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[關(guān)鍵詞]建筑物防雷設(shè)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(shè)計中,設(shè)計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設(shè)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(shè)計卻常有忽視。由于設(shè)計質(zhì)量管理規(guī)定:對于一般工程的電氣設(shè)計允許可以不要計算書,因此許多設(shè)計人員對三級防雷建筑物的防雷設(shè)計,不再進行設(shè)計計算,僅憑經(jīng)驗而設(shè)計。對于防雷設(shè)施的是否設(shè)置及防雷設(shè)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(shè)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(guī)范設(shè)計、施工,造成漏錯,帶來很大隱患和不應(yīng)有的損失。
二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較
現(xiàn)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(shè)計規(guī)范》?JGJ/T16-92?推薦性行業(yè)標準,1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》?GB50057-94?強制性國家標準。GB50057-94使建筑物的防雷設(shè)計、施工逐步與國際電工委員會?IEC?防雷標準接軌,設(shè)計施工更加規(guī)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(shè)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(yīng)有的安全,而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的實質(zhì),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(guī)定。
三、預(yù)計的年雷擊次數(shù)確定設(shè)置防雷設(shè)施
除少量的一、二級防雷建筑物外,數(shù)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(shè)計人員不計算年預(yù)計雷擊次數(shù)N,使許多不需設(shè)計防雷的建筑物而設(shè)計了防雷措施,設(shè)計保守,浪費了人、材、物。現(xiàn)計算舉例說明:
例1:在地勢平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計一棟住宅樓:6層高?層數(shù)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?shù)啬昶骄妆┤誘d=33.2d/a,由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi)部,則校正系數(shù)K=1。
據(jù)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(shù)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?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋?/p>
Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù):
N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
據(jù)JCJ/T16-92第12.3.1條,只有在N≥0.05?GB50057-94中:N≥0.06?才設(shè)置三級防雷,而本例中:N=0.0475<0.05,且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣,故該住宅樓不需做防雷設(shè)施。
根據(jù)以上計算步驟,現(xiàn)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(jié)果見表2。
從表2中的數(shù)據(jù)可知,在本區(qū)內(nèi):①當K=1時,舉例中的建筑物均N<0.05,不需設(shè)置防雷設(shè)施。②當K=1.5時,即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的或特別潮濕的建筑物,在高度達15m或以上者,必須設(shè)置三級防雷措施。③當K=1.7時,即金屬的磚木結(jié)構(gòu)的建筑物,高度達7m及以上者,必須設(shè)置三級防雷措施。④當K=2時,即建筑物位于曠野孤立的位置,高度達7m?兩層以上者,均設(shè)置三級防雷措施。
可見,有的建筑物在20m的高度,卻不需設(shè)置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必須設(shè)置三級防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)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(shè)置防雷卻按三級防雷設(shè)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(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱的4?12主筋,水平環(huán)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(yù)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(qū)1998年約竣工600~800棟,僅增設(shè)的防雷設(shè)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(shù)字是巨大的。因此,設(shè)計人員對民用建筑物的防雷設(shè)計必須對建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)進行計算,根據(jù)計算結(jié)果,結(jié)合具體條件,確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。
四、防雷設(shè)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(guān)系
當建筑物遭受雷擊時,雷擊電流通過敷設(shè)在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng),經(jīng)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(jù)GB50057-94有關(guān)規(guī)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(jù)?2?式,在不同的接地電阻Rq及高度h時,可求出相應(yīng)的Uo值,但引下線數(shù)量不同,則Uo的數(shù)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(chǎn)生的電位?電感分量?也是相當高的,同樣會產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。
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(chǎn)生的雷擊電壓,其電阻分量存在于雷電波的持續(xù)時間?數(shù)十μs?內(nèi),而電感分量只存在于波頭時間5μs內(nèi),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?;炷翂Φ膿舸姸鹊扔诳諝鈸舸姸龋u墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。
據(jù)表3計算的數(shù)據(jù),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(gòu)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(chǎn)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<1.83m。在上述兩個房間內(nèi),保持如此的距離是很難做到的,因此存在很危險的雷電壓反擊。
(2)當引下線為8組時,當站在一層房間內(nèi),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(shù)量增加一倍,安全間距則減小一半。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后,應(yīng)嚴格按照規(guī)范設(shè)置引下線的數(shù)量及間距。同時建議可縮短規(guī)范內(nèi)規(guī)定的引下線間距,多設(shè)一定數(shù)量的引下線,可減少雷電壓反擊現(xiàn)象。這樣處理,對增加工程造價微乎其微。
3.引下線與室內(nèi)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(shù)據(jù):樓頂?shù)囊戮€高度h=Lx=20m,Rq=30Ω時,據(jù)JCJ/T16-92第12.5.7條規(guī)定,Lx<5Rq=5×30=150m,則
Sal≥0.2Kc?Ri+0.1Lx?
