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防雷建筑標準

時間:2023-06-26 16:23:38

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇防雷建筑標準,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

防雷建筑標準

第1篇

關鍵詞:防雷設計 技術評價 設計規范 防雷裝置

引言

防雷設計技術評價成為防雷技術服務中的一項基本業務,在整個防雷工程建設中起到了舉足輕重的把關作用。本文就結合平時工作實際,對防雷設計技術評價中幾個容易忽視的問題給予提出,并加以討論。

1、防雷類別確定的隨意性

很多工程沒有根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057-942000版)第2.0.1-2.0.4條確定建筑物的防雷類別,類別的確定比較隨意性。特別是對一座防雷建筑物中兼有多種防雷類別建筑時,應認真計算其“年預計雷擊次數”,依據計算結果和《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94 2000版)第3.5.3條的要求確定工程防雷類別,不應憑感覺隨意地按某類防雷建筑設計,這樣就很可能違反規范。

2、直擊雷設計圖的標注簡單化,信息量不足

各單位的防雷設計圖紙往往很簡化,標注太簡單,信息量不夠,施工時難以按圖施工,難以保證施工質量。應該做到:

繪制建(構)筑物屋頂平面,有主要軸線號、尺寸、標高、標示避雷針、避雷帶、引下線位置。注明材料型號規格、所涉及的標準圖編號、頁次。

繪制接地平面圖,繪制引下線、接地線、接地極、測試點、斷接卡等的平面位置,應標明材料型號、規格、相對尺寸等及涉及的標準圖編號、頁次,當利用自然接地裝置時,宜按結構條件圖繪制。

3、接地電阻要求不明確

防雷設計圖上往往都是標注接地電阻要達到多少以下,沒有明確是沖擊電阻還是工頻電阻,工頻、沖擊接地電阻兩者的區別及關系是:工頻電阻=A倍的沖擊電阻即R~=ARi[詳見《建筑物防雷設計規范》(GB 50057-94 2000版)。在城鎮土壤電阻率低(100歐/米以下)的地方,工頻電阻和沖擊電阻是相等的,但在土壤電阻率高的郊區和山區,工頻電阻比沖擊電阻大幾倍。在純防雷接地設計中一定要清楚地注明“防雷沖擊接地電阻”要達到多少,以利施工技術人員理解,避免誤解引起防雷裝置接地工程難度增加和資金浪費。

4.2直擊雷防護措施

4.2.1避雷針保護范圍問題

我國現行通用的計算方法是滾球法,其中一類防雷建筑物滾球半徑為30米,二類為45米,三類60米。

現在不少智能建筑為了美觀都設計帶有裝飾性能的優化避雷針,其保護范圍的計算與普通避雷針不同,要根據其產品的具體設計安裝參數來做工程設計。

4.2.2避雷帶、避雷網等接閃器的布局要嚴格按照GB50057-94要求來設計

不同類別的建筑物,屋頂防雷網格的尺寸有不同的要求:一類防雷建筑物不大于5m×5m或6m×4m;二類防雷建筑物不大于10m×10m或12m×8m;三類防雷建筑物不大于20m×20m或24m×16m。

4.4對于防雷電波侵入,應采取如下措施

在低壓220/380V供電系統中,應采用三相五線(TN-S)系統,以便于裝置接地(PE)線和中性(N)線分開。對有特殊要求的可采用其他接線系統。

4.5過電壓保護

智能建筑中各智能化設備普遍存在的絕緣強度低,過電壓和過電流耐受能力差,對雷電引起的外部侵入造成的電磁干擾敏感等弱點。如不加以有效防范,無法保證智能化系統及設備的正常運行。

4.7接地裝置

對于建筑的接地問題現在基本上達成了一個共識就是采用共用的接地方式,即建筑物的防雷接地、保護接地、工作接地、防靜電接地、直流工作接地等共同接至一個接地體上,這樣對于接地裝置的泄流能力就提出了比較高的要求,利用建筑物的樁基礎作接地裝置,具有經濟、美觀和有利于雷電流場流散以及不必維護和壽命長等優點,混凝土內基礎也能滿足利用鋼筋混凝土作為自然基礎接地體的要求,因此建議推廣使用。

6、結語

通過對防雷設計圖紙技術評價中幾個容易忽視問題的分析,我們得到結論,即:防雷類別的確定以及SPD的安裝位置及參數選取必須按照防雷設計規范的要求,認真計算相關數據,確定防雷類別,正確安裝SPD,只有正確安裝,才能在雷擊情況發生時,起到安全泄流的作用。此外,還要注意規范中關于接地電阻及各種防護措施如屏蔽、等電位、合理布線的問題,嚴格控制設計圖紙的質量,提高工作質量及業務服務水平。

參考文獻

[1]GB50057-94(2000年版),建筑物防雷設計規范[S]

[2]GB50343-2004,建筑物電子信息系統防雷技術規范[S]

[3]02D501-2,等電位聯結安裝[S]

[4]99(03)D501-1,建筑物防雷設施安裝[S]

[5]GB50054-95,低壓配電設計規范[S]

第2篇

[關鍵詞]火災危險場所;防雷安全

中圖分類號:X932 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)08-0349-01

引言

GB50057-94第2.0.4條明文規定“......確定需要防雷的21區、22區、23區火災危險環境劃分為第三類防雷建筑”。而對21區、22區、23區火災危險環境有如下定義:

21區:具有閃點高于環境溫度的可燃液體,在數量和配置上能引起火災危險的環境。

22區:具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵和可燃纖維,雖不可能形成爆炸混合物,但在數量和配置上能引起火災危險的環境。

23區:具有固體狀可燃物質,在數量和配置上能引起火災危險的環境。

GB50057-2010自2011年10月1日起實施,GB50057-94同時廢止,其中,GB50057-2010中對“火災危險場所”沒有明確規定,只在第3.0.3條、3.0.4條中,對超過一定年預計雷擊次數的“火災危險場所”進行了防雷類別的劃分。為此,有的設計單位在進行該類項目的防雷設計時,依據GB50016-2006中生產的火災危險性分為甲、乙、丙、丁、戊類,簡單的將甲類劃分為防雷建筑一類,乙類劃分為防雷建筑二類,丙、丁、戊類劃分為防雷建筑三類。上述這樣劃分到底合不合理呢?

曾經碰到過這樣一個實例:建筑物為門式排架結構,單層鋼板屋面,屋面板厚度0.5mm,建筑使用功能為尼龍成品倉庫。GB50057-2010第5.2.7條規定,金屬板下有易燃物品時,金屬鋼板厚度不小于4mm。對此,由于對易燃物和可燃物的不同理解,對金屬板的厚度設計有了分歧。這樣設計到底合不合理?

在有的設計中,建筑物總配電箱設置在建筑物外墻,由配電箱配電至室內各燈具等設備。為此又有了不同的理解,建筑物外墻屬LPZ0B區,進入室內的線路直至設備端,跨越了防雷分區,那么在設備端要裝電源SPD。這樣的理解合不合理?

本文將針對以上幾個“合不合理”予以探討,研究關于火災危險場所防雷設計的幾點注意事項。

1 注意事項

1.1 防雷類別的劃分

火災危險場所,是指在生產過程中,產生、使用、加工、儲存或轉運閃點高于場所環境溫度的可燃液體,或者有可燃粉塵、可燃纖維,或者有固體狀可燃物質,并在可燃物質的數量上和配置上,能引起火災危險的場所。

根據火災危險特性的不同,可燃物分為有燃燒爆炸危險的可燃物(危險貨物)及一般的可燃物(不屬于危險貨物的可燃物)。可燃物分為六大類,即:爆炸性物質;自燃性物質;遇水燃燒物質;可燃氣體;易燃與可燃液體;易燃、可燃和難燃固體。

可燃液體在《建筑設計防火規范》中屬于丙類,閃點≥60℃,包括:亞麻仁油、葵花籽油、棉籽油、蓖麻油、桐油、花生油、菜籽油、豆油、鯨油、牛油、豬油、機械油、錠子油等。

隨著生產技術向均質化、流態化發展,出現可燃性粉塵的行業越來越多。如:①金屬:鎂粉、鋁粉、鋅粉;②碳素:活性炭、電炭、煤;③糧食:面粉、淀粉、玉米面; ④飼料:魚粉;⑤農產品:棉花、亞麻、煙草、糖;⑥林產品:木粉、紙粉;⑦合成材料:塑料、染料;⑧火藥、炸藥:黑火藥、TNT。在、高分子塑料工業、合成染料和涂料,新型洗滌劑、漂白粉、農藥和藥品制造業以及植物纖維紡織工藝等普遍存在著粉塵爆炸的危險。2014年8月2日,江蘇昆山工廠爆炸致65人死亡,120余人受傷,據爆炸系粉塵遇到明火引發的安全事故。

可燃固體在GB 50016-2006中屬于丙類,為燃點>300℃的高熔點固體及燃點

根據GB50057-2010中的規定,具有爆炸危險環境的建筑物根據其發生事故的危害性劃分為第一或第二類防雷建筑。由此,對于火災危險場所的界定首先應為因火花不致產生爆炸危害的場所,為火花不致產生爆炸危害的場所優先按危爆場所處理。

GB 50016―2006第5.3.15條的條文解釋規定:人員密集的公共建筑主要指:設置有同一時間內聚集人數超過50人的公共活動場所的建筑。如賓館、飯店,商場、市場,體育場館、會堂、公共展覽館的展覽廳,證券交易廳,公共娛樂場所,醫院的門診樓、病房樓,養老院、托兒所、幼兒園,學校的教學樓、圖書館和集體宿舍,公共圖書館的閱覽室,客運車站、碼頭、民用機場的候車、候船、候機廳(樓)等。GB50057-2010中對人員密集公共建筑物的防雷類別劃分規定:N1(建筑物年預計雷擊次數)>0.05次/a,劃分為二類,0.01次/年≥N1≥0.05次/a,劃分為三類。由此,對于火災危險場所的界定應為非人員密集公共場所,為人員密集場所按人員密集公共建筑物處理。

其他相關規范的有關規定:

《防雷規范標準匯編(2015年版)》中《棉麻倉庫建設標準》中規定:棉麻庫房、露天堆場、鐵路站臺鋼罩棚必須按照第三類建(構)筑物采取防雷措施。

《糧食平房倉設計規范(GB50320-2001)》中第8.4.1條規定:平房倉按第三類防雷建筑物設計。

《糧食鋼板筒倉設計規范(GB50322-2001)》中第8.6.1條規定:防雷設計按第2類防雷建筑物設計。

1.2 金屬接閃板的設計要求

近年來,經常采用一種夾有非易燃物保溫層的雙金屬板做成屋面板(金屬彩鋼板)。根據GB50057-2010的規定,在這種情況下,只要上層金屬板的厚度滿足GB50057-2010第5.2.8條第2款的要求就可以,因為雷擊只會將上層金屬板融化穿孔,不會擊到下層金屬板,而且上層金屬板的融化物受到下層金屬板的阻擋,不會滴落到下層金屬板的下方。但強調,夾層的物體必須是非易燃且選用高級別的阻燃類別。

單層屋面鋼板,厚0.5mm,內部為火災危險場所,該金屬板做接閃器則不符合要求。有三種解決方法:第一種方法是增加金屬板厚度,第二種方法是在金屬板頂部增設材型、網格大小合理的接閃系統;第三種方法是采用夾心(填充非易燃材料)彩鋼板,頂板厚≥0.5mm。

因此,在通常的防雷設計中,金屬屋面的建筑,利用金屬板做接閃器時,應明確金屬板的材型、金屬頂板的厚度、夾層物的阻燃性等。

1.3 電源SPD設計

在某些設計中,火災危險場所建筑電源總配電箱設置在建筑物外墻。再經由配電箱配電至室內設備或功能配電箱。整個電源系統的防雷設計,包括四部分:

第一部分:至總配電箱的線路應全線埋地敷設,當全線埋地敷設有困難時,采用一段金屬外鎧電纜或穿金屬管埋地引入,埋地長度≥15m。

第二部分:總配電箱處可靠接地。為有效防水、防非操作性接觸,配電箱宜采用金屬箱體,將電纜的金屬外皮、穿線金屬管、金屬箱體等可靠接地。

第三部分:至室內的配電線路穿金屬管明敷或采用暗敷。室內燈具采用防爆燈具。

第四部分:在電源系統上設置參數匹配的電源SPD,SPD的參數選擇參照《建筑物電子信息系統防雷設計規范(GB50343-2012)》中表5.4.3-3的推薦值選取。

2 總結

廣義的火災危險場所是指在生產、生活過程中存在火災風險的場所,一旦事故發生可能引發爆炸、大面積失火,造成人員傷亡及財產損失。致災因子包括明火、雷電電火花、操作電火花、靜電火花等。在根據年預計雷擊次數確定項目的防雷類別時,建筑物的使用性質細分到了爆炸危險場所、人員密集公共建筑、各級辦公等功能建筑、一般性民用或工業建筑、火災危險場所等。在此處的火災危險場所范圍縮小。

