游乐设备防雷接地设计

　　游乐设备防雷接地设计
　　随着时代的发展进步，国民生活水平变得越来越高，越来越多人会选择到游乐场休闲娱乐，近几年国内很多地方也新建主题乐园。园区内有很多大型游乐设备，也有各种主题建筑。而游乐设备及其主题建筑的防雷设计在国内却没正式的规范可以依据，存在一定空缺。由于主题乐园为人员密集场所，同时带有精密电气要求，为保证设备和人员的安全，游乐设备防雷接地设计必须完善可靠。
　　在这方面，郑州雷地电子工程有限公司从已经做过的项目总结归纳出本篇游乐设备防雷接地设计报告，跟业内**以及相关人员交流一下。
　　对于游乐设备防雷接地，我国现有规范《游艺机和游乐设施安全》(GB8408-2000)，主要规定有以下几点：
　　a.防直击雷：观览车、滑行类等高大游艺设施，高度大于15m的应装设避雷带，避雷装置的接地电阻不大于10Ω。
　　b.防雷电波侵入：采用低压电缆供电时，在低压电缆进户端的电缆金属外皮、金属线槽应接地，并与防雷接地装置连接。采用低压架空线供电时，在架空线进户端应装设避雷器，并应可靠接地，地电阻不大于10Ω。
　　c.接地：电动游乐设备低压配电接地型式应采用TN-S系统;电气设备、电动游乐设备正常不带电的金属外壳及金属结构等必须可靠接地。低压配电系统的保护接地和重复接地的接地电阻不大于10Ω。
　　d.游艺机和游乐设施，不应设置在高压配电架空线路的通道内。该规范不足之处是内容比较局限，没有提出不同规模、不同高度、不同结构形式的游乐设施的基本防雷措施。对于防止
　　雷击过电压及电磁脉冲干扰的措施也不够明确，更没有纳入等电位接地的措施等。因此在具体进行大型游乐设备工程设计时，除执行本规范的有关规定外，还要认真执行国标《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94，2000年版)的有关规定，参照国外制造厂商相关的防雷技术规定和要求也是很重要的。
　　通过对实际主题乐园的设计经验及调 研已建成的主题乐园防雷设计情况，本文着重从室外密集游客区，主题建筑，游乐 设备等的防雷设计上提出几点做法。 雷击风险评估雷击风险评估作为处理雷击风险的措 施，就是指为了衡量雷击风险而对雷击风 险做评估与估算的一个过程。它是以气象、 地质、地理等环境资料为基础，结合评估 对象的具体情况，运用科学的原理、方法 和手段，对评估对象可能遭受雷击的概率 及雷击后产生后果的严重程度进行科学系 统的计算与分析，并从安全和经济合理性出发，提出综合防雷措施的一项专业技术工作。
 游乐场内存在大量游艺设备及主题建 筑，形状各异，体量大小也不尽相同，在 项目的防雷设计工作前建议做雷击风险评 估，在综合分析项目现场地理、土壤、气象、 环境及相关设计资料的基础上，可以对特 殊建筑物防雷等级的确定，对娱乐设施排 队等候区，露天座位区等室外人员密集区 防雷保护的确定，电子信息系统雷电防护 等级的确定，电源系统及信号SPD 的选型 及参数选择，在某些裸露金属立柱等处为 防止因接触和跨步电压引起人身伤害采取 的防护措施等提供有效科学依据。 室外人员密集区域防雷问题室外人员密集区域防雷措施的保护方 法，如剧场排队等候区，露天及顶棚座位区， 室外游览及游客集中等候区域等，国内规范暂无室外防雷保护的规定。
　　通过对国外游乐设备防雷接地设计，提出主要可通过以下两种方法解决：
　　设置预放电避雷针(ESE) 预放电避雷针近年来在国内市场上开始出现，主要来自法国和澳大利亚。此产 品能够随大气电场变化而吸收能量，当存 储的能量达到某一程度时，便会在避雷针尖放电，尖端周围空气离子化，使避雷针 上方形成一条人工向上的雷电先导，它比 自然的向上的雷电通道能更早的于雷雨云 向下的雷电先导接触，形成主放电通道。 这样，雷雨云靠该避雷针放电的几率就增 加了，相当于避雷针的保护范围加大了， 或者相当于将避雷针加高了。 其保护半径可采用法国的计算方法 (NFC17-102)： <5m时，5m时，应使用如下公式计算： Rp= 其中： 1、h——预放电避雷针有效高度，为 预放电避雷针高出被保护物体表面的距离; 2、D——电击距离(滚球半径)，根 据不同防雷类别(Level)其数值不同，按 GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》，相 应于I 类、II 类、III 类建筑物的滚球半径 分别为30m、45m、60m;按法国标准 NFC17-102，相应于I 类、II 类、III 类建筑 物的滚球半径D 分别为20m、45m、60m 3、——预放电时间;4、——预放电的抢先距离; 5、Rp——水平面上的保护半径。预放电避雷针安装位置应满足规范 《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》。
　　一般，游乐设备制造厂商只有在客户 提出防雷要求、当地气象条件、地理情况 等时，才随设备配套供应避雷器件，否则 由客户自理。而各国家地区的防雷要求都 不一致，游乐设备很难全部满足要求。建 议在游乐设备的防雷设计前，尽可能多收 集此设备的资料参数，研究各部件是否实 现有效电气贯通，何处需电气跨接，何处 可供防雷接地焊接，暴露在外设备是否为金属结构，材质是否可以用作接闪带等问 在游乐设备的接地设计时，需注意：游乐设备钢结构构架、各类竖向金 属管道，均与其基础和地梁内的钢筋连接 为一体，同时采用多组扁钢(-404mm) 与机电设备间地梁钢筋连接，构成接地装 游客等候区的钢护栏与接地装置连接为一体，从而使整个场地构成完整的等 电位接地网。 在机电设备间内的墙上设置等电位 接地板，用作游乐设备动力配电箱、控制箱、 弱电设备(广播通信系统)接地用，并采 用扁钢(-404mm)将进入机电设备间的 电缆金属保护管、金属水管与该等电位接 地板连接。 
　　配电系统，PE 导体与 该接地装置多处连接。防雷接地、配电接地、弱电系统接 地构成联合接地装置，因为各弱电系统的 设备，包括检测、放大、控制各个环节的 器件是有源的，故要求其接地电阻等于或 小于1Ω。
　  为防止雷击瞬态电磁脉冲对控制系 统，以及通信、广播、闭路电视监控系统 的干扰和破坏，机电设备间内的电源配电 箱设置电涌保护器(SPD)，它的通流能力 按二级保护配置。
　　游乐场整体的方案规划设计，以及游乐设备的生产，大多出自国外。鉴于他们对主题建筑的美观造型要求，游乐设备的精密要求，以及国外防雷理念与中国规范 及当地省市防雷要求的差异，游乐场的防 雷设计仍是一个需要探索的领域，暂未有成熟的规范及设计方案发布供依据，且游乐场是游客密集和电气设备精密的场所，游乐设备防雷接地设计必须引起重视。郑州雷地电子防雷工程有限公司欢迎阅读此文的您来电详询交流指导!!!