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建筑防雷论文样例十一篇

时间:2023-02-20 00:18:49

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建筑防雷论文

篇1

目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用

电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:

1)TN-S系统过电压保护方式

2)TN-C-S系统过电压保护方式

3)TT系统过电压保护方式

综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:

1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,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)电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。

3)等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。

参考文献

篇2

一、前言

在建筑物防雷设计中,设计人员对一、二级防雷建筑物的防雷设计比较重视,疏漏差错很少,但对大量的三级防雷建筑物的防雷设计却常有忽视。由于设计质量管理规定:对于一般工程的电气设计允许可以不要计算书,因此许多设计人员对三级防雷建筑物的防雷设计,不再进行设计计算,仅凭经验而设计。对于防雷设施的是否设置及防雷设施的各种安全间距未进行计算、验算,因此造成大量的三级防雷的建筑物的防雷设计、施工存在较大的的盲目性,使有些工程提高了防雷级别,增加了工程造价,而有些工程却未按规范设计、施工,造成漏错,带来很大隐患和不应有的损失。

二、建筑物防雷规范的概述及比较

现今建筑物防雷标准有1993年8月1日起实施的《民用建筑电气设计规范》?JGJ/T16-92?推荐性行业标准,1994年11月1日起实施的《建筑物防雷设计规范》?GB50057-94?强制性国家标准。GB50057-94使建筑物的防雷设计、施工逐步与国际电工委员会?IEC?防雷标准接轨,设计施工更加规范化、标准化。

GB50057-94将民用建筑分为两类,而JCJ/T16-92将民用建筑防雷设计分为三级,分得更加具体、细致、避免造成使某些民用建筑物失去应有的安全,而有些建筑物可能出现不必要的浪费。为更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的实质,特择其主要条款列于表1。且后面的分析、计算均引自JCJ/T16-92中的规定。

三、预计的年雷击次数确定设置防雷设施

除少量的一、二级防雷建筑物外,数量众多的还是三级防雷及等级以外的建筑物防雷,而对此类建筑物大多设计人员不计算年预计雷击次数N,使许多不需设计防雷的建筑物而设计了防雷措施,设计保守,浪费了人、材、物。现计算举例说明:

例1:在地势平坦的住宅小区内部设计一栋住宅楼:6层高?层数不含地下室,地下室高2.2m?,三个单元,其中:长L=60m,宽W=13m,高H=20m,当地年平均雷暴日Td=33.2d/a,由于住宅楼处在小区内部,则校正系数K=1。

据JCJ/T16-92中公式?D?2-1?、?D?2-2?、?D?2-3?、?D?2-4?得:与建筑物截收相同雷击次数的等效面积?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?

建筑物所处当地的雷击大地的年平均密度:

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?

建筑物年预计雷击次数:

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?

据JCJ/T16-92第12.3.1条,只有在N≥0.05?GB50057-94中:N≥0.06?才设置三级防雷,而本例中:N=0.0475<0.05,且该住宅楼在住宅楼群中不是最高的也不在楼群边缘,故该住宅楼不需做防雷设施。

根据以上计算步骤,现以L=60m,W=13m,分别以H=7m、10m、15m、20m四种不同的高度,K值分别取1,1.5,1.7,2,Ng=2.28?km2?a?进行计算N值,计算结果见表2。

从表2中的数据可知,在本区内:①当K=1时,举例中的建筑物均N<0.05,不需设置防雷设施。②当K=1.5时,即建筑物在河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的或特别潮湿的建筑物,在高度达15m或以上者,必须设置三级防雷措施。③当K=1.7时,即金属的砖木结构的建筑物,高度达7m及以上者,必须设置三级防雷措施。④当K=2时,即建筑物位于旷野孤立的位置,高度达7m?两层以上者,均设置三级防雷措施。

可见,有的建筑物在20m的高度,却不需设置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必须设置三级防雷措施。关键因素在于建筑所处的地理位置、环境、土质和雷电活动情况所决定。

同时在峻工的工程中,我们也看到,例1中的民用建筑物,有许多类似的工程不该设置防雷却按三级防雷设计施工了,施工后的防雷接地装置如图1所示。

其中8组引下线均利用结构中的构造柱的4?12主筋,水平环路接地体埋深1m,距楼外墙1m。以上钢材均为镀锌件,则共需镀锌钢材0.192t,人工费2950元,定额预算工程直接费约0.75万元。类似这种三级防雷以外的住宅楼、办公楼及其他民用建筑,在我们地区1998年约竣工600~800栋,仅增设的防雷设施其工程直接费约为450~600万元。以此类推,在全省、全国因提高防雷等级而提高工程造价?浪费?的数字是巨大的。因此,设计人员对民用建筑物的防雷设计必须对建筑物年预计雷击次数进行计算,根据计算结果,结合具体条件,确定是否设置防雷设施。

四、防雷设施与人、金属管道等的安全距离

1.雷电流反击电压与引下线间距的关系

当建筑物遭受雷击时,雷击电流通过敷设在楼顶的避雷网,经接地引下线至接地装置流入地下,在接地装置上升高的电位等于电流与电阻的乘积,在接地引下线上某点?离地面的高度为h?的对地电位则为

Uo=UR+UL=IkRq+L?1?

式中Ik―雷电流幅值?kA?

Rq―防雷装置的接地电阻?Ω?

L―避雷引下线上某点?离地面的高度的为h?到接地装置的电感?μH?

雷电流的波头陡度?kA/μH?

?1?式中右边第一项?UR即IkRq?为电位的电阻分量,第二项?UL?即?为电位的电感分量,据GB50057-94有关规定,三类?级?防雷建筑物中,可取雷电流Ik=100kA,波头形状为斜角形,波头长度为10μs,则雷电流波头陡度==10kA/μs,取引下线单位长度电感Lo=1.4μH/m,则由?1?式可得出

Uo=100Rq+1.4×h×10=100Rq+14h?kV??2?

