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電氣設備與接地裝置相連接稱為接地。電氣設備的接地是保證人身安全及電氣設備正常工作的重要組成部分,也是防雷技術最重要的環節。接地按其作用可分為三類:(1)保護接地,指正常情況下將電氣設備外殼及不帶電金屬部分的接地。如發電機、水泵等電氣設備外殼的接地;(2)工作接地,指電力、通訊等系統中利用大地做導線或為保證其正常運行所進行的接地。如供電系統中的三相四線制中的地線,某些變壓器中性點接地等;(3)防雷接地,指過電壓保護裝置或設備的金屬結構的接地。如避雷器的接地、避雷針構架的接地等,也稱過電壓保護接地;目前供電系統是由TN-C系統、TN-C-S系統、TN-S系統、TT系統和IT系統組成,都可以對電氣設備進行接地保護作用,而在具體施工中,要根據不同的應用場所、環境及使用的設備而確定接地保護的方式。如TT系統的特點是中性線N與保護接地線PE分開,該系統在正常運行時,不管三相負荷平衡不平衡,在中性線N帶電情況下,PE線不會帶電。只有單相接地故障時,由于保護接地靈敏度低,故障不能及時切斷,設備外殼才可能帶電。建筑工程防雷接地系統是由接閃器、防雷引下線、接地裝置三部分組成。接閃器的主要作用是接收雷電,將被保護范圍周邊的雷電接收過來,實際作用是吸引雷電,如避雷針等;防雷引下線的主要作用是將接閃器與接地裝置進行連接,將雷電流引導至接地裝置;接地裝置的主要作用是將雷電流導入大地,起到擴散雷電流的作用。
2雷擊方式和建筑工程防雷措施
雷擊可分為四種方式:直擊雷、側擊雷、感應雷、雷電波入侵,設計人員根據建筑工程不同位置,可能受到那種方式的雷擊而采取不同的設計策略,針對這幾種雷擊的方式,目前主要的防雷措施是分流、接地、屏蔽、等電位和過壓保護五種方法。(1)分流是利用避雷針、避雷帶和避雷網等將雷電流沿防雷引下線安全地流入大地,防止雷電直接擊在建筑物和設備上;(2)接地是在建筑物接地系統中,為保證設備可靠的工作、保護設備和人身安全,解決環境電磁干擾及靜電危害,需要一個良好的接地系統;(3)屏蔽是利用所有的金屬導線,包括電力電纜、通信電纜和信號線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽。在工程建設中,利用建筑物鋼筋網和其他金屬材料,使整個建筑物形成一個屏蔽籠,用以防止外來電磁波(含雷電的電磁波和靜電感應)干擾建筑物內的設備;(4)等電位連接是將建筑物內所有金屬物體,包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼等金屬構件進行電氣連接,以均衡電位;(5)過壓保護是當被保護線路的電源電壓高于一定數值時,保護器切斷該線路,當電源電壓恢復到正常范圍時,保護器自動接通。
3建筑工程防雷接地施工中應技術要點
工程管理人員在拿到圖紙之前,應查閱相關資料與規范,做好審核圖紙的各項準備工作,一旦具備條件,應詳細審核施工圖紙;工程施工時,做好質量目標及檢查標準,嚴格執行工程質量管理制度。
3.1建筑工程防雷接地施工質量問題分析
對于工程中防雷施工的質量問題,從大方面講有兩點原因造成,一方面是設計管理原因,另一方面是施工管理原因。設計管理原因這里不詳細論述,而工程施工管理原因主要有幾點。一是現場管理者的專業知識不夠;二是現場管理者責任心不強,如只是簡單的按圖施工,不主動思考問題,出現質量問題后推卸責任,設計有缺陷,就完全拋開施工管理責任;三是現場管理體制問題,質量保障措施不到位,現場監督檢查力度不強,對于現場存在的問題,沒能夠發現或整改。
3.2建筑工程防雷接地應注意的設計問題
(1)工程管理人員應結合本地區的實際情況,掌握相關雷暴資料,核對圖紙中防雷設計等級是否符合相關要求;(2)施工圖紙中設計的避雷帶或避雷網是否已經將建筑物有效地保護,屋頂上的設備高度是否已超出防護范圍,應避免防雷驗收時不滿足驗收規范要求而進行二次整改,造成工程成本增加;(3)避雷裝置采用的接閃器、引下線的規格、數量是否滿足規范要求;(4)對于機房、樓棟內主配電間的電氣設備等是否已設計了浪涌保護系統,且浪涌保護器的參數是否符合驗收規范求,同時所采購浪涌保護器是否已在當地氣象站進行了網上備案;(5)注意機房設備接地系統是否采用了聯合接地。70年代機房接地一般都采用了獨立系統,本意是避免設備間相互干擾,而實際效果并不好,一旦發生雷電侵入時,由于各系統間相互獨立,設備間形成電位差而造成設備損壞;(6)注意設計的防雷引下、避雷針的預留位置。設計上防雷引下線基本都利用柱內鋼筋做引下線,目前仍有設計人員單憑經驗進行設計,而一些特殊建筑物內某些柱子間距過大,設計人員疏忽導致不能滿足間距要求,應予調整設計,避雷針位置的確定也同樣的道理。
3.3建筑工程防雷接地應注意的施工問題
(1)現場施工中,由于工人素質相對較差,急于完成工作任務,忽視施工質量,工程管理人員應注意跨接線鋼筋的焊接,接地鋼筋之間的跨接鋼筋焊接方式錯誤,采用單面焊接。基于施工不便等諸多因素,工人易于單面焊接鋼筋,并認為搭接長度大于12倍時可以滿足規范要求。其施工方法和觀念都是錯誤的,單面焊接鋼筋的接觸面變小,不能滿足電流的導通截面要求;(2)柱內防雷引下線鋼筋應相互跨焊連接。為避免鋼筋沒有可靠焊接,導致雷電流無法傳導至地下而造成雷擊事故,故此多根引下線之間需要跨焊連接,施工完畢后,在作為防雷引下線的鋼筋進行標識,方便下次施工識別;(3)基礎鋼筋焊接時要形成閉合回路。工程基礎是最終承重主體,基礎內鋼筋數量多,鋼筋規格大,導致焊接施工時非常不便,在施工時往往存在落焊現象;(4)基礎防雷接地裝置焊接時要預留扁鋼。當防雷測試電阻值達不到設計要求時,能夠便于做人工接地極,避免對建筑物主體的破壞;(5)施工中接地裝置的地梁被錯誤的刷油漆。不同工程專業之間,由于設計或工序等原因,有些基礎梁刷涂防腐油漆等。而雷電流是依靠基礎梁混凝土內空隙間的水分將電流導出,涂刷油漆勢必會影響防雷效果,施工前應先確定施工方案,避免出現類似問題,同樣應樓板中預埋的電線管,其連接部位不應刷漆;(6)外窗等電位接地遺漏。建筑物防御側擊雷時,主要通過各樓層均壓環將雷電流導出,則要求建筑物外窗應與均壓環可靠連接。而工程管理中,施工界面劃分的不明確,接地預留單位與門窗施工單位有時都未施工,導致外窗接地漏焊;(7)電氣橋架跨接線施工時未打磨掉漆層。外表噴涂的鋼制橋架,在連接跨接線時,存在漆層未被打磨掉而進行跨接,不能起到電流導通的作用。
