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防雷接地方案(防雷接地方案安全文明施工措施)

3年前 (2023-01-06)行业新闻127

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水中建筑防雷接地怎么做

系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:

外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等,其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等,泄放入大地。

内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器,使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外,将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地,确保后接设备的安全。

避雷带、引下线(建筑物钢筋)和接地等构成的外部防雷系统,主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故,而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏,这是外部防雷系统无法保证的。

雷电对电气设备的影响,主要由以下四个方面造成:①直击雷;②传导雷; ③感应雷;④开关过电压。

直击雷:是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。直击雷威力巨大,雷电压可达几万伏至几百万伏,瞬间电流可达十几万安,在雷电通路上,物体会被高温烧伤甚至融化。通常在建筑物顶部安装避雷针或避雷网等来防直击雷。直击雷其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流,其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流,其余的雷击能量通建筑物的避雷针及其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。直击雷波形为10/350us

传导雷(雷电波侵入):在更大的范围内(几公里甚至几十公里),雷电击中电力或信息通讯线路,然后沿着传输线路侵入设备。其中地电位反击也是传导雷中的一种:雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面,导致地电压升高,并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。

感应雷(雷电波感应):在周围1000公尺左右范围内(有资料为 500公尺或 1500公尺,距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化)。发生雷击时,LEMP 在上述有效范围内,在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。

随着现代高科技的发展,精密仪器,通讯设备,数据网络的应用越来越广泛,因而感应雷造成的雷击事故也越来越多,除直接造成了巨大的经济损失外,因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。

三、方案设计思想

(1)直击雷的外部防护措施

虽然有不少专家学者在努力的研究有效的防止直击雷的方法,但直到今天我们还是无法阻止雷击的发生。实际上现在公认的防直击雷的方法仍然是200年前富兰克林先生发明的避雷针。

A.接闪器

避雷针及其变形产品避雷线、避雷带、避雷网等统称为接闪器。历史上对接闪器防雷原理的认识产生过误解。当时认为:避雷针防雷是因为其尖端放电中和了雷云电荷从而避免了雷击发生,所以当时要求避雷针顶部一定要是尖端,以加强放电能力。后来的研究表明:一定高度的金属导体会使大气电场畸变,这样雷云就容易向该导体放电,并且能量越大的雷就越易被金属导体吸引。这样接闪器的防雷是因为将雷电引向自身而防止了被保护物被雷电击中。现在认为任何良好接地的导体都可能成为有效的接闪器,而与它的形状没有什么关系。

为了降低建筑被雷击的概率,宜优先采用避雷网、作为建筑物的接闪器,如果屋面有天线等通信设施可在局部加装避雷针保护,这样接闪器的高度不会太高,不会增大建筑的雷击概率。避雷网的网格尺寸应不大于10mX10m,避雷针应与避雷网可靠连接。

B.引下线

引下线的作用是将接闪器接闪的雷电流安全的导引入地,引下线不得少于两根,并应沿建筑物四周对称均匀的布置,引下线的间距不大于18米,引下线接长必须采用焊接,引下线应与各层均压环焊接,引下线采用10毫米的圆钢或相同面积的扁钢。对于框架结构的建筑物,引下线应利用建筑物内的钢筋作为防雷引下线。

采用多根引下线不但提高了防雷装置的可靠性,更重要的是多根引下线的分流作用可大大降低每根引下线的沿线压降,减少侧击的危险。其目的是为了让雷电流均匀入地,便于地网散流,以均衡地电位。同时,均匀对称布置可使引下线泻流时产生的强电磁场在引下线所包围的电信建筑物内相互抵消,减小雷击感应的危险。

C接地体

接地体是指埋在土壤中起散流作用的导体,接地体应采用:

钢管直径大于50毫米,壁厚大于3.5毫米;

角钢不小于50×50×5毫米

扁钢不小于40×4毫米。

应将多根接地体连接成地网,地网的布置应优先采用环型地网,引下线应连接在环型地网的四周,这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。垂直接地体一般长为1.5-2.5米,埋深0.8米,地极间隔5米,水平接地体应埋深1米,其向建筑物外引出的长度一般不大于50米。框架结构的建筑应采用建筑物基础钢筋做接地体。

(2)直击雷电流在电源系统的分配:

根据GB50057-94的标准对直击雷电流分类:

