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防雷工程設計施工和驗收

來源:德恩拓 發布時間:2013-6-14 13:15:27

     在氣象學中,常用雷暴日數、年平均雷暴日數、年平均地面落雷密度,來表征某個地方雷電活動的頻繁程度和強度。此外,也使用年雷閃頻數來評價雷電活動,它是指1000平方公里范圍內一年共發生雷閃擊的次數。

     大量觀測統計資料表明,一個地區的雷閃頻數與雷暴日數成線性關系。通常,建筑行業的防雷,更多的注重。雷暴日的多少;航空、航海、氣象、通信等行業越來越關心年雷閃頻數的多少。我國一般按年平均雷暴日數將雷電活動區分為少雷區(<15天)、中雷區(<15—40天)、多雷區(>41—90天)、強雷區(>90天)。我國的雷電活動,夏季最活躍,冬季最少。全球分布是赤道附近最活躍,隨緯度升高而減少,極地最少。防雷器

     雷電的破壞

     雷電的破壞主要是由于云層間或云和大地之間以及云和空氣間的電位差達到一定程度(25—30kV/cm)時,所發生的猛烈放電現象。

     通常雷擊有三種形式,直擊雷、感應雷、球形雷。直擊雷是帶電的云層與大地上某一點之間發生迅猛的放電現象。感應雷是當直擊雷發生以后,云層帶電迅速消失,地面某些范圍由于散流電阻大,出現局部高電壓,或在直擊雷放電過程中,強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發生高電壓、而發生閃擊現象的二次雷。球形雷是球狀閃電的現象。

     1)直擊雷破壞;

     當雷電直接擊在建筑物上,強大的雷電流使建(構)筑物水份受熱汽化膨脹,從而產生很大的機械力,導致建筑物燃燒或爆炸。另外,當雷電擊中接閃器,電流沿引下線向大地瀉放時,這時對地電位升高,有可能向臨近的物體跳擊,稱為雷電反擊,從而造成火災或人身傷亡。

     2)感應雷破壞;

     感應雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。由于雷電流變化梯度很大,會產生強大的交變磁場,使得周圍的金屬構件產生感應電流,這種電流可能向周圍物體放電,如附近有可燃物就會引發火災和爆炸,而感應到正在聯機的導線上就會對設備產生強烈的破壞性。3)靜電感應雷;防雷器

     帶有大量負電荷的雷云所產生的電場將會在金屬導線上感應出被電場束縛的正電荷。當雷云對地放電或云間放電時,云層中的負電荷在一瞬間消失了(嚴格說是大大減弱),那么在線路上感應出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛,在電勢能的作用下,這些正電荷將沿著線路產生大電流沖擊。易燃易爆場所、計算機及其場地的防靜電問題,應特別重視。

     4)電磁感應雷;

     雷擊發生在供電線路附近,或擊在避雷針上會產生強大的交變電磁場,此交變電磁場的能量將感應于線路并最終作用到設備上。由于避雷針的存在,建筑物上落雷機會反倒增加,內部設備遭感應雷危害的機會和程度一般來說是增加了,對用電設備造成極大危害。因此,避雷針引下線通體要有良好的導電性,接地體一定要處于低阻抗狀態。

     5)雷電波引入的破壞;

     當雷電接近架空管線時,高壓沖擊波會沿架空管線侵入室內,造成高電流引入,這樣可能引起設備損壞或人身傷亡事故。如果附近有可燃物,容易釀成火災。

     怎樣進行雷電災害防護

     單位應定期由專業防雷公司檢測防雷設施,評估防雷設施是否符合國家規范要求,比如:學校、公司、區級以上醫院、四星級以上賓館、城區內高度在45米以上的高層建筑需兩年檢測一次。單位應設立防范雷電災害責任人,負責防雷安全工作,建立各項防雷安全工作,建立各項防雷設施的定期檢測,雷雨后的檢查和日常的維護。如雷雨過后,安裝在電話程控交換機、電腦等電器設備電源上和信號線上的過壓保護器應檢查有無損壞,發現損壞時應及時更換。