根据?2?式,在不同的接地电阻Rq及高度h时,可求出相应的Uo值,但引下线数量不同,则Uo的数值有较大差异。下面以例1中引下线分别为4、8根?假定每根引下线均流过相同幅度的雷击电流,且忽略雷电流在水平避雷上的电阻及电感压降?,计算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知,接地电阻?Rq?即使为零,在不同高度的接地引下线由于电感产生的电位?电感分量?也是相当高的,同样会产生反击闪络。

2.引下线与人体之间的安全间距

雷击电流流过引下线及接地体上产生的雷击电压,其电阻分量存在于雷电波的持续时间?数十μs?内,而电感分量只存在于波头时间5μs内,因此两者对空气绝缘作用有所不同,可取空气击穿强度:电感UL=700kV/m,电阻ER=500kV/m。混凝土墙的击穿强度等于空气击穿强度,砖墙的击穿强度为空气击穿强度的一半。

据表3计算的数据,下面计算引下线与人体之间的安全距离。因每组引下线利用构造柱中的4?12钢筋,可以认为引下线与人体、金属管道、金属物体之间为空气间隔,且认为引下线与空气之间间隔层为抹灰层,可忽略不计。

?1?当引下线为4组时,人站在一层,h1=3m,Rq=30Ω,则URI=750kV?UL1=10.5kV?人体与引下线之间安全距离L安全1>

?方可产生的反击。人站在5层,h2=15m,Rq=30Ω,则:UR2=750kV?U12=52.5kV?则安全距离L安全2>

1.575m<1.83m。在上述两个房间内,保持如此的距离是很难做到的,因此存在很危险的雷电压反击。

(2)当引下线为8组时,当站在一层房间内,h1=3m,Rq=30Ω,则UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?则安全间距L安全1>

0.757m。人站在5层时,h2=15m?则UL2=26.25kV?UR2=375kV?则安全间距L安全2>

可见,引下线数量增加一倍,安全间距则减小一半。因此设置了防雷设施后,应严格按照规范设置引下线的数量及间距。同时建议可缩短规范内规定的引下线间距,多设一定数量的引下线,可减少雷电压反击现象。这样处理,对增加工程造价微乎其微。

3.引下线与室内金属管道、金属物体的距离

?1?当防雷接地装置未与金属管道的埋地部分连接时,按例一中数据:楼顶的引下线高度h=Lx=20m,Rq=30Ω时,据JCJ/T16-92第12.5.7条规定,Lx<5Rq=5×30=150m,则

Sal≥0.2Kc?Ri+0.1Lx?

式中Kc―分流系数,因多根引下线,取0.44

Ri―防雷接地装置的冲击电阻,因是环路接地体,Ri=Rq=30Ω

Sal―引下线与金属物体之间的安全距离/m

Sal≥0.2×0.44×?30+0.1×20?=2.816m。

?2?当防雷接地体与金属管道的埋地部分连接时,按式?12.3.6-3?,Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上计算的Sal≥2.816m,Sa2≥0.66m,在实际施工时,均很难保证以上距离,因为金属管道靠墙0.1m左右安装,又由于Sa2≤Sal,因此可将防雷接地装置与金属管道的埋地部分连接起来,同时,在楼层内应将引下线与金属管道?物体?连接起来,防止雷电反击。

4.引下线接地装置与地下多种金属管道及其它接地装置的距离Sed

据JCJ/T16-92第12.5.7条及公式?12.3.6-4?:Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m,而在实际施工中,地下水暖管道交错纵横,先于防雷及电气接地装置施工,等施工后者时,已经很难保证Sed≥3.96m了,也难于保证不应小于2m的规定,因此可将防雷接地装置与各种接地装置共用,即实行一栋建筑一个接地体。将接地装置与地下进出建筑物的各种金属管道连接起来,实行总等电位联结。

综上所述,在实行一栋建筑一个总带电位联结、一个共用接地体的措施后,在楼顶部应将避雷带?针?与伸出屋面的金属管道金属物体连接起来,在每层内的建筑物内应实行辅助等电位联结,即引下线在经过各个楼层时,将它与该楼层内的钢筋、金属构架全部联结起来,于是不论引下线的电位升到多高,同楼层建筑物内的所有金属物?包括地面内钢筋、金属管道、电气设备的安全接地?都同时升到相同电位,方可消除雷电压反击。

五、跨步电压与接地装置埋地深度

跨步电压是指人的两脚接触地面间两点的电位差,一般取人的跨距0.8m内的电位差。跨步电压的大小与接地体埋地深度、土壤电阻率、雷电位幅值等诸多因素。当接地体为水平接地带时,

?3?

式中ρ―土壤电阻率/?Ω.m?

L―水平接地体长度m

Ik―雷电流幅值kA

K―接地装置埋深关系系数,见表4

Ukmax―跨步电压最大值?kV?

按例一中的接地装置计算,接地体长度L=146m,取Ik=150k,土质为砂粘土,ρ=300Ω.m,则按埋深深度0.3m,0.5m,0.8m,1m时相应的K值取2.2,1.46,0.97.0.78。按?3?式计算:

其Ukmax值分别为107.97,71.66,47.61,38.28/kV。

世界各国根据发生的人身冲击触电事故分析,认为相当于雷电流持续时间内人体能承受的跨步电压为90~110kV。从计算结果可知,该工程的防雷接地体埋深0.8m时,跨步电压已在安全范围内。JCJ/T16-92第12.9.4规定接地体埋设深度不宜小于0.6m,第12.9.7条规定:防击雷的人工接接地体距建筑物入口处及人行道不应小于3m,当小于3m时,接地体局部埋深不应小于1m,或水平接地体局部包以绝缘物。包以绝缘物易增大其接地电阻,因此还是以埋深大于1m时为好。这样处理,只增加少量工程造价,却将接地装置处理得更加安全可靠,起到事半功倍的效果。

若采用基础和圈梁内钢筋作为环形接地体,但由于三级防雷的建筑物大多为毛石基础,毛石基础上的圈梁埋地一般为0.3m左右,较浅根本达不到防止危险的跨步电压需将接地装置埋深1m的要求,因此不宜采用圈梁做为环形接地体?指三级防雷建筑物?。

六、区别工频、冲击接地电阻

工频、冲击接地电阻两者的区别及关系,许多施工技术人员不能区别与明晰,使部分工程的防雷装置接地电阻已达到设计值,而仍然盲目采用降阻措施,增加了工程造价。

工频接地电阻是按通过接地体流入地中工频电流求得的电阻。可以认为是接地体20m以内土壤的流散电阻,距接地体20m以外的大地是电气上的零电位点。用接地电阻测量仪测量的电阻,即为工频接地电阻。

篇3

随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。

建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。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,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。

由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。

目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:

1)TN-S系统过电压保护方式

2)TN-C-S系统过电压保护方式

3)TT系统过电压保护方式

综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:

1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,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)电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。

3)等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。

参考文献

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在建筑物施工过程中,防雷工程项目包括桩基础的焊接、柱筋引下线通长焊接及均压环、避雷网、避雷针、避雷器安装等,一直伴随着建设施工全过程。保证防雷工程项目施工质量的因素很多,如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等,环节很多,要对这些环节严格控制,才能保证最后的工程质量。