第一类 200KA 10/350us

第二类 150KA 10/350us

第三类 100KA 10/350us

一个能量为200KA的直击雷,由整个系统的电源、管线、地网、通信网络线来分担。以一栋建筑的防雷来讲,电源部分承担其中近45%(100KA),以三相四线为例,每线承担大约有25KA(10/350us)的雷电流。通信站基本无管道系统,不计。地网和通信线路承担剩余55%的雷电流。由此可见,电源系统对直击雷的防护非常关键。

由此可见,直击雷的内部防护措施应选用10/350us冲击雷电流的开关型SPD产品。另外,对于个别架空线引入的传导雷,也应采用上述一级防护措施。

(3)感应雷的防护

前面已提到感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属导体中的,其实感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体,一是静电感应:在雷云中的电荷积聚时,附近的导体也会感应上相反的电荷,当雷击放电时,雷云中的电荷迅速释放,而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道,就在电路中形成电脉冲。二是电磁感应:在雷云放电时,迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场,在其附近的导体中产生很高的感生电动势。研究表明:静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。

感应雷可以通过电力电缆、视频线、网络线和天馈线等侵入,由于电力电缆的距离长且对雷电波的传输损耗小,所以由电源侵入的感应雷造成的危害十分突出,按原邮电部的统计约占了雷击事故的80%。因此,对建筑物内的系统设备进行感应雷防护时,电源是重点。

感应雷还可以通过空间感应侵入通信站的内部线路,虽然经过建筑物和机壳的屏蔽衰减后其能量大为减小,但站内许多电信设备的抗过压能力也很弱,如果处理不当也可能造成设备故障。

(4)接地汇集线的布置

接地汇集线(汇流排)应布置在靠近避雷器的地方,以使避雷器的接地连接线最短,各楼层的分汇集线应直接与楼底的总汇集线相连,这样能保证实现单点接地方式,当楼层高于30米时,高于30米部分的分汇集线应与建筑物均压环相连,以防止侧击。

近年来IEC的研究认为:接地汇集线的多重互连是有益的,但部标尚未采纳。

(5)等电位连接

各种系统的防雷要求种类很多,但其防雷思想是一致的,就是努力实现等电位。绝对的等电位只是一个理想,实际中只能尽量逼近,目前是综合采分流、屏蔽、箝位、接地等方法来近似实现等电位。(见图1)

(6)电源避雷器的选择和应用原则

考虑到电源负荷电流容量较大,为了安全起见及使用和维护方便,数据通信电源系统的多级防雷,原则上均选用并联型电源避雷器。电源避雷器的保护模式有共模和差模两方式。共模保护指相线-地线(L-PE)、零线-地线(N-PE)间的保护;差模保护指相线-零线(L-N)、相线-相线(L-L)间的保护。对于低压侧第二、三、四级保护,除选择共模的保护方式外,还应尽量选择包括差模在内的保护。

残压特性是电源避雷器的最重要特性,残压越低,保护效果就越好。但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况,在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时。还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。如果最大连续工作电压偏低,则易造成避雷器自毁。

电源系统低压侧有一、二、三级不同的保护级别,应根据保护级别的不同,选作合适标称放电电流(额定通流容量)和电压保护水平的电源避雷器,并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。原则上,每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上,都应做该级相应的保护。

电源低压侧保护用的电源避雷器,应该选择有失效警告指示、并能提供遥测端口功能的电源避雷器,以方便监控、管理和日后维护。

电源避雷器必须具有阻燃功能,在失效、或自毁时不能起火。

电源避雷器必须具有失效分离装置,在失效时,能自动与电源系统断开,而不影响通信电源系统的正常供电。

电源避雷器的连接端子,必须至少能适应25mm2的导线连接。安避避雷器时的引线应采用截面积不小于25mm2的多股铜导线,建议使用 25mm2的多股铜导线,并尽可能短(引线长度不宜超过1.0m)。当引线长度超过1.0m时,应加大引线的截面积;引线应紧凑并排或绑扎布放。

电源避雷器的接地:接地线应使用不小于25~35mm2的多股铜导线,并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接。

四、防雷设计依据

(1) 建筑物防雷设计规范 GB50057-94

(2) 电子计算机机房设计规范 GB50174-93

(3) 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92

(4) 计算站场地安全要求 GB9361-88

(5) 计算站场地技术文件 GB2887-89

(6) 计算机信息系统防雷保安器 GA173-1998

(7) 雷电电磁脉冲的防护 IECI312

(8) 微波站防雷与接地设计规范 YD 2011-93

(9) 通信局(站)接地设计暂行技术规定 YDJ26E9

五、综合防雷方案设计

(1)前端设备的防雷

a)前端设备有室外和室内安装两种情况,安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击,但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害,而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。

b)前端设备如摄像头应置于接闪器(避雷针或其它接闪导体)有效保护范围之内。当摄像机独立架设时,避雷针最好距摄像机3-4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上,引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢。为防止电磁感应,沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。

c)为防止雷电波沿线路侵入前端设备,应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器,如电源线(220V或DC12V)、视频线、信号云台控制线。

