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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着科学与经济的发展，雷达的应用越来越广泛，为减小雷达探测受到的地形影响，雷达楼一般较为高耸，突出于周围环境。因此雷达楼极易遭受雷击，危害雷达系统。而且雷达系统包含许多精密仪器，抗过电压能力较弱、抗扰度低、敏感性高，一旦遭受雷击，会造成巨大损失。为保护雷达楼建筑物和雷达系统，防止或减小其受到雷击的危害，需要根据相关规范并利用最前沿的科学技术因地制宜的做好雷达楼的综合防雷设计。本文参考各雷达楼、站的防雷设计及各相关措施的研究，借鉴其中优秀设计，吸收其中最新研究，依据《建筑物防雷设计规范》和《新一代天气雷达站防雷设计规范》等相关规范，对重庆市永川天气雷达站进行综合防雷设计。

国内外研究现状

1、外部防雷接闪器有接闪杆、接闪网、接闪带等。玻璃钢具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀、电绝缘性好、减震、耐瞬时高温灼烧和透过电磁波等优点。因此，针对雷达天线的接闪器，多为选用玻璃钢接闪杆。或者根据《新一代天气雷达站防雷技术规范（QX2-2000）》的要求，接闪杆或接闪线金属支撑杆在雷达天线仰角零度下边缘以上使用一段高强度玻璃钢管替代金属杆。潘锴在《新一代天气雷达楼的综合防雷设计》中提出使用提前放电避雷针，以达到更好的保护效果。但其保护范围不符合我国的防雷设计规范和欧洲及美国的标准，也没有得到IEC的认可。在我国1994年修订的《建筑物防雷设计规范（GB50057-2000）》中便规定了接闪器保护范围的计算方法应当采用滚球法。因此，应不予以考虑使用提前放电避雷针，以免检测不过审。引下线是指连接接闪器和接地装置之间的金属导体，其作用是将接闪器拦接引到的雷电流引导到接地装置，使雷电流能通过接地装置泄入大地。于振波、汪中平等在其各自的雷达楼防雷设计中都采用暗敷的方法设置多根雷达天线专用引下线和机房专设引下线。“QX2-2000”规范中要求从建筑物中心部位主钢筋引出等电位连接预留件备用，这样等电位连接便可与防雷引下线连接，使等电位连接与接地系统构成一个整体，有利于泄放雷电过电流。而于振波的设计中则将防雷引下线与等电位引下线分开，这样则需设置各自的独立接地，可防止地电位与等电位连接处存在电位差时产生反击。接地是防雷工程中最重要的环节之一，不管是直击雷还是感应雷都需要被泄放入地，接地的好坏关乎能否快速、有效的把雷电流泄放入地。根据张廖勇在《新一代多普勒天气雷达站雷电防护技术研究》一文中的分析，雷达站、塔、楼的接地系统应采用共用接地系统，而不宜采用独立接地方式。曹俊锋在《雷达系统中的接地设计》和杨立洪在《多普勒雷达接地系统的设计》中将雷达系统的接地系统分为安全地、模拟地和数字地三套系统进行设计，以满足雷达系统中发射系统，数据处理系统、天馈系统等各个系统不同的接地要求。均压环是高层建筑物为防止雷电侧击而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带，也叫“等电位连接环”。根据《建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）》规定，对于第一、二、三类防雷建筑物，当其高度分别超过30m、45m和60m时应做相应的防侧击雷措施。潘佐广则在《建筑物防侧击雷技术分析》中举出低层建筑物因为没有做防侧击雷的措施而遭受侧击雷的例子，说明这一规范存在问题，并不普遍适用。张廖勇也在《新一代多普勒天气雷达站雷电防护技术研究》中提出从雷达楼的首层开始设置均压环。2、内部防雷 根据“GB50057-2010”和“QX2-2000”，等电位连接包括所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属物件，包括雷电防护区交界处的局部等电位连接等。另外，还需对机房内设备实施等电位连接。王军平等在《防雷工程中的等电位连接问题》比较全面的介绍了防雷工程中的各类等电位连接及其作用，说明了等电位连接可以均衡电位，消除旁侧闪击，还可以降低防雷设计中对接地电阻的要求[11]。机房的等电位连接可分为S型、M型和SM混合型等电位连接。石健在《电子信息系统机房S型及M型等电位连接探析》一文中详细说明了S型和M型等电位连接各自的优缺点，在设计时应根据实际情况选择机房的等电位连接型式。 屏蔽措施对机房是必不可少的一环，良好的屏蔽可以有效的阻挡或削弱电磁干扰和过电压能量，保护机房的内部设备。屏蔽一般分为两种类型，一类为静电屏蔽，另一类为电磁屏蔽，两者基于不同的电磁场类型划分。按“GB50057-2010”要求，建筑物屏蔽需包含建筑物外部屏蔽及线缆屏蔽。杨坚的《计算机机房雷电感应危害计算分析及防护措施研究》中则提及了设备屏蔽，这一对机房设备更多一层的保护。即在设备端加设屏蔽，如将重要设备集中摆放到机柜中，再把机柜与接地系统良好连接。 雷达楼的电涌保护器设计安装分供电系统和信号系统来进行，根据两个系统的不同特性来选择电涌保护器。“QX2-2000”中明确给出了雷达站供电系统的雷电防护要求，根据雷达站的雷电防护等级对供电系统设置多级电涌保护器防护。杨清、陈振铁、钦林学等都发表了关于供电系统如何选择电涌保护器的文章。防雷工程是一项系统工程，防雷设计需针对被防护物的各个方面做相宜的防护措施。通过对面各个防雷行业的科研工作者的研究和设计，亦可得出结论：防雷设计不可千篇一律的照搬照抄，不可死板不思改进，要认真仔细的调查被防护物的详细信息，勘测被防护物的实际环境，根据实际情况因地制宜地去做防雷设计。

2. 研究的基本内容

本文根据重庆市永川天气雷达站所处位置的地理、地质、气候和雷电活动规律等条件，以及雷达楼建筑物和其内部设施的具体情况，依据各项相关的防雷规范和法规，因地制宜的进行永川天气雷达站的防雷设计。

其防雷设计主要包括外部防雷（如雷达天线接闪器、引下线）、内部防雷（如等电位连接、雷达机房的接地和屏蔽设计）和雷达楼的侧击雷防护（均压环设计）。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：1.在指导教师的指导下，首先学习论文写作的基本知识并开始收集资料；2.学习部分资料后明确写作目标及内容，然后继续收集相关资料学习；3.总结雷达站防雷设计的国内外研究现状及背景；4.对永川天气雷达站进行现场勘察；5.根据所学习知识和老师的指导，针对永川天气雷达站的实际情况进行防雷设计。进度安排：第一阶段 选题、定题 2018年3月1日之前第二阶段 收集资料并学习 2018年3月25日之前第三阶段 完成任务书和开题报告 2018年3月30日之前第四阶段 完成论文初稿和英文翻译初稿 2018年5月10日之前第五阶段 完成论文定稿 2018年5月20日之前预期效果：依法依规完成针对永川天气雷达站的防雷设计。并汲取前辈新近的研究，采用较为新近的雷达站防雷设计方法而不拘泥于仅以国家规范为标准，完成对雷达天线接闪器设计、引下线、接地等的改善方法。

4. 参考文献

[1] qx2-2000 《新一代天气雷达站防雷技术规范》

[2]潘锴,朱海波,张子良.新一代天气雷达楼的综合防雷设计[j].电子工程师,2003(08):60-63.

[3] gb50057-2000《建筑物防雷设计规范》