     建設單位在防雷設施的設計和建設時,應根據地質、土壤、氣象、環境、被保護物的特點,雷電活動規律等因素綜合考慮,采用安全可靠、技術先進、經濟合理的設計施工。

     應采用技術和質量均符合國家標準的防雷設備、器件、器材、避免使用非標準防雷產品和器件。新增加建設和新增加安裝設備應同時對防雷系統進行重新設計和建設,如:重新鋪設電腦網絡線、室外天線的移位和加高等等都應該重新設計和建設防雷設施。

     雷災發生時應及時處理,采取措施,避免再次雷擊。

     常規防雷

     常規防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成,即接閃器、引下線和接地體;

     雷電保護的整體概念

     六點防雷計劃:

     針對雷電的危害,我們認為防雷必須是全面的。主要包括以下六方面:防雷器

     1.控制雷擊點(采用大保護范圍的避雷針)

     2.安全引導雷電流入地網

     3.完善的低阻地網

     4.消除地面回路

     5.電源的浪涌沖擊防護

     6.信號及數據線的瞬變保護

     在科學技術日益發展的今天,雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電,但是經過長期的摸索與實踐,已積累起很多有關防雷的知識和經驗,形成一系列對防雷行之有效的方法和技術,這些方法和技術對各行各業進行行之有效地預防雷電災害具有普遍的指導意義。

     二、防雷接地原理

     接地系統

     接地是避雷技術最重要的環節,不管是直擊雷、感應雷、或其他形式的雷,最終都是把雷電流送入大地。因此,沒有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小,散流就越快,被雷擊物體高電位保持時間就越短,危險性就越小。對于計算機場地的接地電阻要求≤4歐姆,并且采取共用接地的方法將避雷接地、電器安全接地、交流地、直流地統一為一個接地裝置。如有特殊要求設置獨立地,則應在兩地網間用地極保護器連接,這樣,兩地網之間平時是獨立的,防止干擾,當雷電流來到時兩地網間通過地極保護器瞬間連通,形成等電位連接。

     防雷工程的一個重要的方面是接地以及引下線路的布線工程,整個工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取決于此,所以應該認真的系統的研究。

     電力、電子設備的接地,是保障設備安全、操作人員安全和設備正常運行的必要措施??梢哉J為,凡是與電網連接的所有儀器設備都應當接地;凡是電力需要到達的地方,就是接地工程需要作到的地方。由此可以我們知道,接地工程的廣泛性和重要性。

     一方面,隨著時代的進步,強功能高價值設備的廣泛使用,要求提供更加可靠的接地保護;另一方面,微電子技術的推廣,使得現代設備要求更低的接地電阻,還往往需要抗干擾。實踐要求有更加系統的接地理論來對工程實際進行指導。根據近年來的設計施工經驗認為:

     a)接地連接方式和接地參數并重;

     b)以減小或消除同系統中不同性質的接地(如防雷地、工作地、外殼接地、靜電地、信號地等)之間的電位差為目的,選用適當的布線方式;

     c)根據地網所在地的接地電阻、土層分布等地質情況,盡量進行準確設計;

     接地就是讓已經納入防雷系統的閃電能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓,避免發生反擊。過去有些規范要求電子設備單獨接地,目的是防止電網中雜散電流或暫態電流干擾設備的正常工作。90年代以前,部隊的通信導航裝備以電子管器件為主,采用模擬通信方式,模擬通信對干擾特別敏感,為了抗干擾,所以都采取電源與通信接地分開的辦法?,F在,防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITU相關標準中都不提倡單獨接地,美國標準IEEEStd1100-1992更尖銳地指出:不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點。接地是防雷系統中最基礎的環節。接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能發揮出來。防雷接地是地面通信臺站安裝驗收規范中最基本的安全要求。

     防雷接地

     為使雷電浪涌電流泄入大地,使被保護物免遭直擊雷或感應雷等浪涌過電壓、過電流的危害,所有建筑物、電氣設備、線路、網絡等不帶電金屬部分,金屬護套,避雷器,以及一切水、氣管道等均應與防雷接地裝置作金屬性連接。防雷接地裝置包括避雷針、帶、線、網,接地引下線、接地引入線、接地匯集線、接地體等。為防止反擊,以往的防雷規范對防雷接地與其他接地之間提出一整套限制措施,即規定兩類接地體和接地線之間的最短距離。在有些情況下,間距無法拉開到規定值時,則要采用嚴密的絕緣措施。防雷器