式中Kc―分流系數(shù),因多根引下線,取0.44
Ri―防雷接地裝置的沖擊電阻,因是環(huán)路接地體,Ri=Rq=30Ω
Sal―引下線與金屬物體之間的安全距離/m
則
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(nèi)應(yīng)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(jù)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(jīng)很難保證Sed≥3.96m了,也難于保證不應(yīng)小于2m的規(guī)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(lián)結(jié)。
綜上所述,在實行一棟建筑一個總帶電位聯(lián)結(jié)、一個共用接地體的措施后,在樓頂部應(yīng)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(nèi)的建筑物內(nèi)應(yīng)實行輔助等電位聯(lián)結(jié),即引下線在經(jīng)過各個樓層時,將它與該樓層內(nèi)的鋼筋、金屬構(gòu)架全部聯(lián)結(jié)起來,于是不論引下線的電位升到多高,同樓層建筑物內(nèi)的所有金屬物?包括地面內(nèi)鋼筋、金屬管道、電氣設(shè)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(nèi)的電位差??绮诫妷旱拇笮∨c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(guān)系系數(shù),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(zhì)為砂粘土,ρ=300Ω.m,則按埋深深度0.3m,0.5m,0.8m,1m時相應(yīng)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(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析,認為相當于雷電流持續(xù)時間內(nèi)人體能承受的跨步電壓為90~110kV。從計算結(jié)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(nèi)。JCJ/T16-92第12.9.4規(guī)定接地體埋設(shè)深度不宜小于0.6m,第12.9.7條規(guī)定:防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應(yīng)小于3m,當小于3m時,接地體局部埋深不應(yīng)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(chǔ)和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體,但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎(chǔ),毛石基礎(chǔ)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(huán)形接地體?指三級防雷建筑物?。
六、區(qū)別工頻、沖擊接地電阻
工頻、沖擊接地電阻兩者的區(qū)別及關(guān)系,許多施工技術(shù)人員不能區(qū)別與明晰,使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設(shè)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??梢哉J為是接地體20m以內(nèi)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(huán)繞建筑物的環(huán)路接地體與敷設(shè)于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質(zhì)粘土等電阻率ρ≤100Ω的土壤內(nèi)的接地體,其工頻接地電阻與沖擊電阻相等。但當敷設(shè)于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的環(huán)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(nèi)敷設(shè)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(shè)計要求的沖擊接地電阻值的2~3倍,即可為符合設(shè)計要求,不需再采取降阻措施。如不分析接地裝置敷設(shè)地點的土質(zhì)、接地環(huán)境條件,發(fā)現(xiàn)接地電阻儀搖測值大于設(shè)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(shè)計值,必須造成人力、物力浪費,提高了工程造價,而這一現(xiàn)象卻有普遍性。
