雷达站防雷 | 20米GJT三角独立避雷针

雷达站作为高灵敏度电子设备密集的场所，其防雷设计需在直击雷防护、接地系统优化、电磁脉冲抑制及结构安全等方面构建全维度防护体系。采用 20 米 GJT 三角独立避雷针时，需结合雷达站的特殊性（如天线高度、电磁兼容性要求）进行专项设计，具体要点如下：

一、防雷类别与核心约束

防雷等级划分

雷达站通常按第二类防雷建筑物设计（滚球半径 45 米），但当所在地雷击大地年平均密度修正值时，应升级为一等防雷等级（QX/T 2-2016），此时接地电阻需≤1Ω（香港天文台等国际标准强制要求）。

天线平台、机房等关键区域需纳入LPZ0B 区，确保直击雷防护无盲区。

避雷针选型与布置

GJT 三角独立避雷针采用 Q345B 钢材，塔身截面惯性矩≥1.5×10⁶mm⁴，可抵御 12 级台风（GB 51418-2020）。

避雷针与雷达天线罩边缘垂直投影的水平距离≥3 米（QX/T 2-2016），且不得位于雷达波瓣主辐射方向（防止信号干扰）。

二、直击雷保护范围精准验算（滚球法）

1.多针联合防护

若雷达站面积较大（如天线平台直径＞30 米），需增设 2~3 支辅助避雷针（间距≤2×R_x），形成梯度防护网络，消除绕击盲区。

避雷针顶部金属体长度≤1 米，采用 Φ16mm 铜棒（QX/T 2-2016），支撑杆上采用高强度玻璃钢管（壁厚≥4mm），避免金属材质对雷达信号的干扰。

三、接地系统设计（高可靠 + 低阻抗）

1. 接地电阻要求

一等防雷等级：接地电阻≤1Ω（WMO 国际标准），通过深井接地 + 电解离子接地极实现；

第二类防雷建筑物：接地电阻≤4Ω，优先利用建筑物基础钢筋网作自然接地体（QX/T 2-2016）。

2. 接地体布置与降阻措施

复合接地网：

水平接地体：50×5mm 热镀锌扁钢，围绕避雷针形成闭合环（埋深≥0.8 米），环内均匀设置 4 根 L50×5×2500mm 镀锌角钢垂直接地极（间距 5 米）；

外延接地体：从环网向外辐射 4 条水平扁钢（长 30~50 米），形成网格尺寸≤5m×5m 的接地网。

高阻区域特殊处理：

深井接地：在避雷针周围打 3~5 口 20~30 米深井，埋设 Φ50mm 热镀锌钢管，填充石墨基降阻剂（电阻率可降至≤50Ω・m）；

电解离子接地极：在接地体周围布置缓释型离子接地极，通过电解质扩散降低局部电阻率。

接地体防腐：采用锌包钢材料（锌层厚度≥3mm），焊接处用放热焊接并包覆防腐胶带，每 2 年开挖检查腐蚀情况。

四、结构安全与维护要求

1. 抗风抗震设计

抗风等级：按当地 50 年一遇最大风速设计（≥35m/s），避雷针拉线采用 1×19-Φ12.5mm 镀锌钢绞线（破断力≥100kN），锚碇抗拔力≥50kN；

抗震设防：按 7 度设防烈度验算（0.15g 加速度），基础采用桩基础（桩长≥8 米），地脚螺栓抗拉强度≥400MPa。

2. 定期检测清单

季度检查：避雷针垂直度（偏差≤1/1000）、拉线张力（符合设计值 ±5%）、防腐层完整性（锌层厚度≥85μm）；

半年检测：接地电阻（一等防雷等级≤1Ω，第二类≤4Ω）、SPD 漏电流（≤30μA）；

年度校验：使用红外热成像仪检测接闪器温升（异常温升≤20℃），校验 SPD 残压（符合标称值 ±10%）。

五、规范依据

GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》

QX/T 2-2016《新一代天气雷达站防雷技术规范》

GB 51418-2020《通用雷达站设计标准》

MH/T 4020-2006《民用航空通信导航监视设施防雷技术规范》

20 米 GJT 三角独立避雷针可作为雷达站直击雷防护的核心装置，但其有效性依赖于精准的保护范围计算、低阻抗接地系统优化、全维度电磁脉冲防护及结构安全冗余设计。建议由具备气象行业防雷专项资质的单位，结合雷达站电磁环境特性（如工作频段、天线方向图）进行专项设计，并通过电磁兼容性测试和模拟雷击试验确保方案可靠性。施工完成后需经气象部门检测验收，并建立全生命周期维护档案，实现 “防护 - 监测 - 维护” 闭环管理，最大限度降低雷击对雷达设备的影响。