一、設(shè)計(jì)原則與防護(hù)框架

1. 綜合防護(hù)原則
   遵循《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057）及《鐵路信號(hào)設(shè)備雷電電磁脈沖防護(hù)技術(shù)條件》（TB/T 3074），采用“前端分流+傳輸屏蔽+末端精細(xì)保護(hù)”策略，構(gòu)建覆蓋直擊雷、感應(yīng)雷、地電位反擊的全鏈路防護(hù)體系。

2. 分區(qū)防護(hù)策略
   將變電所劃分為LPZ0A（室外設(shè)備區(qū)）、LPZ1（室內(nèi)主設(shè)備區(qū)）和LPZ2（敏感設(shè)備區(qū)），逐級(jí)降低雷電能量。

二、直擊雷防護(hù)方案

1. 接閃器部署

   • 在變電所建筑物頂部安裝φ30mm鍍鋅圓鋼避雷針，通過(guò)立桿接地引下線(xiàn)與接地網(wǎng)連接，保護(hù)半徑≥60米。
   • 高架變電所利用金屬結(jié)構(gòu)（如架構(gòu)鋼梁）作為接閃器，形成網(wǎng)格化防護(hù)。

2. 接地系統(tǒng)優(yōu)化

   • 采用垂直接地極+降阻劑方案，接地電阻≤1Ω（高土壤電阻率區(qū)域），接地網(wǎng)面積≥50m×50m。
   • 變電所接地網(wǎng)與車(chē)站綜合接地網(wǎng)連接，確保等電位。

三、感應(yīng)雷防護(hù)措施

1. 電源線(xiàn)路防護(hù)

   • 一級(jí)防護(hù)（總配電）：安裝三相電源避雷箱（通流容量80kA@8/20μs）。
   • 二級(jí)防護(hù)（樓層配電）：配置模塊式電源電涌保護(hù)器（通流容量40kA）。
   • 三級(jí)防護(hù)（設(shè)備前端）：設(shè)備端加裝精細(xì)電源防雷插座（通流容量10kA）。

2. 信號(hào)與控制線(xiàn)路防護(hù)

   • 光纖傳輸優(yōu)先采用鎧裝光纜，屏蔽層單端接地；網(wǎng)線(xiàn)/控制線(xiàn)加裝二合一電涌保護(hù)器（如CSHBFL-SV2）。
   • 通信鐵塔、冷卻塔等設(shè)備加裝雙極天線(xiàn)避雷器。

四、設(shè)備屏蔽與等電位連接

1. 法拉第籠結(jié)構(gòu)應(yīng)用

   • 預(yù)制艙變電站采用法拉第籠屏蔽設(shè)計(jì)，通過(guò)金屬箱體屏蔽外部電磁干擾，內(nèi)部設(shè)備通過(guò)接地銅排實(shí)現(xiàn)等電位連接。

2. 局部等電位優(yōu)化

   • 機(jī)房走線(xiàn)架采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，避免形成閉合回路；設(shè)備金屬外殼、線(xiàn)纜屏蔽層通過(guò)接地銅排連接。

五、智能運(yùn)維與長(zhǎng)效管理

1. 物聯(lián)網(wǎng)集成

   • 部署防雷云平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雷電活動(dòng)、接地電阻及SPD狀態(tài)，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉非必要設(shè)備并啟動(dòng)應(yīng)急程序。
   • 歷史雷電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6個(gè)月，支持Excel導(dǎo)出分析，優(yōu)化防護(hù)策略。

2. 定期維護(hù)與檢測(cè)

   • 每季度檢查接地電阻、避雷器狀態(tài)，雷擊計(jì)數(shù)器超閾值時(shí)立即更換模塊。
   • 雷雨季前完成防雷裝置檢測(cè)，確保設(shè)備有效性。

六、實(shí)施建議與成本效益

1. 部署要點(diǎn)

   • 避雷針與接地體安裝需符合GB 50057標(biāo)準(zhǔn)，接地線(xiàn)截面積≥16mm2。
   • 信號(hào)線(xiàn)與電源線(xiàn)嚴(yán)格區(qū)分，避免接反導(dǎo)致功能異常。

2. 成本效益

   • 初始投資約3.5萬(wàn)元（含防雷器、接地施工及安裝調(diào)試），設(shè)備損壞率預(yù)計(jì)降低至2%以下，2年內(nèi)收回成本。

結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通變電所一體化防雷方案通過(guò)“多級(jí)防護(hù)+智能監(jiān)測(cè)+全場(chǎng)景適配”，為設(shè)備提供從直擊雷攔截到信號(hào)傳輸?shù)娜溌繁Ｗo(hù)。無(wú)論是應(yīng)對(duì)極端天氣、電網(wǎng)波動(dòng)，還是保障公共安全連續(xù)運(yùn)行，該方案均能顯著降低雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)可靠性。

城市軌道交通系統(tǒng) 變電所防雷方案設(shè)計(jì)依據(jù)

IEC62305《雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》
GB50057-2010 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50343-2012 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》
YD5068-98 《移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》
YD5078-98 《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》
YD/T5098-2001 《通信局(站)雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》
GA173-2002 《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器》
GB50174-2008 《計(jì)算機(jī)房防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB2887-2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地技術(shù)條件》
TB10006-2005 《鐵路通信設(shè)計(jì)規(guī)范》
TB10007-2007 《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》
TB10008-2006《鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范》
TB10026-2000《鐵路光(電)纜傳輸工程設(shè)計(jì)規(guī)范》
TB10060-99《鐵路數(shù)字微波通信工程設(shè)計(jì)規(guī)范》
TB10065-2000 《鐵路電力變、配電所設(shè)計(jì)規(guī)范》