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机械设备的防雷系统设计是确保设备在雷暴天气下正常运行和保障人员安全的重要措施。以下是需要设计防雷系统的机械及其原因，以及相关案例。

一、需要防雷系统设计的机械类型：

1. 高耸建筑物及结构

• 通信塔、广播塔
• 高层建筑的电梯、避雷针等设施
• 大跨度桥梁的索塔、桥墩等

案例：上海中心大厦，高度为632米，设有专门的防雷系统，包括避雷针、接地网等。

2. 重要工业设备

• 发电机组、变压器
• 化工设备、石油钻采设备
• 矿山设备、港口起重机

案例：某火力发电厂，为了防止雷击损坏发电机和变压器，设计了专门的防雷系统，确保设备安全运行。

3. 交通运输设备

• 飞机、直升机
• 车辆、船舶
• 高速铁路、地铁

案例：某国际机场，对飞机加油区、航站楼等设施进行了防雷设计，保障飞行安全。

4. 农业设施

• 大型农田灌溉系统
• 农业气象观测站
• 养殖场、温室

案例：某大型农田灌溉系统，为了防止雷击损坏水泵等设备，设计了防雷系统。

5. 科研、医疗设备

• 电子显微镜、核磁共振仪
• 电磁波发射台、雷达站
• 医疗设备、实验室

案例：某科研机构，对实验室内的精密仪器进行了防雷设计，确保实验数据的准确性。

6. 其他特殊场所

• 爆炸危险场所
• 精密仪器仓库
• 重要会议中心

案例：某爆炸危险场所，为了防止雷击引发爆炸事故，设计了防雷系统。

二、防雷系统设计原则：

1. 符合国家和行业的相关规范和标准；
2. 根据设备类型、地理位置、环境因素等确定防雷等级；
3. 采用经济、可靠、易于维护的防雷技术；
4. 考虑到设备的升级和扩展需求。

总之，对于各种重要机械和设施，都需要根据实际情况进行防雷系统设计，以确保设备安全运行和人员生命安全。通过以上案例，可以看出防雷系统在各个领域的重要性。