     接地的種類

     供電系統用變壓器的中性點直接接地;以及電器設備在正常工作情況下,不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接,都稱為接地,前者為工作接地,后者為保護接地。配電變壓器低壓側的中性點直接接地,則此中性點叫做零點,由中性點引出的線叫做零線。用電設備的金屬外殼直接接到零線上,稱接零。在接零系統中,如果發生接地故障即形成單相短路,使保護裝置迅速動作,斷開故障設備,從而使人體避免觸電的危險。

     地網工程概論

防雷接地,應按現行國家標準《建筑防雷設計規范》執行。由于接地的良好狀態對防雷有非常重要的影響,所以在制作拉地體時一般采用40mm×40mm的角鐵,每根長2.5m,間距約5米垂直打入地下,頂端距地面約0.5-1.0m,頂端再用40mm×40mm左右的扁鐵全部焊起來,構成一個統一的接地系統。

防雷等電位連接

     接閃裝置在捕獲雷電時,引下線立即升至高電位,會對防雷系統周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡,并使其電位升高,進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險,最簡單的辦法是采用均壓環,將處于地電位的導體等電位連接起來,一直到接地裝置。臺站內的金屬設施、電氣裝置和電子設備,如果其與防雷系統的導體,特別是接閃裝置的距離達不到規定的安全要求時,則應該用較粗的導線把它們與防雷系統進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時,臺站內的所有設施立即形成一個等電位島,保證導電部件之間不產生有害的電位差,不發生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。等電位連接的目的,在于減少需要防雷的空間內各金屬部件和各系統之間的電位差。穿過各防雷區交界的金屬部件和系統,以及在一個防雷區內部的金屬部件和系統,都應在防雷區交界處做等電位連接。應采用等電位連接線和螺栓緊固的線夾在等電位連接帶做等電位連接,而且當需要時,應采用避雷器做暫態等電位連接。

     等電位連接的主體及要求

     等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內各金屬物與系統之間的電位差。當建筑物內有信息系統時,在那些要求雷擊電磁脈沖影響最小之處,等電位連接帶宜采用金屬板,并與鋼筋或其他屏蔽構件作多點連接。對進入建筑物的所有外來導電部件做等電位連接的主體應包括以下內容:

     1)設備所在建筑物的主要金屬構件和進入建筑物的金屬管道;防雷器

     2)供電線路含外露可導電部分;

     3)防雷裝置;

     4)由電子設備構成的信息系統。

     大樓的計算機房六面敷設金屬屏蔽網,屏蔽網應與機房內環形接地母線均勻多點相連。通過星型(S型結構或網形M型)結構把設備直接地以最短的距離連到鄰近的等電位連接帶上。小型機房選S型,大型機房選M型結構。機房內的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜盡量采用屏蔽電纜。架空電力線由終端桿引下后應更換為屏蔽電纜,進入大樓前應水平直埋15m以上,埋地深度應大于0.5m,屏蔽層兩端接地,非屏蔽電纜應穿鍍鋅鐵管并水平直埋15m以上,鐵管兩端接地。

     三、項目概述

     A、項目勘察的具體情況

     廣州某軍區通訊站位于廣州市。機房位于通訊站辦公樓二樓,辦公樓屬鋼筋混凝土框架結構。根據通訊站負責人介紹;位于辦公樓南面綠化帶有一人工輔助地網,經相關技術員采用電阻測試儀測得人工輔助地網平均電阻值為0.63Ω,符合GB50174-93《電子計算機機房設計規范》要求。但機房無防雷接地端子和等電位連接。

     B、雷暴區及危險等級

     C、客戶要求

     根據現場已有的防雷接地在機房內安裝符合標準規范的防雷接地端子和等電位連接。

     四、設計方案

     A、引用標準

     uGB50174-93《電子計算機機房設計規范》

     uIEC6I312《雷電電磁脈沖的防護》

     B、方案設計

     依據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》第六章:雷擊電磁脈沖,第三節:屏蔽、接地和等電位連接的要求;依據GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷設計規范》第五章:防雷設計,第三節:等電位連接及共用接地系統設計中關于等電位連接的要求;參考IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》標準第一部分:通則,第三章第四節:等電位連接的要求;第二部分:建筑物的屏蔽、內部等電位連接及接地中關于等電位連接的要求;按照GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷設計規范》第六章:防雷施工中關于等電位連接的要求進行施工。   

 

在線 服務

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