建筑物防雷包括防直击雷和防感应雷。防直击雷就是引导雷云与避雷装置之间放电,使雷电流迅速流散到大地中去,从而保护建筑物免受雷击。防雷电感应则通过建筑物内部的设备、管道、构架、钢窗等金属物的接地装置与大地作可靠的连接,将雷云放电后在建筑上残留的电荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接闪器、引下线、接地装置、避雷器、均压环及金属导体等电位连接等的施工和安装。

1防雷工程施工常见问题

通过实际检测测验和经验,施工过程防直击雷和防感应雷措施中常出现以下问题:一是避雷带、引下线、接地体、均压环搭接的连接长度不够,焊接不饱满,焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔,没有敲掉焊渣等缺陷。二是地钢筋网的连接点的错焊、漏焊;作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因构造柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况发生。三是用结构钢材代替避雷针(网)及其引下线时,焊接破坏镀锌层不刷防锈漆;或螺栓连接的连接片未经处理,片与片接触不严密等。四是引下点间距偏大,引下线跨越变形缝处未加设补偿器,穿墙体时未加保护管。接地体安装埋设深度不够或引出线未作防腐处理。五是屋面金属物,如管道、梯子、旗杆和设备外壳等,未与屋顶防雷系统相连,或等电位联结跨接地线线径不足。六是电气设备接地(接零)的分支线未与接地干线连接,实行串联连接。多层住宅采用TN-S系统时,进线在总电表箱处没有重复接地,没有按要求在配电间作MEB。七是低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等与防雷设计要求不符。

2防雷工程项目施工质量控制的主要措施

加强对防雷工程关键部位和工序的质量控制,针对施工中易出现质量通病的几个环节,制定现场检测预控措施,做到预防为主,动态跟踪,保证防雷工程的施工质量。

2.1严格审查设计图纸

一是不仅要熟悉电气图,对建筑设计中的结构、设备的布置也要有初步认识,领会设计中有关说明,对有些特殊的建筑工程项目系统,如弱电系统中的智能化工程、信息通讯、计算机、监控等,因为这些地点和设置在设计平面图纸中一般都没有明确标注,是以规范要求为施工标准进行预留预埋的,要注意对照强制性标准、施工验收规范进行施工。如发现不符合现行施工规范要求或做法不妥,选用的防雷接地材料不当时,应及时与设计单位洽商确定,形成设计文件,以便依照执行及备案。二是一个建设项目,相关专业设计图纸较多,审核防雷图纸时,要对照建筑图、结构图、基础图。各项目衔接复杂,极易导致施工错误。若施工单位经验不足,易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。对于施工中容易忽视和特别重要的问题应起草书面意见,以提醒施工单位执行。

2.2严格材料质量控制关,保证焊接质量

一是验材料三证;二是看材料规格;三是查在施工中是否使用设计和规范规定的镀锌材料。在施工监检过程中,作业人员往往随手拿普通结构用钢筋作帮条焊接,或用普通钢材代替镀锌材料,或以冷镀锌材质代替热镀锌材质,应及时纠正。防雷工程施工主要是焊接,焊接质量决定着工程质量。由焊接技术不过关的人员进行防雷接地,造成防雷工程不合格的情况时有发生,应严格审核专业防雷施工队伍的资质等级和施工人员资格证。

2.3查验地基接地焊接

地基接地焊接是接地施工中的第一环节。对于基础圈梁焊接或桩基钢筋与基础钢筋的焊接、基础钢筋与柱筋的焊接,都要严格按基础图和接地点逐一进行检查,尤其要对伸缩缝处基础钢筋是否跨接连通进行确认。当整个接地网焊接完成后,马上进行接地电阻值测试,确认是否符合设计要求。当电阻值不满足设计要求时,再次检验焊接质量或按设计要求补做人工接地装置。

2.4检查引上点和跨钢筋焊接质量

对以柱筋为引上线的接地网,要求施工人员采用每层按轴线标清每根柱子的位置及钢筋焊接根数进行施工,防止漏焊或错焊位置和焊接长度及质量不满足设计及规范要求等[1-2]。要对引上点和跨钢筋焊接质量仔细检查,并要求对焊接引上线进行定位标识,以防向上层焊错主筋造成接地中断错误。特别是对于结构的转换层,由于柱筋的调整,防雷引下线利用柱内主筋焊接引下容易错焊、漏焊,要进行反复核实。

2.5核实等电位焊接及其他接地部位

对于要进行等电位焊接、重复接地的部位,如设备间、变配电室、消防机房、空调机房、电梯机房、给水管、冷却塔、风机等部位的接地焊接要在施工日记上注明备查、核实。高层建筑45m高度以上,每向上3层在结构圈梁内敷设1条25mm×4mm的扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带或用不少于2根圈梁主筋焊成均压环。楼内水平敷设的金属管道及金属物应与防雷接地焊接,垂直敷设的竖向金属管道,在其底部和顶部均应与防雷接地焊接。玻璃幕墙防雷等电位接地的施工,在对采用预埋铁做法时,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墙,要根据建筑面积、建筑物的各种特点,出具详细的防雷施工方案。屋顶上装设的防雷网和建筑物顶部的避雷针及金属物体应焊接成一个整体。

2.6按规范进行质量验收

防雷工程应按工程进度及时做好隐蔽验收。无论自然接地体还是人工接地体以及玻璃幕墙、避雷网格、避雷针等,在施工完后都要及时进行接地电阻值的测试。尤其是接地体或接地网施工完成后,应及时认定接地电阻值是否符合设计规定值。低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等应与防雷设计要求相符;查看设计、施工资料,检查SPD安装的位置、数量、型号规格、技术参数应与设计相符合[3-4]。

3参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范GB50057-94[S].北京:中国计划出版社,2010.