參考文獻:

第3篇

關鍵詞:燃氣工程;設計規范;燃氣管道;防雷擊措施;防雷建設

中圖分類號: TU99文獻標識碼:A

雷擊是嚴重的自然災害,尤其是在廣東沿海地區,是雷害最嚴重的地區之一。眾所周知,由雷電產生的沖擊波強烈,破壞力極大,造成的損失相當嚴重。隨著我國城市燃氣工程的發展,工程的規模越來越大,受雷擊破壞的概率也大大提高,保證燃氣工程安全運行的重要性不言而喻。因此,燃氣工程的防雷建設顯得尤為重要。

1 防雷接地系統的作用

防雷分為外部防雷和內部防雷。所謂外部防雷就是防直擊雷(不包括防止防雷裝置受到直接雷擊時向其它物體的反擊),內部防雷包括防雷電感應、防反擊以及防雷電波侵入和防生命危險。

防直擊雷的裝置主要采用接閃器系統,由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成,接閃器又有避雷針、避雷帶和避雷網三種形式,引下線可明裝或暗裝,接地體也可根據實際條件選用自然接地體、基礎接地體或人工接地體。

接閃器引來雷電流,通過引下線和接地體安全地引入地下,使接閃器下部保護范圍內的建筑物和設備免受直接雷擊。

防感應雷、防反擊以及防雷電波侵入都需要有良好的接地裝置,否則不但不能起保護作用,反而會引來雷擊。

2 燃氣輸配管網防雷接地系統應用的規范

目前我們應用的規范有

《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028―2006)

《石油化工靜電接地設計規范》(SH 3097―2000)(以下簡稱《石規》)

《化工企業靜電接地設計規程》(HG/T20675―1990)(以下簡稱《化規》)

《建筑物防雷設計規范》(GB 50057―2000)(以下簡稱《建規》)

《測量和控制設備的靜電電場的輻射標準IEC》801.3

《雷擊電磁脈沖的防護》IEC61312

《通信線路防雷標準》IEC61663

《儀表系統接地設計規定》HG/T20513-2000

《城鎮燃氣防雷技術規范》(2009年11月1日執行)

3 防雷擊危害采取的措施

燃氣管網因其輸送工藝的特點分布于城市的各個位置,覆蓋面廣,有處于郊外的高壓場站和管道,有位于高層建筑物或多層建筑物的燃氣架空管和立管,有設置在市政道路旁的區域調壓站和設置在居民小區的樓棟調壓箱,以及對燃氣設施進行監控的SCADA系統等。針對燃氣管道與設施設置的不同形式與位置,必須考慮相應的防雷接地保護措施。

3.1 調壓站、調壓柜的防雷擊措施

《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028―2006)條文中對燃氣調壓站、調壓計量室和燃氣設備及管網防雷措施等都做了相應的規定和要求,第6.5.22條明確要求調壓計量室應按《建筑物防雷設計規范》(GB 50057―94,2000版)“第二類防雷建筑物”進行防雷接地設計;第6.6.12條要求設于空曠地帶的調壓站應單獨設置避雷裝置,其接地電阻小于10Ω;第10.8.5條規定:“進出建筑物的燃氣管道的進出口處,室外的屋面管、立管、放散管、引入管和燃氣設備等處均應有防雷、防靜電接地設施”。

地上調壓站的建筑物設計應符合下列要求:城鎮無人值守的燃氣調壓室電氣防爆等級應符合現行國家標準《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB 50058―1992)“1區”設計的規定。

對設于空曠地帶的調壓站(柜)或采用高架遙測天線的調壓站(柜)應單獨設置避雷裝置,其接地電阻值應小于10Ω。

掛壁式樓棟調壓箱必須采取防雷和防靜電接地措施,且與建筑物的避雷引下線相連。

調壓器法蘭片原《建規》選用6mm2銅絞線跨接,現根據《化規》選用16mm2銅絞線或銅片跨接,提高了技術要求。銅片跨接必須用螺栓固定牢,且要搪錫做防腐處理。

調壓室與瓶組氣化間的鋼門窗為防感應雷和雷電波侵入,必須與接地干線相連,作防靜電接地保護。由于受條件限制,一般防雷接地與防靜電接地共用接地裝置,因此只需把鋼門窗用16mm2銅絞線與接地網相連。

調壓站、調壓柜與瓶組氣化站的放散管設計要求高出建筑物屋面或柜體1m,燃氣放散管一般為微正壓,受雷擊后管口殘余氣體可能會起火燃燒,雖然不會引起爆炸事故,但從安全角度考慮,必須對其進行避雷保護,而不能考慮為金屬接閃器,消防部門在檢查時也提出意見。

3.2 建筑物附屬燃氣管道的防雷擊措施

根據新規范《城鎮燃氣室內工程施工與質量驗收規范》(CJJ94―2009)要求:沿屋面或外墻明敷的室內燃氣管道,不得布置在屋面上的檐角、屋檐、屋脊等易受雷擊部位。當安裝在建筑物的避雷保護范圍內時,應每隔25m至少與避雷網采用直徑不小于8mm的鍍鋅圓鋼進行連接,焊接部位應采取防腐措施,管道任何部位的接地電阻不得大于10Ω;當安裝在建筑物的避雷保護范圍外時,應符合設計文件的規定。

3.3 高壓場站和閥室的防雷擊措施

高壓場站和閥室宜采用建筑物上的避雷網(帶)或避雷針或由其混合組成的接閃器,并將放散管口外5m的半球體(有管帽時,管帽上方距離為2.5m)處于接閃器的保護范圍。

對儲罐區采用設獨立避雷針保護,且罐體鋼板厚度大于4mm,因為雷電產生的熱能可以擊穿厚度小于4mm的鋼板,而對厚度大于4mm的鋼板則不能擊穿。

避雷針的保護范圍可采用滾球法或公式法計算出保護半徑,同時還要考慮保護高度必須高于被保護物。

進出場站的架空金屬管道,應在場站外側做接地處理。

3.4 儀表與自動控制系統的防雷擊措施

儀表和自動控制系統均為精密儀器和電路組成,對雷擊的抵御能力很弱,較高的感應電流或電位都會造成電子元器件的損壞,而導致整個自控系統癱瘓,因此必須在線路上安裝放浪涌的安全柵裝置(電涌保護器),保證電涌隔離在系統之外,且安全柵裝置的選型一定要與設備或系統相匹配。在線儀表(如渦輪流量計和體積修正儀)宜考慮防雷接地導線的安裝方式,可在與流量計連接的兩端金屬管上采用絕緣法蘭連接,兩端金屬管法蘭應靜電跨接,并設置外部金屬箱體對其進行屏蔽保護,確保防雷效果。這些防雷措施都是我們過去忽視的,需要以后在工作中彌補與完善。

3.5 犧牲陽極保護的防雷擊措施

燃氣埋地鋼管為減少腐蝕,除管道外壁包覆絕緣防腐層外,還采用犧牲陽極保護的方式輔助管道防腐,并用絕緣法蘭或絕緣接頭將埋地管道與地上工藝管道隔斷以保證埋地管道的負電位。在雷擊的高電位下,絕緣法蘭、絕緣接頭和管道的防腐絕緣層可能會被擊穿而損毀,使絕緣功能失效,甚至毀壞衡電位儀,直接影響管網的犧牲陽極保護效果,因此在易受雷擊的地方,最好安裝絕緣法蘭,以便于在擊穿后更換,也可采用耐雷擊的絕緣接頭,可有效地釋放電位保護絕緣層,但運營成本相應增加。

4 燃氣工程中防雷接地系統的應用

(1)2006年某儲配站技改工程,原設計中在站區內設置一支30m高的避雷針,對整個站區實現保護,該避雷針造價高昂,經重新計算與選型,將避雷針高度由原來的30m降低至19m,針塔重量由原來的2107.2kg改為732kg。

避雷針位置確定與選型,計算如下:

避雷針與氣化撬距離為6m,根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057―94,2000版)附錄四中滾球法確定避雷針高度:

(1)

其中:

h――避雷針高度,m;

hx――被保護物高度,m;

rx――避雷針在hX高度的XX平面上保護半徑,m;

hr――滾球半徑,第二類防雷建筑物,取45m。

經測算:h=17.27m

查圖集99(03)D501―1 GH系列環型鋼管桿避雷針,選用GH-33型環型鋼管桿避雷針,高19m。

結語

總之,城市燃氣工程的防雷建設是一個復雜的系統工程,良好的防雷系統對管網的安全運行是至關重要的。在防雷建設中,應重點考慮防雷接地效果及防雷擊措施等方面,同時,還應積極采用可靠的新技術以更有效地消除雷害。只有這樣才能保證燃氣管網的安全運行。

第4篇

關鍵詞:高層建筑物防雷裝置設計審核

隨著國民經濟的迅速發展,國民經濟實力的增強,各類高層建筑物拔地而起,從而給防雷審核工作提出許多新的問題和更高的要求。筆者在兩年多的防雷裝置設計審核中積累了一些高層建筑物的防雷設計審核經驗和方法,下面加以介紹,以饗讀者。

防雷裝置施工圖審核的依據是:《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000版本)、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2004、IEC1024-1《建筑物防雷》、IEC1024-1《雷電電磁脈沖防護》、《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》GB/T50311―2000、《防雷與接地安裝》D501-1~4以及相關行業防雷技術標準。

建設單位依照《防雷裝置設計審核和竣工驗收規定》提交各種材料后,防雷裝置審核人員按照以下程序進行審核。

1高層建筑物防雷裝置設計的要求

1.1 建筑設計總平面圖。通過總平面圖,掌握建筑物的位置、地理環境,從而可以查找該地雷暴日數和雷擊的災害記錄。

1.2 建筑設計總說明。掌握工程概況、設計依據、水位、土壤電阻率、標高、消防等情況。

1.3 結構設計總說明。了解鋼筋的錨固和連接,了解構造柱、圈梁的詳細位置及防雷結構措施,掌握避雷引下線鋼筋的規格、數量及焊接技術要求。

1.4綜合布線。是否按照《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》GB/T50311-2000標準設計。

1.5基礎防雷接地平面圖

1.5.1 樁(承臺)的利用系數a≥0.25 。

1.5.2 樁筋利用數:每根用作引下線的柱子至少有兩根主筋連接且φ≥20。

1.5.3 利用基礎內鋼筋作接地體,在周圍地面以下距地面不小于0.5米,每根避雷引下線連接的鋼筋表面積總和,二類防雷建筑物應滿足S≥4.24KC2,三類防雷建筑物應滿足S≥1.89KC2。

1.6 避雷引下線

1.6.1避雷引下線的位置、間距(二類防雷:間距≤18m,三類防雷:間距≤25m)、用材規格(圓鋼直徑φ≥10mm,扁鋼截面≥48mm2)。

1.6.2框架結構應利用外墻柱子主筋作避雷引下線(且利用所有圍墻柱筋,建筑物陽角位的柱子必須利用)。

1.6.3 避雷引下線應是柱內對角且至少有兩根主鋼筋,要求從上到下連通,上接至避雷帶,下接至承臺、樁。

1.6.4 避雷引下線主筋每層應加箍筋連接或通過點焊的方法把所有的主筋相連接。

1.7屋頂防雷平面圖

1.7.1避雷網格(二類防雷建筑物:10m×10m或8m×12m,三類防雷建筑物:20m×20m或16m×24m)、帶、針(保護范圍的估算)的布置、高度、材料(圓鋼直徑φ≥8mm)、焊接質量、連接處(搭接)、轉彎處。

1.7.2女兒墻上的避雷網帶:墻寬為20cm,帶高至少15cm,墻寬為30cm,帶高至少20cm,避雷帶支架采用φ10的圓鋼。

1.7.3突出天面的金屬物與防雷裝置連接不少于兩處;如通風機、中央空調、電機機房、天線桿、旗桿、水箱等。

1.7.4 保護范圍的計算。

2.高層建筑物審核的要求

2.1 電氣設計說明、均壓環、等電位連接的審核。

2.2.1 判定防雷類別是否正確,說明是否合理、漏項。

2.2.2 低壓配電系統的PE干線,接地干線與專用接地線,穿線鋼管及接地裝置連接在一起,構成接地保護網。所有電器設備、不帶電的金屬外殼、配線用的鋼管、電器安裝的構件、電纜橋架、電纜支架、金屬接線盒均與PE線連接,沿電纜橋架外側敷設4×40鍍鋅扁鋼與橋架連接。