用液化石油氣代替乙炔使用;私拉亂接電線;使用電爐子、電褥子等電器;施工現(xiàn)場動火防護措施不到位;施工人員隨意亂扔煙頭等現(xiàn)象大量存在,稍有不慎,極易引發(fā)火災(zāi)事故。由于建設(shè)單位或經(jīng)營者消防安全意識淡薄,自身素質(zhì)參差不齊,為了片面追求裝修效果的美觀和經(jīng)濟效益,在裝修過程中經(jīng)常出現(xiàn)占用或堵塞安全出口和疏散通道;遮擋室內(nèi)墻壁消火栓、應(yīng)急照明、疏散指示標志和滅火器材;甚至擅自拆除噴頭、探頭等違法行為,導致消防設(shè)施不能正常完整有效的使用。
消防部門監(jiān)管有限,導致違法行為滋生。由于消防部門人力、時間有限,加之一些規(guī)模小、性質(zhì)復(fù)雜、施工地點分散的裝修工程不受約束,增加了監(jiān)管難度和執(zhí)法效力,滋生了違法裝修行為,造成此類場所的火災(zāi)隱患長期存在。
建筑內(nèi)部裝修工程相對建筑工程具有工期短,施工快的特點,如不及時發(fā)現(xiàn),就會出現(xiàn)疏漏。因此,要有效控制建筑內(nèi)部裝修工程違法行為的出現(xiàn),就要求監(jiān)督員全面、準確的掌握轄區(qū)情況,充分發(fā)揮公安派出所三級管理的職能,建立健全多警聯(lián)動機制,加大監(jiān)督檢查的頻次和范圍。對發(fā)現(xiàn)的違法違章行為嚴肅處理,絕不姑息。同時,廣泛發(fā)動群眾對進行違法裝修的場所進行舉報投訴,使違法違章的工程無處藏身。
對于已經(jīng)申報消防設(shè)計審核、驗收的裝修工程,必須嚴格按照國家法律法規(guī)和有關(guān)消防技術(shù)標準進行審核、驗收,嚴把源頭質(zhì)量關(guān)。加強施工現(xiàn)場的消防安全管理,提高施工人員的消防安全意識。一是督促施工單位建立消防安全責任制,定期組織單位從業(yè)人員進行消防安全知識的培訓,切實提高從業(yè)人員的自身素質(zhì),增強其消防安全意識。特別是從事電氣焊、電工等特殊工種,上崗前必須取得崗位資格證。二是進一步規(guī)范施工現(xiàn)場的用火用電管理,嚴格履行動火審批手續(xù),堅決杜絕私拉亂接電線,違章用火用電的違法行為的發(fā)生。三是對施工所需的裝修材料,采購人員要嚴把質(zhì)量關(guān),嚴格按照國家相關(guān)技術(shù)標準的要求采購合格裝修材料,嚴禁采購和應(yīng)用不合格或已淘汰的裝修材料。
強電部分主要內(nèi)容包括:本論文由應(yīng)屆畢業(yè)生網(wǎng)yjbys.com/整理提供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計,其中包括負荷計算等。
弱電部分主要內(nèi)容包括:有線電視、公共廣播系統(tǒng)及綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計。
消防部分主要報警系統(tǒng)、聯(lián)動系統(tǒng)的設(shè)計等。
本次設(shè)計完成圖紙共18幅,繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。
本電氣設(shè)計為畢業(yè)設(shè)計,其目的是通過設(shè)計實踐,綜合運用所學知識,理論聯(lián)系實際,鍛煉獨立分析和解決建筑電氣設(shè)計問題的能力,為未來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
Abstract :This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ;Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.
The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ,among others include load calculation, illumination calculation .
The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.
The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.
The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.
This electrical design of the office building is a graduation design,The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.
