產(chǎn)品類別
山西離石火車站綜合防雷方案
1、 綜述
2、 站基防雷分析
3、 設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)
4、 直接雷防護(hù)
5、 雷擊電磁脈沖防護(hù)
6、 方案設(shè)計(jì)思想
7、 防雷設(shè)計(jì)依據(jù)
8、 防雷方案設(shè)計(jì)
9、 驗(yàn)收方法
10、工程設(shè)計(jì)進(jìn)度表
11、材料匯總表
12、工程報(bào)價(jià)匯總表
13、提供的服務(wù)
14、企業(yè)簡(jiǎn)述
一、綜述:呂梁火車站的建設(shè)是呂梁人民生活中的一件大事,整個(gè)車站綜合防雷性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到車站調(diào)度樞紐系統(tǒng)的運(yùn)行效率和日常運(yùn)營(yíng)中的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著現(xiàn)代化的進(jìn)展,鐵路站內(nèi)設(shè)備越來越先進(jìn)。雷擊發(fā)生時(shí),雷擊放電誘發(fā)雷擊電磁脈沖過電壓和過電流,經(jīng)站場(chǎng)電源系統(tǒng)、通信信號(hào)傳輸通道、接地系統(tǒng)及建筑物直擊雷防護(hù)系統(tǒng),通過傳導(dǎo)、感應(yīng)的方式損壞站內(nèi)通信信號(hào)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備,造成損失巨大,直接威脅鐵路正常的安全運(yùn)輸生產(chǎn)。直接雷的侵襲又將威脅到工作人員和站內(nèi)外流動(dòng)旅客的生命安危,關(guān)系到整個(gè)社會(huì)穩(wěn)定問題。因此,呂梁火車站這一新的標(biāo)志性的形象工程的防雷設(shè)計(jì)施工便凸顯出其重要性和必要性。
二、對(duì)鐵路站場(chǎng)雷電防護(hù)的分析
鐵路站場(chǎng)設(shè)備遭受過電壓和過電流攻擊的途徑可分為直擊雷、感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷、操作過電壓四種。結(jié)合站場(chǎng)設(shè)備的分布特點(diǎn)及雷電攻擊的途徑類型,鐵路站場(chǎng)雷電防護(hù)存在以下特點(diǎn)。
1.鐵路站場(chǎng)占地面積較大,站場(chǎng)直接雷防護(hù)和樓內(nèi)主要設(shè)備(如數(shù)字微波通信、車站數(shù)字通信分系統(tǒng)、站場(chǎng)廣播機(jī)、無線列調(diào)通信、平面調(diào)車通信、信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖等設(shè)備)集中在候車大廳、火車站廣場(chǎng)和信號(hào)樓、通信樓。廣場(chǎng)、大廳、信號(hào)樓、通信樓的避雷針應(yīng)能滿足對(duì)整個(gè)車站整體和信號(hào)樓、通信樓區(qū)域的保護(hù),有效防止直擊雷的襲擊。
2.鐵路道軌是接受直擊雷和傳導(dǎo)雷感應(yīng)雷的良好導(dǎo)體。與道軌連接的相關(guān)鐵路信號(hào)設(shè)備,如信號(hào)機(jī)、軌道電路箱、道岔電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等,將受到雷擊的嚴(yán)重威脅。
3.信號(hào)樓微機(jī)聯(lián)鎖及通信機(jī)房、通訊樓通訊機(jī)房等重要區(qū)域的戶外線路可能遭受到直擊雷后,線路中的大電流串入各機(jī)房?jī)?nèi)部,從而引起對(duì)內(nèi)部設(shè)備的損壞。當(dāng)雷雨云之間、雷雨云對(duì)大地之間放電時(shí),雷閃電流的高頻電磁場(chǎng)對(duì)暴露在空間或室內(nèi)的電源線、信號(hào)線、數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)備抗電強(qiáng)度的感應(yīng)雷擊過電壓,使設(shè)備損壞。
4.雷電防護(hù)的原則是“等電位”。由于機(jī)房存在多類接地系統(tǒng),其沖擊接地電阻不均衡,在雷擊發(fā)生時(shí),雷電流引起地電位差,造成“地電位反擊”,使人員和設(shè)備遭受損害。
