高大型电动游乐设备的防雷和接地设计

　　近年来，我国新建了许多主题游乐园，园区内集中安装了不同类型的游乐设备，其中有不少高大型的电动游乐设备。另外在一些公园或城市广场，也安装有几台或数台高大型电动游乐设备。如过山车、太空梭、坠落塔、摩天轮等等，其中有的高度在30m或60m，有的还更高。这些高大的电动游乐设备尽管造型不同，游戏功能不同，但都有以下几个特点：

　　① 设备主体多为金属结构;

　　② 电力驱动，或电力-空压驱动、电力-液压驱动;

　　③ 现代的高大型电动游乐设备都采用计算机控制，设备上的不同高度安装有大量的电子传感器，如压力、速度、位置传感器，以保证运行的安全;

　　④ 参加游戏的人员密集，在游戏过程中，人体大多要与各种形式的金属物接触;

　　⑤ 游乐设备的场地和设备本身，配备了闭路电视监控、广播、通信等信息系统进行现场管理。

　　由于这些特点，为保证设备和人员安全，防雷和接地措施必须周到可靠。然而对这一问题，过去重视不够。虽然发生雷击伤人的情况尚没有报道，但是发生雷击损坏电气元器件的情况却有出现。

　　通过对一个大型主题游乐园的工程设计，以及调研已建成的游乐园和单体高大型游乐设备防雷接地情况，参照我国现有规范，特别是国外专业厂商有关电动游乐设备防雷接地的基本规定与要求，笔者认为应重视这个问题。

　　我国的规范及相关要求：

　　对于电动游乐设备的雷击保护，我国现有规范《游艺机和游乐设施安全》(GB8408-2000)，主要规定有以下几点：

　　a.防直击雷：观览车、滑行类等高大游艺设施，高度大于15m的应装设避雷带，避雷装置的接地电阻不大于10Ω。

　　b.防雷电波侵入：采用低压电缆供电时，在低压电缆进户端的电缆金属外皮、金属线槽应接地，并与防雷接地装置连接。采用低压架空线供电时，在架空线进户端应装设避雷器，并应可靠接地，地电阻不大于10Ω。

　　c.接地：电动游乐设备低压配电接地型式应采用TN-S系统;电气设备、电动游乐设备正常不带电的金属外壳及金属结构等必须可靠接地。低压配电系统的保护接地和重复接地的接地电阻不大于10Ω。

　　d.游艺机和游乐设施，不应设置在高压配电架空线路的通道内。该规范不足之处是内容比较局限，没有提出不同规模、不同高度、不同结构形式的游乐设施的基本防雷措施。对于防止雷击过电压及电磁脉冲干扰的措施也不够明确，更没有纳入等电位接地的措施等。因此在具体进行大型游乐设备工程设计时，除执行本规范的有关规定外，还要认真执行国标《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94，2000年版)的有关规定，参照国外制造厂商相关的防雷技术规定和要求也是很重要的。

　　国外的规定及相关要求：

　　近十年来我国安装的高大型电动游乐设备，大多从北美和西欧国家，如美国、德国、卢森堡、瑞士的专业制造厂商采购，厂家负责安装调试。因此，防雷和接地的要求，基本按照国际电工委员会的TC81(IEC)(国际电工委员会第81技术委员会)，IEC61024-1《建筑物防雷保护》(Protectionofstructuresagainstlightning)，以及制造厂相应的国家标准DINVDE0185-1、ENV61024-1等的有关规定。电动游乐设备防雷接地的做法，制造厂商也是按照这些国际和本国的规范，在《游乐设备防雷导则》(德国标准，但与IEC一致)(Guidelineslightningprotectionforamusementrides)的手册内，从技术方面提出了许多原则。这些主要原则是：

　　a.在技术上采取两种保护方式，即外部防雷保护和内部防雷保护。

　　b.外部防雷保护主要是防直击雷，由接闪器、引下线、接地装置组成雷击保护系统，以直接将雷电流泄入大地。接闪器可以采用避雷带、避雷针和专门的避雷器，选择哪一种，要根据游乐设备外形、结构等情况来确定。接地装置可以利用游乐设备附属的建筑物基础钢筋构成接地网，如果没有现成的可以利用，就需要敷设独立的防雷接地网。接地网应该覆盖整个保护区，而且应该是闭合的。这个接地网可以与电气低压系统接地、通信系统的接地相连接，而构成联合接地装置。