目 錄
一.緒論 6
1.1.建筑電氣概況 6 1.3設(shè)計內(nèi)容 6
二.配電系統(tǒng)設(shè)計 9
2.1負荷分級 9
2.1.1一級負荷 9 2.1.3三級負荷 9
2.2負荷的供電要求 9
2.2.1一級負荷的供電要求 9
2.2.2二級負荷的供電要求 9
2.2.3三級負荷的供電要求 10
2.3本工程的負荷分級及供電要求 10
2.3.1本工程的負荷分級 10
2.3.2本工程負荷的供電要求 10
2.4負荷計算 10
2.4.1負荷計算的內(nèi)容 10
2.4.2負荷計算的方法 10
2.4.3負荷計算的公式 11
2.4.4負荷計算表 11
2.5變(配)電所所址選擇,結(jié)構(gòu)型式 11
2.5.1變(配)電所所址選擇 11
2.5.2變(配)電所結(jié)構(gòu)型式 12
2.6變壓器類型,臺數(shù),容量選擇 12 2.6.2變壓器臺數(shù)選擇 12
2.6.3變壓器容量選擇 12
2.7配電方式 12 2.7.2低壓配電方式 12
2.8電纜選擇及敷設(shè) 13
2.8.1電纜選擇的原則 13
2.8.2電纜選擇的結(jié)果 13
三.照明系統(tǒng)設(shè)計 14
3.1總則 14
3.2照明光源選擇 14
3.3照明燈具選擇 14
3.4照度和照明方式選擇 15
3.5一般照明 15
3.6應(yīng)急照明 16
3.7照度計算 17
四.建筑物防雷,接地系統(tǒng)設(shè)計 18
4.1建筑物的防雷分類 19
4.2建筑物的防雷措施 20
4.3本建筑的防雷系統(tǒng) 22
【論文關(guān)鍵詞】農(nóng)村雷電防護;現(xiàn)狀;措施;山東棗莊
abstractrural lightning protection situation in zaohuang was introduced in this paper.then the lightning protection countermeasures were put forward in order to provide referece for the safety of rural areas.
key wordsrural lightning protection;situation;countermeasure;zaozhuang shandong
棗莊是雷電活動和雷擊災(zāi)害比較頻繁的地區(qū),且具有雷電活動頻繁、活動期長、季節(jié)性強等特點,雷擊主要集中春季和夏季,雷暴日數(shù)一般在23.5 d左右,雷暴初日一般在3月20日前后出現(xiàn),終日一般在9月20日前后,屬于多雷暴區(qū)。近幾年,雷擊災(zāi)害事故發(fā)生在農(nóng)村的機率約占總雷電災(zāi)害數(shù)的3/4,雷擊傷亡事故4/5以上發(fā)生在農(nóng)村。因此,結(jié)合棗莊農(nóng)村防雷實際,研究分析雷電災(zāi)害的成因及預(yù)防措施具有重大的意義。
1農(nóng)村防雷現(xiàn)狀
1.1農(nóng)村防雷現(xiàn)狀的調(diào)查和分析
農(nóng)村防雷意識淡薄,防雷知識缺乏,房屋缺少防雷裝置。有些農(nóng)戶在屋頂上放置了不銹鋼水箱、太陽能熱水器、普通電視天線、衛(wèi)星天線等金屬物,大部分沒有作接地處理,這些金屬成為雷電放電的對象,存在嚴重的雷擊隱患。大部分房屋無防直擊雷裝置;電源線路、有線電視線路、電話線路等無防雷裝置。
1.2農(nóng)村學校防雷現(xiàn)狀
對農(nóng)村中小學校進行了一次大規(guī)模建筑物防雷設(shè)施現(xiàn)狀調(diào)查,大部分學校沒有防雷設(shè)施,特別是偏遠農(nóng)村小學,無任何設(shè)施的比例達95%以上,城區(qū)學校雖然有防雷設(shè)施,但防雷設(shè)施達不到要求,存在很多問題。近年來大多數(shù)學校師生的避雷意識正逐年提高,但經(jīng)費不足,部分建筑物雖然有直擊雷防護裝置,但防雷裝置倒伏、斷裂、銹蝕、脫焊現(xiàn)象普遍存在。有避雷設(shè)施的學校,也只不過在主教學樓頂立了避雷針,大部分教學樓、圖書樓、宿舍樓、食堂等都沒有安裝避雷設(shè)施,部分建筑物上安裝的防雷裝置材料規(guī)格或安裝位置、引下線間距、保護范圍等不符合規(guī)范要求,校內(nèi)無避雷帶,計算機機房未安裝防靜電地板,幾乎全部電教設(shè)備無任何防雷電電磁脈沖措施,一旦建筑物遭受雷擊或?qū)W校附近有雷擊現(xiàn)象發(fā)生,勢必在電源線路上有雷電感應(yīng)發(fā)生,將會對學校整個電教設(shè)備及微機造成損壞。