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消防部门监管有限,导致违法行为滋生。由于消防部门人力、时间有限,加之一些规模小、性质复杂、施工地点分散的装修工程不受约束,增加了监管难度和执法效力,滋生了违法装修行为,造成此类场所的火灾隐患长期存在。

建筑内部装修工程相对建筑工程具有工期短,施工快的特点,如不及时发现,就会出现疏漏。因此,要有效控制建筑内部装修工程违法行为的出现,就要求监督员全面、准确的掌握辖区情况,充分发挥公安派出所三级管理的职能,建立健全多警联动机制,加大监督检查的频次和范围。对发现的违法违章行为严肃处理,绝不姑息。同时,广泛发动群众对进行违法装修的场所进行举报投诉,使违法违章的工程无处藏身。

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中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

伴随着我国的建筑行业的不断发展,建筑的功能日益多样化,人们对建筑的舒适性和安全性都有了更为严格的要求,因而,在进行建筑施工过程中,整个建筑的供电系统和防雷接地工作,也渐渐被提升到新的高度,在笔者多年的电气设计施工,和相关的供电系统和防雷接地工作经验中,笔者发现,供电系统;在保证供电可靠性的前提下应尽量满足电源的质量要求、减少电能损耗;防雷接地;内部防雷与外部防雷相结合,保障人身安全,避免建筑和电气设备造成损坏;在设计、施工和维护方面也给人们带来许多方便。

二.电气设计中的防雷接地分析和探讨

为了把雷电流迅速泄人大地,以防止雷害为目的的接地叫做防雷接地。在做办公楼的防雷接地设计前,首先根据办公楼等效面积和办公楼所在区域的年平均雷暴日等参数计算年预计雷击次数,再根据年预计雷击次数确定办公楼的防雷类别,最后按照《建筑物防雷设计规范》的要求进行设计。办公楼的防雷接地分外部防雷和内部防雷两类。

1.外部防雷措施探讨

外部防雷系统由接闪器、引下线、接地带、接地极等有机组成。缺一不可。设计时,首先根据土建所提条件,确定选用何种形式的接闪器、引下线、接地带和接地极。不同结构形式的建筑物,选用的外部防雷系统各不相同。

在办公楼设计中,经计算年预计雷击次数为0.159 97 次/a,属于第三类防雷建筑物。采用Φ10 圆钢避雷网暗敷于屋檐及女儿墙上作为接闪器,凡突出于屋面的物体均与避雷网可靠连接。避雷网网格大小不大于20m×20m 或24m×16m。屋面避雷网与所有柱内的主筋牢固焊接,利用柱内钢筋作为引下线,引下线在地下800mm 外引线与接地扁钢牢固焊接,其中2~3 根引下线在地上500mm 处引设断接卡供检测用。室内接地带利用基础及地梁内主筋,并与引下线牢固焊接,在底层引出地面供配电箱接地用。利用基础内钢筋作为接地极。当测试接地电阻不够时,由扁钢接地带外引增装角钢接地极,角钢接地极埋于地下800mm。办公楼接地电阻值

2.内部防雷分析

内部防雷系统的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。办公楼的防雷设计中,内部防雷主要包含浪涌保护和等电位联结两种方式。

(一)浪涌保护

所谓浪涌,指的是超出正常工作电压的瞬间过电压。在办公楼中,为防止电子设备遭受雷电浪涌而损坏,故需作浪涌保护。浪涌保护通过安装浪涌保护器(SPD)来实现。浪涌保护器的作用是泄放浪涌电流、限制浪涌电压。在办公楼设计中,采取分级保护、逐级泄流的原则。在电源的总进线处安装放电电流较大的一级浪涌保护器,每层配电箱及电梯配电箱内设二级浪涌保护器。

(二)等电位联结

等电位联结的目的是减小防雷空间内各金属部件以及各系统之间的电位差。做法是用联结导体将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导体、电气装置或电信装置等联结起来。等电位联结分总等电位联结(MEB)和局部等电位联结(LEB)。总等电位联结作用于全建筑物,它在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。在一局部场所范围内将各导电部分连通称作局部等电位联结。在办公楼设计中,采用总等电位联结,电源进线做重复接地。变配电室设一个总等电位MEB 箱,将建筑物内保护干线、设备进线总管等进行联结。总等电位联结线采用BV-1×25mm2 线穿SC32 管。总等电位联结均采用等电位卡子,禁止在金属管道上焊接。各层动力配电箱及休息室卫生问内安装局部等电位LEB 箱进行局部等电位联结,根据需要也可在计算机中心、安防、电信、消防等有电子设备的房间内做局部等电位联结。

三.电气设计中供电系统的分析探讨

1.科学设计供电方案

办公楼电气设计时,首先要确定办公楼的供电方案。办公楼供电要在保证供电可靠性的前提下满足电源的质量要求,并减少电能损耗。

在本办公楼中,无消防泵和消防电梯,只有应急照明和消防疏散指示标志,因此,应急照明和消防疏散指示为二级负荷,其余为三级负荷。办公楼的电源由上一级降压站经10KV 架空线路及10KV 电缆进一层变配电室,变配电室内设10KV 干式变压器1 台,把10KV 电压降至380/220V 后,为本楼的用电负荷供电。应急照明和消防疏散指示标志等二级负荷采用EPS 应急电源供电。

2.严格加强对负荷的计算

之所以要进行负荷计算,主要是因为办公楼的用电设备工作时的实际负荷不等于设备的额定负荷(安装容量);在设计时,如果直接采用额定容量进行设计势必会造成浪费,因此必须先进行负荷计算,算出全部设备的实际负荷,以便正确选择供配电系统中导线、电缆、开关、变压器等电气设备,还可以计算出全厂的电能需要量、电能损耗以及选择无功补偿容量等,做好办公楼在电气上的节能措施。负荷的计算方法有需要系数法、负荷密度法、单位指标法等。由于需要系数法比较简便,因而低压母线上的负荷计算多采用需要系数法。

式中:Kt 为同时系数;Kn 为需要系数;Q30 为用电设备组无功计算功率(kvar);P30 为用电设备组有功计算功率(KW);S30 加为用电设备组视在计算功率(KVA);Ijs 为计算电流(A);Pe 为用电设备额定功率(KW);cosΦ为功率因数。办公楼设计中,在低压母线上进行无功补偿。利用上述公式逐级计算后,即可得出无功补偿容量。计算出的无功补偿容量为120kvar,补偿后,10KV 侧的功率因素可达0.98,满足供电部门的要求。补偿后的总的视在计算功率为251KVA,选用400KVA 的10KV 干式变压器,变压器负载率为62.75%。

3.低压配电网络

低压配电网络,是指从终端降压变电所的低压侧到用户内部低压设备的电力线路,其电压一般为380/220V。

(一)供电系统的合理配置

为便于维修,多层建筑宜分层设置配电箱,每套房间宜有独立的电源开关。单相用电设备应适当配置,力求达到三相负荷平衡。办公楼共有四层,每层总面积较大,在不同位置各有两个电间,故在每个电间内分别放置动力配电箱1 台,为本层的照明箱及动力负荷供电。