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建筑基础防雷接地系统如何做

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一、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),外部防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。

(1)接闪器:根据建筑物的特点和防雷等级选用避霄网、避雷带或避雷针。在保护范围以外的突出金属物,如金属设备、金属管道、金属栏杆、广告牌、航空标志灯等,均应与防雷系统相焊接或卡接,构成统一的导电系统。屋顶的金属装饰物如金属旗杆或满足规范要求壁厚的金属屋面,均可作为接闪器。

(2)引下线:尽量利用建筑物钢筋混凝土柱内的对角主筋作为引下线,建筑物的消防梯、钢柱等金属构件也可作为引下线,但其各防雷部件之间均应连成电器通路。

(3)接地装置:设计接地装置时,当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%,基础表面无防水层时,可利用基础内的钢筋作为接地装置(详后面的说明),如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时,不得利用基础内的钢筋作为接地装置,此时在基础槽的周围敷设环型接地装置,并与基础内的钢筋做可靠连接。

二、内部防雷措施及防雷击电磁脉冲

1 防止侧击雷

如果按滚球法计算避雷针的保护范围确定,避雷针可能接受该空间上方落下的闪电,但侧方袭来的闪电仍能击在该引雷范围曲线内靠下空域中的各点,也就是说,在避雷针下部的这个空间内避雷针的保护率不再是99%,而是50~80%或更低的数值,所以我们不能完全指望避雷针,还要防止侧击雷。例如:如果建筑物的防雷等级为第二类,则应将45米及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。

2等电位连接

要做好建筑物内的等电位连接,等电位连接的目的在于减少需要防雷的空间内,各种金属部件和各种系统之间的电位差。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立等电位连接,减小电位差,确保计算机特别是计算机网络系统等弱电系统的安全。

等电位的主要做法:

①用连接导线或过电压保护器,将处在需要防雷的空间内防雷装置、电气设备、金属门窗、电梯导轨、电缆桥架、各种金属管线、及弱电系统的金属部件(箱体、壳体、机架)等,相互焊接或连接起来,构成统一的导电系统。形成建筑物的法拉第笼,从而避免各接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。

②全楼建筑物结构的梁、板、柱、基础内的钢筋是等电位连接的一部分,应焊接或绑扎成统一的导电系统,接到综合共用接地装置上。

③从不同方向、地点进入建筑物的照明、动力和弱电系统的管线,应就近连接到建筑物的接地连接板或环型母带上(室内可利用基础圈梁或承台梁,或另做若干条等电位连接母带,室外则为周圈式接地装置)。

3弱电设备的屏蔽

应将屏蔽作为弱电系统减少干扰的必要措施,屏蔽的主要目的是防雷电电磁脉冲,在电子设备和信息设备系统较多的建筑物内,应根据防雷分区和设备的要求,将建筑物作成全屏蔽(外部屏蔽)、部分屏蔽、局部屏蔽或设备及管线的屏蔽,使雷击时的电磁场层层衰减。将建筑外部(外墙)进行全屏蔽构成笼式防雷是最安全可靠的防雷设计方案。因此重要的微电子设备如弱电机房等的位置宜放在大楼的中心部位、深部或下部楼层。

4关于电涌保护器SPD

4.1SPD在电源系统中的安装位置

(1)在LPZOA区和LPZOB区与LPZl区交界面处,在从室外引来的线路上安装第一级SPD (一般为电压开关型SPD)。建议安装位置:总电源进线处,如变压器低压侧或总配电柜内。

(2)当上述安装的SPD电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了后续配电盘供电的设备时,应在该级配电盘安装第二级SPD(一般为限压型),其位置一般设在LPZl区和LPZ2区交界面处。建议安装位置:安装于下端带有大量弱电、信息系统设备或需限制暂态过电压的设备的配电箱内,如:楼层配电箱、计算机中心、电信机房、电梯控制室、有线电视机房、楼宇自控室、保安监控中心、消防中心、工业自控室、变频设备控制室、医院手术室、监护室及装有电子医疗设备的场所的配电箱内。另外,对所有引至室外照明或动力线路的配电箱,均应加装SPD,SPD在此处的作用主要是为了防止高电位窜入。