2.2.3 防雷區LPZ0A、LPZ0B和LPZ1交界處,所有進出建筑物的外來導電物體都應做等電位連接。

2.2.4在后續防雷區間交界處的等電位連接,可采用LPZ0A、LPZ0B和LPZ1交界處的等電位連接的一般原則。

2.2.5 電梯軌道首尾端與防雷接地連接且每間隔20米等電位連接一次,設計時應預留。

2.2.6設總等電位端子MEB,對各類進出建筑物的金屬構件和管件進行等電位連;衛生間作局部等電位連接。

2.2.7 玻璃幕墻、金屬工藝裝飾作等電位連接。

2.2.8配電系統:供電的形式、電氣豎井內的線路布置、電涌保護器配置情況。

2.2.9 側擊雷的防護措施

從距地面30m開始,每隔一層設置均壓環并且與相同高度的梁、柱或樓板鋼筋及金屬窗框作良好的電氣連接。

2.2.10 接地電阻≤1歐姆。

2.2 計算機網絡系統的審核

2.2.1將N和NC比較,確定電子系統設備是否安裝雷電防護裝置。

2.2.2 當N≤NC時,可不安裝雷電防護裝置。

2.2.3當N>NC時,應安裝雷電防護裝置。

2.2.4 按防雷裝置攔截效率E的計算公式E=1-NC/N及建筑物電子信息系統的重要性、適用性確定雷電防護等級,共分為A、B、C、D四級。

2.2.5 網絡中心選擇的位置,及信息系統的設備等電位連接。

2.2.6 供電形式應采用TN-S或TN-C-S。

2.2.7 電涌保護器的選型、配置是否正確。

2.2.8 防雷、防靜電接地。

2.3 消防控制系統.、有線電視系統、安全防護系統、程控數字用戶交換機線路的審核

2.3.1 電涌保護器的選型、配置。

2.3.2 等電位及防雷、防靜電接地。

2.4 防雷審核中經常出現的幾種錯誤

2.4.1不注明防雷設計依據和防雷類別或防雷類別分類錯誤。

2.4.2 接地電阻設計錯誤,設計的過小(小于0.5Ω),過大(大于30Ω)。

2.4.3避雷引下線間距超過規定的要求(引下線間距應計算轉彎處的長度)。

2.4.4 屋頂防雷平面不同高度未標注標高。

2.4.5 避雷帶遇伸縮縫、溫度縫、沉降縫時未設計補償措施。

2.4.6 電氣說明沒有供電系統采取的接線方式。

2.4.7供電接地與防雷接地沒有共用接地系統。

2.4.8 未設計玻璃幕墻、鐵件工藝等電位連接。

2.4.9 配電室、消防控制柜只有一處與接地系統連接。

2.4.10 沒有設計電涌保護器或只設計一級電涌保護器。

3總結

在高層建筑物防雷裝置施工圖設計審核中,掌握防雷審核要點,能夠快捷、高效、準確無誤的審核防雷施工圖,同時要求防雷審核人員要具有識別圖紙能力,正確施圖;熟練掌握防雷技術規范及行業防雷技術規范,就能快速準確無誤的作出防雷審核意見。

參考文獻:

1、蘇邦理等《雷電與避雷工程》1997.

第5篇

[關鍵詞]建筑物 防雷設施 裝置間距 跨步電壓 埋地深度 接地電阻

一、前言

在建筑物防雷設計中,設計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設計比較重視,疏漏差錯很少,但對大量的三級防雷建筑物的防雷設計卻常有忽視。由于設計質量管理規定:對于一般工程的電氣設計允許可以不要計算書,因此許多設計人員對三級防雷建筑物的防雷設計,不再進行設計計算,僅憑經驗而設計。對于防雷設施的是否設置及防雷設施的各種安全間距未進行計算、驗算,因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性,使有些工程提高了防雷級別,增加了工程造價,而有些工程卻未按規范設計、施工,造成漏錯,帶來很大隱患和不應有的損失。

二、建筑物防雷規范的概述及比較

現今建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-92推薦性行業標準,1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》GB50057-94強制性國家標準。GB50057-94使建筑物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會IEC防雷標準接軌,設計施工更加規范化、標準化。

GB50057-94將民用建筑分為兩類,而JCJ/T16-92將民用建筑防雷設計分為三級,分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去應有的安全,而有些建筑物可能出現不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的實質,特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16-92中的規定。

三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施

除少量的一、二級防雷建筑物外,數量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷,而對此類建筑物大多設計人員不計算年預計雷擊次數N,使許多不需設計防雷的建筑物而設計了防雷措施,設計保守,浪費了人、材、物。現計算舉例說明:

例1:在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓:6層高層數不含地下室,地下室高2.2m,三個單元,其中:長L=60m,寬W=13m,高H=20m,當地年平均雷暴日Td=33.2d/a,由于住宅樓處在小區內部,則校正系數K=1。

據JCJ/T16-92中公式D·2-1、D·2-2、D·2-3、D·2-4得:與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積km2:Ae=L·

W+2L+WH200-H+πH200-H×10-6=60×13+2(60+13)20(200-20)+3.14×20(200-20)×10-6=0.02084km2

建筑物所處當地的雷擊大地的年平均密度:

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/km2·a

建筑物年預計雷擊次數:

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475次/a

據JCJ/T16-92第12.3.1條,只有在N≥0.05GB50057-94中:N≥0.06才設置三級防雷,而本例中:N=0.0475

根據以上計算步驟,現以L=60m,W=13m,分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度,K值分別取1,1.5,1.7,2,Ng=2.28km2·a進行計算N值,計算結果見表2。

從表2中的數據可知,在本區內:①當K=1時,舉例中的建筑物均N

以上者,均設置三級防雷措施。

可見,有的建筑物在20m的高度,卻不需設置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必須設置三級防雷措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、土質和雷電活動情況所決定。

同時在峻工的工程中,我們也看到,例1中的民用建筑物,有許多類似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了,施工后的防雷接地裝置如圖1所示。

其中8組引下線均利用結構中的構造柱的412主筋,水平環路接地體埋深1m,距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件,則共需鍍鋅鋼材0.192t,人工費2950元,定額預算工程直接費約0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑,在我們地區1998年約竣工600~800棟,僅增設的防雷設施其工程直接費約為450~600萬元。以此類推,在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價浪費的數字是巨大的。因此,設計人員對民用建筑物的防雷設計必須對建筑物年預計雷擊次數進行計算,根據計算結果,結合具體條件,確定是否設置防雷設施。

四、防雷設施與人、金屬管道等的安全距離

1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關系

當建筑物遭受雷擊時,雷擊電流通過敷設在樓頂的避雷網,經接地引下線至接地裝置流入地下,在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積,在接地引下線上某點離地面的高度為h的對地電位則為

Uo=UR+UL=IkRq+L 1

式中Ik—雷電流幅值kA

Rq—防雷裝置的接地電阻Ω

L—避雷引下線上某點離地面的高度的為h到接地裝置的電感μH

雷電流的波頭陡度kA/μH

1式中右邊第一項UR即IkRq為電位的電阻分量,第二項UL即 為電位的電感分量,據GB50057-94有關規定,三類級防雷建筑物中,可取雷電流Ik=100kA,波頭形狀為斜角形,波頭長度為10μs,則雷電流波頭陡度 = =10kA /μs,取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m,則由1式可得出

Uo=100Rq+1.4×h×10=100Rq+14hkV 2

根據2式,在不同的接地電阻Rq及高度h時,可求出相應的Uo值,但引下線數量不同,則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流,且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降,計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知,接地電阻Rq即使為零,在不同高度的接地引下線由于電感產生的電位電感分量也是相當高的,同樣會產生反擊閃絡。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產生的雷擊電壓,其電阻分量存在于雷電波的持續時間數十μs內,而電感分量只存在于波頭時間5μs內,因此兩者對空氣絕緣作用有所不同,可取空氣擊穿強度:電感UL=700kV/m,電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度,磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據表3計算的數據,下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構造柱中的412鋼筋,可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔,且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層,可忽略不計。

1當引下線為4組時,人站在一層,h1=3m,Rq=30Ω,則URI=750kVUL1=10.5kV人體與引下線之間安全距離L安全1>

方可產生的反擊。人站在5層,h2 =15m,Rq=30Ω,則:UR2=750kVU12=52.5kV則安全距離L安全2>

1.575m

(2)當引下線為8組時,當站在一層房間內,h1=3m,Rq=30Ω,則UL1=5.25kVUR1=3.75kV 則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時,h2=15m則UL2=26.25kVUR2=375kV則安全間距L安全2>

可見,引下線數量增加一倍,安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后,應嚴格按照規范設置引下線的數量及間距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距,多設一定數量的引下線,可減少雷電壓反擊現象。這樣處理,對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離

1當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時,按例一中數據:樓頂的引下線高度h=Lx=20m,Rq=30Ω時,據JCJ/T16-92第12.5.7條規定,Lx

Sal≥0.2KcRi+0.1Lx

式中Kc—分流系數,因多根引下線,取0.44

Ri—防雷接地裝置的沖擊電阻,因是環路接地體,Ri=Rq=30Ω

Sal—引下線與金屬物體之間的安全距離/m

Sal≥0.2×0.44×30+0.1×20=2.816m。

2當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時,按式12.3.6-3,Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m,Sa2≥0.66m,在實際施工時,均很難保證以上距離,因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝,又由于Sa2≤Sal,因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來,同時,在樓層內應將引下線與金屬管道物體連接起來,防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據JCJ/T16-92第12.5.7條及公式12.3.6-4:Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m,而在實際施工中,地下水暖管道交錯縱橫,先于防雷及電氣接地裝置施工,等施工后者時,已經很難保證Sed≥3.96m了,也難于保證不應小于2m的規定,因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用,即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來,實行總等電位聯結。

綜上所述,在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后,在樓頂部應將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來,在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結,即引下線在經過各個樓層時,將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來,于是不論引下線的電位升到多高,同樓層建筑物內的所有金屬物包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地都同時升到相同電位,方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差,一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當接地體為水平接地帶時,

3

式中ρ—土壤電阻率/Ω.m

L—水平接地體長度m

Ik—雷電流幅值kA

K—接地裝置埋深關系系數,見表4

Ukmax—跨步電壓最大值kV

按例一中的接地裝置計算,接地體長度L=146m,取Ik=150k,土質為砂粘土,ρ=300Ω.m,則按埋深深度0.3m,0.5m,0.8m,1m時相應的K值取2.2,1.46,0.97.0.78。按3式計算:

其Ukmax值分別為107.97,71.66,47.61,38.28/kV。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析,認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90~110kV。從計算結果可知,該工程的防雷接地體埋深0.8m時,跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16-92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m,第12.9.7條規定:防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m,當小于3m時,接地體局部埋深不應小于1m,或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻,因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理,只增加少量工程造價,卻將接地裝置處理得更加安全可靠,起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體,但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎,毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右,較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求,因此不宜采用圈梁做為環形接地體指三級防雷建筑物。

六、區別工頻、沖擊接地電阻

工頻、沖擊接地電阻兩者的區別及關系,許多施工技術人員不能區別與明晰,使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設計值,而仍然盲目采用降阻措施,增加了工程造價。

工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。可以認為是接地體20m以內土壤的流散電阻,距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻,即為工頻接地電阻。

自表4中可知,當接地體為環繞建筑物的環路接地體與敷設于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質粘土等電阻率ρ≤100Ω的土壤內的接地體,其工頻接地電阻與沖擊電阻相等。但當敷設于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的環境時,其工頻接地電阻是沖擊接地電阻的2~3倍。因此如在上所述地面內敷設接地體時,如用接地電阻儀測出的工頻接地電阻,只要不超過設計要求的沖擊接地電阻值的2~3倍,即可為符合設計要求,不需再采取降阻措施。如不分析接地裝置敷設地點的土質、接地環境條件,發現接地電阻儀搖測值大于設計要求值,就盲目再增加人工接地體或采用降阻劑來追求達到設計值,必須造成人力、物力浪費,提高了工程造價,而這一現象卻有普遍性。

七、結束語

第6篇

【關鍵詞】規范;防雷;設計

1.適用范圍

新規范適用于新建、擴建、改建建筑物的防雷設計,增加了擴建、改建建筑物,刪除了不適用范圍。說明新規范的適用范圍擴大了,與相關防雷法律法規條文相適應,只要屬于新建、擴建、改建建筑物的防雷設計都適用于該規范。

2.從第一章總則來看區別

從第一章的總則1.0.1來看,為使建(構)筑物防雷設計因地制宜地采取防雷措施,防止或減少雷擊建(構)筑物所發生的人身傷亡和文物、財產損失,以及雷擊電磁脈沖引發的電氣和電子系統損壞或錯誤運行,做到安全可靠、技術先進、經濟合理,制定本規范。在保護范圍的內容中與原規范相比,增加了“雷擊電磁脈沖引發的電氣和電子系統損壞或錯誤運行”這部分內容。這源于近年來現代化建筑的迅速發展,精密且昂貴的電氣和電子設備也不斷增加,因此增加這部分的保護,顯得至關重要。

