三門峽防雷公司-游樂園如何做好防雷接地？


防雷、避雷器：133 4371 3384（岑經理）



近年來，我國新建了許多主題游樂園，園區內集中安裝了不同類型的游樂設備，其中有不少高大型的電動游樂設備。另外在一些公園或城市廣場，也安裝有幾臺或數臺高大型電動游樂設備。如過山車、太空梭、墜落塔、摩天輪等等，其中有的高度在３０ｍ或６０ｍ，有的還更高。這些高大的電動游樂設備盡管造型不同，游戲功能不同，但都有以下幾個特點：

①     設備主體多為金屬結構；

②     電力驅動，或電力－空壓驅動、電力－液壓驅動；

③     現代的高大型電動游樂設備都采用計算機控制，設備上的不同高度安裝有大量的電子傳感器，如壓力、速度、位置傳感器，以**運行的安全；

④     參加游戲的人員密集，在游戲過程中，人體大多要與各種形式的金屬物接觸；

⑤ 游樂設備的場地和設備本身，配備了閉路電視監控、廣播、通信等信息系統進行現場管理。

 由于這些特點，為**設備和人員安全，防雷和接地措施必須周到可靠。然而對這一問題，過去重視不夠。雖然發生雷擊傷人的情況尚沒有報道，但是發生雷擊損壞電氣元器件的情況卻有出現。

  通過對一個大型主題游樂園的工程設計，以及調研已建成的游樂園和單體高大型游樂設備防雷接地情況，參照我國現有規范，特別是國外專業廠商有關電動游樂設備防雷接地的基本規定與要求，筆者認為應重視這個問題。

 

２我國的規范及相關要求

  對于電動游樂設備的雷擊保護，我國現有規范《游藝機和游樂設施安全》（ＧＢ８４０８－２０００），主要規定有以下幾點：

  ａ．防直擊雷：觀覽車、滑行類等高大游藝設施，高度大于１５ｍ的應裝設避雷帶，避雷裝置的接地電阻不大于１０Ω。

  ｂ．防雷電波侵入：采用低壓電纜供電時，在低壓電纜進戶端的電纜金屬外皮、金屬線槽應接地，并與防雷接地裝置連接。采用低壓架空線供電時，在架空線進戶端應裝設避雷器，并應可靠接地，地電阻不大于１０Ω。

  ｃ．接地：電動游樂設備低壓配電接地型式應采用ＴＮ－Ｓ系統；電氣設備、電動游樂設備正常不帶電的金屬外殼及金屬結構等必須可靠接地。低壓配電系統的保護接地和重復接地的接地電阻不大于１０Ω。

  ｄ．游藝機和游樂設施，不應設置在高壓配電架空線路的通道內。該規范不足之處是內容比較局限，沒有提出不同規模、不同高度、不同結構形式的游樂設施的基本防雷措施。對于防止雷擊過電壓及電磁脈沖干擾的措施也不夠明確，更沒有納入等電位接地的措施等。因此在具體進行大型游樂設備工程設計時，除執行本規范的有關規定外，還要認真執行國標《建筑物防雷設計規范》（ＧＢ５００５７－９４，２０００年版）的有關規定，參照國外制造廠商相關的防雷技術規定和要求也是很重要的。

 

３國外的規定及相關要求

   近十年來我國安裝的高大型電動游樂設備，大多從北美和西歐國家，如美國、德國、盧森堡、瑞士的專業制造廠商采購，廠家負責安裝調試。因此，防雷和接地的要求，基本按照**電工**的ＴＣ８１（ＩＥＣ）（**電工***８１技術**），ＩＥＣ６１０２４－１《建筑物防雷保護》（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｇａｉｎｓｔｌｉｇｈｔｎｉｎｇ），以及制造廠相應的國家標準ＤＩＮＶＤＥ０１８５－１、ＥＮＶ６１０２４－１等的有關規定。電動游樂設備防雷接地的做法，制造廠商也是按照這些**和本國的規范，在《游樂設備防雷導則》（德國標準，但與ＩＥＣ一致）（Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓｌｉｇｈｔｎｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒａｍｕｓｅｍｅｎｔｒｉｄｅｓ）的手冊內，從技術方面提出了許多原則。這些主要原則是：

  ａ．在技術上采取兩種保護方式，即外部防雷保護和內部防雷保護。

  ｂ．外部防雷保護主要是防直擊雷，由接閃器、引下線、接地裝置組成雷擊保護系統，以直接將雷電流泄入大地。接閃器可以采用避雷帶、避雷針和專門的避雷器，選擇哪一種，要根據游樂設備外形、結構等情況來確定。接地裝置可以利用游樂設備附屬的建筑物基礎鋼筋構成接地網，如果沒有現成的可以利用，就需要敷設獨立的防雷接地網。接地網應該覆蓋整個保護區，而且應該是閉合的。這個接地網可以與電氣低壓系統接地、通信系統的接地相連接，而構成聯合接地裝置。

  ｃ．內部防雷保護主要是防止雷電波侵入和雷擊電磁脈沖對游樂設備及其附屬建筑物的電氣系統、控制系統、弱電系統（通信、監視、廣播）的破壞和干擾，**設備、游客和工作人員的安全。采取等電位接地及應用電涌保護器（ＳＰＤ）是主要的技術措施。

  ｄ．等電位接地是內部防雷保護的核心，是較重要的技術措施。為此，游樂設備的金屬物、建筑物的金屬部件、進入建筑物的金屬管路（水管／空氣管），以及電纜的金屬保護管等等，都必須與防雷接地裝置連接成為一個等電位接地系統。防雷接地裝置的接地電阻在等電位接地的情況下，不需要考慮特定的數值要求，但是等電位接地系統必須是可靠的、完整的。等電位接地可以降低人體受到電擊時的接觸電壓，對于提高電氣安全水平也是很重要的。