(3)对于需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备(尤其是信息系统设备),宜考虑在该设备前安装具有防操作过电压和防感应雷双重功能的第三级SPD(一般为浪涌吸收器),其位置一般在LPZ2区和其后续防雷区交界面处。建议安装位置:计算机设备、信息设备、电子设备及控制设备前或最近的插座箱内。

机房防雷接地的详细做法

1、防雷接地完全可以利用建筑基础里的钢筋作为接地体,但是必须要将钢筋进行电气贯通焊接起来,并利用房屋柱子里的竖直钢筋做引下线,一直与屋面避雷设施连接。

2、很多要求把钢筋多引一条出来是用来做人工接地的,那是在使用建筑基础本身做接地无法达到规定电阻要求的时候才使用的,而且就算这样做了人工接地,效果要比利用建筑物本身基础做接地体差很多。

3、每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地汇流排或接地干线相连接,严禁在一个接电线中串接几个需要接地的电气装置。重要设备和设备构架应有两根与主接地网不同地点连接的接地引下线。

4、建筑物等电位连接干线应从与接地装置有不少于2处直接连接的接地干线或总等电位箱引出,等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网路,环形网路应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接。支线间不应串线连接。

5、等电位联结安装完毕后应进行导通性测试,测试用电源可采用空载电压为4~24V的直流或交流电源,测试电流不应小于0.2A。当测得等电位联结端子板与等电位联结范围内的金属管道等金属体末端之间的电阻不超过3Ω时,可认为等电位联结是有效的。

注意:

1.将基础钢筋进行良好的电气贯通,至少保证外围一圈是贯通的,跨接的材料推荐使用12MM的圆钢,焊接长度150MM左右。

2.引下线平均间距要小于25米,如果房子不大,四角分别有一根引下线就好。

3.每一处引下线推荐使用2根16MM的钢筋或者4根14MM的钢筋。一定保证引下线将接地体和屋面避雷装置连结到一体。

防雷接地

机房接地方案

接地系统是机房环境的重要组成部分,它不仅直接影响机房通信设备的通信质量和机房电源系统的正常运行,还起到保护人身安全和设备安全的作用。

接地系统是由接地体、接地引入线、地线盘或接地汇接排和接地配线组成。接地系统的电阻主要由接地体附近的土壤电阻所决定。如果土壤电阻率较高,无法达到接地电阻小于4欧姆的要求,就必须采用人工降低接地电阻的方法。

1、机房接地系统设计目标

在采用分散接地方式时,接地电阻要求如下:

(1)工作接地电阻≤2Ω

(2)保护接地电阻≤4Ω

(3)防雷接地电阻≤10Ω

我公司接地系统要求:

1、计算机系统直流直接接地电阻小于4欧姆

2、计算机系统直流联合接地电阻小于1欧姆

3、交流工作接地系统接地电阻小于4欧姆

4、计算机系统安全保护接地电阻和静电接地小于2欧姆

5、防雷保护接地系统接地电阻小于2欧姆

2、接地的种类

工作接地:利用大地作为工作回路的一条导线

保护接地:利用大地建立统一的参考电位或起屏蔽作用,以使电路工作稳定、质量良好,特别是保证设备和工作人员的安全。

重复接地:将零线上的多点与大地多次作金属性连接。

静电接地:设备移动或物体在管道中移动,因摩擦产生静电,它聚集在管到、容器和贮藏或加工设备上,形成很高电位,对人身安全及对设备和建筑物都有危险。作了静电接地,静电一旦产生,就导入地中,以消除其聚集的可能。

直流工作接地(也称逻辑接地、信号接地):计算机以及一切微电了设备,大部分采用CMOS集成电路,工作于较低的直流电压下,为使同一系统的电脑、微电子设备的工作电路具有同一"电位"参考点,将所有设备的"零"电位点接于同一接地装置,它可以稳定电路的电位,防止外来的干扰,这称为直流工作接地。

防雷接地:为使雷电浪涌电流泄入大地,使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害,所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分、金属护套、避雷器以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。

接地施工方案1

1. 在所选位置向下挖1.6m深的坑;

2. 坑内打入2.2m长,下端尖形的紫铜接地极;

3. 相邻接地体(一根)间距5m,建筑物间距1.5m;

4. 相邻接地体间连接入扁铜40×4mm连接;

5. 打入接地体时到2.0m时止;

6. 用40×4mm扁铜与接地体焊接与母线连接入机房;

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