5.操作過電壓引起的危害,如儲(chǔ)藏設(shè)備的開關(guān)、輸電線路的短路、周圍大容量設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)干擾或操作過電壓在電源線上會(huì)產(chǎn)生5000~6000V、3KA的浪涌過電壓及浪涌電流,它們的竄入也會(huì)將信號(hào)樓、通信樓內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生很大的破壞后果。
從以上分析中可以得出:為了提高鐵路車站廣場(chǎng)、建筑物安全及機(jī)房設(shè)備和計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控設(shè)備等的運(yùn)行可靠度,整個(gè)站場(chǎng)的雷電防護(hù)系統(tǒng)一定要有良好的接閃器、引下線和統(tǒng)一的接地網(wǎng),采取完善的直擊雷、側(cè)擊雷、感應(yīng)雷防護(hù)措施。同時(shí)必須在車站的供電系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、信號(hào)采集傳輸系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)房接地系統(tǒng)等進(jìn)行可靠有效的防護(hù),在攔截、分流、均衡、接地、布線、布局等方面作完整的,多層次的綜合防護(hù)。
基于以上分析,呂梁火車站宜選用先進(jìn)的預(yù)放電型接閃器作為直擊雷防護(hù)避雷針,選用列電源及數(shù)據(jù)信號(hào)防雷器件,對(duì)主要機(jī)房設(shè)備和重要終端進(jìn)行雷擊電磁脈沖防護(hù)。
三、設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)
鐵路站場(chǎng)綜合防雷的設(shè)計(jì)主要執(zhí)行或參照以下標(biāo)準(zhǔn):GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》2000年版、GA267-2000《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖安全防護(hù)規(guī)范》、 GB7450—87《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》、GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB9361—88《計(jì)算站場(chǎng)地安全要求》等。鐵路站場(chǎng)雷電防護(hù)總的原則是經(jīng)等電位連接,使過電壓(或電流)以最直接的路徑盡快泄漏到大地,達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。電磁兼容防護(hù)總的原則是利用室內(nèi)的金屬物有機(jī)地構(gòu)成一個(gè)“法拉第籠”,進(jìn)行接地連接。站場(chǎng)綜合防雷設(shè)計(jì)本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則,達(dá)到防御或減輕雷電災(zāi)害、提高防雷安全度的目的。
四、直擊雷防護(hù)
(一)接閃器
普通避雷針,通常即為一根鐵棒,將端部磨尖,通過接地引下線將地電位(通常認(rèn)為零電位)引至針尖,利用針尖的高度(比被保護(hù)物高出許多),比被保護(hù)物優(yōu)先產(chǎn)生上行先導(dǎo),與雷云的下行先導(dǎo)相遇,從而達(dá)到引雷入地的效果,保護(hù)其它建筑物免受雷擊的侵害。
預(yù)放電型接閃器利用了雷云產(chǎn)生的空間電場(chǎng)強(qiáng)度,預(yù)先使周圍的空氣電離,空氣離子在空間電場(chǎng)的作用下加速接近雷云,從而使迎面先導(dǎo)大大提前與雷云的下行先導(dǎo)相遇,使得引雷的可靠性和半徑提高大大保護(hù),增強(qiáng)了保護(hù)性能。
