1、引言
本文介绍某核电站防雷接地系统的功能及构成，并对主要厂房的防雷接地系统设计进行了描述。
2、概述
核电站防雷接地系统的功能是：
Ø 将由各种原因产生的故障电流引向大地，将跨步电压及接触电压限制在安全数值内，防止工作人员触摸因绝缘损坏而带电的金属部件或接触带电部件而造成的人身伤亡；
Ø 将过电压及静电向大地释放，以确保人身及设备安全
Ø 提供电气系统中性点，以及电子设备的工作基准点，以确保其正常运行。
3、防雷接地系统的构成
核电站全厂防雷接地系统的设计由主接地网、防雷接地网、安全接地网、电子接地网四个部分组成。
3.1、主接地网
核电站的接地系统属于全厂共用系统，涉及到核岛、常规岛以及BOP部分。由于设计者工作分工问题，本文主要介绍核岛部分。
3.1.1、核岛厂房的主接地网是由三部分组成：核岛建筑物筏基下的深埋接地网、核岛建筑物的结构钢筋、核岛建筑物内的主接地干线。
核岛建筑物筏基下的深埋接地网上共有19根引上铜缆，分别通过在地面下与就近的接地井相连；通过在±0.00m预留的孔洞与设置在核岛内的主接地干线相连。核岛建筑群内部各厂房（除反应堆厂房）±0.00m、核辅助厂房部分房间及电气厂房，安全厂房内部±0.00m以上各层混凝土楼板内均设置一圈截面不小于100mm2的裸钢缆作为接地钢筋，该钢筋每隔4米同结构钢筋绑扎一次，使整个核岛厂房构成一个屏蔽的“法拉第笼”。同时，每隔15米左右接地钢筋引出，与厂房内的接地母排相连接。所有伸缩缝应用裸铜缆跨接，要求相邻厂房间、相关厂房与之相邻的APC壳间的连接点应不少于两处。
由于反应堆厂房结构中采用了预应力钢筋，其性能受温度影响很大，因此不允许用于接地。
在核岛的各厂房，以及核岛建筑物对应的的各个建筑层,有的布置成主接地干线环网，有的布置成非环状主接地干线环网，但可以通过不同层高形成环状网络。同时，做到至少有两点连接。
在反应堆厂房，部分建筑物层设置成环形主接地干线环网，并有两点彼此上下连接。同时，分别通过专用贯穿件与相应的主接地干线相连。
主接地干线在厂房内明敷设，根据所处的不同辐射分区，在非污染区采用185mm²裸铜绞线电缆，每隔0.5m用膨胀螺栓及卡箍固定一次；在反应堆厂房内及其它厂房污染区采用40X5mm扁铜排，每隔1m用膨胀螺栓固定一次，每段铜排的长度应尽量长以减少拼接点。
3.1.2、接地母排
接地母排，采用室内明装方式，距建筑面1250mm，通过环形接地导体将构筑物内钢筋与深埋接地导体、主接地干线、主托盘接地导体联结在一起。
无论是主接地干线的设置还是接地母排的分布，都是为了更好的提供接地故障电流通向电源的低阻抗路径，以确保人身及设备的安全，因此越是负荷密集的区域越是集中布置。
3.2、防雷接地网
通过防雷装置将雷击电流引向大地，防止由于雷击引起的危险电位及其它危害，以确保人身和设备的安全。
3.2.1、计算依据
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
3.2.2、建筑物的防雷分类
N=k×Ng×Ae
N--年预计雷击次数
k—校正系数 （2—位于山顶上或狂野的孤立建筑物）
Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/km2/a）;
Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）.