2農(nóng)村雷電防御措施
2.1 加強農(nóng)村防雷科普的宣傳和雷電知識的普及教育
農(nóng)村防雷宣傳和雷電知識普及是農(nóng)村雷電災(zāi)害防御工作的關(guān)鍵,其開展的好壞直接關(guān)系到農(nóng)村雷電災(zāi)害防御工作的成敗。只有提高群眾防雷意識,增強群眾安裝防雷裝置的自覺性和主動性,才能夠真正做好農(nóng)村的雷電災(zāi)害防御工作。應(yīng)采取防雷宣傳畫、防雷公益圖片、雷電災(zāi)害警示圖片、防雷宣傳幻燈片、防雷公益廣告等形式,利用手機短信、電視、報紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體進行防雷宣傳,以及在農(nóng)村宣傳車巡回宣傳等方式開展大規(guī)模的防雷科普宣傳,提高廣大農(nóng)民群眾科學預(yù)防雷電災(zāi)害知識[1]。
2.2建立嚴密的制度體系
農(nóng)村防雷減災(zāi)是一項長期性的工作,需要制定一套適應(yīng)農(nóng)村特點切實可行的防雷工作制度體系來保證農(nóng)村防雷工作的健康發(fā)展[2]。應(yīng)建立雷電災(zāi)情收集、調(diào)查和評估制度,建立農(nóng)村防雷裝置的檢查制度,建立農(nóng)村防雷工作人員定期培訓制度,建立縣、鄉(xiāng)2級防雷安全聯(lián)席會議制度,建立防雷裝置設(shè)計審核、施工監(jiān)督和竣工驗收制度。
2.3加大對農(nóng)村建筑物防雷建設(shè)的監(jiān)管力度
對農(nóng)村企業(yè)和個人新建擴建建筑物,要安裝避雷設(shè)施,定期進行防雷檢測。從源頭上減少雷電災(zāi)害的發(fā)生,政府可以對農(nóng)村避雷設(shè)施建設(shè)進行一定程度的扶植,減少農(nóng)民的負擔,從而減少雷電傷亡的發(fā)生[3]。
2.4規(guī)范電力、電話、電視天線等線路的防雷措施
由于農(nóng)村都是架空線路,雷擊到線路上和線路上感應(yīng)上雷電流的時候較多,直接安裝浪涌保護器,浪涌保護器難以承受。一般情況下,線路在人戶前套15 m長的鋼管埋地引入或改15 m長的屏蔽線入戶,并把屏蔽線兩頭接地,這樣可以把線路感應(yīng)的雷電流的大部分通過屏蔽層和鋼管傳入大地。電話線路入戶時應(yīng)將其絕緣子(例如通信蝶式絕緣子)的鐵腳接地,電話線路也不宜采用木桿架設(shè)。需要架設(shè)電視天線時,一定要在它的旁邊架設(shè)金屬避雷針并保持3 m以上的安全距離,用避雷針來保護天線。否則當天線遭雷擊時,不僅電視機將受損,還有可能傷及室內(nèi)人員。
2.5做好雷電災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報
山東省已初步建立由衛(wèi)星、多普勒雷達、閃電定位儀、大氣電場儀、自動氣象站組成的立體雷電監(jiān)測網(wǎng),可以提前數(shù)小時預(yù)測到雷電的落區(qū)[4]。要加強雷電災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報工作,提高預(yù)報的準確率和提前預(yù)警時間,并借助現(xiàn)代化的通信手段,及時通知農(nóng)民,讓農(nóng)民有針對性地提前作好雷電防御工作,從而有效地避免雷電災(zāi)害事故發(fā)生。
3結(jié)論
農(nóng)村防雷減災(zāi)工作是一項系統(tǒng)工程,要引起社會各界的高度重視,只有全社會動員起來,采取多種措施,多管齊下,形成合力,加大防雷減災(zāi)的宣傳力度,以預(yù)防為主,排除防雷隱患,嚴格按照防雷安全規(guī)范去做,才能將農(nóng)村雷電災(zāi)害降低到最小
4參考文獻
[1] 劉 輝,鄭細華,馬強,等.龍川縣農(nóng)村防雷現(xiàn)狀及預(yù)防對策[j].廣東科技,2010(4):109.