預(yù)放電型避雷針為先進(jìn)的純結(jié)構(gòu)型預(yù)放電避雷針。它利用雷云在空中感應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,使針頭的感應(yīng)電極(空中場(chǎng)強(qiáng))與針尖(地電位)之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花放電,使針頭周圍空氣電離,在電場(chǎng)的作用下形成一條向上的雷電先導(dǎo),從而使迎面先導(dǎo)提前與雷云的下行先導(dǎo)相遇,形成主放電通道,從而大大提高了避雷針的效率,使保護(hù)半徑大大提高。由于其內(nèi)部無任何電子元件,避免了老化問題,所以更加可靠,不需維護(hù)。此類避雷針比普通避雷針提前產(chǎn)生上行先導(dǎo)的時(shí)間稱為“預(yù)放電時(shí)間”,這是考核預(yù)放電型避雷針性能的重要指標(biāo),已列入法國(guó)等一些歐洲國(guó)家的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。鐵運(yùn)處所屬車站選用先進(jìn)的法蘭西GUERETIF3 預(yù)放電型避雷針作為直擊雷防護(hù)避雷針,對(duì)站場(chǎng)可能遭受直擊雷的重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┲苯永椎姆雷o(hù)。該類避雷針的特點(diǎn)如下。
1.最快的搶先預(yù)放電時(shí)間86us,即優(yōu)先引雷入地,保護(hù)半徑大大增加,為目前國(guó)際上中搶先時(shí)間最快的預(yù)放電避雷針。
2.在相同的安裝高度下,比普通避雷針的保護(hù)半徑大十幾倍,大大提高了防護(hù)效率。
3.避雷針內(nèi)部無電子部件,更加安全,減少故障隱患,無老化,不需維護(hù)。
4.選用了世界最好的防腐316L不銹鋼材料,永不生銹。
5.重量很輕,何載小,對(duì)支撐物的荷載要求低。
(二)直擊雷防護(hù)方案
鐵路站場(chǎng)直擊雷防護(hù)重點(diǎn)區(qū)域是廣場(chǎng)、候車大廳、通信樓、信號(hào)樓和戶外岔群咽喉區(qū)設(shè)備。
1. 廣場(chǎng)直接雷防護(hù)。a、在廣場(chǎng)中心位置矗立的中央照明燈頂部增加防直接雷裝置;b、在廣場(chǎng)四周矗立裝飾性避雷接閃器,確保覆蓋整個(gè)廣場(chǎng)區(qū)域。
2.候車大廳按照設(shè)計(jì)方案采用避雷帶和建筑屋頂金屬設(shè)計(jì)進(jìn)行直接雷防護(hù)。
3.通信樓直擊雷防護(hù)。利用通信樓附近的高約45米微波塔,在塔頂上安裝IF3 避雷針,避雷針安裝高度超出塔頂2.5米。經(jīng)計(jì)算,避雷針對(duì)地面的保護(hù)半徑可達(dá)119米。引下線采用截面大于12mm×4mm的鍍鋅扁鋼。防雷接地裝置接地電阻小于1歐。該避雷針可保護(hù)通信樓、部分鐵軌和場(chǎng)區(qū)部分咽喉區(qū)的部分信號(hào)機(jī)等鐵路設(shè)備,免受直擊雷的侵害。
4.信號(hào)樓直擊雷防護(hù)。利用被保護(hù)建筑物信號(hào)樓,高度約為10米,在信號(hào)樓頂部安裝IF3避雷針,針的安裝高度超出樓頂5米。經(jīng)計(jì)算,保護(hù)半徑可達(dá)109米。樓頂預(yù)埋 350mm×350mm×10mm厚鋼板,便于焊接避雷針底座,從底座延相反方向焊接引出兩條引下線,引下線采用大于8mm的圓鋼沿樓外墻引下入地,與樓的接地環(huán)相連。防雷接地裝置接地電阻小于1歐。將避雷針與接地裝置貫通。保護(hù)信號(hào)樓及場(chǎng)區(qū)附近的鐵軌避免由于直擊雷擊中鐵軌雷電流竄入信號(hào)樓,對(duì)設(shè)備及人身安全造成危害。
五、雷擊電磁脈沖防護(hù)
(一)防雷器
選用世界一流的德國(guó)OBOBETTERMANN系列電源防雷器件,對(duì)鐵路站場(chǎng)主要機(jī)房設(shè)備和重要終端進(jìn)行雷擊電磁脈沖防護(hù)。它具有以下特點(diǎn)。
1.應(yīng)用新型高能量密度的石墨電極材料,特性耐久不變。
2.采用多電極堆保證了可控制的能量分配,并聯(lián)電容控制對(duì)模塊達(dá)到低殘壓水平,通過這種設(shè)計(jì),具有良好的續(xù)斷遮斷,達(dá)到對(duì)續(xù)流的完全熄滅。
3.密封設(shè)計(jì),安裝方式?jīng)]有限制,無電弧外泄,無須使用大體積的隔離金屬箱。
4.無須斷電,所有模塊都可取下檢測(cè)和更換,可大量節(jié)約維護(hù)費(fèi)用。
5.安裝簡(jiǎn)單,支持凱文接線,N/PE端的隧道式連接,免除調(diào)線的繁瑣。
6.容通電流大,反應(yīng)速度快,插入損耗小。
7.采用NPE模塊的防雷器可在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),即使地阻值高或地線不良的情況下,流經(jīng)防雷器的電流可使前級(jí)保險(xiǎn)絲脫逃,防雷器與電網(wǎng)隔離,防止防雷器損壞。