3.4建筑工程防雷接地系統安裝施工
施工前應完成相關施工組織設計方案,做好工程施工技術交底,明確施工流程,如工藝流程:接地體—接地干線—引下線敷設—避雷帶均壓環—各管道、鋁合金(鋼)門窗接地預留—屋面支架安裝—避雷網、接地總匯集環安裝—接地電阻測試。按施工圖設計要求對接地裝置的位置進行放線、確定接地干線線路,復核接地干線、支架安裝和保護套管的預埋情況,確保接地裝置施工時受控。同時做好材料、機具設備、人員的準備,經驗收符合設計要求后進行施工。施工時注意使用跨接鋼筋的規格,確保與規范要求一致,鋼筋焊接時注意調整焊機電流的大小。施工完畢后,應對主筋用色漆作好標記。接地干線穿墻時,應加套管保護,需要跨越伸縮縫時,應煨補償彎。避雷網應平直、牢固,不應有高低起伏和彎曲現象,距建筑物高度應一致。高層建筑中室內管道井,鋁合金窗的鋼窗、鋼門處要預留接地端子,由引下線或均壓環引出,且用不小于10mm2的BVR軟銅導線,兩頭焊有接線端子,分別壓在窗框上和預留接地扁鋼上,同時扁鋼上要焊好螺栓。電氣設備施工時,注意將PE線壓接在設備接地保護螺栓上,避免錯接和漏接。
3.5建筑工程防雷接地系統施工的質量控制
在建筑工程防雷接地施工前,應對現場材料的質量嚴格控制,確保施工中使用材料的質量符合國家規范要求,避免劣質材料混進施工現場。建立現場材料管控制度,明確相關責任人員,做到進場前檢查,現場抽查送檢,并做好現場封樣工作。在施工安裝的準備階段,應建設好質量管控系統,明確質量管理目標,做好現場施工人員的培訓工作,樹立施工質量意識。在建筑工程防雷接地施工時,要做好防雷接地施工質量控制,先確定各關鍵點,跟蹤管控,如預留預埋的位置、預埋件規格尺寸,鋼筋、套管的規格,搭接長度,焊縫的處理等。并重點關注明敷的接閃器、引下線等,嚴格控制與墻面的高度、間距,符合相關規范的驗收標準,對明敷的鋼材做好防腐處理,焊接處采用鍍鋅銀粉處理。
4結束語
石佛寺水庫位于沈陽市沈北新區。據氣象資料,年平均雷暴日在26.9d以上,為中雷區。其水庫前方辦公樓、調度樓有局通信網絡機房、防汛視頻會商系統、防洪調度綜合自動化系統、閘門啟閉系統、地下水監測系統、視頻監控系統等多個重要系統。石佛寺水庫庫區歷史上發生了多次雷擊事故,通信網絡機房等大批設備被擊壞,網絡通信全部中斷,嚴重影響汛期正常防汛工作,并造成直接經濟損失與重要數據損失。石佛寺水庫防雷系統工程,主要保護對象為前方辦公樓、前方調度樓、泄洪閘啟閉機室。工程項目建設內容主要包括:直擊雷防護措施,屬于三類防雷建筑物,采用避雷針、帶、網,引下線,均壓環,等電位,接地體,將被保護范圍內的直擊雷引入大地泄放。對前方辦公樓、前方調度樓兩個建筑分別加裝避雷針,即在每個建筑的兩側分別安裝避雷針,在樓頂加裝避雷帶,并對避雷帶做防腐處理;感應雷的防護措施,涉及到前方辦公樓的網絡通信機房、防汛視頻會商控制機房、前方調度樓的啟閉機控制室以及泄洪閘室;接地系統措施,包括接地設備選型、接地系統安裝。
2防雷工程設計
2.1直擊雷防護設計
根據現場的實際情況,按照三類建筑物進行防雷設計。在門衛室屋頂安裝LTP-01-S避雷針。避雷針總高度不小于5m,避雷針安裝引下線連接到防雷接地網。引下線材料可選用鍍鋅扁鋼(圓鋼)。避雷針與塔桿采用電焊或氣焊,保證連接牢固,以滿足直擊雷防護的要求。
2.2感應雷防護設計
建筑物的供配電系統如果只加裝一級防雷保護措施(電源避雷器),是無法滿足要求的,感應雷在電源系統內部造成的過流過壓無法有效釋放會對電源系統造成破壞。因此,必須遵循“層層保護、級級泄放”的電源系統防雷原則,對其采取至少三級防雷保護措施。主要保護范圍:建筑物電子信息系統(如信息機房)、計算機網絡系統防雷保護、重要網絡設備(如交換機、服務器等)、電話通信系統的電話交換機。此外,設計時應注意合理敷設均壓環,等電位聯接的形成,電位差的消除,對雷電入侵的有效防止等。在室外引入室內的有源線路(室外監控設備等)上,都要加裝與設備相對應的電子避雷器。
2.2.1針對機房供電系統的防護
在后樓辦公樓、門衛室的室內主配電處并聯安裝LTSPD40KA/4-S(共2套)型三相電源避雷器,作為防雷系統的電源保護。該避雷器具有模塊更換和失效指示等功能,放電電流上限可達40kA,能對由外部電源傳輸線引入的感應雷電流進行有效抑制。在后樓辦公樓、門衛室的室內分配電處并聯安裝LTSPD20KA/2-S(共2套)型單相電源避雷器,作為防雷系統的保護。該避雷器具有模塊更換和失效指示等功能,放電電流上限可達20kA,能對由外部電源傳輸線引入的感應雷電流進行有效抑制。在前辦公樓二、三樓的樓層主配電處并聯安裝LTP380-40/385V-S(共2套)型三相電源避雷器,作為防雷系統的電源保護。該避雷器具有模塊更換和失效指示等功能,放電電流上限可達40kA,能對由外部電源傳輸線引入的感應雷電流進行有效抑制。在前辦公樓二、三樓的樓層分配電處并聯安裝LTSPD20KA/4-S(共2套)型單相電源避雷器,作為防雷系統的保護。抑制由外部電源傳輸線引入的感應雷電流。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能,最大放電電流達20kA。
2.3接地系統設計
2.3.1接地設備選型
接地系統的安全有效運行離不開接地設備的合理選擇,接地設備的接地方式也是要慎重考慮的一個方面。設備接地方式一般分為六類:建筑接地、防雷接地、直流接地、交流接地、設備接地、靜電接地。嚴格依據國家有關設備接地原則(“同地不同線、地線分類接、禁止串共用、一點接地法”)的規定,應用不小于40mm×4mm鍍鋅扁鋼連接地網,以最小接地電阻值將接地電阻接入電路。同時將不同類別的接地母線合理布置,即分別單獨地從外引至機房形成匯流排,方便機房內其他設備工作地線的引出,以此有效減少因接地線布局不合理而造成的干擾雜波對系統正常運行的影響,還能及時將電源發生故障時的大電流或者雷電流引入地下。同一地網不同接地引線的引入點距離需在5m以上。
2.3.2接地系統安裝
此次地網施工地點選定為門衛室的外側空地,接地體按聯合地網形式組合,縱向埋深為600~800mm,橫向埋距為5m,采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼連接地網,連接點焊接處理,并做好防腐措施。在外墻距地面1.5m處或是合適位置做接地測試盒,引上線采用BVR35銅線引至實驗室內匯流排。