  在具體的操作方面，《游樂設備防雷導則》還有一些規定也是必須注意的，其中針對用戶特別強調提出：

  ａ．從技術上說，沒有**有效的保護可以完全避免雷擊的影響。在大風和雷暴情況下，一定不能操作游樂設備。

  ｂ．防雷系統的設計、安裝受到各自國家法規的約束，用戶應根據游樂設備安裝地區的氣象條件、雷擊頻度、地表狀況及該國的防雷法規，進行設計和安裝。

  ｃ．游樂設備制造廠商只有在客戶提出防雷要求和當地氣象條件、地理情況時，才隨設備配套供應避雷器件，否則由客戶自理。

４工程實例

  該游樂園位于我國南方海邊的一個旅游區，是雷擊頻發地區（雷暴日數為７４．５ｄ／ａ），該游樂園內集中多種新型的電動游樂設備，其中有多個高大型的電動游樂設備。由于園區范圍大，電動游樂設備分布于不同地點，這里介紹其中一個單體游樂設施———太空梭組合塔的防雷設計。

４．１基本情況

  太空梭組合塔是高空滑行類的游樂設施。外形為一組鋼結構塔架，高６０ｍ，由鋼筋混凝土的基座固定，基座長４ｍ，寬４ｍ。一個客艙位于塔的一側，客艙有二排座位，一次可載十余人。客艙在塔的底部，由電動－空壓驅動。太空梭組合塔安裝在開闊的草地上，前臨海洋。該游樂設施由國外一個廠商制造，提供技術資料、安裝、調試。

４．２防雷設計依據

  ａ．根據《游藝機和游樂設施安全》（ＧＢ８４０８－２０００）和《建筑物防雷設計規范》（ＧＢ５００５７－９４，２０００年版）規定：高度大于１５ｍ的應裝設避雷帶。并且，由于這個游樂園處于我國南方雷擊多發地區，以及游樂設備高大型電動游樂設備安裝位置的地貌狀態，更需重視雷擊保護。

  ｂ．制造廠商的防雷接地要求。基本內容為前述的**電工協會的ＴＣ８１（ＩＥＣ），ＩＥＣ６１０２４－１規定和《游樂設備防雷導則》，必須充分考慮。

  ｃ．分析本游樂設備的高度和該地區氣象情況，確定按照２類防雷設計。

４．３防雷設計做法

ａ．接閃器。該游樂設備廠商配供避雷針，安裝在鋼構架的**部，使整個游樂設備包括安裝在鋼構架上的電氣設備、傳感器件等，都處在保護范圍之內。由于機電設備間距離該游樂設備鋼構架較遠，故在機電設備間屋頂采用Φ１２ｍｍ鍍鋅圓鋼作為避雷帶。

ｂ．引下線。利用該游樂設備鋼構架作為引下線，上端通過鍍鋅扁鋼與**部的避雷器可靠焊接，下端與游樂設備鋼底座的樁基內主鋼筋可靠焊接。機電設備間的引下線利用混凝土結構柱內二根直徑１６ｍｍ的鋼筋。**部四角與避雷帶連接，下部與設備間基礎地梁內二根直徑１６ｍｍ的鋼筋連接。

ｃ．接地裝置做法。①游樂設備鋼結構構架、各類豎向金屬管道，均與其基礎和地梁內的鋼筋連接為一體，同時采用多組扁鋼（－４０×４）與機電設備間地梁鋼筋連接，構成接地裝置。②游客等候區的鋼護欄與接地裝置連接為一體，從而使整個場地構成完整的等電位接地網。③在機電設備間內的墻上設置等電位接地板，用作游樂設備動力配電箱、控制箱、弱電設備（廣播通信系統）接地用，并采用扁鋼（－４０×４）將進入機電設備間的電纜金屬保護管、金屬水管與該等電位接地板連接。④采用ＴＮ－Ｓ制配電系統，ＰＥ導體與該接地裝置多處連接。⑤防雷接地、配電接地、弱電系統接地構成聯合接地裝置，因為各弱電系統的設備，包括檢測、放大、控制各個環節的器件是有源的，故要求其接地電阻等于或小于１Ω。⑥為防止雷擊瞬態電磁脈沖對控制系統，以及通信、廣播、閉路電視監控系統的干擾和破壞，機電設備間內的電源配電箱設置電涌保護器（ＳＰＤ），它的通流能力按二級保護配置。由于在塔**有裝飾照明，也設置了ＳＰＤ。

５ 結語

ａ．對于以電動游樂設備為主的場所，雷擊發生前，及時關閉游樂設備雖然是必要的預防措施，但是露天的高大型游樂場所，即使關閉，也避免不了雷擊對設備的損害。因此，防雷設計必須加以重視，并且精心施工。

ｂ．等電位接地是防雷的措施，也是**人身安全的措施，二者既有聯系，也有區別。由于電動游樂設備場地外露金屬物多，所以防雷接地與電氣安全接地必須綜合加以考慮。

ｃ．電動游樂設備仍然應該作為建筑物（構筑物）對待，雷擊設計遵循的規范主要應為我國的《建筑物防雷設計規范》（ＧＢ５００５７－９４，２０００年版）和《游藝機和游樂設施安全》規范（ＧＢ８４０８－２０００）。但是由于高大型電動游樂設備幾乎都從國外成套買進，所以在采購時，從商務技術談判開始，就要注意了解生產廠商對于防雷的要求和相關配置，特別是**游客和人員電氣安全的要求和具體措施。

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