(二)雷擊電磁脈沖防護(hù)方案
1.對(duì)纜線布放和接地系統(tǒng)的要求
鐵路站場(chǎng)主要設(shè)備集中在信號(hào)樓、通信樓。雷擊電磁脈沖防護(hù)的重點(diǎn)是信號(hào)樓和通信樓內(nèi)的敏感電子設(shè)備。在進(jìn)行電源和信號(hào)線防雷器配置時(shí),根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求,應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮。
(1)電力電纜應(yīng)埋地引入建筑物,電纜埋地部分不應(yīng)小于15米(GA267-2000第 7、第8條)。室外衛(wèi)星饋線和其它各種通信、信號(hào)電纜應(yīng)采用具有雙層金屬防護(hù)層的電纜,其外層金屬防護(hù)層在頂部及進(jìn)入機(jī)房入口處的外側(cè)應(yīng)就近接地。當(dāng)采用單層屏蔽電纜或無屏蔽線纜時(shí),應(yīng)穿金屬管或金屬線槽引入建筑物內(nèi),金屬管(或線槽)的兩端就近接地,金屬管 (或線槽)的連接處應(yīng)有效跨接(GB50057-94第6.3.1條)。
因此,出入信號(hào)樓、通信樓的電力電纜(線)、通信纜線、信號(hào)電纜應(yīng)采用金屬護(hù)套電纜或敷設(shè)在金屬管內(nèi),纜線金屬護(hù)套或金屬管應(yīng)在頂部及進(jìn)入機(jī)房入口處的外側(cè)就近分別接地;進(jìn)入信號(hào)樓、通信樓低壓電力電纜宜全程埋地引入,其電纜埋地長(zhǎng)度不應(yīng)小于 15m;微波鐵塔上架設(shè)的同軸電纜應(yīng)穿在金屬管內(nèi),金屬管應(yīng)分別在上下端接地;進(jìn)入機(jī)房的電纜橋架應(yīng)屏蔽接地。
(2)信號(hào)樓、通信樓應(yīng)采用共用接地系統(tǒng)(GB5005794第6.3.3條)。因此,一棟樓內(nèi)的電子設(shè)備應(yīng)共用一組接地裝置,應(yīng)按均壓、等電位的原理,將工作地、保護(hù)地和防雷地組成一個(gè)聯(lián)合接地網(wǎng)。站內(nèi)各類接地線應(yīng)從接地匯集線或接地網(wǎng)上分別引入。通信樓的接地裝置應(yīng)按照YD5068—98(移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范)的要求予以改造。
2.信號(hào)樓雷擊電磁脈沖防護(hù)
信號(hào)樓主要包括微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、無線列調(diào)及平面調(diào)車車站電臺(tái)、計(jì)算機(jī)服務(wù)器、站場(chǎng)廣播機(jī)及車站數(shù)字通信分系統(tǒng)等設(shè)備。
針對(duì)信號(hào)樓電源線分兩路架空引入,供電方式為TT制式。在總配電箱安裝兩套 OBO3*MC50-B+l*MCl25B第一級(jí)電源防雷箱,在交直流配電屏電源入線端加兩套V20-C/3+NPE 電源防雷器及在車站綜合柜入線端安裝一套V20-C/I+NPE電源防雷器為第二級(jí)電源防雷器。需要注意的是第一級(jí)與第二級(jí)防雷器之間的線路應(yīng)保持5m以上的距離。無線列調(diào)及平面調(diào)車車站設(shè)備,在天饋線進(jìn)入調(diào)度機(jī)房入口與設(shè)備聯(lián)接處安裝DS-N饋線防雷器,注意設(shè)備機(jī)殼及防雷器地線良好接地。防雷器前端均串接20A動(dòng)力型空氣開關(guān)。
戶外信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路與室內(nèi)相連的信號(hào)線,是重要的引雷路徑,需根據(jù)每一根信號(hào)線上電壓的不同相應(yīng)安裝防雷器,分別選擇V20-C系列防雷器進(jìn)行防護(hù):對(duì)于交流和直流220伏信號(hào)線采用V20-C/4+NPE電源防雷器進(jìn)行防護(hù);對(duì)于交直流10~24V信號(hào)線采用V20-C/1~75V進(jìn)行防護(hù);防雷器前端均串接20A動(dòng)力型空氣開關(guān)。
