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行業應用-鐵路外部防雷解決方案

來源:德恩拓 發布時間:2013-8-13 10:07:06
   1、外部防護 

A、避雷針  

到現在為止,防避直擊雷都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網作為接閃器,把雷電流接收下來,然后通過良好的接地裝置迅速而安全把它送回大地。所有的避雷裝置都只是把雷擊的機率和強度大大地降低,百分之百可靠的避雷裝置即使能做出來,造價也是十分昂貴的。 

常用的接閃裝置,如避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網等,它們都是用金屬做成,安裝在建筑物的最高點,如屋脊或屋角等最易受雷擊的地方。避雷網是用金屬線造成的網,架在建筑物頂部空間,然后用截面積足夠大的金屬物讓它與大地連接。 

當高空出現雷云的時候,大地上由于靜電感應作用,必然帶上與雷云相反的電荷,然而接閃設備(避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網等)都處于地面上建筑物的最 高處,與雷云的距離最近,而且與大地有良好的電氣連接,所以它與大地有相同的電位、以致接閃設備附近空間電場強度相對比較大,比較容易吸引雷電先驅,使主 放電集中到它上面,因而在它附近尤其是比它低的物體受雷擊的幾率就大大減少。而接閃器被雷擊的幾率卻大大提高,所以就接閃器本身而言,它不但不能避免雷 擊,相反是招來更多的雷擊,它以自身多受雷擊而使周圍免受雷擊。 

直擊雷防護 

鐵路站場直擊雷防護重點區域是通信樓、信號樓和戶外咽喉區設備。 

通信樓直擊雷防護。在安裝避雷針,避雷針安裝高度按滾球法則計算。針帶結合原則,引下線采用Φ12mm的熱鍍鋅扁鋼。防雷接地裝置接地電阻小于1歐。避雷針可保護通信樓、部分鐵軌和場區部分咽喉區的部分信號機等鐵路設備,免受直擊雷的侵害。 

戶外咽喉區直擊雷防護。鐵路站場岔群咽喉區的特點是設備分布較為集中,在咽喉區附近各建立獨立防雷鐵塔,防雷接地裝置接地電阻小于10歐。對咽喉區內大部分的軌道電路箱、道叉電動轉轍機及信號機等設施進行了直擊雷的保護,免受直擊雷的侵害。 

設計依據 

依據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》(2000版)第四章:防雷裝置,第一節:接閃器;第五章:接閃器的選擇與布置中關于避雷針的要求, 參考IEC 61024《建筑物防雷》標準第一部分:通則,第二節:外部防雷裝置(LPS);第二部分:防雷裝置的設計、安裝、維護及檢查,第二節:防雷 裝置(LPS)的設計;第三節:外部防雷裝置(LPS)的施工;在滿足客戶所提技術需求的情況下,按照9903D501-1 《建筑物防雷設施安裝》 標準圖集進行施工。 

根據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》第4.1.1條的要求: 

避雷針宜采用圓鋼或鋼管制成,其直徑不應小于下列數值: 

針長1m以下        圓鋼為12mm    鋼管為20mm 

針長1-2m        圓鋼為16mm    鋼管為25mm   

煙囪頂上的針    圓鋼為20mm    鋼管為40mm 

B、避雷帶和避雷網 

設計依據 

依據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》(2000版)第四章:防雷裝置,第一節:接閃器;第五章:接閃器的選擇與布置中關于避雷針的要求, 參考IEC 61024《建筑物防雷》標準第一部分:通則,第二節:外部防雷裝置(LPS);第二部分:防雷裝置的設計、安裝、維護及檢查,第二節:防雷 裝置(LPS)的設計;第三節:外部防雷裝置(LPS)的施工;在滿足客戶所提技術需求的情況下,按照9903D501-1 《建筑物防雷設施安裝》 標準圖集進行施工。 避雷針

根據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》第4.1.2條的要求:避雷帶可采用圓鋼或扁鋼制成,其材料應符合以 下要求:圓鋼直徑不小于8mm   扁鋼截面積不小于48mm2  厚度不小于4mm。避雷帶可沿建筑物四周女兒墻上敷設,并與避雷針、引下線、天面電磁 屏蔽網做良好的連接。 

根據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》第4.2.1條的要求:引下線應采用圓鋼或扁鋼制成,優先選用圓 鋼,其材料應符合以下要求:圓鋼直徑不小于8mm   扁剛截面不小于48mm2   厚度不小于4mm。引下線設置不應小于2根,并應沿建筑物四周均勻 或對稱布置,其間距不應大于18m。當僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時,可按跨度設引下線,但引下線的平均間距不應大于18m。每根引下線 的沖擊接地電阻不應大于10Ω。當采用多根引下線時,應在個引下線上距地面0.3m1.8m之間裝設斷接卡。 

C、接地裝置 

設計依據 

依據GB 50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》;GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》(2000版)第三章:建筑物防雷 設施;第四章:防雷裝置,第三節:接地裝置中關于接地的要求,參考IEC 61024《建筑物防雷》標準第一部分:通則,第二節:外部防雷裝置 (LPS);第二部分:防雷裝置的設計、安裝、維護及檢查,第二節:防雷裝置(LPS)的設計;第三節:外部防雷裝置(LPS)的施工;在滿足客戶所提技 術需求的情況下,按照9903D501-4 《接地裝置安裝》標準圖集進行施工。 

GB 50343-2004《建筑物電子信息系統防雷 技術規范》標準第5.1.2條強制要求: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。5.2.5條強制要求: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。5.2.6條強制要求:接地裝置應優先利用建筑物的自然 接地體,當自然接地體的接地電阻達不到要求時應增加人工接地體。5.4.1-2條強制要求: 電子信息系統設備由TN交流配電系統供電時,配電線路必須采 用TN-S系統的接地方式。 

D、實施方案 

依據以上標準要求,通常輔助接地網設計如下: 

首先要將所有建筑物基礎鋼筋用40×4mm鍍鋅扁鋼做兩點連接,組成聯合地網;其次要將所有外露電力設備的保護接地,建筑物頂部設備的保護接地,架設的 避雷針的引下接地等與主地網進行連接;最后對信息控制系統的信號線路直流工作接地做單獨接地處理,并在機房內部設置均壓帶和等電位匯流排。 

考慮到地網使用的長期性和耐腐蝕性,建議使用非金屬接地模塊制作地網。地網布置依據地形進行設計。水平接地體使用40×4mm鍍鋅扁鋼,埋深0.6米;垂 直接地體使用L50×50×5×2000mm鍍鋅角鋼;垂直接地體間使用非金屬接地模塊。地網引出地網測試極到地面上,以便以后檢測地網情況?;蛘咚浇?地體使用40×4mm鍍鋅扁鋼,埋深0.6米;垂直接地體使用非金屬接地模塊。 

 

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