a.接地材料選擇。工程選用非金屬接地模塊、銅包鋼接地棒、降阻劑。其中非金屬接地模塊具有吸濕效果好、保濕性和抗腐性能強、無污染、使用壽命長的優點,還能通過擴增接地體本身散流面積的方式降低土壤層間的接觸電阻并保持長期穩定。
b.施工工藝。嚴格依據國家有關設備接地原則(“同地不同線、地線分類接、禁止串共用、一點接地法”)的規定,應用不小于40mm×4mm鍍鋅扁鋼連接地網。同時,為減小接地模塊及接地極間的相互影響,其埋設間距不小于接地材料的2倍。接地模塊連接采取并聯方式。用鍍鋅扁鋼做匯集與接地模塊的集心進行焊接。焊接必須符合工藝要求,不允許虛焊、漏焊??硬刍靥?,以降阻劑與細沙為原料,攪拌均勻后分層填設,每次添加填料約為30cm厚,適當灑水澆實。必須要注意的是,要將不同系統不同用途的接地母線分別獨立引至機房形成匯流排,確保其他設備接地地線和工作地線的合理引出。根據標準要求,此次工程接地阻值不大于4Ω。具體安裝方法為:非金屬接地模塊、銅包鋼接地棒和降阻劑組成接地網,在門衛室的外側空地挖接地溝,深度距地面600~800mm深以下,安裝接地模塊、銅包鋼接地棒,回填物也由降阻劑與良好的土壤均勻攪拌回填。后辦公樓的接地利用原有接地系統做引線入戶為防雷使用。
3結語
關鍵詞:通信防雷接地注意方法步驟
一、移動通信站的交流供電系統的防雷與接地一般要求
1、移動通信站的交流供電系統應采用三相五線制供電方式。
2、移動通信站宜設置專用電力變壓器,電力線宜采用具有金屬護套或絕緣護套電纜穿鋼管埋地引入移動通信站,電力電纜金屬護套或鋼管兩端應就近可靠接地。
3、當電力變壓器設在站外時,對于地處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω·m,電力線應在避雷線的25°角保護范圍內,避雷線(除終端桿處)應每桿作一次接地。
為確保安全,宜在避雷線終端桿的前一桿上,增裝一組氧化鋅避雷器。若已建站的架空高壓電力線路防雷改造采用避雷線有困難時,可在架空高壓電力線路終端桿﹑終端桿前第一﹑第三或第二﹑第四桿上各增設一組氧化鋅避雷器,同時在第三桿或第四桿增設一組高壓保險絲。避雷線與避雷器的接地體宜設計成輻射形或環形。
4、當電力變壓器設在站內時,其高壓電力線應采用電力電纜從地下進站,電纜長度不宜小于200m,電力電纜與架空電力線連接處三根相線應加裝氧化鋅避雷器,電纜兩端金屬外護層應就近接地。
5、移動通信基站交流電力變壓器高壓側三根相線,應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器,電力變壓器低壓側三根相線應分別對地加裝無間隙氧化鋅避雷器,變壓器的機殼﹑低壓側的交流零線,以及與變壓器相連的電力電纜的金屬外護層,應就近接地。出入基站的所有電力線均應在出口處加裝避雷器。
6、進入移動通信基站的低壓電力電纜宜從地下引入機房,其長度不小于50m(當變壓器高壓側已采用電力電纜時,低壓側電力電纜長度不限)。電力電纜在進入機房交流屏處應加裝避雷器,從屏內引出的零線不作重復接地。
7、移動通信基站供電設備的正常不帶電的金屬部分﹑避雷器的接地端,均應作保護接地,嚴禁作接零保護。
8、移動通信基站直流工作地,應從室內接地匯集線上就近引接,接地線截面積應滿足最大負荷的要求,一般為35-95m2,材料為多股銅線。
9、移動通信基站電源設備應滿足相關標準﹑規范關于耐雷電沖擊指標的規定,交流屏﹑整流器(或高頻開關電源)應設有分級防護裝置。
10、引至配電屏的三根相線及零線推薦采用法國CITFL公司生產的電源避雷箱DS150E(140KA8/20us),其響應時間快(25ns),殘壓低(700V-800V),該防雷箱內部結構為兩極MOV經去電感連結的復合型防雷箱,它一般安裝在低壓配電柜內。別要強調的是,屏內交流零線不作重復接地。大樓內所布放的交流供電線路中的中性線(零線)匯集排應與機架的正常不帶電金屬部分絕緣。
11、配電屏內各分路開關也應配接相應型號的電源避雷器,開關額定負荷超過200A,建議采用DS150E(140KA)或LA60-B(10/350us70KA);100A-200A之間建議采用DS100R或V25B(100KA),100A-63A建議采用DS70B或V20C/4(70KA);50A以下采用DS44或V20C/2(40KA)。
12、重要用電設備(如UPS﹑整流器﹑高頻開關電源﹑精密空調等)的交流進線端也根據其容量用不同型號的電源避雷器(DS150E-DS44或LA60-B-V20C/2)。
13、通信電源或高頻開關電源的直流側,采建議用徳國OBO產品V20C/0-75V低壓避雷器進行保護。
防雷工程步驟二、移動通信基站天饋系統的防雷與接地要求
1、移動通信基站天線在接閃器的保護范圍內,接閃器應設置專用雷電流引下線,材料宜采用4×40的鍍鋅扁鋼。
2、基站同軸電纜天饋線的金屬外護層,應在上部、下部和經走線架進機房入口處就近接地,在機房入口處的接地應就近與地網引出的接地線妥善連通,當鐵塔高度大于或等于60m時,同軸電纜天饋線的金屬外護層還應在鐵塔中部增加一處接地。
3、同軸電纜天饋線進入機房后與通信設備連接處應安裝饋線避雷器。以防來自天饋線引入的感應雷。饋線避雷器接地端子應就近引接到室外到饋線入口處接地線上,選擇饋線避雷器時應考慮阻抗、衰耗、工作頻段等指標與通信設備相匹配。英國MARSE公司生產的同軸電纜保護器COAX系列產品是專為保護天饋線連接的設備而設計制造的,其工作頻率可高達2.5GHZ,損耗0.5dB,殘壓有20V、35V、65V等,阻抗為50Ω、75Ω,詳見圖所示。
信號電纜應由地下進出移動通信基站,電纜內芯線在進出站處應加裝相應的信號避雷器,避雷器和電纜內的空線對均應作保護地。站區內嚴禁布放架空纜線。
對于地處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω.m的新建信號電纜,宜采取在電纜上方布放排流線或采用有金屬外護套的電纜,亦可用光纜,以防雷擊。
