一种针对水电站缆索起重机布设的防雷天网的制作方法

本发明涉及电气设备防雷领域，具体指一种水电站缆索起重机(以下简称“缆机”)防雷天网，特别是一种针对水电站缆索起重机布设的防雷天网。

背景技术：

缆机是指挂有取物装置的起重小车沿着架空的承载索运行的一类工程起重机。在水电站建设工地，缆机通常布置在所有施工设备及水工建筑物的最高处，且水电站所处位置通常为雷害高发区，因而很容易遭受雷击。国内构皮滩、锦屏、溪洛渡、向家坝、大岗山等水电站建设工地的缆机均多次遭受过雷击，致使电气、通信及控制系统设备损坏，由此造成缆机停机并影响施工。此外，缆机主副车支架及牵引索实际就是一个引雷器，如果缆机受到雷击时缆机主车或副车支架上有人，极易造成人身伤害。

为了防止雷击对缆机的机械和电气系统的损坏及对人员的伤害，提高缆机运行的可靠性，确保工期，有必要建立可靠的缆机防雷保护系统。目前，国内外针对水电站缆机防雷主要采用在电气设备的高压和低压部分安装避雷器和浪涌吸收装置等方式，只能对沿线路侵入到电源的雷电波起防护作用，无法保护直击雷对缆机的危害。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够有效避免水电站缆机遭受雷击的防雷天网，在缆机上方平行架设若干输电线路用避雷线组成防雷天网，覆盖缆机的运行范围。防雷天网最外侧保护宽度按单根避雷线计算，雷电流通过避雷线组成的防雷天网及接地装置泄入大地，防止防雷天网保护范围内的缆机遭受直击雷。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种针对水电站缆索起重机布设的防雷天网，其特征在于：包括多根平行安装的防雷天网避雷线组成的水电站缆机防雷接地系统，布置在缆机及缆机的缆绳上方，覆盖缆机的移动范围，防止缆机运行在任意位置遭受雷电直击。防雷天网避雷线两端设有锚固桩，锚固桩采用组合钻孔锚固剂桩锚形式，避雷线之间连接及避雷线与圆钢采用绳夹连接固定，圆钢与接地扁钢连接采用焊接，各避雷线均可靠接地。

在上述的一种针对水电站缆索起重机布设的防雷天网，对缆机防雷天网的布设计算是对防雷天网布设方式计算。以规程法为计算基础，根据缆机轨道的长度确定组成防雷天网的避雷线最小根数，根据避雷线的保护范围计算防雷天网的安装高度，其中防雷天网最外侧避雷线的保护宽度按单根避雷线计算。避雷线的最小根数n计算方法如下，

其中，l为缆机轨道的长度，m；

δ为根据缆机的运行环境而确定的长度裕值，m；

h为保护范围最低点的海拔高度，m；

h0为缆车运行平台的海拔高度，m。

n取整数，按最小根数架设。

防雷天网的安装高度计算方法如下，

设避雷线相对高度为hx(hx≦30m)，避雷线的保护范围最低点o的高度为：

ho＝hx-d/4，

若要缆机主车在避雷线的保护范围内，则o的海拔高度h满足：

ho+h0≥h。

由此得到避雷线的相对高度hx的最小值，按最小值布置即可。

组成防雷天网的避雷线呈平行放置，且与缆机牵引索平行，与缆机主/

副车垂直。

本发明具有以下优点和效果：(1)实现了水电站缆机的可靠防雷，确保设备和人身安全；(2)对不同地理位置的水电站缆机的防雷设计具有借鉴意义，提供的设计和安装方法可供不同水电站参考；(3)施工周期短，架设成本低；(4)实际应用效果显著，本发明于2012年5月10日应用于藏木水电站缆机后，运行五年多来未遭受过一起雷击事故，本发明的实用性得到了实践检验。

附图说明

图1为高度为hx的多根避雷线保护范围。

图2为防雷天网避雷线布置俯视图。

图3a为避雷线锚固桩示意图。

图3b为图3a的复式结构示意图。

图4为避雷线与锚固桩连接形式图。

图5为避雷线与接地扁钢连接形式图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。其中：1-避雷线，2-避雷线，3-避雷线，4-耳板，5-锚固板，6-锚孔，7-锚筋，8-锚固剂，9-防雷天网避雷线，10-下引避雷线，11-绳夹，12-鸡心环，13-卸扣，14-缆机轨道基础接地扁钢，15-圆钢。

实施例：

(1)避雷线布置方式：以4台缆机为例，4台缆机均采用平移式，起重安装工况25t，浇筑工况20t，缆机跨度约500m，左、右岸平台高程均为3375.00m，缆机主车的海拔高度为3386.55m，缆机副车的海拔高度为3384.872m，两岸轨道长度各约156.00m。防雷接地架空避雷线布置在4台缆机的上方，防雷覆盖4台缆机的运行范围。

确定避雷线的最小根数n。l＝156.00m，根据缆机的运行环境可取长度裕值δ＝5m，h0＝3375.00m，h＝3384.872m，代入公式可得n可取的最小整数为6。此时d＝33.2m。防雷天网避雷线布置俯视图见图2。

确定能保护到缆机主车的避雷线最低高度。如图1所示，设避雷线相对高度为hx(hx≦30m)，得出避雷线1、2的保护范围最低点o的高度为：

ho＝hx-33.2/4＝hx-8.3

若要缆机主车在避雷线的保护范围内，则o的海拔高度：

3377.05+(hx-8.3)≧3386.55

解得避雷线的高度17.8m≦hx≦30m。此时hx/2≤ho。

所以，缆机主车上方避雷线相对地的最低高度为17.8m，即主车侧上方的避雷高程为3394.85m，比缆机主车高出8.3m，才能使缆机主车行走在两根避雷线中间时置于避雷线的保护范围之内。

确定能保护到缆机副车的避雷线最低高度。设缆机副车相对高度为hx(hx≦30m)，得出避雷线1、2的保护范围最低点o的高度为：

ho＝hx-33.2/4＝hx-8.3。

若要缆机副车在避雷线的保护范围内，则o的海拔高度：

3375.50+(hx-8.3)≧3384.872

解得避雷线的高度17.672m≦hx≦30m。

所以，缆机副车上方避雷线相对地的最低高度为17.672m，按规程法计算，缆机副车侧上方的避雷高程为3393.172m，比缆机副车高出8.3m，才使缆机副车在避雷线的保护范围之内。

(2)防雷天网避雷线的连接形式：外侧上、下游两根避雷线与各自缆机轨道端点在水平面上的投影距离为5m，中间4根避雷线基本上平行均布在其中，6根避雷线彼此相邻间距约为33.2m。避雷线主要采用绳夹连接和焊接形式，避雷线之间连接及避雷线与圆钢15采用绳夹11连接固定，以鸡心环12的形式与卸扣13固定，圆钢与接地扁钢连接采用焊接。避雷线连接形式如图4和图5所示。

(3)检查避雷线与接地网的连通性

测量地网的接地电阻满足≦10ω。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。