本发明涉及弱电设备防雷技术领域，具体涉及一种针对直击雷的起重设备防雷网的雷电防护装置。
背景技术：
起重设备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，起重设备通常布置在所有施工设备及水工建筑物的最高处，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起重设备均多次遭受过雷击，致使电气、通信及控制系统设备损坏，由此造成起重设备停机并影响施工。此外，起重设备主副车支架及牵引索上支实际就是一个引雷器，如果起重设备受到雷击时起重设备主车或副车支架上有人，极易造成人身伤害。为了防止雷击对起重设备的机械和电气系统的损坏及对人员的伤害，提高起重设备运行的可靠性，确保工期，有必要建立可靠的起重设备防雷保护系统。
目前，国内外还未有针对水电站起重设备防雷网的相关报道，本发明解决了水电站起重设备易受雷击的技术难题。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术的不足，提供一种水电站起重设备防雷天网的布置方法与系统，用于解决水电站起重设备可能会出现被雷击的技术问题。
考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：
一种水电站起重设备防雷天网的布置方法，它包括：
(ⅰ)确定天网避雷线的根数n：
根据起重设备轨道的长度，确定天网避雷线的最少根数n；
(ⅱ)确定天网避雷线布置的相对地面的高度ho：
ho＝hx-d/4；
其中，d为两根避雷线之间的距离，hx为需要保护物体的相对地面的高度；
(ⅲ)根据以上确定的天网避雷线的根数和高度，将n根天网避雷线平行间隔设置于起重设备的上方。
为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：
一种水电站起重设备防雷天网布置的系统，它包括：
沿起重设备轨道的长度方向平行间隔布置n根横跨起重设备轨道的天网避雷线，天网避雷线满足最少根数和布置高度的要求，最少根数根据起重设备轨道的长度进行确定；
天网避雷线的布置高度满足：
ho＝hx-d/4；
其中，d为两根避雷线之间的距离，hx为需要保护物体的相对地面的高度。
根据本发明的一个实施方案，所述天网避雷线垂直于水电站起重设备轨道。
根据本发明的另一个实施方案，所述天网避雷线为gj-50避雷线。
根据本发明的另一个实施方案，天网避雷线两端设置有御扣、锚固板和耳板，所述锚固板为两块，所述耳板位于两块所述锚固板之间，所述御扣与所述耳板连接，所述天网避雷线再与所述御扣连接。
根据本发明的另一个实施方案，所述天网避雷线通过鸡心环、绳夹与所述御扣固定连接。
根据本发明的另一个实施方案，所述天网避雷线再通过下引避雷线与大地连接。
根据本发明的另一个实施方案，所述锚固板焊接在锚筋上，所述锚筋设置于锚固剂的锚孔内。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：
本发明的一种水电站起重设备防雷天网的布置方法与系统，具有：
(1)实现了水电站起重设备的可靠防雷，确保设备和人身安全；
(2)对不同地理位置的水电站起重设备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)可实现防雷天网避雷线大档距、高难度的跨江安装工作，确保避雷线的施工质量和安全使用；
(4)施工周期短，架设成本低；
(5)实际应用效果显著，本发明于通过应用于水电站起重设备的实验，其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
为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
图1为高度为hx的多根避雷线保护范围示意图；
图2为天网避雷线布置俯视示意图；
图3为避雷线锚固桩示意图；
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示意图；
图6为天网避雷线安装流程示意图；
图7a为避雷线下引线压板正面示意图；
图7b为避雷线下引线压板侧面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
一种水电站起重设备防雷天网的布置方法，它包括：
(ⅰ)确定天网避雷线1的根数n：
根据起重设备轨道的长度，确定天网避雷线1的最少根数n；
(ⅱ)确定天网避雷线1布置的相对地面的高度ho：
ho＝hx-d/4；
其中，d为两根避雷线之间的距离，hx为需要保护物体的相对地面的高度；
(ⅲ)根据以上确定的天网避雷线1的根数和高度，将n根天网避雷线1平行间隔设置于起重设备的上方。
一种水电站起重设备防雷天网布置的系统，它包括：
沿起重设备轨道的长度方向平行间隔布置n根横跨起重设备轨道的天网避雷线1，天网避雷线1满足最少根数和布置高度的要求，最少根数根据起重设备轨道的长度进行确定；
天网避雷线(1)的布置高度满足：
ho＝hx-d/4；
其中，d为两根避雷线之间的距离，hx为需要保护物体的相对地面的高度。
如图3和图4所示，图3示出了一个实施例的避雷线锚固桩结构，图4示出了一个实施例的避雷线与锚固桩连接形式，其图3和图4中附图标记对应的含义：1－天网避雷线，2－御扣，3－锚固板，4－耳板，5－鸡心环，6－绳夹，7－下引避雷线，8－锚筋，9－锚固剂，10－锚孔。
以上实施例的天网避雷线1可垂直于水电站起重设备轨道。
所述天网避雷线1为gj-50避雷线。
天网避雷线1两端设置有御扣2、锚固板3和耳板4，所述锚固板3为两块，所述耳板4位于两块所述锚固板3之间，所述御扣2与所述耳板4连接，所述天网避雷线1再与所述御扣2连接。
所述天网避雷线1通过鸡心环5、绳夹6与所述御扣2固定连接。
所述天网避雷线1再通过下引避雷线7与大地连接。
所述锚固板3焊接在锚筋8上，所述锚筋8设置于锚固剂9的锚孔10内。
实施例