由于信號(hào)設(shè)備的保護(hù)地與工作地嚴(yán)格分開,雷擊發(fā)生時(shí),兩個(gè)地線系統(tǒng)可能出現(xiàn)瞬間電壓差,造成電子設(shè)備及人身的損壞和傷害。為了達(dá)到有效的防雷保護(hù),在兩個(gè)地之間安裝OBO地極保護(hù)器480。其特點(diǎn)是:正常工作狀態(tài)下,兩地相互無干擾;雷擊狀態(tài)下, 480迅速導(dǎo)通,兩地電壓均衡,消除反擊電壓;響應(yīng)時(shí)間小,納秒級(jí)導(dǎo)通;安裝方便,直接連接于兩接地匯流排之間。
3.通信樓雷擊電磁脈沖防護(hù)
針對(duì)通信樓電源分兩路架空引入,引雷幾率較大,低壓電纜應(yīng)地埋15m以上引入通信樓,在主配電箱安裝兩套3*MC50-B+1*MCl25-B第一級(jí)電源防雷箱。在數(shù)字微波入線端第二級(jí)電源防雷器V20-C/I+NPE。由室外引入的微波收發(fā)饋線均安裝DS-N饋線防雷器。在電纜充氣設(shè)備電源入線端安裝第二級(jí)電源防雷器V20-C/I+NPE。在機(jī)房?jī)?nèi)安裝等電位連接排 4801,機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備的機(jī)殼及防雷器接地線都連接至等電位連接排上。所有設(shè)備的機(jī)殼均可靠接地,所有接地線共用一組接地裝置。接地電阻為1歐姆以下。防雷器前端均串接20A動(dòng)力型空氣開關(guān)。
系統(tǒng)防雷方案包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)方面:
外部防雷包括接閃器、避雷帶、引下線、接地極等等,其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲,將可能擊中建筑物的雷電通過接閃器、避雷帶、引下線等,泄放入大地。
內(nèi)部防雷系統(tǒng)是為保護(hù)建筑物內(nèi)部的設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。通過在需要保護(hù)設(shè)備的前端安裝合適的避雷器,使設(shè)備、線路與大地形成一個(gè)有條件的等電位體。將可能進(jìn)入的雷電流阻攔在外,將因雷擊而使內(nèi)部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄放入地,確保后接設(shè)備的安全。
避雷帶、引下線(建筑物鋼筋)和接地等構(gòu)成的外部防雷系統(tǒng),主要是為了保護(hù)建筑物本體免受雷擊引起的火災(zāi)事故及人身安全事故,而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止感應(yīng)雷和其他形式的過電壓侵入設(shè)備造成損壞,這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。
雷電對(duì)電氣設(shè)備的影響,主要由以下四個(gè)方面造成:①直擊雷;②傳導(dǎo)雷; ③感應(yīng)雷;④開關(guān)過電壓。
直擊雷:是指帶電云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。直擊雷威力巨大,雷電壓可達(dá)幾萬伏至幾百萬伏,瞬間電流可達(dá)十幾萬安,在雷電通路上,物體會(huì)被高溫?zé)齻踔寥诨。通常在建筑物頂部安裝避雷針或避雷網(wǎng)等來防直擊雷。直擊雷其中接近40%的能量將通過建筑物的供電系統(tǒng)分流,其中5%左右的能量通過建筑物的通信網(wǎng)絡(luò)線纜分流,其余的雷擊能量通建筑物的避雷針及其他金屬管道、纜線分流。這里的能量分配比例會(huì)隨著建筑物內(nèi)的布線狀況和管線結(jié)構(gòu)而變化。
傳導(dǎo)雷(雷電波侵入):在更大的范圍內(nèi)(幾公里甚至幾十公里),雷電擊中電力或信息通訊線路,然后沿著傳輸線路侵入設(shè)備。其中地電位反擊也是傳導(dǎo)雷中的一種:雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面,導(dǎo)致地電壓升高,并在周圍形成巨大的跨步電壓。雷電可能通過接地系統(tǒng)或建筑物間的線路入侵雷電延建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。