對于尋呼臺GSM站內通信設備,目前,已普遍應用局域遠程廣域網,用得較多的挪威網和以太網,速度已達10M波特,不久將會擴展到60M甚至超過100M波特。對于經常遭雷電脈沖及過電壓危害的設備,如:數字編碼器,網卡、Modem、自動排隊器、AT多功能卡、發射機、天線轉換器、程控交換機、終端、服務器等,信號輸入端或網絡連接口應根據其傳輸速度、阻抗特性、接口特征選用相應的信號防雷器加以保護。
防雷工程步驟四、移動通信基站鐵塔的防雷與接地要求
1、移動通信基站鐵塔應有完善的防直接雷及二次感應雷的防雷裝置。
2、移動通信基站鐵塔應采用太陽能塔燈。對于使用交流電饋線的航空障礙信號燈,其電源線應采用具有金屬外護層的電纜,電纜的金屬外護層應在塔頂及進機房入口處的外側就近接地。塔燈控制線及電源線均應在機房入口處分別對地加裝避雷器,零線應直接接地。
1、移動通信基站的建筑物應有完善的防直擊雷及抑制二次感應雷的防雷裝置(避雷網、避雷帶和接閃器)等。
2、機房頂部的各種金屬設施,均應分別與屋頂避雷帶就近連通。機房屋頂的彩燈應安裝在避雷帶下方。
3、機房內走線架、吊線鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應作保護接地。保護接地引線一般宜采用截面積不小于35mm2的多股銅導線。
(一)地網的組成
1、移動通信基站應按均壓、等電位的原理,將工作地、保護地和防雷地組成一個聯合接地網。站內各類接地線應從接地匯集線或接地網上分別引入。
2、移動通信基站地網由機房地網、鐵塔地網和變壓器地網組成,地網的組成如圖所示。基站地網應充分利用機房建筑物的基礎(含地樁)、鐵塔基礎內的主鋼筋和地下其他金屬設施作為接地體的一部分。當鐵塔設在機房房頂,電力變壓器設在機房樓內時,其地網可合用機房地網。
3、機房地網組成:機房地網應沿機房建筑物散水點外設環形接地裝置,同時還應利用機房建筑物基礎橫豎梁內二根以上主鋼筋共同組成機房地網。當機房建筑物基礎有地樁時,應將地樁內2根以上主鋼筋與機房地網焊接連通。
當機房設有防靜電地板時,應在地板下圍繞機房敷設閉合的環形接地線,作為地板金屬支架的接地引線排,其材料為銅導線,截面積應不小于50mm2,并從接地匯集線上引出不少于二根截面積為50~75mm2的銅質接地線與引線排的南、北或東、西側連通。
4、對于利用商品房作機房的移動通信基站,應盡量找出建筑防雷接地網或其它專用地網,并就近再設一組地網,三者相互在地下焊接連通,有困難時也可在地面上可見部分焊接成一體作為機房地網。找不到原有地網時,應因地制宜就近設一組地網作為機房工作地、保護地和鐵塔防雷地。工作地及防雷地地網上的引接點相互距離不應小
于5m,鐵塔尚應與建筑物避雷帶就近兩處以上連通。
5、鐵塔地網的組成:當通信鐵塔位于機房旁邊時,鐵塔地網應延伸到塔基四腳處1.5m遠的范圍,網格尺寸不應大于3m×3m,其周邊為封閉式,同時還要利用塔基地樁內2根以上主鋼筋作為鐵塔地網的垂直接地體,鐵塔地網與機房地網之間應每隔3~5m相互焊接連通一次,連接點不應小于二點。當通信鐵塔位于機房屋頂時,鐵塔四腳應與樓頂避雷帶就近不少于二處焊接連通,同時宜在機房地網四角設置輻射式接地體,以利雷電流散流。
6、變壓器地網的組成:當電力變壓器設置在機房內時,其地網可合用機房及鐵塔地網組成的聯合地網;當電力變壓器設置在機房外,且距機房地網邊緣30m以內時,變壓器地網與機房地網或鐵塔之間,應每隔3~5m相互焊接連通一次(至少有兩處連通),以相互組成一個周邊封閉的地網。
7、當地網的接地電阻值達不到要求時,可擴大地網面積,即在地網增設1圈或2圈環形接地裝置。環形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成,水平接地體與地網宜在同一水平面上,環形接地裝置與地網之間以及環形接地裝置之間應每隔3~5m相互焊接接連通一次;也可在鐵塔四角設置輻射式延伸接地體,延伸接地體的長度宜限制在10~30m以內。
(二)接地體
1、接地體宜采用熱鍍鋅鋼材,其規格要求如下:
鋼管Φ50mm,壁厚不應小于3.5mm
角鋼不應小于50mm×50mm×5mm
扁鋼不應小于40mm×4mm
2、垂直接地體長度宜為1.5~2.5m,垂直接地體間距為其自身長度為1.5~2倍。若遇到土壤電阻率不均勻的地方,下層的土壤電阻率低,可以適當加長。當垂直接地體埋設有困難時,可設多根環形水平接地體,彼此間隔為1~1.5m,且應每隔3~5m相互焊接連通一次。
3、在沿海鹽堿腐蝕性較強或大地電阻率較高難以達到接地電阻要求的地區,接地體宜采用具有耐腐、保濕性能好的非金屬接地體。
4、接地體之間所有焊接點,除澆注在混凝土中的以外,均應進行防腐處理。接地裝置的焊接長度:對扁鋼為寬度的2倍,對圓鋼為其直徑為10倍。
5、接地體的上端距地面不應小于0.7m,在寒冷地區,接地體應埋設在凍土層以下。
(三)接地線和接地引入線
1、接地線宜短、直、載面積為35~95mm2,材料為多股銅線。
2、接地引入線長度不宜超過30m,其材料為鍍鋅扁鋼,截面積不宜小于40mm×4mm或不小于95mm2的多股銅線。接地引入線應作防腐、絕緣處理,并不得在暖氣地溝內布放,埋設時應避開污水管道和水溝,在地面以上部分,應有防止機械損傷的措施。
3、接地引入線由地網中心部位就近引出與機房內接地匯集線連通,對于新建站不應小于二根。詳見圖所示。
(四)接地匯集線
接地匯集線一般設計成環形或排狀,材料為銅材,截面積不應小于120mm2,也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼。
機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、墻面或走線架上,接地匯集線應與建筑鋼筋保持絕緣。
(五)接地電阻
1、移動通信基站地網的接地電阻值應小于5Ω,對于年雷暴日小于20天的地區,接地電阻值可小于10Ω。
2、架空電力線與電力電纜接口處的保護接地以及電力變壓器(100KVA以下)保護接地的接地電阻值應小于10Ω。
3、架空電力線上方的避雷線及增裝在高壓線上的避雷器的接地電阻值,其首端(即進站端)應小于10Ω,中間或末端于小30Ω。
(六)防止SPG對DCG地電位反擊的措施
目前IEC標準及國際GB50057--94都推薦采用綜合地網,但是,某些單位及某些設備制造商仍在強調采用獨立的直流電網。據國際有關專家統計,微電子設備遭受雷電危害,大約有60%是來自地電位反擊。所以針對目前具體情況,提出以下防止SPG對DCG地電位反擊的措施。
