弱，確保精密儀器所承受的電涌在其耐受范圍內。
3. 等電位連接原則：通過構建等電位連接網絡，將精密儀器設備的金屬外殼、金屬管線、接地系統等連接為一個等電位體，消除不同金屬部件之間因雷電產生的電位差，避免發生電擊事故。
4. 可靠性原則：選用符合國家標準、質量可靠的防雷接地產品和材料，確保防雷接地系統在長期運行過程中能夠穩定、可靠地發揮作用，經受住各種惡劣環境和雷電沖擊的考驗。

三、雷電危害分析

3.1 直擊雷危害

直擊雷是雷電直接擊中建筑物或設備，瞬間釋放出巨大的能量。其強大的雷電流會在瞬間產生極高的溫度，可能引發火災，燒毀精密儀器及其所在的建筑物。同時，雷電流通過物體時會產生強大的電動力，可能使精密儀器的結構部件受到嚴重損壞，導致儀器無法正常工作。此外，直擊雷還會在周圍空間產生強烈的電磁輻射，對精密儀器的電子元件造成干擾和損壞。

3.2 感應雷危害

1. 靜電感應雷：當雷電云層靠近地面時，會在建筑物和設備上感應出大量的電荷。在雷電放電瞬間，云層電荷迅速中和，建筑物和設備上的感應電荷會形成瞬間的高電壓，通過電源線、信號線、金屬管道等傳導至精密儀器，擊穿儀器內部的電子元件，造成設備故障。
2. 電磁感應雷：雷電放電過程中會產生強烈的交變電磁場，在周圍的金屬導體中感應出電動勢。對于精密儀器的電源線、信號線等長導體，這種感應電動勢會產生感應電流，當感應電流過大時，會對儀器的電路造成損害，影響儀器的正常運行。

3.3 雷電波侵入危害

雷電擊中電力線路、通信線路等室外線路時，會產生幅值極高的雷電波，并沿著線路迅速傳播到室內，侵入連接在這些線路上的精密儀器。雷電波攜帶的高電壓、大電流會超出精密儀器的耐受范圍，損壞儀器的電源模塊、信號處理模塊等關鍵部件，導致儀器無法正常工作。

四、防雷接地系統設計

3.1 外部防雷措施

• 接閃器：在建筑物屋頂安裝YBT-YFD60預放電避雷針，保護儀器所在區域。
• 引下線：利用建筑結構柱內主鋼筋（≥Φ16mm）或專用扁鋼（≥40×4mm）作為引下線，間距≤18m。
• 接地裝置：采用環形接地極（YBD-FHJD或YBD-CLD1000）與建筑基礎接地體連接。

3.2 內部防雷措施

• 屏蔽措施
• 儀器室采用金屬屏蔽網或法拉第籠結構。
• 信號線、電源線穿金屬管或走屏蔽槽，兩端接地。
• 等電位連接
• 所有儀器金屬外殼、機柜、管道、屏蔽層通過等電位接地排（銅排）連接。
• 采用星型或網狀接地結構，避免環路干擾。

3.3 接地系統設計

• 獨立接地網（可選）：
• 若儀器對干擾敏感，可設置獨立接地網（與其他地網間隔≥20m），并通過等電位連接器與主地網單點連接。
• 復合接地體
• 垂直接地極：YBD-CLD1000離子接地極，間距≥5m。
• 水平接地極：YBD-FHJD石墨復合接地體，埋深≥0.8m。
• 水平連接帶：40*4鍍鋅扁鋼或鍍銅扁鋼或銅排。
• 降阻措施：采用YBD-Z10高效緩釋劑

3.4 SPD（電涌保護器）配置

• 電源線路防護
• 一級SPD（10/350μs波形，安裝在總配電柜）。
• 二級SPD（8/20μs波形，安裝在儀器配電箱前）。
• 三級SPD（精細保護，直接為儀器供電的插座端）。
• 信號線路防護
• 在RS485、以太網等信號接口處安裝適配的信號SPD。

4. 施工要求

接地電阻測試：采用三極法測量，確保≤1Ω（雨后復測）。

焊接工藝：接地體連接采用放熱焊接或雙面焊接（搭接長度≥2倍扁鋼寬度）。

防腐處理：接地體涂覆導電防腐涂料，銅排涂防氧化劑。

標識要求：所有接地點設置黃綠相間標識牌。

5. 驗收

驗收標準：

接地電阻測試報告（第三方檢測）。

等電位連接導通性測試（電阻≤0.1Ω）。

SPD參數及安裝位置核查。

六、維護與管理

6.1 定期檢查

1. 外觀檢查：定期對防雷接地系統的接閃器、引下線、接地裝置、浪涌保護器等進行外觀檢查，查看其是否有損壞、變形、腐蝕、松動等現象。如發現問題，應及時進行修復或更換。
2. 連接部位檢查：檢查防雷接地系統各連接部位的連接是否牢固，螺栓是否松動，焊接處是否有開裂等情況。對松動的螺栓應及時緊固，對開裂的焊接處應重新進行焊接，并做好防腐處理。
3. 接地電阻測試：每年至少進行一次接地電阻測試，測試時間應選擇在雷雨季節前或后。如接地電阻值超出規定范圍，應及時查找原因，采取相應的降阻措施，確保接地電阻滿足要求。