(二)用电质量要求低压配电线路应当满足用户用电质量的要求

电能质量主要包含电压和频率两个指标。电压质量除了与电源有关以外,还与动力、照明线路的合理设计关系很大。在设计线路时,必须考虑线路的电压损失。一般情况下,低压供电半径不宜超过250m。插座和照明应分别在不同供电回路。照明系统中的每一单相分支回路电流不宜超过16A,光源数量不宜超过25 个。插座回路中每一回路插座数量不宜超过10个;电能质量的频率指标在我国规定工频为50Hz,是由电力系统保证的,它与照明、动力线路本身无关,但超过了规定值,将影响用电设备的正常工作。

(三)结合工程实际选择合理的接地方式

配电网络主要有放射式、树干式和混合式3 种接线形式。在办公楼设计中,采用放射式与树干式相结合的供电方式。动力负荷采用放射式供电,照明用电采用混合式供电。

四.结语

加强对建筑的电气设计中的供电系统与防雷接地工作,对于提高建筑的整体安全性能和稳定性有着十分重要的作用,在此过程中,要不断加强设计人员的综合素质培养,提高其设计的专业技能,结合具体的工程的实际情况,从而确保整个工程的安全性。

参考文献:

[1]李青 杭州庆春路越江隧道供电系统设计 [期刊论文] 《自动化博览》 -2011年6期

[2]肖盈 建筑电气设备中防雷接地及供电系统的设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年17期

[3]张星 探讨某办公楼电气设计的几个方面 [期刊论文] 《云南冶金》 -2011年4期

[4]金大算 上海环球金融中心电气设计 [期刊论文] 《智能建筑电气技术》 -2010年5期

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中图分类号:U226.8+1 文献标识码:A 文章编号:

一,前言

雷害事故是架空送电线路最频发的事故,我国历年送电事故统计中,雷害事故平均约占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地区和强雷地区,雷害事故可达送电事故的70%以上。线路防雷工作在架空线路的安全运行工作中是一项十分重要的工作,本文着重结合目前已采用的新技术谈谈防雷方面的措施

二.输配电线路遭受雷击的形式及危害

1.输配电线路容易发生雷击的原因分析

输配电线路雷击故障危害严重,我们应在了解这些故障的基础上探讨防雷措施。概括地说,输电线路雷击故障的原因有如下七点:线路绝缘水平低;带电部分对地间隙不够;避雷线布置不当;避雷线接地不良或避雷线与导线间的距离不够;线路相互交叉跨越距离不够;线路防雷薄弱环节措施未到位;线路处于雷击活动强烈区。

2. 输配电线路遭受雷击的形式

线路遭受雷击的形式主要包括感应雷、直击雷、球形雷。

(一)直击雷

直击雷在发生时候可以让巨大的雷电电流侵入地表,使得被雷击的地方接触的到的各种金属产生很高的对地电压,很容易发生触电事故的发生。同时,由于直接雷击释放出的电流巨大,冲击电压很容易让电力变压器和发电机发生烧毁,也可能造成电线烧毁,或者断裂,因而产生停电,甚至诱发火灾,因此,这种雷电的毁灭性巨大,造成的损失严重。

(二)球形雷

球形雷出现的次数少而不规则,因此取得的资料十分有限,其发生的原理现在还没有形成统一的观点。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内,极其危险。

(三)雷电感应,也称感应雷

雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场;这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压,造成对人体或者设备的二次放电,从而损坏电气设备。

3. 输配电线路遭受雷击的危害

雷击对线路的危害非常大。造成绝缘子串闪络,电源开关跳闸,严重时引起绝缘子串炸裂或绝缘子串脱开,从而形成永久性的接地故障;雷击导线引起绝缘闪络,造成单相接地或相间短路,其短路电流可能把导线、金具、接地引下线烧伤甚至烧断;架空地线档中落雷时,在与放电通道相连的那部分地线上,有可能灼伤、断股、强度降低,以致断地线;当线路遭受雷击时,由于导线、地线上的电压很高,还可能把交叉跨越的间隙或者杆塔上的间隙击穿。

三.输配电线路的防雷措施分析

建筑物输配电线路系统对整个建筑物功能的正常运行有着至关重要的作用,同时,建筑物内部的各种输配电线路系统以及系统设备也是极其容易发生雷击事故的环节,因此,根据雷电的不同特点和造成损害的不同方式,科学做好防雷措施,是保证整个建筑物内部输配电线路正常运行的关键。笔者以为,有以下几个方面的措施。

1.建立健全科学合理的整体防雷系统

从整个输配电线路系统而言,要做好防雷措施,首先要从整体上做好防雷规划,从内到外,做到防雷措施的全面覆盖。整体而言,外部可以可以安装避雷针,接闪器等,避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施,引起火灾或者事故。同时,内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统,通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地,并将其钳位在一定的电压范围内,以完善地保护电气设备。从整体上做好防雷规划,内外覆盖,这是采取具体防雷措施之前的基础性工作。

2.实施多级保护措施,做好配电系统的防雷

建筑物的输配电系统是保证整个建筑物功能正常运转的关键部分,而输配电系统也是容易遭受到雷电袭击的部位之一。因此,做好配电系统的防雷措施,是整个防雷系统中的重要环节。虽然目前很多建筑物都会在配电系统的进线处安装避雷器,避雷带等防雷器件,但是,经过很多次实践证明,单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转,当雷击降下时候,建筑物的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候,要据实际情况做好多级防护措施。

首先要在变压器二次侧安装好各种防雷装置,让外线产生的电压可以迅速得到释放。其次,要在各个控制站PLC专用隔离变压器前,主要是释放外线残压,和配电线路上感应出的过电压和其他用电设备的操作过电压。同时,要科学设计安装好隔离变压器,加大对各种电磁干扰的处理力度,减少雷电波诱发的雷击事故。最后,要在PLC专用电源模板前安装好保护措施,以便用最短的时间让前面的残压得到释放,应尽可能从总配电柜开始将自控系统的电源线单独布排。各级防雷器应尽量靠近被保护设备,以避免雷电侵入波发生全反射。