關鍵詞建筑物;防雷工程;施工;常見問題;質量控制;措施
在建筑物施工過程中,防雷工程項目包括樁基礎的焊接、柱筋引下線通長焊接及均壓環、避雷網、避雷針、避雷器安裝等,一直伴隨著建設施工全過程。保證防雷工程項目施工質量的因素很多,如設計、材料、機械、地形、地質、水文、氣象、施工工藝、操作方法、技術措施、管理制度等,環節很多,要對這些環節嚴格控制,才能保證最后的工程質量。
建筑物防雷包括防直擊雷和防感應雷。防直擊雷就是引導雷云與避雷裝置之間放電,使雷電流迅速流散到大地中去,從而保護建筑物免受雷擊。防雷電感應則通過建筑物內部的設備、管道、構架、鋼窗等金屬物的接地裝置與大地作可靠的連接,將雷云放電后在建筑上殘留的電荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接閃器、引下線、接地裝置、避雷器、均壓環及金屬導體等電位連接等的施工和安裝。
1防雷工程施工常見問題
通過實際檢測測驗和經驗,施工過程防直擊雷和防感應雷措施中常出現以下問題:一是避雷帶、引下線、接地體、均壓環搭接的連接長度不夠,焊接不飽滿,焊接處有夾渣、焊瘤、虛焊、咬肉和氣孔,沒有敲掉焊渣等缺陷。二是地鋼筋網的連接點的錯焊、漏焊;作為外引接地聯結點或檢測點預埋件的漏設。尤其是建筑結構轉換層,因構造柱(墻)內主鋼筋調整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況發生。三是用結構鋼材代替避雷針(網)及其引下線時,焊接破壞鍍鋅層不刷防銹漆;或螺栓連接的連接片未經處理,片與片接觸不嚴密等。四是引下點間距偏大,引下線跨越變形縫處未加設補償器,穿墻體時未加保護管。接地體安裝埋設深度不夠或引出線未作防腐處理。五是屋面金屬物,如管道、梯子、旗桿和設備外殼等,未與屋頂防雷系統相連,或等電位聯結跨接地線線徑不足。六是電氣設備接地(接零)的分支線未與接地干線連接,實行串聯連接。多層住宅采用TN-S系統時,進線在總電表箱處沒有重復接地,沒有按要求在配電間作MEB。七是低壓配電接地形式、電涌保護器(SPD)的設置及安裝工藝狀況、管線布設和屏蔽措施等與防雷設計要求不符。
2防雷工程項目施工質量控制的主要措施
加強對防雷工程關鍵部位和工序的質量控制,針對施工中易出現質量通病的幾個環節,制定現場檢測預控措施,做到預防為主,動態跟蹤,保證防雷工程的施工質量。
2.1嚴格審查設計圖紙
一是不僅要熟悉電氣圖,對建筑設計中的結構、設備的布置也要有初步認識,領會設計中有關說明,對有些特殊的建筑工程項目系統,如弱電系統中的智能化工程、信息通訊、計算機、監控等,因為這些地點和設置在設計平面圖紙中一般都沒有明確標注,是以規范要求為施工標準進行預留預埋的,要注意對照強制性標準、施工驗收規范進行施工。如發現不符合現行施工規范要求或做法不妥,選用的防雷接地材料不當時,應及時與設計單位洽商確定,形成設計文件,以便依照執行及備案。二是一個建設項目,相關專業設計圖紙較多,審核防雷圖紙時,要對照建筑圖、結構圖、基礎圖。各項目銜接復雜,極易導致施工錯誤。若施工單位經驗不足,易因工種(序)配合不當而造成施工錯漏。對于施工中容易忽視和特別重要的問題應起草書面意見,以提醒施工單位執行。
2.2嚴格材料質量控制關,保證焊接質量
一是驗材料三證;二是看材料規格;三是查在施工中是否使用設計和規范規定的鍍鋅材料。在施工監檢過程中,作業人員往往隨手拿普通結構用鋼筋作幫條焊接,或用普通鋼材代替鍍鋅材料,或以冷鍍鋅材質代替熱鍍鋅材質,應及時糾正。防雷工程施工主要是焊接,焊接質量決定著工程質量。由焊接技術不過關的人員進行防雷接地,造成防雷工程不合格的情況時有發生,應嚴格審核專業防雷施工隊伍的資質等級和施工人員資格證。
2.3查驗地基接地焊接
地基接地焊接是接地施工中的第一環節。對于基礎圈梁焊接或樁基鋼筋與基礎鋼筋的焊接、基礎鋼筋與柱筋的焊接,都要嚴格按基礎圖和接地點逐一進行檢查,尤其要對伸縮縫處基礎鋼筋是否跨接連通進行確認。當整個接地網焊接完成后,馬上進行接地電阻值測試,確認是否符合設計要求。當電阻值不滿足設計要求時,再次檢驗焊接質量或按設計要求補做人工接地裝置。
2.4檢查引上點和跨鋼筋焊接質量
對以柱筋為引上線的接地網,要求施工人員采用每層按軸線標清每根柱子的位置及鋼筋焊接根數進行施工,防止漏焊或錯焊位置和焊接長度及質量不滿足設計及規范要求等[1-2]。要對引上點和跨鋼筋焊接質量仔細檢查,并要求對焊接引上線進行定位標識,以防向上層焊錯主筋造成接地中斷錯誤。特別是對于結構的轉換層,由于柱筋的調整,防雷引下線利用柱內主筋焊接引下容易錯焊、漏焊,要進行反復核實。超級秘書網
2.5核實等電位焊接及其他接地部位
對于要進行等電位焊接、重復接地的部位,如設備間、變配電室、消防機房、空調機房、電梯機房、給水管、冷卻塔、風機等部位的接地焊接要在施工日記上注明備查、核實。高層建筑45m高度以上,每向上3層在結構圈梁內敷設1條25mm×4mm的扁鋼與引下線焊成一環形水平避雷帶或用不少于2根圈梁主筋焊成均壓環。樓內水平敷設的金屬管道及金屬物應與防雷接地焊接,垂直敷設的豎向金屬管道,在其底部和頂部均應與防雷接地焊接。玻璃幕墻防雷等電位接地的施工,在對采用預埋鐵做法時,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墻,要根據建筑面積、建筑物的各種特點,出具詳細的防雷施工方案。屋頂上裝設的防雷網和建筑物頂部的避雷針及金屬物體應焊接成一個整體。
2.6按規范進行質量驗收
防雷工程應按工程進度及時做好隱蔽驗收。無論自然接地體還是人工接地體以及玻璃幕墻、避雷網格、避雷針等,在施工完后都要及時進行接地電阻值的測試。尤其是接地體或接地網施工完成后,應及時認定接地電阻值是否符合設計規定值。低壓配電接地形式、電涌保護器(SPD)的設置及安裝工藝狀況、管線布設和屏蔽措施等應與防雷設計要求相符;查看設計、施工資料,檢查SPD安裝的位置、數量、型號規格、技術參數應與設計相符合[3-4]。
參考文獻
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑物防雷設計規范GB50057-94[S].北京:中國計劃出版社,2010.
[2]瞿義勇.民用建筑電氣設計規范[M].北京:機械工業出版社,2010.