(1)避雷线布置方式：以4台起重设备为例，4台起重设备均采用平移式，起重安装工况25t，浇筑工况20t，起重设备跨度约500m，左、右岸平台高程均为3375.00m，起重设备主车的海拔高度为3386.55m，起重设备副车的海拔高度为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台起重设备的上方，防雷覆盖4台起重设备的运行范围。
确定避雷线的最小根数n。l＝156.00m，根据起重设备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。天网避雷线布置俯视图见图2，图2中附图标记对应的含义：两根避雷线之间的距离d，主车轨道11，副车轨道12，天网锚固桩13，右岸边坡锚固桩至右参考线距离14，主车主索铰点参考线15，副车主索铰点参考线16，左岸边坡锚固桩至左参考线距离17，边缘避雷线所在竖直面与轨道端面的距离18(一实施例优选值为5米)。
确定能保护到起重设备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
若要起重设备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，起重设备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，比起重设备主车高出8.3m，才能使起重设备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。
确定能保护到起重设备副车的避雷线最低高度。设起重设备副车相对高度为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。
若要起重设备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，起重设备副车上方避雷线相对地的最低高度为17.672m，按规程法计算，起重设备副车侧上方的避雷高程为3393.172m，比起重设备副车高出8.3m，才使起重设备副车在避雷线的保护范围之内。
(2)锚固桩方案设计：防雷天网避雷线为大档距、高难度的跨江安装工作，必须确保避雷线的施工质量和安全使用。单根避雷线左、右岸锚固桩采用组合钻孔锚固剂桩锚形式，如图3。
锚筋采用φ28螺纹钢，锚孔孔径为φ50mm，孔深2.0m，采用mnh32/25030—60型锚固剂锚固。锚固板、连接耳板均采用δ20mmq235b材质钢板。锚固板、连接耳板及锚筋连接形式主要采用焊接连接。
(3)天网避雷线的连接形式：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采用绳夹连接固定，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。图5中附图标记对应的含义：下引避雷线19，圆钢20，缆机轨道基础接地扁钢21。
(4)天网避雷线的安装方法
1)安装工艺流程
天网避雷线安装流程如图6。
2)锚固桩安装
a.测量放点
测量左、右岸起重设备平台后侧山墙地形，确定锚固桩位置，并明显标记。外侧上、下游两根避雷线与各自起重设备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。避雷线锚固桩的高程，由距起重设备主悬索挂铰点所成直线(在后山坡侧)水平面上投影距离由查表(见武汉大学避雷线曲线表)确定。主索悬挂铰点所成直线为参考线。
b.锚固施工
在锚固点正下方沿坡面自下而上搭设双层脚手架，作为锚固桩施工和避雷线架设的操作平台。左、右岸起重设备边坡对应处各搭设一幅，待第一档避雷线安装完成后转至下一档。使用手风钻进行钻孔，钻孔深度不小于2.0m。
c.锚板等安装
待锚固剂浆液凝固(超过24小时)后，焊接锚板及耳板，耳板与锚板根据现场插筋尺寸在地面预先焊接完成后，采用汽车吊将锚板吊至安装部位与锚筋搭接焊接。
3)避雷线安装
a.避雷线过江施放
避雷线上支施放过江采用起重设备配合进行。预先在左岸天网上支单根避雷线固定锚固桩位置挂设1个5t导向轮。将上支避雷线缠绕上左岸起重设备安装用15t卷扬机后，在避雷线施放使用的对应起重设备检修平台一侧挂设1个5t导向轮。将卷扬机上避雷线引出经检修平台侧导向轮，至小车上，盘绕约70～80m避雷线后，将避雷线与小车采用钢丝绳头连接锁定。将盘绕在小车上的避雷线采用铁丝捆扎固定，防止避雷线散落。启动起重设备，慢速向右岸牵引小车，同时启动卷扬机施放避雷线，使用卷扬机和起重设备配合将避雷线牵引至右岸。
b.避雷线固定
避雷线牵引至右岸后，将避雷线端头引下小车，采用麻绳牵拉至对应右岸锚固桩位置后按图5形式锁定。在左岸侧避雷线导向轮前部，使用钢丝绳头临时锁定避雷线。将避雷线左岸端头退下15t卷扬机，将端头牵拉至左岸锚固桩处穿过上部预先布置的导向轮后引下。采用左岸1台5t卷扬机绕上φ15钢丝绳100m，将绳头与避雷线左岸端头连接，利用5t卷扬机将避雷线张拉至上支中点高度高出起重设备牵引绳上支中点高度8m以上。在左岸锚固桩处锁定避雷线，脱开φ15钢丝绳与避雷线连接，将避雷线绳头与锚固桩按照图形式锁定。
c.天网下引与接地扁钢连接
天网避雷线上支锁定后，下引避雷线与上支避雷线连接，连接形式见图5。下引避雷线与φ12圆钢按图6锁定后，将圆钢与轨道基础接地扁钢搭接焊接。
d.下引避雷线边坡固定与过路施工
下引避雷线顺沿边坡每间隔约1～1.2米采用镀锌压板和膨胀螺栓固定。形式见图7a和图7b。
为防止避雷线直接敷设在轨道基础平台上被过往车辆碾伤，在轨道基础后侧平台上切割一宽80mm深度约80mm沟槽，在沟槽内布设一dn20镀锌管，将下引避雷线穿管后与圆钢连接。待避雷线穿管完毕后，采用细石砂浆覆盖沟槽。
其它避雷线施工工艺相同。
(5)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。
本说明书中各个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。