感應(yīng)雷(雷電波感應(yīng)):在周圍1000公尺左右范圍內(nèi)(有資料為 500公尺或 1500公尺,距離應(yīng)隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化)。發(fā)生雷擊時(shí),LEMP 在上述有效范圍內(nèi),在所有的導(dǎo)體上產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的感應(yīng)浪涌。因此分布于建筑物內(nèi)外的各種電力、信息線路將會(huì)感應(yīng)雷電而對(duì)設(shè)備造成危害。
隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展,精密儀器,通訊設(shè)備,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛,因而感應(yīng)雷造成的雷擊事故也越來越多,除直接造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失外,因重要設(shè)備損壞使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓后造成間接的損失更是驚人。
六、方案設(shè)計(jì)思想
(1)直擊雷的外部防護(hù)措施
雖然有不少專家學(xué)者在努力的研究有效的防止直擊雷的方法,但直到今天我們還是無法阻止雷擊的發(fā)生。實(shí)際上現(xiàn)在公認(rèn)的防直擊雷的方法仍然是200年前富蘭克林先生發(fā)明的避雷針。
A.接閃器
避雷針及其變形產(chǎn)品避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等統(tǒng)稱為接閃器。歷史上對(duì)接閃器防雷原理的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生過誤解。當(dāng)時(shí)認(rèn)為:避雷針防雷是因?yàn)槠浼舛朔烹娭泻土死自齐姾蓮亩苊饬死讚舭l(fā)生,所以當(dāng)時(shí)要求避雷針頂部一定要是尖端,以加強(qiáng)放電能力。后來的研究表明:一定高度的金屬導(dǎo)體會(huì)使大氣電場(chǎng)畸變,這樣雷云就容易向該導(dǎo)體放電,并且能量越大的雷就越易被金屬導(dǎo)體吸引。這樣接閃器的防雷是因?yàn)閷⒗纂娨蜃陨矶乐沽吮槐Wo(hù)物被雷電擊中,F(xiàn)在認(rèn)為任何良好接地的導(dǎo)體都可能成為有效的接閃器,而與它的形狀沒有什么關(guān)系。
為了降低建筑被雷擊的概率,宜優(yōu)先采用避雷網(wǎng)、作為建筑物的接閃器,如果屋面有天線等通信設(shè)施可在局部加裝避雷針保護(hù),這樣接閃器的高度不會(huì)太高,不會(huì)增大建筑的雷擊概率。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸應(yīng)不大于10mX10m,避雷針應(yīng)與避雷網(wǎng)可靠連接。
B.引下線
引下線的作用是將接閃器接閃的雷電流安全的導(dǎo)引入地,引下線不得少于兩根,并應(yīng)沿建筑物四周對(duì)稱均勻的布置,引下線的間距不大于18米,引下線接長(zhǎng)必須采用焊接,引下線應(yīng)與各層均壓環(huán)焊接,引下線采用10毫米的圓鋼或相同面積的扁鋼。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的建筑物,引下線應(yīng)利用建筑物內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線。
采用多根引下線不但提高了防雷裝置的可靠性,更重要的是多根引下線的分流作用可大大降低每根引下線的沿線壓降,減少側(cè)擊的危險(xiǎn)。其目的是為了讓雷電流均勻入地,便于地網(wǎng)散流,以均衡地電位。同時(shí),均勻?qū)ΨQ布置可使引下線瀉流時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)在引下線所包圍的電信建筑物內(nèi)相互抵消,減小雷擊感應(yīng)的危險(xiǎn)。
C接地體
接地體是指埋在土壤中起散流作用的導(dǎo)體,接地體應(yīng)采用:
鋼管直徑大于50毫米,壁厚大于3.5毫米;
角鋼不小于50×50×5毫米
扁鋼不小于50×5毫米。