從第一章的總則1.0.2來看,原規范規定“本規范適用于新建建筑物的防雷設計”現修訂為“本規范適用于新建、擴建、改建建筑物的防雷設計”。所以說適應的范圍為新建、擴建、改建建筑物的防雷設計,故定期檢測不適用。

3.從第二章新增術語的修改或者重新定義來看區別

新規范對原有的部分術語進行了修改或者重新定義,共新增了10條術語。其中包括三個感應術語(2.0.14 閃電靜電感應 、2.0.15 閃電電磁感應、2.0.16 閃電感應)還增加了2.0.17 閃電電涌 、2.0.25 雷擊電磁脈沖 二個術語。以及幾個幾個常用SPD參數術語(2.0.31 最大持續運行電壓 、2.0.32 標稱放電電流、2.0.33 沖擊電流 、2.0.44 電壓保護水平、2.0.37 Ⅱ級試驗 、2.0.37 Ⅱ級試驗 、2.0.39 Ⅲ級試驗 )

在第2.0.8接閃器的術語,由原規范的避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網相應改為接閃桿、接閃帶、接閃線、接閃網。

4.從第三章建筑物的防雷分類看區別

4.1 建筑物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類。

①根據重要性劃分的有:國家級重點文物保護的建筑物,國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機場、國賓館,國家級檔案館、大型城市的重要給水泵房等特別重要的建筑物,國家級計算中心、國際通信樞紐等對國民經濟有重要意義的建筑物,國家特級和甲級大型體育館劃分為第二類防雷建筑物。(不管建筑物的大小、當地的雷暴情況)

②根據使用性質劃分的有:第一類防雷建筑物等。(不管建筑物的大小、當地的雷暴情況)

③發生雷電事故的可能性:是指預計雷擊次數。

4.2 除第一類防雷建筑物增加了21區外,爆炸危險場所建筑物的防雷類別劃分標準與94規范基本一致。

爆炸性粉塵環境區域的劃分和代號采用國家標準GB 12476 . 3― 2007/IEC6124 1 -10: 2 004《可燃性粉塵環境用電氣設備 第3 部分: 存在或可能存在可燃性粉塵的場所分類》中的規定,故2010規范與94規范的分區標準有變化。

2010規范爆炸性粉塵環境區域的劃分標準如下:

0 區:連續出現或長期出現或頻繁出現爆炸性氣體混合物的場所。

1 區: 在正常運行時可能偶然出現爆炸性氣體混合物的場所。

2 區: 在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的場所, 或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的場所。

20 區:以空氣中可燃性粉塵云持續地或長期地或頻繁地短時存在于爆炸性環境中的場所。

21 區:正常運行時,很可能偶然地以空氣中可燃性粉塵云形式存在于爆炸性環境中的場所。

22 區:正常運行時,不太可能以空氣中可燃性粉塵云形式存在于爆炸性環境中的場所, 如果存在僅是短暫的。

94規范爆炸性粉塵環境區域的劃分標準如下:

0區:連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境;

1區:在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境;

2區:在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境,或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境;

10區:連續出現或長期出現爆炸性粉塵環境;

11區:有時會將積留下的粉塵揚起而偶然出現爆炸性粉塵混合物的環境。

2010規范與94規范兩者相比:0、1、2區定義一致,20區就是原10區,原來的11區(有時)細分為現在的21區(很可能偶然地)和22區(不太可能、如果存在僅是短暫的)。

4.3 將工業和民用建筑合并分類。94規范中工業建筑只有第三類。

4.4 預計累計次數的調整:0.3次/a調整為0.25次/a,0.06次/a調整為0.05次/a,0.012次/a調整為0.01次/a。

5.新規范在依據預計雷擊次數分類上是否更加嚴格?

①雷擊大地年平均密度計算

新規范:Ng=0.1×Td (廣州:7.31次/km2?a)

舊規范:Ng=0.024×Td1.3 (廣州:6.36次/km2?a)

當Td=116.4天時,新規范Ng=舊規范Ng

當Td舊規范Ng

當Td>116.4天時,新規范Ng

② 預計累計次數的調整

③ 建筑物等效面積計算

新規范需考慮周邊建筑物的影響。

5.從第五章看防雷裝置的區別

本章有大幅度的更新修改。主要區別有:

1)增加了防雷裝置使用各種金屬的相關規定,即第一節。

2)部分材料直徑截面積厚度要求有變化。

3)新增了接閃導體和引下線的固定:明敷接閃導體固定支架的高度不宜小于150mm。檢測規范要求:避雷帶支持件間距是否符合水平直線距離為0.5m~1.5m的要求。每個支持件能否承受49N(5 kgf)的垂直拉力。引下線支持件間距是否符合水平直線部分0.5m~1.5m,垂直直線部分1.5m~3m,彎曲部分0.3m~0.5m的要求。

4)新增了鋼材要求熱鍍鋅,熱鍍鋅與冷鍍鋅的區別是:1.防腐蝕性不同,熱鍍鋅是冷鍍鋅的幾十倍。2.鍍鋅層厚度不同,熱鍍鋅厚度遠遠大于冷鍍鋅。 3.表面光滑度不同,冷鍍鋅外表比熱鍍鋅光滑好看。 4.價格不同,熱鍍鋅價格高于冷鍍鋅。 5.冷鍍鋅可以只鍍一面,熱鍍鋅要得全鍍。冷鍍鋅是電鍍,是通過電荷吸附,電荷主要集中在邊、角等尖端處,所以內表面和凹處會有鍍不上的現象。 6.附著力不同,冷鍍鋅附著力不如熱鍍鋅。

6.詳細規定內部防雷的要求

原規范對電氣系統和電子系統選用電涌保護器的規定不夠具體,特別是電子系統方面幾乎沒有規定,電子系統選用電涌保護器一直按照《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2004)的要求。而新規范明確應安裝內部防雷裝置,對電氣系統和電子系統選用和安裝電涌保護器都做了具體要求,并且是強制性條文。對選用電涌保護器的相關參數、安裝位置、連接導體截面和放電電流等都做了比較詳細的規定和要求,具有可操作性。

7.結束語

新《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)參考和引用了一系列國際國家最新版本的防雷技術規范,也是對舊規范實施以來防雷實踐的總結,在使用過程中應對一些新規定和新要點進行具體研究和分析,執行好規范的要求。

參考文獻:

第7篇

1建筑物的防雷分類

1.1爆炸火災危險環境的區域劃分

1.1.1爆炸性氣體危險環境的區域劃分根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間來進行劃分0區:連續出現或長期出現爆炸性混合氣體的環境1區:在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境2區:在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境

1.1.2爆炸性粉塵危險環境區域劃分根據爆炸性粉塵混合物出現的頻繁程度和持續時間來劃分10區:連續出現或長期出現爆炸性粉塵混合物的環境11區:有時會將積留下來的粉塵揚起而偶然出現爆炸性粉塵混合物的環境

1.1.3火災危險環境區域劃分根據火災事故發生的可能性和后果。以及危險程度及物質狀態的不同來進行劃分21區:具有閃點高于環境溫度的可燃液體.在數量和配置上能引起火災危險的環境22區:具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或可燃纖維,雖不可能形成爆炸性混合物,但在數量和配置上能引起火災危險的環境23區:固體狀可燃物質,在數量和配置上能引起火災危險的環境閃點:標準條件下能使液體釋放出足夠的蒸汽而形成能發生閃燃的爆炸性氣體混合物的液體最低溫度。

2防雷分類

建筑物根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類。

2.1第一類防雷建筑物

(1)凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物.因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。

(2)具有0區或10區爆炸危險環境的建筑物。

(3)具有一區爆炸危險環境的建筑物,因電火花而引起爆炸會造成巨大破壞和人身傷亡者。

2.2第二類防雷建筑物

(1)國家級重點文物保護的建筑物。

(2)國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。

(3)國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物。

(4)制造、使用或貯存爆炸物質的建筑物.且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。

(5)具有1區爆炸危險環境的建筑物,且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。

(6)具有2區和11區爆炸危險環境的建筑物。

(7)工業企業內有爆炸危險的露d鋼質封閉氣罐。

(8)預計雷擊次數大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物。

(9)預計雷擊次數大于0-3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。

2.3第三類防雷建筑物

(1)省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館

(2)預計雷擊次數大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.O6次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物

(3)預計雷擊次數大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物

(4)預計雷擊次數大于或等于0.06次/a一般性工業建筑物

(5)根據雷擊后對工業生產的影響及產生的后果,并結合當地氣象、地形、地質及周圍環境等因素,確定需要防雷的2l區、22區、23區火災危險環境

(6)在平均雷暴日大于15d/a的地區,高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物:在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區,高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。

3建筑物的防雷安全距離應對措施

(1)各類防雷建筑物均應采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施,第一類防雷建筑物和規范2.O.3條四、五、六條規定的第二類防雷建筑物尚應采取防雷電感應的措施。

(2)獨立避雷針和架空避雷線(網)的支柱及其接地體至被保護建筑物及與其有聯系的管道、電纜等金屬物之間的距離,應符合下列表達式的要求,但不得小于3m:地上部分:

(3)架空避雷線至屋面和各突出屋面的風帽和放散管等物體之間的距離,應滿足下列表達式的要求。但不應小于3m:f0.2Ri+0.03(h+L/2)(h+L/2)<5RiSa2>~10.05Ri+0.06(h005Ri+006+L/2);h+L/2)≥5在發生直接雷擊時,雷電流流過建筑物的防雷裝置上所產生的暫態高電位會造成防雷裝置對被保護建筑物或與其有聯系的金屬物發生反擊。為了防止這種反擊的發生,應使防雷裝置與這些物體之間保持足夠的安全距離。

(4)防雷安全距離的計算在防雷裝置上距地hx處的電位為:U=ImRi+L0hxdi/dt相應的安全距離為:S=UR/ER+U,ELdi/dt——雷電流I的波頭陡度,kA/Ixs;Im——雷電流I的幅值,kA:I引下線單位長度電感。取其值等于1.5H/Ixm;UR——雷電流流過防雷裝置時接地裝置上的電阻電壓降UI一雷電流流過防雷裝置時引下線上的電感電壓降ER——電阻壓降的空氣擊穿強度(kV/m),取值為50OkV/mEI一電感壓降的空氣擊穿強度(kV/m),EL=600(1+1/-r1)首次雷擊波頭時間,rl=10lxs、雷電流峰值Im=200kA/l~s波頭平均陡度di/dt=Im/~''''l=20kA/tzsEL=600(1+l/''''r1)=660kV/mER=500kV/mSa1=ImRi/ER+(L0hxdi/dt)EL=0.4Ri+0.0455hxSal>t0.4(Ri+0.1hx)………………………(1)后續雷擊波頭時間~rl=0.251xs、雷電流峰值Im=50kA/~s波頭平均陡度di/dt=Im/''''r1=200kA/ixsEL=600(1+l/-r1)=3000kV/mSal=ImRi/ER+(L0hxdi/dt)EL=0.1Ri+0.1hxSal≥0.1(Ri+0.1hx)………………………(2)取(1)、(2)式兩邊相等,解得hx=5Ri當hx<5Ri時,(1)式大于(2)式,所以取(1)式的值來計算Sal;當hx≥5Ri時,(2)式大于(1)式,所以取(2)式的值來計算Sal。研究表明.土壤的擊穿場強大致為200—1000kV/m,將其數值取與電阻壓降的空氣擊穿場強一樣,亦為500kV/m,取Im=200kV,可得地中的安全距離為Se1≥0.4Ri安全距離Sa2是按雷擊于避雷線檔距中央來考慮的。由于此時在雷擊點兩側的分流作用,對于任意一側可近似地將雷電流的幅值和波頭陡度減半來計算。這樣就可以得到避雷線檔距中央的電位U值。兩根間距為300mm的平行管道,與引下線平行敷設。距引下線3m并與其處在同一個平面上,管道每隔30m用金屬跨接一次。為了簡化分析,將引下線視為為無窮長,這時在環路內的感應電壓為:rI1:一d::譬一o.cU——感應電壓,kV:l——平行管道構成環路的長度,取為30m;M——1m長兩根間距為300mm平行管道環路與引下線之間的互感,其值可取為0.0191H/m。取引下線上雷電流的波頭陡度為200kV/s,電感壓降的空氣擊穿場強EL=3OOOkV/m,由計算結果知,在管道間距增大到300ram的情況下,所感應出的電壓也僅能擊穿0.038m的氣隙。若間距減小到lOOmm,所感應的電壓就更小了(由于互感M值減小了).這就更不足以將lOOmm間隙擊穿。