Ng=01×Td
Td—年平均雷暴日 （《工业与民用配电设计手册》查得 福州 Td=56.5）
建筑物的高度小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积：
近似测量 L=154.652m W=121.20m H=73.80m（核岛厂房长、宽、高）
N>0.25
预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公室等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物应划为第二类防雷建筑物。
3.2.3、避雷针
单只避雷针的保护范围，采用滚球法
当避雷针高度h<hr时，避雷针在hx高度的XX’平面上的保护半径：
rx---接闪杆在hx高度的XX’平面上的保护半径
hr---滚球半径,二类防雷建筑物hr=45m
hx---被保护物高度
ro---接闪杆在地面上的保护半径
以女儿墙标高64.2m为地面
l 若取ro=33m(核岛厂房最大半径为32.20m)
h=14.4m
故在穹顶山设置一根相对于女儿墙高度为14.4m的避雷针。（厂家待定）
参考核电站的数据，分别在核岛的六个边角厂房以及穹顶，各安装1支2米高的避雷针，共计7支。
3.2.4、接闪网及引下线
核岛厂房属于二类防雷建筑物，其防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。
避雷针选用除安装长度外为2.0m的铜棒，避雷带选用25×3mm的铜带。
按照二类防雷建筑物的设计要求：
Ø 在屋面上设置网格尺寸不大于10x10m或12x8m的防雷带；
Ø 在核岛厂房的女儿墙设置环形的防雷带；
Ø 在穹顶设置以避雷针为圆心放射性布置，角度间隔30的引下线。引下线沿建筑物四周均匀布置，其间距沿周长不宜大于18m。
Ø 在反应堆厂房外挂水箱设置均压环。
Ø 核岛厂房共设置7根避雷针，避雷针与相应厂房屋面上的避雷带相连。
引下线选用25×3mm的铜带，垂直安装在核岛厂房外壁上，尽可能的直接引向接地井。为了人员的安全，在0.00的厂房门3米范围内不设置引下线。
穹顶上的烟囱，在烟囱顶部设置3根对称避雷针以及与之连接的在烟囱桶体上设置的对称的两根引下线。在烟囱底部与就近的避雷网做到至少两点连接。
核岛厂房在筏基下用185mm2裸铜缆构成深埋接地网。深埋接地网通过防雷接地井与全厂接地网相连，经测量，核岛厂房的接地电阻小于1欧。
3.3安全接地网
防雷接地网对防直击雷是有效地，可提供对建构筑物和人身安全的保护，但不能有效地保护建构筑物内部的电气系统和电子系统，也不能降低建构筑物内部或沿外部线路窜入的危险电压对人身的伤害，所有必选采取等电位和保护接地的措施。
等电位联结：
Ø 主接地干线
Ø 电缆托盘的连接和接地
Ø 土建伸缩缝的连接
Ø 设备与钢筋的连接
Ø 其他金属部件的连接
Ø 厂房之间的连接（通过接地母排/结构钢筋间的铜缆跨接）
3.4电子接地网
提供电子设备的工作基准点，以保证电子设备的正常运行。电子设备通过接地箱就近与各建（构）筑物内的共用等电位联结网相连。
按照IEC标准和GB50057对电子设备的保护要求，核岛厂房的主控制室，应采取防雷击电磁脉冲和电磁屏蔽的措施。
4、结束语
核岛的防雷接地是一个庞大的系统，尤其涉及到人身安全。因此设计的合理与否直接影响核电站的安全运行。随着设计的深入，需要全面了解核电站同时，严格执行标准和行业规范，对设计和施工全过程的质量控制，才能保证核岛的防雷接地始终处于良好状态，为核电站的安全稳定运行，提供可靠保障。
参考文献：
[1]GB50057-2010 建筑物防雷设计规范
[2]工业与民用配电设计手册 第十四章 第十五章
[3]1188AT0801 技术规格书-8.01 构筑物的接地-供货和施工
[4]1188AT0802 技术规格书-8.02 深埋接地回路-供货和施工
[5]1188AT0803 技术规格书-8.03 地下接地回路-供货和施工
[6]1188AT0804 技术规格书-8.04 防雷保护系统-供货和施工