3. 降低接地电阻

(一)水平外延接地,如杆塔所在的地方允许水平放射接地体时应尽量采用水平放射方式。因为水平放射施工费用低,不但可以降低工频接地电阻,还可以有效地降低冲击接地电阻。

(二)深埋式接地极,如地下较深处的土壤电阻率较低,可用深井式或深埋式接地极。

(三)填充电阻率较低的物质或降阻剂。如附近有可以利用的低电阻率物质可以因地制宜,综合利用。

(四)敷设水下接地装置,如杆塔附近有水源,可以考虑利用这些水源在水底或岸边布置接地极,可以降低接地电阻,提高泄流能力。

(五) 合理接地。合理的接地设计是整个建筑物输配电线路系统防雷措施中的重要组成部分。在建筑物输配系统中,一般会有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地等三种接地方式,因此,科学设计,使得这三种接地方式之间互相配合,有助于大大降低雷击通过接地网络对系统的毁坏。以计算机自控系统为例,一般采用系统工作接地、直流工作接地、安全保护接地等几种接地方式。在防雷措施中,要根据实际情况,将各种接地方式合理的组合,使得接地电阻值最小,取得最佳的效果。

4. 架设耦合地线

提高线路的反击耐雷水平,降低反击跳闸率,一般主要应用在接地电阻较高的线路。根据日本电力中央研究院对500kV同杆双回线路的计算结果表明:在对雷击性能改善效果相似情况下,采用耦合地线的总费用约为增加绝缘的4.5倍。因此在使用耦合地线时应对效果和费用做综合比较,多数情况下该方法的性价比较低。

5.耦合地埋线

沿线路在地中埋设,并可与下一基塔的杆塔接地装置相连的l~2根接地线。据本电力单位的运行经验,在一个20基杆塔的易击段埋设耦合地埋线后,10年中只发生一次雷击故障。此法可降低跳闸率40%,能显著提高线路耐雷水平

四.结束语

输电线路的防雷并不只是以上一些措施就能彻底解决的,而是一个任重而道远的任务,肯定在今后的线路维护工作中还会遇到新问题,随着运行管理经验的不断丰富,再将成熟的新方法和新技术运用到实际工作中去,相信线路防雷工作一定会提到一个更高水平。

参考文献:

[1]谢思寿 10KV输电线路雷击的防雷措施及其效果 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年8期

[2]高新智 仇炜 韩爱芝 李景禄 陈国盛 针对某35 kV配电线路防雷问题的探讨 [期刊论文] 《高压电器》 ISTIC PKU -2010年4期

[3]何文旭 农村电网输配电线路防雷措施 [期刊论文] 《重庆电力高等专科学校学报》 -2005年3期

[4]张日朝 浅谈输配电线路安全运行管理 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2011年14期

[5]崔海 侯茜 李向奎 范宪铭 输配电线路运行中防雷措施的原理及应用 [会议论文] 2009 - 中国电机工程学会高电压专业委员会2009年学术年会

篇8

弱电部分主要内容包括:有线电视、公共广播系统及综合布线系统的设计。

消防部分主要报警系统、联动系统的设计等。

本次设计完成图纸共18幅,绘图采用AUTOCAD软件绘制。

本电气设计为毕业设计,其目的是通过设计实践,综合运用所学知识,理论联系实际,锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力,为未来的工作奠定坚实的基础。

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 录

一.绪论 6

1.1.建筑电气概况 6 1.3设计内容 6

二.配电系统设计 9

2.1负荷分级 9

2.1.1一级负荷 9 2.1.3三级负荷 9

2.2负荷的供电要求 9

2.2.1一级负荷的供电要求 9

2.2.2二级负荷的供电要求 9

2.2.3三级负荷的供电要求 10

2.3本工程的负荷分级及供电要求 10

2.3.1本工程的负荷分级 10

2.3.2本工程负荷的供电要求 10

2.4负荷计算 10

2.4.1负荷计算的内容 10

2.4.2负荷计算的方法 10

2.4.3负荷计算的公式 11

2.4.4负荷计算表 11

2.5变(配)电所所址选择,结构型式 11

2.5.1变(配)电所所址选择 11

2.5.2变(配)电所结构型式 12

2.6变压器类型,台数,容量选择 12 2.6.2变压器台数选择 12

2.6.3变压器容量选择 12

2.7配电方式 12 2.7.2低压配电方式 12

2.8电缆选择及敷设 13

2.8.1电缆选择的原则 13

2.8.2电缆选择的结果 13

三.照明系统设计 14

3.1总则 14

3.2照明光源选择 14

3.3照明灯具选择 14

3.4照度和照明方式选择 15

3.5一般照明 15

3.6应急照明 16

3.7照度计算 17

四.建筑物防雷,接地系统设计 18

4.1建筑物的防雷分类 19

4.2建筑物的防雷措施 20

篇9

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)12-0161-01

1、雷电损害网络的具体途径

雷电对于计算机网络的侵害主要有两种方式:一是直击雷的侵害,再是感应雷的侵害。直击雷具体是只雷电直接击中了建筑或是设备的连接线路,并且通过网络设备入地的雷击过电流。而感应雷通常是产生于电磁感应,经过电力线路和信号馈线继而侵入计算机网络系统。雷电的入侵途径主要是以下三种:第一,直击雷通过建筑的接闪器流入地底,继而泄放出雷电流并产生数万伏的地网地电位,然后经过设备的接地线而侵入网络设备,最终导致地电位反击;第二,雷电的电流通过建筑物的避雷针被引入地底的时候会在引下线周围产生强大的磁场,从而导致引下线附近的金属线通过感应继而产生电压,再在网络系统的电力或者信号线的影响下进攻网络;第三,建筑物内的电源或者通信线等设备,由于建筑外受到直接雷或者感应雷的影响而加载的电流或电压窜入线路,继而导致网络设备受到侵害。

综上所述,我们不难发现雷电主要是通过供电电源线路、接地系统或者是通信线路等载体而侵害网络,所以计算机网络系统的雷电防护应该从上述三个方面来进行。另外,由于计算机网络是摆放在室内的,建筑物本身具有避雷设施,继而减小了直击雷对计算机网络的影响,更应该引起关注的是感应雷。

2、计算机网络的雷电防护措施

2.1 信号系统方面的雷电防护

现代化的建筑物,其信息网络通常是相互连通的一种开放式网络。各个建筑物之间,或者是建筑物与外部网络之间都应该有物理介质对之进行连接,可供连接的介质主要有电话线、光纤以及5类屏蔽双绞线等。这一系列介质除了光纤之外,其他都有可能会由于直击雷或是感应雷的入侵而损害两端连接的网络。为了降低由于通信电缆引入雷电进行侵害的可能性,一般情况下所采用的方法是在进行网络通信设备电缆接入之前需要对信号避雷器进行接入,即在链路中串入一个瞬态过电压保护器,从而保护电子设备,防止其受到雷电闪击或是其他干扰所产生的阻断过电压、传导电涌过电压以及雷电的侵害,继而促使雷电对计算机网络系统设备的损坏降到最低。因为信号避雷器是在通信线中进行串接的,因此信号避雷器不仅要与防雷性特征相符,还要充分考虑到信号传输带宽等网络性能指标的要求。所以,在选择相关产品的时候要同时结合防雷性能指标以及网络性能指标的要求。