第8篇

關鍵詞:房屋建筑;施工;質量管理

隨著我國經濟的快速增長,我國城鎮化的腳步正在不斷地加快著,而且由于土地資源的緊缺問題導致了現在的住宅建筑物朝著高層的方向發展著。雖然把公民住宅建成高層之后可以提高對土地資源的利用率,但是與此同時,這些很高的建筑物會很容易遭到雷電的侵襲。在公民的住宅中,有很多電器都會非常容易引起雷電的攻擊,為了能夠提高公民住宅建筑物的安全,一定要設計出科學合理的電氣路線,在進行電氣設計的時候首先就要考慮到建筑物的防雷效果,在不增加建筑成本的前提下做到最好的防雷效果是我們最愿意看到的結果。

一、我國對建筑物防雷等級的劃分

1.第一類防雷建筑物

第一,可能會生產或者是儲存易燃易爆物品的建筑物,因為這些物品危險系數比較高,一旦發生事故就會造成很嚴重的后果;第二,有零區或者是20區環境的建筑物,這種環境危險系數比較高;第三,一些比較微小的電火花就可能引起爆炸的建筑物,這些地方的危險物品爆炸會造成非常大的破壞,嚴重的會出現大量的人身傷亡事件。

2.第二類防雷建筑物

第一,我國重點保護的文物建筑物;第二,國家級的會堂、博物館、展覽廳等公眾場所,還有就是火車站、城市給水水泵房等比較重要的建筑物;第三,國家級計算中心,同時包括一些安裝有大量公共電子設備的建筑物;第四,國家優秀體育場所,比如北京的五棵松籃球館,在北京舉行的一些大型籃球賽事都是在那里進行的,在這個體育館觀看比賽的人員上萬,如果沒有一個很好地防雷措施,那么一旦出現雷擊事故,那么將會造成非常嚴重的后果,同時會給我國帶來很不好的影響;第五,有一區爆炸危險的建筑物,而且一些微小的電火花不會引起建筑物爆炸,爆炸發生之后也不會造成非常大破壞的建筑物;第六,一些小型的制造儲藏易燃爆炸物品的建筑物;第七,有二區或者是二十二區危險爆炸物品的建筑物;第九,預計雷擊次數比較小的一些省部級建筑物,或者是一些人員密集程度比較高的公共場所。

3.第三類防雷建筑物

第一,省級文物寶物建筑物還有就是省級檔案館,這些地方都會保存有比較重要的東西;第二,預計遭受雷擊次數非常小的建筑物,主要是一些人員密集程度比較高的公共場所;第三,預計雷擊次數非常小的公民住宅或者是一些小型企業的辦公樓;第四,一些高度比較高的煙囪和水塔等孤立的高聳建筑物。我們在確定一個建筑物防雷等級的時候,上面的這些規定我們必須要遵守,除此之外,我們還應該在一些雷電活動比較集中地地區或者是雷電比較強的地區提高當地建筑物的防雷等級。對那些超過十九層的公民住宅,通常會按照二類防雷建筑物的標準去進行防雷設計,其他的按照三類防雷建筑物去進行電氣設計。

二、公民住宅電氣防雷措施

1.直擊雷防護措施

在預防直擊雷危害的時候,我們都是根據國際上出臺的一些規范和措施去進行的,一般會采用避雷針改為接閃桿,避雷網改為接閃帶,余同是一些導電性比較強的金屬物體去把雷電引入大地中去,這樣就可以把直擊雷的危害降到最低了,因為一點雷擊電流引入到大地中之后,大地就可以把這部分雷電弱化,直至沒有任何影響。

2.對感應雷的防護措施

第一,電源防雷。在進行建筑物電器設計之前,肯定會對電源防雷有一個比較細致的分析,通常來講在建筑物的配電系統中,電源防雷往往會用一體化的防護系統去進行保護,但是避雷器的生產廠家在進行避雷器設計的時候設計思想不盡相同,所以不同避雷器的性能也會有一些差別。第二,信號防雷。和電源防雷基本相同,通訊網絡在進行防雷選擇的時候也是應用避雷器進行防雷的。現在,互聯網高度發展,人們常用的聯系方式主要是通過手機和網絡系統進行,而想要撥打電話就必須要在覆蓋有手機信號的地方才能夠順利的撥通電話,想要在互聯網平臺上去進行交流溝通也必須要連接網絡系統,這些發射信號的控制中心非常容易遭到雷電的攻擊,這時候我們必須要采取相應的措施去保護這些發射機構,避雷器是我們的選擇,同時它也能夠完美的完成這項任務,因為我們是在每個通訊線路上都串連上了避雷器,這樣就可以對每條線路都進行保護了,比單純的在某個建筑物上放置避雷針的效果要好很多。第三,加防雷裝置做等電位連接的內容。這是最重要的防護措施。如果把上面的那些防護措施都做好了之后,還應該進行金屬屏蔽或者是重復接地的處理方法,這樣就可以有效地避免一些架空電線進入一些比較重要的地方,如果條件允許的話可以直接在土壤中埋入電纜然后再引進那些建筑物之內,與此同時還應該用金屬進行屏蔽,這樣可以最大限度的降低雷電攻擊建筑物造成的損失。

3.閃電電涌侵入的防護措施

為了能夠防止閃電電涌侵入時出現的大量電波順著電源線路進入公民住宅內部,在進行低壓線路連接的時候最好是采用電纜埋地敷設的方式,并且在和用戶端相連接的電纜處安裝金屬外皮或者是一些金屬線槽,這些金屬物體都必須要進行接地處理。如果使用架空線供電方式的時候,在戶外有必要安裝一組避雷器或者是小距離的保護間隙,同時還應該連接一些導電性比較強的金屬進行接地處理。在建筑物防雷系統中,接地裝置可以和一些電氣設備同時使用。并且安裝接地線路的時候,其接地電阻不能夠超過三十歐姆。閥型的避雷裝置應該安裝在被保護物體的引入端,被保護物的上端連接線路,下端必須要進行接地處理。在正常情況下,避雷器裝置上的間隙一直都是保持絕緣狀態的,這并不影響整個系統的正常運行,如果出現了雷擊,那么這時候就會有高壓沖擊波沿著正在正常進行的線路攻擊過來,這時候避雷器的間隙就會被擊穿,這時候避雷器也就很好地做到了接地,之后就可以把沖擊波隔斷,保護電氣設備不受雷擊的破壞。當雷擊電流被大地弱化之后,避雷器的間隙就可以恢復到原來的絕緣狀態了,這時候避雷器就可以重新進行工作了。

三、避雷裝置

在進行建筑物防雷設計的時候也要考慮到應用何種防雷裝置。經常會用到的防雷裝置主要是由三個部分構成的:第一,接閃器。其實接閃器又可以叫做是受雷裝置,當有雷電電流流過金屬導體的時候,這時候再加上避雷針或者是安裝避雷網都可以起到更好的效果。第二,引下線。這種裝置又叫做引流器,這是把雷電電流從接閃器直接引導地下的一個導體。通常會暗敷在混凝土之內。第三,接地裝置。這個裝置是一種接地導體它還包括垂直連接地的一個總稱。這個裝置的作用就是把電流疏散到地下。

四、結語

總而言之,在具體的建筑防雷設計以及施工過程中,首先要把外部防雷裝置和內部防雷裝置統一的結合起來,并能夠把分流、屏蔽、布線以及均壓等問題能夠綜合的考慮好,這樣才能夠把建筑物防雷工作做好,能夠給公民提供一個更好的居住環境,保證他們的人身財產安全。

參考文獻:

[1]李大生.住宅建筑電氣防雷措施分析[期刊論文]《價值工程》ISTIC-2010年第18期.

第9篇

關鍵詞:水文站;防雷設施;設計方案;

目錄

一、水文站防雷工程設計規范及依據 1

二、廣西水文站防雷等級劃分 1

三、廣西水文站防雷特點 1

四、廣西水文站防雷要求和綜合性防雷方案 2

(一)水文站防雷目的 2

(二)水文站綜合防雷方案 2

1.水文站各類建筑物直擊雷的防護措施 2

2.水文纜道直擊雷的防護 3

3.電源系統防雷與接地 3

4.通信與測驗數據線路的雷電防護 3

5.ADCP系統的雷電防護 4

6.接地系統 4

(1)接地裝置一般要求 4

(2)廣西水文站接地裝置的設計 4

7、等電位連接 6

(1)等電位連接的作用 6

(2)水文站電子信息系統等電位措施 6

五、結語 7

六、參考文獻 8

淺談廣西水文站綜合防雷技術

近年來,隨著通信技術、計算機技術、網絡技術的發展和廣泛應用,水文站也逐漸配備了計算機、通信電臺、自動化測驗設備等電子設備,這些電子設備耐雷擊水平低,遭受雷擊的概率較大,一旦遭受雷擊過電壓的沖擊,輕則造成這些電子系統的運行中斷、設備損壞,更重要的是這些系統所擔負的那些須實時運行的后續工作的中斷癱瘓所造成的不可估量的直接與間接的經濟損失。為了保護水文站區域內建筑物、人員及設備不受雷擊危害,最大限度降低雷擊事故所造成的人身傷亡和財產損失,需對水文站采取有效的防雷措施。要做到有效的防雷,必須進行綜合性的防雷設計,分析各個水文站直擊雷和感應雷的危害特點,結合水文站設施設備現狀,提供水文站建筑物及露天設施應采取防直擊雷的設計方案;提出水文自動測驗系統,水情信息傳輸系統等電子設備應采取防雷電感應及防雷電波侵入的設計方案;提出水文站建筑物設施、設備系統接地及等電位連接方案,做到安全可靠、技術先進、經濟合理。

一、水文站防雷工程設計規范及依據

水文站防雷設計沒有本行業的技術規范,《建筑物防雷設計規范》(國家標準GB50057-2010)和《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(國家標準GB50343-2012)是所有建筑物防雷及建筑物電子信息系統防雷設計共同遵守的依據,水文站也不例外。根據設備的相似程度和使用功能,建議水文站設施防雷設計參考下列標準:

① 國家標準GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》

② 國家標準GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》

③ 中國電力行業標準DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》

④ 各地市防御雷電管理辦法

二、廣西水文站防雷等級劃分

廣西區內主要地區年平均雷暴日見下表《廣西區內主要地區年平均雷暴日數表》

從上表可以看出廣西屬多雷區和強雷區。

水文站一般建筑面積小,根據(GB50057―2010)《建筑物防雷設計規范》對預計雷擊次數的規定,廣西各地水文站達不到三類防雷建筑物的要求,但水文站內有大量的信息系統,故宜將水文站劃入第三類防雷建筑。根據(GB50343―2012)《建筑物電子信息防雷技術規范》第4.2.5條例第4.3條規定,水文站建筑物的電子信息系統雷電防護等級應劃入C級。

三、廣西水文站防雷特點

①水文站一般布設在空曠的河流岸邊,站房孤立,容易成為雷擊的主要目標,雷擊概率極高。

②水文站建筑面積一般較小,不便于多級防雷方案的實施。

③水文纜道系統處于直擊雷非防護區且跨度大,極易遭受雷擊。水文纜道系統擁有大量信號線路,耐受雷擊能力極差,雖然水文纜道的主索和信號索有一定的絕緣隔離(幾十歐姆--幾百歐姆),但兩者間的電磁場及電壓場的安全距離不夠,當主索受到直接雷擊或閃電靜電感應雷擊時,信號纜索會瞬間感應出很高的電動勢竄入機房,擊毀設備。在水文站,水文纜道系統是雷擊事故的多發區。

④一般水文站380V供電線路都是架空明線接入,沒有進行屏蔽埋地措施,非常容易感應雷電電磁脈沖。

⑤水文站的ADCPD多普勒流速儀系統,其工作電壓只有12v,對雷電干擾極為敏感,特別是ADCP系統的傳輸線,從水下探頭到監控機房的終端設備線路較長,室外敷設、雷電電磁場環境惡劣,也很容易感應雷電電磁脈沖將兩端的電子設備擊壞。

⑥水文站的水位傳輸線、雨量傳輸線、水文纜道測流信號線、公網電話線、短波發射天線、衛星接收天線等大部分暴露在室外,沒有進行有效的屏蔽措施,這些信號線很容易受到雷電電磁脈沖的感應和干擾。

⑦大部分水文站建筑及機房電子信息系統的接地裝置在土建階段建成的,經過長時間的運行很多站接地裝置的接地電阻已經不符合規范要求。

四、廣西水文站防雷要求和綜合性防雷方案

水文站防雷工程是個點面結合的體系,既要滿足一般防雷工程的整體性、系統性、綜合性防護,又要根據水文站自身的特點,對特殊部位采取重點防護。

(一)水文站防雷目的

水文站防雷的目的就是將諸如各類建筑物,水位鐵塔或水位房、獨立支架等桿塔,跨河測流纜索,電源系統,通信設備天饋線系統,水文測報設施及各種附屬設施保護起來。水文站防雷包括防直擊雷和感應雷。直擊雷的防護主要是靠避雷針、避雷線、避雷帶等接閃器把雷電引瀉入地措施來保護建筑物和設備;感應雷的防護主要是通過屏蔽、等電位連接、分流泄放及安裝電涌保護器等技術保護儀器、設備不因過壓、過電流和電磁脈沖而導致損壞。