關鍵詞:防雷系統;氣象觀測站;完善工程;雷電災害防御;雷擊災害
1概述
南昌市氣象局觀測站始建于1950年,地處北緯28.6°、東經115.92°的市郊?,F有三層的綜合觀測業務樓、十層的雷達樓及一些一層的附屬房,由于地勢比四周高,所以比較容易發生觀測儀器設備被雷擊現象。隨著現代社會科技的進步,高科技的氣象觀測儀器設備不斷更新,集成度也越來越高,雷擊觀測儀器設備的現象每年都會發生幾次,雖然前期臺站也做了一些防雷工程和設施,但一直不是很理想,儀器設備被雷擊的情況仍時有出現。為了進一步改善南昌市氣象局觀測站的業務運行環境,保障氣象觀測儀器設備的安全可靠運行,南昌市氣象局計劃對觀測站防雷系統進行完善。
2現場勘測情況及存在的問題
我們經過測試、調查、詢問臺站工作人員,對南昌市氣象局觀測站整個防雷狀況有了較全面的了解。具體情況及存在問題如下:
2.1綜合觀測業務樓
2.1.1一樓電源線路暗敷引入,無地線。不能給機房用電設備提供安全保護接地。UPS機房從墻縫處插入電源,插入處無安全保護接地。因前端市電輸入無安全保護接地,所以凡用UPS輸出電源的設備同樣沒有安全保護接地。當設備產生靜電或漏電時無法及時釋放,影響設備的安全運行及人員安全;電話通信線路從室外直接引入,輸入端有電話信號防雷器,但防雷器未接地,線徑偏小、地線過長。當感應雷及雷電波沿著電話線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效的釋放,從而影響網絡通信設備安全運行:值班室電腦的電源線及網絡線輸入端未采取防感應雷及雷電波侵入措施。當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效的釋放,從而影響網絡通信設備的安全運行。電腦曾遭雷擊損壞;一樓所有設備未做等電位聯接,靜電地板未接地,接地引入母線線徑偏小。當感應雷及雷電波侵入時不能迅速形成等電位,從而影響機房設備的安全運行,不能迅速形成等電位而造成的電位差造成設備擊穿損壞現象。2.1.2二樓電源線路暗敷引入,無地線。不能給用電設備提供安全保護接地;新增的6kVA/UPS市電引入無處接,UPS輸出未敷設線路。市電墻縫插入處無安全保護接地。因前端市電輸入無安全保護接地,所有用電設備都無安全保護接地。當設備產生靜電或漏電時無法釋放,影響設備的安全運行及人員安全;二樓電話通信線路從室外引入,輸入端安裝了電話信號防雷器。但保護電平偏高,地線連接太長,防護效果不良。當感應雷及雷波沿著電話線路侵入時不對侵入的過電壓進行有效釋放,從而影響網絡通信設備的安全運行;二樓電源及網絡線輸入端未采取防感應雷及雷電波侵入措施。當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效釋放,從而影響網絡通信設備的安全運行。電腦曾遭雷擊損壞;所有設備未做等電位聯結,機柜、電纜槽、靜電地板未接地,接地引入母線線徑偏小。當感應雷及雷電波侵入時不能迅速形成等電位,從而影響機房設備的安全運行。不能迅速形成等電位而造成的電位差造成設備擊穿損壞現象;值班室從室外氣象自動觀測站及雷電定位儀引入的信號線路安裝了信號防雷器。信號防雷器選擇及安裝位置不恰當,防雷器地線與計算機外殼連接,而計算機外殼未能與安全保護地連通,又沒有等電位接地,所以當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效的釋放,從而使機房電腦設備及串口隔離器易遭雷擊損壞。2.1.3三樓機房光端機通信線從室外氣象臺一樓用光纜引入,輸出端與集線器設備聯連接。光端機電源端口、集線器的電源、信號端口未采取防感應雷及雷電波侵入措施。當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效的釋放,從而影響機房設備的安全運行。機房電源線路暗敷引入,無地線,不能給機房用電設備提供安全保護接地。2.1.4綜合觀測業務樓電源系統已在2011年進行了一次整理,有防感應雷及雷電波侵入措施。但總配電柜的市電電源從室外架空引入,應選擇10/350us波形的防電涌保護器。現完善的是8/20us波形的防電涌保護器;業務樓有接地網,接地電阻6歐姆左右(要求小于4歐姆),機房沒有等電位接地匯流銅條;未做等電位連接措施;大樓電源線路從配電室的總配電柜引入,在大樓背面墻上位置分支,未設置斷路器,存在安全隱患。2.1.5一樓、二樓、三樓機房有部分從室外引入室內的電纜直接從窗戶引入,存在防雨、防鼠安全隱患,并且影響機房美觀。大樓房頂避雷針使用時間較長,表面已輕微腐蝕,存在安全隱患。
2.2室外氣象觀測場
氣象觀測場位于觀測業務樓東面,內有兩套自動氣象觀測站,其風塔避雷針直接安裝在風塔上。不符合《氣象臺(站)防雷技術防范》(QX4-2000)要求,存在安全隱患。后面那套的風塔自帶避雷針,避雷針引下線為BVR16mm2銅芯線,線徑偏小,存在安全隱患;氣象自動觀測站的各種觀測儀器設備的金屬外殼已接地,但由于有些接地使用時間較長,連接點腐蝕嚴重,接地電阻很大,存在安全隱患。觀測儀器設備前端的各種采集通信線路及電源線路輸入端未采取防感應雷及雷電波侵入措施。當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效的釋放,從而影響采集器設備的安全運行。數據采集器、雷電定位儀至機房的通信線路沒有全程屏蔽至機房,不能起到良好的屏蔽作用,從而響通信的安全運行。室外L波段測風雷達在觀測場的西邊,處于避雷針保護覆蓋范圍以內,接地電阻良好。
2.3雷達樓
十層的雷達樓位于觀測場正南80m左右,一樓光纜光端機通信線從室外用光纜引入,輸出端與集線器設備聯連接。光端機電源端口、集線器的電源、信號端口未采取防感應雷及雷電波侵入措施。當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效的釋放,從而影響設備的安全運行。整棟大樓有良好的地線。九樓雷達機房光端機通信線從一樓用光纜引入,輸出端與路由器設備連接。光端機電源端口、路由器的電源、信號端口未采取防感應雷及雷電波侵入措施。當感應雷及雷電波沿著這些線路侵入時不能對侵入的過電壓進行有效釋放,從而影響機房設備的安全運行。
3方案設計依據和準則
《建筑物防雷設計規范》(GB50057•94/2010)《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2004)《新一代天氣雷達站防雷技術規范》(QX2-2000)《氣象信息系統雷擊電磁脈沖防護規范》(QX3-2000)《氣象臺(站)防雷技術防范》(QX4-2000)
4防雷工程建設總體設計
本防雷工程的設計在既有的防雷裝置基礎上進行完善,在不影響整體效果的前提下能利用既有防雷裝置的盡量利用。具體設計方案如下:
4.1綜合觀測業務
4.1.1在大樓總配電柜輸出端,安裝WLF-DBJ-50-385-3+1(10/350us)型電源電涌保護器以更換既有的(8/20us)型電源電涌保護器。對從室外電力線路侵入的感應雷及雷電波進行B級過電壓防護。4.1.2在大樓背面墻上新設一只分配電箱,以減少安全用電隱患。分配電箱總斷路器的輸出端再安裝從總配電柜換下的(8/20us)型電源電涌保護器。對從室外電力線路侵入的感應雷及雷電波進行C級過壓防護。4.1.3在一樓機房UPS電源前端設置WLF-DBl-20-385/1+1型及WLF-DBl-10-385/12電涌保護器,WLF-DB1•20-385/1+1型電涌保護器與WLF-DBl-10-385/12電涌保護器中間串接30A濾波器。對從電源線路侵入的感應雷及雷電波進行D級過電壓防護。二樓機房UPS電源前端:設置WLF-DBl-20-385/3+1型電涌保護器,對從電源線路侵入的感應雷及雷電波進行D級過電壓防護。4.1.4在一、二、三樓網絡通信線路輸入端設置WLF.FL909EN.5-12-JRJ45型的網絡信號電涌保護器,對從網絡線路侵入的感應雷及雷電波進行防護;大樓全部電腦設備的電源線路輸入處安裝WLF-DBTl-10/2+1型電涌保護器,對從這些線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護。大樓的機房增加引入一條不小于25mm2的接地母線,增加接地匯流銅條。把機房靜電地板、金屬外殼、電纜槽道做等電位接地聯結處理。4.1.5在二樓的室外氣象自動觀測站通信線路輸入處安裝WLF.FL90981-5-24-RS232數據信號型多功能電涌保護器,對數據信號線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護;二樓機房設一只配電箱,用YJV4+l0電力電纜從總配電柜處引入市電。在配電箱市電總斷路器輸出端設置WLF-DB1•40-385/3+1型的防電涌保護器。6kVA/UPS從配電箱接市電,UPS總輸出(220V)電源進配電箱50A兩路雙電源斷路器,當發生UPS故障維修時手動切換。雙電源輸出處設三路斷路器及WLF-DB1•20•385/1+1型的防電涌保護器,三路斷路器分別對一、二、三樓的UPS電進行控制。三路UPS電分別敷設至一、二、三樓機房。4.1.6在三樓機房設置等電位接地回流排,在光端機設備的電源線路及網絡通信線路的輸出處安裝WLF-DBTl-10-RJ45型多功能電涌保護器及WLF-FL909C1-5-12.RJ45•8L型電涌保護器,對從這些線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護。在三樓大氣監測儀前端電源線路及網絡通信線路的輸出口安裝WLF-DBTl-10/2+1型及WLF-FL909EN-5•12-RJ45電涌保護器,對從這些線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護,并做好等電位聯結接地。4.1.7統一整治大樓內凌亂的線路,把窗戶引入的線路改為從墻上開孔引入機房,并做好防水、防鼠及防火處理,把機房多余及沒用的線路清除掉,以改善機房的整潔度;監控系統的所有設備目前都已損壞,建議重新安裝監控系統,把舊的線路拆除,并做好防感應雷及雷電波侵入措施。
4.2室外自動氣象觀測站
在室外自動氣象觀測站數據采集器前端的各種采集通信數據線路輸入口安裝WLF-FL90981•5-*-*數據信號型多功能電涌保護器,對數據信號線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護。在觀測站數據采集器前端的電源線路輸入端設置WLF-DBS16-10/2+1型電涌保護器,對電源線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護。觀測站內對設備接地不達標的進行整改,并做好防腐蝕處理。拆除存在安全隱患的室外觀測場南面的舊避雷針,安裝新的獨管式避雷針。
4.3雷達樓
4.3.1在一樓光端機電源線路輸入端及網絡線輸出端設置WLF.DBTl-IO-RJ45型多功能電涌保護器,對從這些線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護。4.3.2在九樓機房內光端機電源線路輸入端及網絡線輸出端設置WLF-DBTl-IO-RJ45型多功能電涌保護器,對從這些線路上侵入的感應雷及雷電波進行防護。在設備的通訊接口輸入端(曾遭雷擊)設置WLF-FL909EN.5-12。RJ45型數據信號電涌保護器,對從數據信號線路上侵入的應雷及雷電波進行防護。
作者:吳驍 單位:南昌縣氣象局
參考文獻
[1]李良福,楊俐敏.計算機網絡防雷技術[M].北京:氣象出版社,1993.