2.2 电源系统方面的雷电防护

因为雷电会产生强大的过电流以及过电压,且无法一次性完成限压及泄流,因此电源系统需要务必要实行多级的雷电防护,最少要做到限压及泄流的前后的两级保护。根据我国当前的计算机信息系统防雷技术的相关规定,电源系统需要采用三级的雷电防护,换而言之就是要在建筑物的总配电装置高压端处,分别进行高通容量的防雷装置安装,此为第一级保护。在低压处侧进行阀门式防雷装置安装,此为第二级保护。在楼层配电箱处进行电源避雷箱安装,此为第三级保护。在重要的场合更应该采用多级的保护措施,例如在USP电源输出端应该安装防雷器,对于重要的设备电源输入端需要进一步安装电源终端防雷设备等。安装多级电源防雷设施将能够有利于雷电过电流的彻底泄放以及过电压的有效限制,从而有效防止雷电以电力线路为载体进而侵入计算机网络系统对其设备造成损害。

2.3 关于接地及防静电的要求

因为计算机网络系统的核心设备通常都是放在计算机的机房之内的,所以机房的环境需要引起重视,良好的接地系统才能确保机房计算机与网络设备安全运行,并为工作人员的人生安全提供保障。根据《电子计算机机房设计规范》中所提出的要求,计算机机房的接地工作应该采用以下四种接地方式:交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地及防雷接地。当此四种接地方式所采用的接地装置是同一组时,其接地电阻不可大于其中最小值。另外,静电防护也应该引起计算机机房安全工作的重视,当静电的电压达到2KV的时候,人们就会有触电的感觉,当静电电压积累到一定程度是也会引起设备的故障。

当今是信息技术的时代,计算机网络被广泛使用,其已经成为人们用于交流的一项重要工具,但是无论是多么先进的工具都会有一定的局限性,计算机网络在抗击雷电方面的能力较为薄弱,其所造成的网络安全问题应该引起一定的重视。

参考文献

篇10

AbstractRurallightningprotectionsituationinZaohuangwasintroducedinthispaper.Thenthelightningprotectioncountermeasureswereputforwardinordertoproviderefereceforthesafetyofruralareas.

Keywordsrurallightningprotection;situation;countermeasure;ZaozhuangShandong

枣庄是雷电活动和雷击灾害比较频繁的地区,且具有雷电活动频繁、活动期长、季节性强等特点,雷击主要集中春季和夏季,雷暴日数一般在23.5d左右,雷暴初日一般在3月20日前后出现,终日一般在9月20日前后,属于多雷暴区。近几年,雷击灾害事故发生在农村的机率约占总雷电灾害数的3/4,雷击伤亡事故4/5以上发生在农村。因此,结合枣庄农村防雷实际,研究分析雷电灾害的成因及预防措施具有重大的意义。

1农村防雷现状

1.1农村防雷现状的调查和分析

农村防雷意识淡薄,防雷知识缺乏,房屋缺少防雷装置。有些农户在屋顶上放置了不锈钢水箱、太阳能热水器、普通电视天线、卫星天线等金属物,大部分没有作接地处理,这些金属成为雷电放电的对象,存在严重的雷击隐患。大部分房屋无防直击雷装置;电源线路、有线电视线路、电话线路等无防雷装置。

1.2农村学校防雷现状

对农村中小学校进行了一次大规模建筑物防雷设施现状调查,大部分学校没有防雷设施,特别是偏远农村小学,无任何设施的比例达95%以上,城区学校虽然有防雷设施,但防雷设施达不到要求,存在很多问题。近年来大多数学校师生的避雷意识正逐年提高,但经费不足,部分建筑物虽然有直击雷防护装置,但防雷装置倒伏、断裂、锈蚀、脱焊现象普遍存在。有避雷设施的学校,也只不过在主教学楼顶立了避雷针,大部分教学楼、图书楼、宿舍楼、食堂等都没有安装避雷设施,部分建筑物上安装的防雷装置材料规格或安装位置、引下线间距、保护范围等不符合规范要求,校内无避雷带,计算机机房未安装防静电地板,几乎全部电教设备无任何防雷电电磁脉冲措施,一旦建筑物遭受雷击或学校附近有雷击现象发生,势必在电源线路上有雷电感应发生,将会对学校整个电教设备及微机造成损坏。

2农村雷电防御措施

2.1加强农村防雷科普的宣传和雷电知识的普及教育

农村防雷宣传和雷电知识普及是农村雷电灾害防御工作的关键,其开展的好坏直接关系到农村雷电灾害防御工作的成败。只有提高群众防雷意识,增强群众安装防雷装置的自觉性和主动性,才能够真正做好农村的雷电灾害防御工作。应采取防雷宣传画、防雷公益图片、雷电灾害警示图片、防雷宣传幻灯片、防雷公益广告等形式,利用手机短信、电视、报纸、网络等媒体进行防雷宣传,以及在农村宣传车巡回宣传等方式开展大规模的防雷科普宣传,提高广大农民群众科学预防雷电灾害知识[1]。

2.2建立严密的制度体系

农村防雷减灾是一项长期性的工作,需要制定一套适应农村特点切实可行的防雷工作制度体系来保证农村防雷工作的健康发展[2]。应建立雷电灾情收集、调查和评估制度,建立农村防雷装置的检查制度,建立农村防雷工作人员定期培训制度,建立县、乡2级防雷安全联席会议制度,建立防雷装置设计审核、施工监督和竣工验收制度。

2.3加大对农村建筑物防雷建设的监管力度

对农村企业和个人新建扩建建筑物,要安装避雷设施,定期进行防雷检测。从源头上减少雷电灾害的发生,政府可以对农村避雷设施建设进行一定程度的扶植,减少农民的负担,从而减少雷电伤亡的发生[3]。

2.4规范电力、电话、电视天线等线路的防雷措施

由于农村都是架空线路,雷击到线路上和线路上感应上雷电流的时候较多,直接安装浪涌保护器,浪涌保护器难以承受。一般情况下,线路在人户前套15m长的钢管埋地引入或改15m长的屏蔽线入户,并把屏蔽线两头接地,这样可以把线路感应的雷电流的大部分通过屏蔽层和钢管传入大地。电话线路入户时应将其绝缘子(例如通信蝶式绝缘子)的铁脚接地,电话线路也不宜采用木杆架设。需要架设电视天线时,一定要在它的旁边架设金属避雷针并保持3m以上的安全距离,用避雷针来保护天线。否则当天线遭雷击时,不仅电视机将受损,还有可能伤及室内人员。