(二)水文站綜合防雷方案

1. 水文站各類建筑物直擊雷的防護措施

水文站的建筑物包括辦公生活用房,纜道房及水位房。根據國家規范GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》的有關規定,各類建筑物外部防直擊雷措施宜在各建筑物頂部裝設接閃網,接閃帶或接閃桿,也可采用由接閃網,接閃帶和接閃桿混合組成的接閃器。并通過專設引下線和接地裝置將雷電引入指定的地點泄放入大地。廣西各地水文站的建筑物有三種類型,大部分辦公生活用房和纜道房天面為平屋面,可通過安裝接閃帶,接閃網為主進行直接雷防護。有一些辦公生活用房(例如宜州水文站)天面為多個坡度較大的琉璃瓦屋面,不易安裝接閃帶及接閃網,可通過敷設避雷線或豎一至二根提前預放電避雷針,進行直擊雷防護。第三種建筑物類型為水位房,基本上是二層鋼筋混凝土結構,第一層為水位觀測井筒,第二層為水位自記儀器房,天面為六角形,屋頂為圓體尖狀,裝飾琉璃瓦,要在屋頂敷設接閃裝置比較困難,可以通過在建筑物一側安裝一支獨立避雷針進行直擊雷防護。

防直擊雷裝置,在設計時應嚴格執行國標《建筑物防雷設計規范》的要求,避雷針必須按滾球法計算避雷針高度和保護范圍,避雷針可選用國外或國內提前預放電避雷針,此避雷針有降低雷電流幅值,衰減雷電流陡度,減小雷電感應高電壓的作用。平頂屋面的接閃帶應用Rφ10mm熱鍍鋅圓鋼沿女兒墻面明敷,高度R150mm,每隔500mm至1000mm支撐一次。三類防雷建筑物的接閃網格尺寸不應大于20m*20m或24m*16m;引下線一類、二類、三類防雷建筑物不應少于兩根,引下線間距第三類防雷建筑物應不大于25m。

2.水文纜道直擊雷的防護

水文纜道是水文站進行流量及泥沙測驗的基本載體,由于水文纜道架設在室外開闊,空曠的河面上,另外纜道的主索、工作索等均是鋼材,屬導電體,是受直接雷擊和閃電靜電感應雷擊,將強大的雷電流引入纜道房內,造成設備和人員損害,故應對纜道進行雷電防護。其措施是在支撐纜索兩端頭的鋼筋水泥桿或鐵塔頂端安裝1.5m-2m避雷針,在主纜索上方3m處敷設架空避雷線,架空避雷線按纜索跨度大小采用截面積不小于50mm2的裸鋁鋼芯絞線或鍍鋅鋼纜。架空避雷線應設置專用雷電電流引下線與兩岸邊的接地裝置焊接相連。

根據防雷技術中的分流原理,為了減小纜道房側的雷電流,應在纜道房對岸的纜道支架附近設置2組集中接地極以便雷電流經對岸入地泄放,由于對岸無市電,無法電焊,故集中接地極采用鍍銅鋼絞線為水平地級,用鍍銅鋼棒作為垂直深井地極,每組集中深井地極長6m,接地極的焊接采用放熱焊接新技術。有條件時,集中接地極應與支架拉線錨定基礎鋼筋,支架基礎鋼筋焊接。纜道架空避雷線接地裝置的接地電阻應不大于10Ω,對岸的接地電阻越小越好,以便多導雷電流,減小纜道房一側雷電流的侵擾。

3.電源系統防雷與接地

廣西各地水文站外供380v交流電源基本上都是架空進入,故交流供電線路都有可能遭受到直接雷擊、靜電感應和雷電電磁脈感應而將雷電高電位、強電流帶入室內,擊毀設備及危及工作人員的人身安全。故水文站的低壓交流線路應盡可能穿金屬管進行屏蔽再進入基站,并在進站的總配電空開處安裝電源避雷器作為一級保護,設計通流容量大于15KA(10/350us),此級防雷器并聯安裝。第二級電源防雷,是在進入通信與數據處理機房、操作控制室的二級配電輸入端并聯安裝電源避雷器作為二級保護,設計通流容量40KA(8/20us)。第三級電源防雷,是在各設備前端并聯或串聯加裝避雷器作為設備的三級保護,設計通流容量10KA(8/20us)。

水文站的所有信號電源,基本上都是由太陽能電源供給,應在太陽能電源箱端口安裝相適電壓等級的直流電源避雷器。

4.通信與測驗數據線路的雷電防護

水文站的通信天線分為短波和超短波以及衛星地面站天線,這些通信設備天線應在接閃器的保護范圍之內,天線同軸電纜的屏蔽層應在兩端作可靠接地,有條件時,天線的同軸電纜宜穿金屬套管進入機房,金屬套管兩端接地,同軸電纜在靠近設備的一端應根據不同的頻率安裝合適的電涌保護器。

水文站的測驗數據信號線主要由水位計傳輸線、雨量計傳輸線、水文纜道測流信號線、ADCP流速測驗傳輸線及公網電話線等組成,室外的數據信號線和電話線盡量做到套金屬管屏蔽埋地敷設,金屬管道間導電貫通,兩端在防雷交界處作等電位連接。信號線纜屏蔽金屬層及電纜內的空線對均應兩端接地。各種信號線纜在靠近設備的一端或兩端根據不同型號電壓等級及工作特性安裝合適的電涌保護器。

5.ADCP系統的雷電防護

廣西各地目前有多個水文站使用ADCP-多普勒流速儀系統,此系統由ADCP換能器探頭,操作軟件系統,計算機及連接設備等組成,由于此系統工作電壓只有12V,對雷電干擾極為敏感,故必須做好布線、屏蔽、均壓等電位連接,安裝浪涌保護器和接地等綜合性處理。

6.接地系統

(1)接地裝置一般要求

接地是電子信息系統綜合防雷工程的重要組成部分,是防雷工程的重點和難點,接地系統分為工作接地(交流工作接地、直流工作接地)、保護接地、防雷接地和防靜電接地。根據國家防雷規范要求,以上各類接地應共用一個接地裝置,在電子設備有特殊要求時,應采用瞬變共地等電位技術,以消除建筑物上及建筑物內所有設備之間危險的電位差,防止或消除地電位反擊給電子設備帶來的損害。共用接地裝置的接地電阻值應按GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》的第5.2.5條規定:防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置時,接地裝置的接地電阻值必須按接入設備中要求的最小值確定。對照廣西壯族自治區地方標準DB45/T446-2007《防雷裝置檢測技術規范》第4.1.4.1.4表5《接地電阻允許值》要求,廣西水文站接地裝置的接地電阻值由以下確定:第三類防雷建筑物防雷裝置接地電阻值允許值≤30Ω(沖擊接地電阻),防靜電保護接地裝置接地電阻允許值≤100Ω,防雷接地電阻允許值≤10Ω,交流工作接地電阻允許值≤4Ω,信息系統直流工作接地電阻允許值≤4Ω,其中最小值為4Ω。那么廣西水文站共用接地裝置的接地電阻值應確定為≤4Ω。

(2)廣西水文站接地裝置的設計

廣西是典型的喀斯特(巖溶)地貌,河流的總體特征是山地型,多峽谷和險灘;各水文站站址大多數建在河邊的河床上,石多土薄,土壤電阻值較高。建造地網比較困難。因此,對于水文站地網的設計應根據各站設備的特點,基站建(構)筑物的形式,地理位置,周邊環境,土壤組成,土壤電阻率等因素制定不同的設計圖紙和施工措施。但地網設計的一般原則和基本方案是大同小異,內容如下:

①一般原則

水文站的地網設置應按均壓等電位的原理和采用聯合共地的接地方式。

②地網的設計

a、環形接地網:

接地裝置應優先利用建(構)筑物的自然接地體(基礎鋼筋、金屬管道),當自然接地體的接地電阻達不到要求時應圍繞建筑物四周敷設人工環形接地體。人工接地體由水平地極和垂直地極組成;水平地極材料采用40*4熱鍍鋅扁鋼,埋深上端距地面不宜小于0.6m,水平接地體周邊應形成閉合式。在土壤較薄的石山或碎石多巖地區根據具體情況確定接地體埋深。垂直接地體宜采用長度不小于2.5m的熱鍍鋅角鋼,鍍銅鋼棒等接地體,也可根據埋設地網的土質及地埋情況確定。垂直接地體間距不宜小于5m,具體數量可根據地網大小,地理環境及土壤電阻率情況確定。垂直接地極埋設在水平地極下方,與水平地極焊接連接。最后,人工接地極與建筑物自然接地極各面多點焊接連通,形成地網。

b、外延伸輻射形接地極

在大地土壤電阻率較高的水文站,當地網接地電阻值難以滿足要求時,可在環形接地體外緣或四角增設外延伸輻射形接地體,外延伸輻射形接地體長度L=2 ( 為土壤電阻率)。

c、敷設水下地網

水文站基本上都是在河邊,水的電阻率較低(廣西天然河水電阻率一般在5~60Ω*m之間),應充分利用這一資源,必要時敷設水下地網。水下地網的設計及計算篇幅較大,本文就不過多陳述。

d、水文站地網應根據各站址實際情況,采取不同形狀,不同埋設方式,水平與垂直接地體相結合等方法,獲取最大接地效果。

e、廣西來賓某水文站地網建設案例圖,見下圖《水文站地網設置示意圖》。

圖《水文站地網設置示意圖》

7、等電位連接

(1)等電位連接的作用

等電位連接是當今世界防雷理論的重要組成部分,是現代防雷技術的重要手段。等電位連接的目的是減小防雷保護區內端口與端口、端口與地面的電位差。將端口間的電位差降至設備的絕緣水平范圍內,實現這一技術措施的手段就是等電位連接。由一個系統的諸外露導電部分(指電源線、信號線、金屬管道、金屬門窗、大尺寸金屬物架、建筑物內鋼筋等)都必須通過電涌保護器或直接進行等電位連接,各保護區界面處同樣要彼此進行局部等電位連接,各局部等電位相互連接后,最后與主等電位連接,構成一個完整的等電位連接網絡。

(2)水文站電子信息系統等電位措施

①在機房建筑物LPZ0B區與LPZ1區交界處應設置總等電位端子板,總等電位接地端子板與接地裝置的連接不應少于兩處,連接導體為最小截面積≥50mm2多股銅芯導線或銅帶。將進入建筑物內的電源線、信號線、金屬管道、光纜加強鋼芯、電力電纜外鎧、金屬門窗等用浪涌保護器(對帶電體而言)或導線(不帶電導體而言)進行等電位連接。

②在電子信息系統設備機房設置局部等電位接地端子板,接地端子板材料為40*4銅板,局部等電位接地端子板用連接導體最小截面積≥16mm2多股銅芯導線或銅帶與建筑物總接地端子板及本機房建筑物主結構鋼筋連接,形成等電位網絡。然后用截面積不小于6mm2的多股銅芯導線將機房內的電氣和電子信息設備的金屬外殼和機柜、機架、金屬屏蔽線纜外層、直流工作地、安全保護地及各種SPD接地端以最短的距離與局部等電位接地端子板直接連接。水文站機房等電位連接宜采用S型,見下圖《S型星型結構》

圖《S型星型結構》

圖中EPR表示接地基準點;― 表示建筑物的共用接地系統和等電位連接網;

表示設備;?表示等電位連接網與共用接地系統的連接。

③水文過河纜道有主索和工作索(信號索),一般要求主索接地而信號索采用閘刀人工控制接地,也就是當采集水文信息時,拉開閘刀,信號索不接地;水文信息采集結束,合上閘刀,信號索接地。這種接地方式被動也不安全,因為雷暴來臨之時,正是水文站設備開機之時,此時受雷擊概率極高。近幾年,瞬變共地技術及產品已較成熟,目前常用的產品是隔離火花間隙(浪涌保護器),其方法是將獨立接地體通過隔離火花間隙浪涌保護器與共用接地裝置連接。在正常情況下,獨立接地體與共用接地裝置相對絕緣,當過河纜索或水文站建筑物遭受雷擊時,獨立接地體與共用接地裝置之間產生電位差,當電位差達到一定值(700V~1000V)時,隔離火花間隙導通,瞬變聯合共地,消除了電位差,使之等電位,防止瞬變雷電過電壓反擊到弱電設備而損壞,當瞬變電壓過去后,隔離火花間隙恢復到高阻狀態,兩地之間又呈相對絕緣狀態。