[2]R.H.Golde.雷電[M].北京:電力工業出版社,1982.
[3]張小青.建筑物內電子設備的防雷保護[M].北京:電子工業出版社,2000.
關鍵詞:建筑物;防雷工程;施工;常見問題;質量控制;措施
在建筑物施工過程中,防雷工程項目包括樁基礎的焊接、柱筋引下線通長焊接及均壓環、避雷網、避雷針、避雷器安裝等,一直伴隨著建設施工全過程。保證防雷工程項目施工質量的因素很多,如設計、材料、機械、地形、地質、水文、氣象、施工工藝、操作方法、技術措施、管理制度等,環節很多,要對這些環節嚴格控制,才能保證最后的工程質量。
建筑物防雷包括防直擊雷和防感應雷。防直擊雷就是引導雷云與避雷裝置之間放電,使雷電流迅速流散到大地中去,從而保護建筑物免受雷擊。防雷電感應則通過建筑物內部的設備、管道、構架、鋼窗等金屬物的接地裝置與大地作可靠的連接,將雷云放電后在建筑上殘留的電荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接閃器、引下線、接地裝置、避雷器、均壓環及金屬導體等電位連接等的施工和安裝。
1防雷工程施工常見問題
通過實際檢測測驗和經驗,施工過程防直擊雷和防感應雷措施中常出現以下問題:一是避雷帶、引下線、接地體、均壓環搭接的連接長度不夠,焊接不飽滿,焊接處有夾渣、焊瘤、虛焊、咬肉和氣孔,沒有敲掉焊渣等缺陷。二是地鋼筋網的連接點的錯焊、漏焊;作為外引接地聯結點或檢測點預埋件的漏設。尤其是建筑結構轉換層,因構造柱(墻)內主鋼筋調整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況發生。三是用結構鋼材代替避雷針(網)及其引下線時,焊接破壞鍍鋅層不刷防銹漆;或螺栓連接的連接片未經處理,片與片接觸不嚴密等。四是引下點間距偏大,引下線跨越變形縫處未加設補償器,穿墻體時未加保護管。接地體安裝埋設深度不夠或引出線未作防腐處理。五是屋面金屬物,如管道、梯子、旗桿和設備外殼等,未與屋頂防雷系統相連,或等電位聯結跨接地線線徑不足。六是電氣設備接地(接零)的分支線未與接地干線連接,實行串聯連接。多層住宅采用TN-S系統時,進線在總電表箱處沒有重復接地,沒有按要求在配電間作MEB。七是低壓配電接地形式、電涌保護器(SPD)的設置及安裝工藝狀況、管線布設和屏蔽措施等與防雷設計要求不符。
2防雷工程項目施工質量控制的主要措施
加強對防雷工程關鍵部位和工序的質量控制,針對施工中易出現質量通病的幾個環節,制定現場檢測預控措施,做到預防為主,動態跟蹤,保證防雷工程的施工質量。
2.1嚴格審查設計圖紙
一是不僅要熟悉電氣圖,對建筑設計中的結構、設備的布置也要有初步認識,領會設計中有關說明,對有些特殊的建筑工程項目系統,如弱電系統中的智能化工程、信息通訊、計算機、監控等,因為這些地點和設置在設計平面圖紙中一般都沒有明確標注,是以規范要求為施工標準進行預留預埋的,要注意對照強制性標準、施工驗收規范進行施工。如發現不符合現行施工規范要求或做法不妥,選用的防雷接地材料不當時,應及時與設計單位洽商確定,形成設計文件,以便依照執行及備案。二是一個建設項目,相關專業設計圖紙較多,審核防雷圖紙時,要對照建筑圖、結構圖、基礎圖。各項目銜接復雜,極易導致施工錯誤。若施工單位經驗不足,易因工種(序)配合不當而造成施工錯漏。對于施工中容易忽視和特別重要的問題應起草書面意見,以提醒施工單位執行。
2.2嚴格材料質量控制關,保證焊接質量
一是驗材料三證;二是看材料規格;三是查在施工中是否使用設計和規范規定的鍍鋅材料。在施工監檢過程中,作業人員往往隨手拿普通結構用鋼筋作幫條焊接,或用普通鋼材代替鍍鋅材料,或以冷鍍鋅材質代替熱鍍鋅材質,應及時糾正。防雷工程施工主要是焊接,焊接質量決定著工程質量。由焊接技術不過關的人員進行防雷接地,造成防雷工程不合格的情況時有發生,應嚴格審核專業防雷施工隊伍的資質等級和施工人員資格證。
2.3查驗地基接地焊接
地基接地焊接是接地施工中的第一環節。對于基礎圈梁焊接或樁基鋼筋與基礎鋼筋的焊接、基礎鋼筋與柱筋的焊接,都要嚴格按基礎圖和接地點逐一進行檢查,尤其要對伸縮縫處基礎鋼筋是否跨接連通進行確認。當整個接地網焊接完成后,馬上進行接地電阻值測試,確認是否符合設計要求。當電阻值不滿足設計要求時,再次檢驗焊接質量或按設計要求補做人工接地裝置。
2.4檢查引上點和跨鋼筋焊接質量
對以柱筋為引上線的接地網,要求施工人員采用每層按軸線標清每根柱子的位置及鋼筋焊接根數進行施工,防止漏焊或錯焊位置和焊接長度及質量不滿足設計及規范要求等[1-2]。要對引上點和跨鋼筋焊接質量仔細檢查,并要求對焊接引上線進行定位標識,以防向上層焊錯主筋造成接地中斷錯誤。特別是對于結構的轉換層,由于柱筋的調整,防雷引下線利用柱內主筋焊接引下容易錯焊、漏焊,要進行反復核實。
2.5核實等電位焊接及其他接地部位
對于要進行等電位焊接、重復接地的部位,如設備間、變配電室、消防機房、空調機房、電梯機房、給水管、冷卻塔、風機等部位的接地焊接要在施工日記上注明備查、核實。高層建筑45m高度以上,每向上3層在結構圈梁內敷設1條25mm×4mm的扁鋼與引下線焊成一環形水平避雷帶或用不少于2根圈梁主筋焊成均壓環。樓內水平敷設的金屬管道及金屬物應與防雷接地焊接,垂直敷設的豎向金屬管道,在其底部和頂部均應與防雷接地焊接。玻璃幕墻防雷等電位接地的施工,在對采用預埋鐵做法時,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墻,要根據建筑面積、建筑物的各種特點,出具詳細的防雷施工方案。屋頂上裝設的防雷網和建筑物頂部的避雷針及金屬物體應焊接成一個整體。
2.6按規范進行質量驗收
防雷工程應按工程進度及時做好隱蔽驗收。無論自然接地體還是人工接地體以及玻璃幕墻、避雷網格、避雷針等,在施工完后都要及時進行接地電阻值的測試。尤其是接地體或接地網施工完成后,應及時認定接地電阻值是否符合設計規定值。低壓配電接地形式、電涌保護器(SPD)的設置及安裝工藝狀況、管線布設和屏蔽措施等應與防雷設計要求相符;查看設計、施工資料,檢查SPD安裝的位置、數量、型號規格、技術參數應與設計相符合[3-4]。
3參考文獻
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑物防雷設計規范GB50057-94[S].北京:中國計劃出版社,2010.