2.5做好雷电灾害的预警预报

山东省已初步建立由卫星、多普勒雷达、闪电定位仪、大气电场仪、自动气象站组成的立体雷电监测网,可以提前数小时预测到雷电的落区[4]。要加强雷电灾害的监测、预警预报工作,提高预报的准确率和提前预警时间,并借助现代化的通信手段,及时通知农民,让农民有针对性地提前作好雷电防御工作,从而有效地避免雷电灾害事故发生。

3结论

农村防雷减灾工作是一项系统工程,要引起社会各界的高度重视,只有全社会动员起来,采取多种措施,多管齐下,形成合力,加大防雷减灾的宣传力度,以预防为主,排除防雷隐患,严格按照防雷安全规范去做,才能将农村雷电灾害降低到最小。

4参考文献

[1]刘辉,郑细华,马强,等.龙川县农村防雷现状及预防对策[J].广东科技,2010(4):109.

篇11

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

枣庄是雷电活动和雷击灾害比较频繁的地区,且具有雷电活动频繁、活动期长、季节性强等特点,雷击主要集中春季和夏季,雷暴日数一般在23.5 d左右,雷暴初日一般在3月20日前后出现,终日一般在9月20日前后,属于多雷暴区。近几年,雷击灾害事故发生在农村的机率约占总雷电灾害数的3/4,雷击伤亡事故4/5以上发生在农村。因此,结合枣庄农村防雷实际,研究分析雷电灾害的成因及预防措施具有重大的意义。

1农村防雷现状

1.1农村防雷现状的调查和分析

农村防雷意识淡薄,防雷知识缺乏,房屋缺少防雷装置。有些农户在屋顶上放置了不锈钢水箱、太阳能热水器、普通电视天线、卫星天线等金属物,大部分没有作接地处理,这些金属成为雷电放电的对象,存在严重的雷击隐患。大部分房屋无防直击雷装置;电源线路、有线电视线路、电话线路等无防雷装置。

1.2农村学校防雷现状

对农村中小学校进行了一次大规模建筑物防雷设施现状调查,大部分学校没有防雷设施,特别是偏远农村小学,无任何设施的比例达95%以上,城区学校虽然有防雷设施,但防雷设施达不到要求,存在很多问题。近年来大多数学校师生的避雷意识正逐年提高,但经费不足,部分建筑物虽然有直击雷防护装置,但防雷装置倒伏、断裂、锈蚀、脱焊现象普遍存在。有避雷设施的学校,也只不过在主教学楼顶立了避雷针,大部分教学楼、图书楼、宿舍楼、食堂等都没有安装避雷设施,部分建筑物上安装的防雷装置材料规格或安装位置、引下线间距、保护范围等不符合规范要求,校内无避雷带,计算机机房未安装防静电地板,几乎全部电教设备无任何防雷电电磁脉冲措施,一旦建筑物遭受雷击或学校附近有雷击现象发生,势必在电源线路上有雷电感应发生,将会对学校整个电教设备及微机造成损坏。

2农村雷电防御措施

2.1 加强农村防雷科普的宣传和雷电知识的普及教育

农村防雷宣传和雷电知识普及是农村雷电灾害防御工作的关键,其开展的好坏直接关系到农村雷电灾害防御工作的成败。只有提高群众防雷意识,增强群众安装防雷装置的自觉性和主动性,才能够真正做好农村的雷电灾害防御工作。应采取防雷宣传画、防雷公益图片、雷电灾害警示图片、防雷宣传幻灯片、防雷公益广告等形式,利用手机短信、电视、报纸、网络等媒体进行防雷宣传,以及在农村宣传车巡回宣传等方式开展大规模的防雷科普宣传,提高广大农民群众科学预防雷电灾害知识[1]。

2.2建立严密的制度体系

农村防雷减灾是一项长期性的工作,需要制定一套适应农村特点切实可行的防雷工作制度体系来保证农村防雷工作的健康发展[2]。应建立雷电灾情收集、调查和评估制度,建立农村防雷装置的检查制度,建立农村防雷工作人员定期培训制度,建立县、乡2级防雷安全联席会议制度,建立防雷装置设计审核、施工监督和竣工验收制度。

2.3加大对农村建筑物防雷建设的监管力度

对农村企业和个人新建扩建建筑物,要安装避雷设施,定期进行防雷检测。从源头上减少雷电灾害的发生,政府可以对农村避雷设施建设进行一定程度的扶植,减少农民的负担,从而减少雷电伤亡的发生[3]。

2.4规范电力、电话、电视天线等线路的防雷措施

由于农村都是架空线路,雷击到线路上和线路上感应上雷电流的时候较多,直接安装浪涌保护器,浪涌保护器难以承受。一般情况下,线路在人户前套15 m长的钢管埋地引入或改15 m长的屏蔽线入户,并把屏蔽线两头接地,这样可以把线路感应的雷电流的大部分通过屏蔽层和钢管传入大地。电话线路入户时应将其绝缘子(例如通信蝶式绝缘子)的铁脚接地,电话线路也不宜采用木杆架设。需要架设电视天线时,一定要在它的旁边架设金属避雷针并保持3 m以上的安全距离,用避雷针来保护天线。否则当天线遭雷击时,不仅电视机将受损,还有可能伤及室内人员。

2.5做好雷电灾害的预警预报

山东省已初步建立由卫星、多普勒雷达、闪电定位仪、大气电场仪、自动气象站组成的立体雷电监测网,可以提前数小时预测到雷电的落区[4]。要加强雷电灾害的监测、预警预报工作,提高预报的准确率和提前预警时间,并借助现代化的通信手段,及时通知农民,让农民有针对性地提前作好雷电防御工作,从而有效地避免雷电灾害事故发生。

3结论

农村防雷减灾工作是一项系统工程,要引起社会各界的高度重视,只有全社会动员起来,采取多种措施,多管齐下,形成合力,加大防雷减灾的宣传力度,以预防为主,排除防雷隐患,严格按照防雷安全规范去做,才能将农村雷电灾害降低到最小

4参考文献

[1] 刘 辉,郑细华,马强,等.龙川县农村防雷现状及预防对策[j].广东科技,2010(4):109.