五、結語

近幾年,我們在河池、來賓兩個市對水文水資源局所屬的20多個水文站進行了綜合防雷技術整改,過去有些水文站每年遭受多次雷擊損壞設備的現象得到了有效的控制,整體雷擊事故率大大降低,保證了水文信息系統的安全運行及為政府防汛抗洪工作的順利展開起到了至關重要的作用。

六、參考文獻

[1]國家標準GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》

[2]國家標準GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》

第10篇

關鍵詞:人員密集;公共建筑物;防雷設計評價;防雷級別分類

中圖分類號:TU856 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)06-0061-03

新建建(構)筑物防雷裝置設計方案技術評價,是指根據國家法律、法規、技術標準與規范,對設計單位所作的防雷設計施工圖或方案,就安全性、有效性、穩定性和強制性標準、規范執行情況等進行的技術評價。目前我們開展這項工作所依據的規范主要是:《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)、《防雷裝置技術評價規范》(QX/T 106-2009)及《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2004)等。

而對公共建筑物,《防雷裝置技術評價規范》(QX/T 106-2009)給出的定義是指用于公共目的的建筑物,而結合《消防法》(2009版)給出的解釋能讓我們更深入地理解“人員密集的公共建筑”這個概念,新《消防法》(2009版)第七十三條:(四)人員密集場所,是指公眾聚集場所,醫院的門診樓、病房樓,學校的教學樓、圖書館、食堂和集體宿舍,養老院,福利院,托兒所,幼兒園,公共圖書館的閱覽室,公共展覽館、博物館的展示廳,勞動密集型企業的生產加工車間和員工集體宿舍,旅游、宗教活動場所等。

隨著城市建設的高速發展,出于社會公益目的或者是純商業目的的公共建筑建設項目越來越多,單個項目規模也越來越龐大,且其建設地址常位于城市的繁華地帶,人員流動量大,建筑物內容納的人員數量多、密度大。對此類建筑物的防雷設計評價關系到人民群眾的的生命財產安全,關系到如何充分發揮防雷減災為經濟發展和人民生活保駕護航的作用。

下面就分別從幾個方面就此類建筑的防雷設計方案技術評價要點進行簡要闡述。

1 防雷級別分類方面

根據2011年10月啟用的新規范《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010),預計雷擊次數大于0.05次/a的人員密集的公共建筑物為第二類防雷建筑物,預計雷擊次數大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的人員密集的公共建筑物為第三類防雷建筑物,這與之前的舊規范在防雷類別的劃分上有些許差別,在實際評價工作中應查閱設計圖中的防雷平面圖和立面圖,取其長寬高數值,計算該建筑的等效截收面積,結合當地的年平均雷暴日,來計算該人員密集公共建筑的年預計雷擊次數,以便給予其準確的防雷分類。因為建筑物的防雷類別決定了應以什么樣的的標準對其設計方案進行評價,所以準確的防雷類別劃分,是設計方案評價重要的第一步。

若建筑物的形狀較復雜,難以直接量取其長寬高尺寸,有條件的話建議聯系設計單位,獲取該項目設計圖紙的電子版,通過計算機CAD作圖法,來計算其等效截收面積。

2 直擊雷防護方面

人員密集公共建筑的直擊雷防護,是此類建筑設計方案評價的重點。其評價方法,主要審閱該項目的天面防雷平面圖、基礎接地平面圖及立面圖等,評價其天面避雷網格是否符合該防雷類別標準,引下線間距是否達到該防雷類別要求。天面各類金屬物是否與防雷裝置良好連接,非金屬物是否在防雷裝置滾球法的保護范圍之內,接閃帶支架的高度是否達到150mm的要求等。

若該人員密集的公共建筑設計高度超過45m,依照《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)相關規定,查看其接閃帶是否沿屋頂周邊敷設,是否敷設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上,如若未按規范執行,則應提出意見。屋面設計有陽角的,我們出于防雷安全的考慮,建議其在陽角處設置短接

閃桿。

3 均壓環及側擊雷防護方面

均壓環,顧名思義,主要作用就是均壓,其可將高壓均勻分布在該環周圍,保證在環形各部位之間沒有電位差,避免因高電位差而產生的危險放電現象。一些設計單位會在設計有均壓環樓層的防雷平面圖上詳細畫出均壓環的敷設方法,這比較容易讓我們評價該建筑均壓環的設計,而較多的設計單位則是在電氣設計總說明里以文字方式表述其均壓環的設計方案。《防雷裝置技術評價規范》(QX/T 106-2009)里,對于人員密集的公共建筑物,明文要求其從首層起每兩層設計一個均壓環,并將每層的金屬門、窗與均壓環的預留端子作電氣連接。由雷電學的相關原理可知,建筑物高度超過45m時,雷電流,特別是電流值較小的雷電流,不單只會從建筑物的天面擊中建筑物,還可能會從建筑物的側面擊中建筑物,所以在設計均壓環的同時,我們也要求將每層的金屬門、窗與就近均壓環可靠連接,做側擊雷防護使用。

而目前有許多像大型商場之類的人員密集公共建筑,在設計上為了美觀都喜歡采用玻璃幕墻做外墻,對于這種設計有玻璃幕墻的建筑,我們要求其每層均應設計均壓環,并將每層的玻璃幕墻與均壓環進行可靠的電氣連接。

對于人員密集公共建筑內常設計有的自動扶梯,其自動扶梯導軌上下兩端應接地,以實現等電位連接。

4 SPD設置方面

SPD即浪涌保護器,其作用主要是為了防止雷電電磁脈沖引起的過電壓和過電流產生的瞬態波對建筑管線系統的破壞。新版的《建筑物防雷設計規范》對于SPD的要求較為詳細,除了對其安裝的位置做了要求之外,還對SPD的具體參數做了詳細要求。所以我們在評價其電氣系統圖時,除查看其SPD是否安裝、安裝位置外,還要查看其所示的參數值,即SPD的電壓保護水平值和保護模式的沖擊電流值是否在規范要求范圍之內。對于人員密集公共建筑內常設計有的封閉式電梯和自動扶梯,由于封閉式電梯作為一種特殊場所,若電力線路遭受雷電電磁脈沖侵入,導致線路損壞,人員會被困于封閉的空間內,造成危險。而自動扶梯作為一種載人的活動裝置,其電力線路若遭受雷電電磁脈沖侵入,同樣由于電力中斷、運轉突然停止而導致人員擠壓和摔倒,造成危險。所以我們要求電梯和自動扶梯各自的專用配電箱內都應加裝一級適配的SPD。

對于人員密集公共建筑里常設計有的自動消防報警裝置,其連接至消防報警中心的119電話外線也應加裝一級SPD,以保障其與城市消防指揮中心的通信暢通,及時將火災危險情況通知消防指揮

中心。

人員密集的公共建筑,無論是其設計方案還是建成后使用,都存在其特殊性,要做好此類建筑的技術評價,首先要了解這類建筑的特殊性,包括建設地址、建筑規模、內設裝置、內部布線方式、今后大致的使用人數等等,只有了解了這些信息,才能充分地、準確地利用相關規范,對其做出一個客觀的、正確的技術評價。

參考文獻

[1] 建筑物防雷設計規范(GB50057-2010)[S].北京:中國標準出版社,2010.

[2] 防雷裝置技術評價規范(QX/T 106-2009)[S].北京:氣象出版社,2009.

[3] 建筑物電子信息系統防雷技術規范(GB50343-2004)[S].中華人民共和國建設部,2004.

[4] 虞昊,等.現代防雷技術基礎[M].北京:氣象出版社,1995.

第11篇

關鍵詞:工業廠房防雷設計對策

工業廠房不同于普通的民用住宅,由于其種類繁多,用途各有特點,再加上單層層高較高,單間面積大,動力負荷多,因此,其中大多數工業廠房所在環境有著嚴重的火災隱患以及爆炸危險。所以設計前要對設計對象有深入的了解,才能具體問題具體解決。比如:預計雷擊次數大于或等于0.06次/a的一般性工業建筑劃歸為三類防雷建筑,爆炸危險環境的建筑物根據具體情況劃歸一、二類防雷建筑,關于避雷帶規格、網格大小、引下線間距、規格做法等等,也要做出準確的判斷。

一、工業電氣設計概述

(1)防雷設計的原理

建筑物防雷系統是由避雷針、避雷網(帶)或混合組成的接閃器,主體結構的柱、梁、板鋼筋或外接引下線組成的引下裝置,及利用基礎自然接地體(樁基、地梁、承臺或底板鋼筋)或人工接地體組成的接地裝置合成,整個建筑形成一個法拉第籠,將雷電流引入大地。

(2)弱電設備的一般防雷措施

按照防護范圍可將弱電設備的防雷措施分為兩類,內部防護和外部防護。外部防護是指對安裝弱電設備的建筑物本體的安全防護,可采用避雷針、分流、屏蔽網、均衡電位、接地等措施,這種防護措施人們比較重視、比較常見,相對來說比較完善。內部防護是指在建筑物內部弱電設備對過電壓(雷電或電源系統內部過電壓)的防護,其措施有:等電位連接、屏蔽、保護隔離、合理布線和設置過電壓保護器等措施。

二、常見工業建筑的防雷設計

工業廠房應根據其使用性質,是否具有火災、爆炸危險環境確定其防雷類別。在進行防雷設計時,不能按一般的民用建筑,而是應根據其特點,采取有針對性的防雷措施。筆者就兩種常見的廠房防雷設計談談自己的看法。

1.接閃器

根據輕鋼結構的建筑物的特點,金屬屋面具有保溫性能好、自重輕、防水性能好的特點,同時使整個建筑物能起到一定的屏蔽作用,防止建筑物內的弱電系統受到外部其他信號的干擾,但金屬板屋面容易遭受雷擊,所以在防雷方面則比普通屋面的建筑物要求高。采用避雷針顯的笨重,與整個建筑外觀不相協調,可采用金屬屋面做接閃器。這就需滿足《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94,2000版)第4.1.4條給出的四個要求。輕鋼結構建筑物的圍護系統為非燃體,當利用金屬板做接閃器時,厚度不應小于0.5mm即可。厚度達到0.5mm的輕鋼結構建筑物的屋面夾芯板(或壓型鋼板)可以作為接閃器。

2.引下線

對于輕鋼結構建筑物,彩色壓型板的種類很多,分為單板和復合型板,施工中我們要求土建專業與電氣專業配合,保證屋頂金屬壓型板、屋架、檁條與鋼柱可靠連接,于是施工中均利用鋼柱做為引下線。這一點,《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94,2000版)第4.2.3條也已經做了規定,建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構建宜作為引下線。從實際效果來看,已經超過了規范的標準。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經濟。當鋼筋混凝土結構的建筑物符合規范條件時,應利用基礎內的鋼筋作為接地裝置。接地裝置利用建筑物的基礎作接地裝置,具有經濟、美觀和有利,一般結構的鋼筋經過綁扎不容易達到電氣連接的要求,不宜用綁扎的方法。利用基礎作接地裝置時要將各段地梁的鋼筋連成一個環路,這樣才能將各個基礎連成一個聯合接地裝置,而且地梁的鋼筋可以形成一個很好的水平地環,綜合成一個完整的接地系統。

3 建筑物防雷設計具體方案

建筑物防雷設計方案具體措施主要包含:直擊雷防護、感應雷防護(電源、信號系統的防雷包含)、等電位處理和接地。

3.1 直擊雷防護。由于直擊雷(雷電)具有強大的機械效應、熱效應和電效應,直擊雷擊中物體后會造成嚴重的損害。直擊雷防護主要采用避雷針、避雷帶進行防雷保護。

3.2 電源防護。統計表明,微電子網絡系統80%以上的雷害事故都是因為與系統相連的電源線路上感應的雷電沖擊過電壓造成的。因此,做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環。對于電源防雷,由于電源線路上出現的雷電流(浪涌電流)最大,電源防雷應進行分級分區防雷保護。首先,總配電的電源進線端并聯安裝第一級電源防雷器(如LKX-B380/100或LKX-M380/4/ 100電源防雷器);在各樓層的總配電進線端安裝第二級電源防雷器(如LKX-B220/60或LKX-M220/2/60電源防雷器);在機房配電進線端并聯安裝第三級電源防雷器(如LKX-B220/40或LKX-M220/2/40電源防雷器),重要電子設備由于其耐壓水平低應在其前端安裝精細級電源防雷器(如LKX-E220-4PT/10防雷插座)。所有防雷器均應良好接地。

3.3 建筑物防雷設計方案信號防護。雷擊時產生巨大的瞬變磁場,在1公里范圍內的金屬環路,如網絡金屬連線等都會感應到極強的感應雷擊;另外,當電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時,或建筑物的地線系統在瀉放雷擊時,所產生強大的瞬變電流,對于網絡傳輸線路來說,所感應的過電壓已經足以一次性破壞網絡。在信號線路上安裝信號防雷器,對防感應雷是一種行之有效的辦法。對于網絡集成系統,可在網絡信號線進入到廣域網路由器之前安裝(LKX)專用信號防雷器;在系統主干交換機、主服務器以及各分交換機、服務器的信號線入口處分別安裝雷科星(LKX)RJ45接口的信號防雷器。信號防雷器的選型應綜合考慮工作電壓、傳輸速率、接口形式等。所有防雷器均應良好接地。