[2] 洪展.探討農(nóng)村防雷措施[j].氣象研究與應(yīng)用,2009,30(2):185.
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代防雷技術(shù);水廠自動化系統(tǒng);應(yīng)用
中圖分類號:TU991.35 文獻標識碼:A
近些年來,隨著供水自動化水平的逐年提供,供水系統(tǒng)中的微電子設(shè)備、計算機一級RTU的使用越來越多,目前,大部分的水廠已經(jīng)開始使用可編程控制器組成的集數(shù)據(jù)采集、信息傳送以及過程控制為一體的監(jiān)控網(wǎng),該種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的使用需要對運行參數(shù)進行不斷的調(diào)整,該種設(shè)備中使用了大量的CPU單元以及CMOS電路,也成為水廠中容易受到雷電干擾的主要設(shè)備之一,因此,必須要采取一種合理的保護方式防止雷電對水廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的影響。
現(xiàn)代防雷技術(shù)
現(xiàn)代防雷技術(shù)是一種集分流、均壓、屏蔽以及接地技術(shù)為一體的綜合防護設(shè)備。分流就是接地線與室外導線之間并聯(lián)的避雷器,當雷電在線路中產(chǎn)生過壓波時,過壓波會沿著導線進入室內(nèi),這時避雷器的電阻就會突然降低,接近短路狀態(tài),達到分流的目的,分流是防雷技術(shù)中的重點,近年來應(yīng)用范圍十分的廣泛,但是在分流之后,仍然有少部分的雷電會沿著導線進入室內(nèi),這就會對微電子產(chǎn)生較大的損害;均壓也是現(xiàn)代防雷技術(shù)中的核心內(nèi)容,當接閃裝置捕獲到雷電之后,引下線就會升至高電位,這就會對處于地電位的導體產(chǎn)生損害,進而危害設(shè)備和人員的安全,減少這種閃絡(luò)危險作為簡單常用的方法就是均壓,即將處在地電位的導體相連,連接至接地裝置中,這就可以保證導電部位之間不會發(fā)生對設(shè)備和人員有害的電位差,也不會產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)放電的情況;屏蔽就是利用金屬網(wǎng)、殼、箔、管等導體將所要保護的對象保衛(wèi),防止閃電的脈沖電磁從空間中侵入設(shè)備中,屏蔽也是現(xiàn)階段下防止電磁脈沖輻射對設(shè)備損害的最為有效的方法;接地就是將防雷系統(tǒng)中的閃電能量釋放到大地中的一種方法,該種方法可以降低飲下線的電壓,避免反擊反應(yīng)的發(fā)生,接地是整個防雷系統(tǒng)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),如果接地工作沒有做好,防雷效果就難以得到發(fā)揮。
防雷技術(shù)在水廠自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用
接地
要達到防雷的目的,最基礎(chǔ)的方法就是接地,水廠內(nèi)部的接地必須要設(shè)置好計算機自控接地系統(tǒng)、構(gòu)筑物接地系統(tǒng)以及強電設(shè)備和配電接地系統(tǒng),如果沒有合理的對這三個系統(tǒng)進行配置,那么在發(fā)生雷擊時,很容易導致自控系統(tǒng)遭到接地網(wǎng)的反擊。計算機自控系統(tǒng)是一個特殊的系統(tǒng),一般情況下,可以使用四種接地放來來接地:即安全保護接地、直流工作接地、信號屏蔽接地、系統(tǒng)工作接地,在對設(shè)備進行安裝的過程中,就使用聯(lián)合接地的方式進行接地,接地電阻必須要小于2歐姆。在現(xiàn)階段下,水廠的接地網(wǎng)絡(luò)大多使用分別鋪設(shè)的方式進行鋪設(shè)。