[2]瞿義勇.民用建筑電氣設計規范[M].北京:機械工業出版社,2010.
關鍵詞:建筑 電氣工程 防雷
引言
在科學技術日新月異的新時代,隨著社會經濟的發展,現代人們的生活物質水平也得到了大幅度提高,因此在現代的房屋建筑中,電氣設備也越來越多,從而為人們創造美好生活奠定了堅實的基礎。然而由于近幾年來經報道的雷電災害屢見不鮮,由于雷電的襲擊給人們的生活和生命財產安全造成了極大地影響,甚至給社會帶來巨大的損失。盡管隨著科學技術的日新月異和建筑行業的高速發展,現代建筑的防雷措施都非常完善,然而由于電子科技的高速發展和智能化建筑的不斷涌現,從而使得現代建筑必須要進行電氣工程防雷,從而才能提高建筑的防雷水平,確保用戶的生命財產安全,與此同時,隨著建筑行業的高速發展,建筑行業中各種先進的技術層出不窮,從而為建筑電氣工程防雷創造了有利的條件。但是,就目前建筑電氣工程防雷的實際情況而言,傳統的防雷方式和技術已經不能夠滿足現代建筑的需要,因此,為了提高建筑電氣工程防雷水平,還必須要加大對建筑電氣防雷的分析研究力度,從而才能夠總結出更加科學完善的建筑電氣工程防雷技術,進而才能夠為社會的安居樂業和經濟的高速發展奠定堅實的基礎。本文從雷電的形成及其危害出發,對建筑電氣工程防雷進行了深入的分析,然后對建筑電氣工程防雷問題進行了詳細論述。希望能夠起到拋磚引玉的效果,使同行相互探討共同提高,進而為我國今后的建筑電氣工程防雷起到一定的參考作用。
一、雷電的形成及其危害
1雷電的形成
雷電是一種大氣放電現象。當太陽把地面曬得很熱時,地面的熱空氣攜帶大量的水汽不斷地上升到高空,形成大范圍的積雨云,積雨云的不同部位聚集著大量的正電荷或負電荷,形成雷雨云,而地面因受到近地面雷雨云的電荷感應,也會帶上與云底相反極性的電荷。當云層里的電荷越積越多,達到一定強度時,就會把空氣擊穿,打開一條狹窄的通道強行放電。當云層放電時,由于云中的電流很強,通道上的空氣瞬間被燒得灼熱,溫度高達6000—20000℃,所以發出耀眼的強光,這就是閃電,而閃道上的高溫會使空氣急劇膨脹,同時也會使水滴汽化膨脹,從而產生沖擊波,這種強烈的沖擊波活動形成了雷聲。
二、建筑防雷
1外部防雷裝置與內部防雷裝置
國際電工委員會編制的標準(IEC1024-1)將建筑物的防雷裝置分為外部防雷裝置和內部防雷裝置。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器是指避雷針、避雷帶和避雷網,它位于建筑物的頂部,其作用是引雷或叫截獲閃電,即把雷電流引下。引下線,上與接閃器連接,下與接地裝置連接,它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處,它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。內部防雷裝置的作用是減少建筑物內的雷電流和所產生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外,所有為達到此目的所采用的設施、手段和措施均為內部防雷裝置,它包括等電位連接設施(物)、屏蔽設施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。
2防雷電感應和雷電波侵入
雷電放電時,在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應,它可能使金屬部件之間產生火花。因此被保護建筑物內的金屬物接地,是防雷電感應的主要措施。首先,是做好等電位聯結。對一、二類防雷建筑物內平行或交叉敷設的金屬管道,其凈距小于100mm時,應采用金屬線跨接,是防止電磁感應所造成的電位差能將小空隙擊穿,而產生電火花,每隔≤30m做好接地。
由于雷電對架空線或金屬管道的作用,雷電波可能沿著這些管線侵入屋內,危及人身安全或損壞設備。因此,做好進線端的防雷保護,做好均壓環及防側擊雷是防雷電波侵入的主要措施。 一、二類防雷建筑低壓進線全線采用直埋地引入,將線路架空引入戶內時不少于15m的一段應換電纜(金屬鎧裝電纜直埋地,護套電纜穿鋼管)進戶,并在架空與電纜換接處做好避雷保護。二類防雷建筑當架空線直接引入時,除在入戶處加裝避雷器,并將進戶裝置鐵件做好接地外,靠近建筑物的兩根電桿上的鐵件也應做好接地,且沖擊接地電阻≤30Ω,所有弱電進線的保護應同強電進線。防雷建筑要做好均壓環及防側擊雷保護。均壓環從三層開始,環間垂直距離≤12m,所有引下線、建筑物的金屬結構和金屬設備均與環可靠連接,均壓環可利用結構圈梁內的鋼筋(鋼筋必須貫通成環路)。一類防雷建筑30m以上,二類防雷建筑45m以上,三類防雷建筑60m以上,要做好防側擊雷保護,沿建筑物外墻做一周水平避雷帶,帶與帶間垂直距離≤6m,外墻上所有金屬欄桿,門窗均與避雷帶可靠連接,避雷帶再與引下線可靠連接。豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置可靠連接,目的是在于等電位,并且由于兩端連接使其與引下線形成并聯線路,使雷電流更訊速的入地。
3防雷電流經引下線和接地裝置時產生高電位對金屬設備或電氣線路反擊的措施
目前建筑物內大多采用共同接地裝置,當雷直擊于本建筑物防雷裝置時,假設流經靠近低壓電氣裝置處接地裝置的雷電流為20KA,當沖擊接地電阻=1Ω時,接地裝置上電位升高為20KV,而一般室內低壓裝置的耐沖擊電壓最高為8KV。其結果就使低壓電氣裝置絕緣較弱處可能被擊穿而造成短路,發生火災、損壞設備,這是非常危險的。