3.4 等電位連接。集成網絡系統主干交換機所在的中心機房應設置均壓環,將機房內所有金屬物體,包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼以及所有進出大樓的金屬管道等金屬構件進行電氣連接,并接至均壓環上,以均衡電位。另外就是防雷地網的制作,地網是避雷針、避雷帶、避雷器等設施有效發揮作用的保障。

綜上所述,總之,為使建筑物防雷設計因地制宜地采取防雷措施,防止或減少雷擊建筑物所發生的人身傷亡和文物、財產損失,做到安全可靠、技術先進、經濟合理,在設計時應在認真調查地理、地質、土壤、氣象、環境等條件和雷電活動規律,以及被保護物的特點等的基礎上,詳細研究防雷裝置的形式及其布置,其設計設計必需符合國家現行有關標準和規范的規定。

參考文獻:

[1]林道煜;王文生.淺析建筑物的防雷設計與安裝.科技風;2011,(20)

[2]尹星,楊勇偉,季敏海.淺談水泥廠防雷接地設計及施工.河南建材;2011,(06)

[3]張峰,劉春蘭.淺談建筑物防雷裝置檢測工作.中國高新技術企業;2012,(01)

第12篇

關鍵詞:防雷接地 ;接地故障;電氣設計;

1 防雷接地設計應注意的問題

1)對存在有1區、2區爆炸危險環境的建筑物重視不夠,像市政污水廠的沼氣壓縮機間、沼氣控制室、二氧化氯發生間等應根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-1994(2000年版)第2.0.3條第五款、第六款的規定,按二類防雷建筑物進行設計,而設計人員經常按水廠大部分構筑物一樣,按三類防雷進行設計。

2)對一些內部設有信息系統的建筑物,只考慮經計算年預計雷擊次數小于0.06次/a,不做防雷設計,根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-1994(2000年版)第6.1.3條 “在設有信息系統的建筑物需防雷擊電磁脈沖的情況下,當該建筑物沒有裝設防直擊雷裝置和不處于其它建筑物或物體的保護范圍內時,宜按第三類防雷建筑物采取防直擊雷的防雷措施”的規定,應考慮按第三類防雷建筑物設計避雷裝置。

3)對于像倉庫、車庫等一些輔助建筑物,計算年預計雷擊次數小于0.06次/a,也沒有信息系統的建筑物一律按三類防雷建筑物考慮防雷設計,隨意抬高防雷類別,盡管對防雷擊安全有好處,但也造成了一定的浪費,設計人員在設計中宜按《建筑物防雷設計規范》GB50057-1994(2000年版) 第2.0.3條的具體規定執行,避免造成浪費。

4)在三類防雷建筑物屋頂利用屋面彩鋼板作為避雷接閃器,在屋頂還按20m*20m或24m*16m設置避雷帶網格,金屬屋面本身是允許作為接閃器的,沒必要在做屋面避雷帶,可根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-1994(2000年版) 第4.1.4條的規定核實屋面板的厚度、搭接長度、絕緣被覆層滿足要求即可,需要注意的是,該條別注明“薄的油漆保護層或0.5mm 厚瀝青層或1mm 厚聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層”,設計人員往往覺得屋面板有絕緣涂層就人為地增設避雷帶,造成不必要的浪費。

5)在建筑物采用聯合接地時,接地電阻值未按要求設計,根據國標《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2004)第5.2.5條“接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置時,接地裝置的接地電阻值必須按接入設備中要求的最小值確定”。再根據國標《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第12.7.2條第2款 “電子計算機的三種接地系統宜共用接地網,當采用共用接地方式時,其接地電阻應以諸種接地系統中要求接地電阻最小的接地電阻值為依據,當與防雷接地系統共用時,接地電阻值不應大于1歐姆”,可將聯合接地電阻最小值取值為1歐姆。

6)一些設計人員在建筑物總配電箱裝設了浪涌保護裝置后,認為進線電纜不再需要設置防止雷電波侵入的措施,因此進線電纜金屬外皮在入戶處不再接地及等電位連接,這種做法不妥,浪涌保護器是用于限制暫態過電壓和分流浪涌電流的裝置,是為了保護連接于電氣回路的一些電氣設備的安全而設,而進線電纜金屬外皮接地及等電位連接是為了防止雷電波侵入及人身安全服務,盡管都有防止大電流、高電壓擊穿設備的作用,但二者的作用不近相同,應根據相關的規范要求結合工程需要綜合考慮,不可利用浪涌保護裝置替代接地及等電位連接,反之亦然。

7) 在工程設計中有些設計人員將計算機系統單獨接地,沒有做等電位連接,這種做法是錯誤的,不滿足國標《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2004)第5.1.2條“需要保護的電子信息系統必須采取等電位連接與接地保護措施”。

10 kV系統經低電阻接地后 , 1 0/0.4kV配變電所電氣設計應注意的問題

我國 10kV配電網一直采用中性點不接地或 經消弧線圈接地系統 ,其主要優點是在單相接地 后可帶故障繼續運行 142小時,不致立即中斷 供電,相對提高了供電可靠性。隨著我國城市10kV網絡電纜的增多,對地電容電流大大超過 20A的限值。發生單相接地故障時由于電弧能量 的增大而使其自熄的概率極小 ,從而轉化成相問 短路 ,反而擴大了事故,使原有的優點不復存在。 因此 ,近年來一些城市電網根據電網電纜不斷增 多的趨勢開始改變 10kV不接地系統而采用經低 電阻接地的系統,這對于系統單相接地時降低異 常過電壓、改善電氣設備運行條件十分有利,但 此系統接地故障時的接地電流可達數百上千安 , 這將給 10/0.4kV配變電所的設計造成一定影響 和變化 。在 10kV中性點不接地系統條件下 , 10/0.4kV配變電所的高壓保護接地與低壓的系 統接地共用接地極,其接地電阻不大于 4a.10kV 系統發生單相接地故障時,只發出故障報警信號 等等,這些做法我們都已很熟悉。但對 10kV系統 經低電阻接地后會產生什么問題重視不夠,在工 程設計中很少去關注和了解作為供電電源的 1 0kV系統采用的是何種接地方式。筆者在審查某大型污水處理廠施工圖設計時 ,發現該工程35/10kV總降是由供電局設計的,其 10kV側利用兼做所用變的接地變壓器中性點經 15~/小電阻接地,而廠內 10/0.4kV配變電所的設計仍沿用了1 0kV不接地系統時的做法,設計者完全沒有注意到作為電源端的 10kV系統這一改變。 10/0.4kV配變電所作為建筑物配電裝置 (有關標準簡稱為B類電氣裝置 ),既是 10kV系統的負荷端,同時也是低壓系統的電源端 ,當其高壓側工作于低電阻接地系統時,配電設計會有較大的變化。

1)10kV配電系統的電氣設計在中性點經低電阻接地后,發生接地故障時故障信號應作用于跳閘,而非只作用于信號;接地故障保護采用零序電流保護,且由于接地故障電流與故障點所在位置無關 ,僅與接地點的過渡電阻 、線路的分布電容和中性點接地電阻有關 ,故只能采用帶階梯時限的零序電流保護來保證上、下級保護動作的選擇性;電壓互感器的接線由于不再檢測零序電壓作用于信號 ,而改為V―V接線;10kV系統經低電阻接地后,可降低諧振過電壓的幅值 ,抑制了弧光接地過電壓,且由于電源的迅速切斷,對系統元件的絕緣水平可大為降低 ,如電力電纜的電壓等級 u可由 8.7/10kV降為選擇 6/10kV等,可見一、二次線的設計都要有所改變。

2)對于低壓系統主要是對 10kV側接地故障過電壓對人身和設備危害的防范,如圖 l所示,在變電所高壓側發生接地故障時,接地故障電流Id在變 電所接地 電阻 R日上產生 的故障 電壓Uf=I承 由于 Id的增大而增大,由于低壓系統中性點接地與高壓保護接地共用同一 R啦接地極 ,對于 TN系統 ,此一上千伏的故障電壓 u 將沿 PE(PEN)線傳導至低壓系統引起工頻暫態過電壓引發人身電擊事故,對于 TT系統,故障過電壓 u雖不會傳導到低壓電氣裝置的外露導電部分上而引起電擊事故,但卻存在對電氣設備和線路對地絕緣產生 Uf+U。(相電壓 )的工頻過電壓,造成短路或接地火災等危害。在設計上應采取的防范措施主要有:

(1)按 《交流電氣裝置的接地》(DL/T621―1997)標準的要求 ,當變電所和低壓用戶不在同一建筑物內時,低壓系統不得與電源配電變壓器的保護接地共用接地裝置,即分設兩個接地,低壓系統 電源接地點應在距該配電變壓器適當的地點設置專用接地裝置,其接地電阻不大于建筑物戶外不具備總等電位聯結條件的電氣裝置則改為局部 TT系統,以防人身電擊事故。

(2)當變電所和低壓用戶在同一建筑物內時,由 于具有總等電位聯結的作用,可以共用接地裝置。

(3)當變電所和低壓用戶不在同一建筑物內 時,TT系統應注意降低 10/0.4kV變電所接地電 阻 RB,使 I 和 RB的乘積小于 1200Vt 1,以防低壓 裝置內絕緣擊穿事故。

3 構筑物電氣裝置的接地 、等電位聯結問題

在建筑物的電氣設計中,另一個 常見的問題是每一個工藝構筑物 (如各種類型鋼 筋混凝土結構的池子 )都設有人工接地極,其接 地電阻有的要求不大于,有的要求不大于 10f2。在圖紙的設計說明中有的稱其為 “重復接 地”,有的稱其為 “等電位接地”,甚至于有的設 計還將整個廠區若干個構筑物的這些接地與向 其供電的配變電所的接地通過用鍍鋅扁鋼相互 連在一起。那么,這樣的做法是否正確?有無必要 呢?這其中涉及到對 “重復接地”和 “等電位聯結”作用的理解及二者防電擊有何不同效果的認 識問題。也反映出在接地與等電位聯結關系上的 一些模糊認識 ,正如不少人認為等電位聯結就必 須接地,還有的認為等電位聯結就是接地 ,實際 二者既有區別又有聯系。 按照我國的習慣做法 ,TN系統在進線處設 置接地極作重復接地似乎是必不可少的,規范規定在電氣裝置距低壓系統電源接地點的距離超 過 50m時,PE或 PEN線應重復接地。重復接地 的作用是降低 PE或 PEN線的對地電位 ,從而降 低漏電設備的接觸電壓;對于三相四線供電線路 PEN線的重復接地還可減輕因 “斷零”而燒壞單相用電設備的程度。但 IEC國際標準則更強調等 電位聯結在電氣安全上的作用,它在防人身電擊 、防雷 、防火以及信息設備防干擾等方面都比 接地(指接大地 )有更好的效果。現以水處理構 筑物上的末端回路用電設備一般均為三相電力 設備,且由MCC采用電纜放射式供電,當發生圖 2(a)所示的(其中虛線所示為重復接地,點劃線 所示為局部等電位聯結 )接地故障時,如僅做重 復接地 ,其接地電阻為 RA,則其等效圖如圖 2 (b)所示。由圖可知施加于人體的預期接觸電壓 為 PE線壓降在 RA上的分壓 ,其值為 I ×z × D 。試舉例如下: K B十K‘A 假設該用電回路為 4芯等截面 16mm PVC 銅芯電纜 ,長度 100m,ZL=Z~e=O.13f/(線芯溫度 T T一’一'n 0=70~C),Id=麗 萬 =846A,Ut d D 1nh z u_ ‘A =8460?131078?6V > 50V PE 4+(接觸電壓限值 );如取 R =4Q,則 U,--55V>50V。 可見僅做重復接地時,無論其接地電阻是 10t"/ 或均存在電擊危險的可能。

如果不做重復接地,而只將電氣裝置外露可 導電部分與伸手可及范圍 (2.5m)的裝置外導電 部分 (如金屬欄桿等 )以及人站立處的構筑物鋼 筋這三者之問做輔助或局部等電位聯結,則漏電 設備與人體之間不存在電位差,因而也就無由發 生人身電擊危險。 我國的接地規范推薦充分利用自然接地體 做接地極 ,不但節省土石方工作量和鋼材 ,而且 壽命長,電阻低。在利用構筑物的結構鋼筋實施等電位聯結的同時,也達到了重復接地的目的。可見,采用等電位聯結是消除電擊危險最為經濟 有效的辦法。IEC標準認為,I類設備的外露導電

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