等電位聯(lián)結(jié)
為了保證機房內(nèi)部防雷區(qū)的交界面可以做好等電位連接工作,需要在水廠的機房內(nèi)將各種金屬部件使用接地線進行聯(lián)結(jié),以便改善機房內(nèi)部的電磁環(huán)境。等電位聯(lián)結(jié)即使用連接導體,將機房內(nèi)導電體、設(shè)備、金屬線槽等于建筑物的接地系統(tǒng)進行聯(lián)結(jié),將暫態(tài)電位差消除,構(gòu)成一種等電位的聯(lián)結(jié)整體。水廠自控機房中的各種支撐架和箱體的金屬組件與建筑物進行等電位聯(lián)結(jié)的方法有兩種:M型網(wǎng)絡(luò)和S型網(wǎng)絡(luò),M型網(wǎng)絡(luò)即多點接地的方式,這種接地方法具有接地阻抗低的特點,但是缺點就是容易引入外部的電流。S型網(wǎng)絡(luò)是單點接地的方式,這種接地方法具有抗干擾能力較強的特點。在你具體的選擇過程中應(yīng)該根據(jù)水廠機房設(shè)備的電磁干擾頻率、信號頻率以及系統(tǒng)的規(guī)模來選擇。
屏蔽措施
屏蔽措施也是減少電磁干擾的主要措施之一,屏蔽的主要方法就是利用建筑物內(nèi)部的金屬屏蔽體來衰減和阻擋過電壓能量,這種過電壓能量包括建筑物內(nèi)部的線路屏蔽、建筑物內(nèi)部的自然屏蔽以及弱電機房的人工屏蔽三種。其中建筑物內(nèi)部的自然屏蔽是由建筑物的金屬框架、金屬支撐物等互相聯(lián)結(jié)構(gòu)成,其具體的屏蔽效果可以通過磁場強度衰減的程度來表達。機房內(nèi)部的天然屏蔽就是將機房內(nèi)部的防靜電地板、天花板龍骨以及敷設(shè)好的金屬屏蔽線槽等相關(guān)的金屬構(gòu)件連接,并形成一種屏蔽空間,這可以使LEMP被有效減弱,此外,還要在防雷區(qū)域的交界處設(shè)置好電纜屏蔽層,在電纜屏蔽層和金屬管槽的兩端做好等電位聯(lián)結(jié)。
自動控制設(shè)備SPD的設(shè)置
如果輸電線路附近發(fā)生雷擊或者雷閃放電的情況,都會產(chǎn)生較大的雷電沖擊波,這種雷電沖擊波很容易與工頻回路發(fā)生耦合的情況,進而對整個通訊模塊產(chǎn)生影響。一般情況下,水廠配電系統(tǒng)中都會裝有閥型避雷器以及氧化鋅等避雷裝置,但是在發(fā)生雷擊之后仍然會導致電源發(fā)生損壞,造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于控制設(shè)備耐壓能力造成。因此,使用單級或者單一的器件難以滿足具體的保護要求,因此,需要使用一種多級保護的措施,其具體級數(shù)的設(shè)置要根據(jù)實際的情況來進行。
結(jié)語
總之,水廠中PLC系統(tǒng)和計算機對于瞬間過電壓的承受能力十分脆弱,加上水廠控制系統(tǒng)中線路的布置錯綜復(fù)雜,使用單一的防雷措施難以達到防雷的要求,因此,必須要使用一種綜合的防護措施,根據(jù)水廠的具體情況,全面綜合的考慮到各種因素,排除各種由于雷擊對水廠設(shè)備造成的危害,以便將雷電的危害減小至最小化。
參考文獻:
【1】白學文:現(xiàn)代防雷技術(shù)在水廠自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[期刊論文],中國給水排,2006,01(15).
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