應(yīng)將多根接地體連接成地網(wǎng),地網(wǎng)的布置應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)型地網(wǎng),引下線應(yīng)連接在環(huán)型地網(wǎng)的四周,這樣有利于雷電流的散流和內(nèi)部電位的均衡。垂直接地體一般長(zhǎng)為1.5-2.5米,埋深0.8米,地極間隔5米,水平接地體應(yīng)埋深1米,其向建筑物外引出的長(zhǎng)度一般不大于50米?蚣芙Y(jié)構(gòu)的建筑應(yīng)采用建筑物基礎(chǔ)鋼筋做接地體。
(2)直擊雷電流在電源系統(tǒng)的分配:
根據(jù)GB50057-94的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)直擊雷電流分類:
第一類 200KA 10/350us
第二類 150KA 10/350us
第三類 100KA 10/350us
一個(gè)能量為200KA的直擊雷,由整個(gè)系統(tǒng)的電源、管線、地網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)線來分擔(dān)。以一棟建筑的防雷來講,電源部分承擔(dān)其中近45%(100KA),以三相四線為例,每線承擔(dān)大約有25KA(10/350us)的雷電流。通信站基本無管道系統(tǒng),不計(jì)。地網(wǎng)和通信線路承擔(dān)剩余55%的雷電流。由此可見,電源系統(tǒng)對(duì)直擊雷的防護(hù)非常關(guān)鍵。
由此可見,直擊雷的內(nèi)部防護(hù)措施應(yīng)選用10/350us沖擊雷電流的開關(guān)型SPD產(chǎn)品。另外,對(duì)于個(gè)別架空線引入的傳導(dǎo)雷,也應(yīng)采用上述一級(jí)防護(hù)措施。
(3)感應(yīng)雷的防護(hù)
前面已提到感應(yīng)雷是因?yàn)橹睋衾追烹姸袘?yīng)到附近的金屬導(dǎo)體中的,其實(shí)感應(yīng)雷可通過兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體,一是靜電感應(yīng):在雷云中的電荷積聚時(shí),附近的導(dǎo)體也會(huì)感應(yīng)上相反的電荷,當(dāng)雷擊放電時(shí),雷云中的電荷迅速釋放,而導(dǎo)體中原來被雷云電場(chǎng)束縛住的靜電也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)尋找釋放通道,就在電路中形成電脈沖。二是電磁感應(yīng):在雷云放電時(shí),迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng),在其附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生很高的感生電動(dòng)勢(shì)。研究表明:靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應(yīng)引起的浪涌。
感應(yīng)雷可以通過電力電纜、視頻線、網(wǎng)絡(luò)線和天饋線等侵入,由于電力電纜的距離長(zhǎng)且對(duì)雷電波的傳輸損耗小,所以由電源侵入的感應(yīng)雷造成的危害十分突出,按原郵電部的統(tǒng)計(jì)約占了雷擊事故的80%。因此,對(duì)建筑物內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行感應(yīng)雷防護(hù)時(shí),電源是重點(diǎn)。
感應(yīng)雷還可以通過空間感應(yīng)侵入通信站的內(nèi)部線路,雖然經(jīng)過建筑物和機(jī)殼的屏蔽衰減后其能量大為減小,但站內(nèi)許多電信設(shè)備的抗過壓能力也很弱,如果處理不當(dāng)也可能造成設(shè)備故障。
(4)接地匯集線的布置
接地匯集線(匯流排)應(yīng)布置在靠近避雷器的地方,以使避雷器的接地連接線最短,各樓層的分匯集線應(yīng)直接與樓底的總匯集線相連,這樣能保證實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)接地方式,當(dāng)樓層高于30米時(shí),高于30米部分的分匯集線應(yīng)與建筑物均壓環(huán)相連,以防止側(cè)擊。
近年來IEC的研究認(rèn)為:接地匯集線的多重互連是有益的,但部標(biāo)尚未采納。
(5)等電位連接
各種系統(tǒng)的防雷要求種類很多,但其防雷思想是一致的,就是努力實(shí)現(xiàn)等電位。絕對(duì)的等電位只是一個(gè)理想,實(shí)際中只能盡量逼近,目前是綜合采分流、屏蔽、箝位、接地等方法來近似實(shí)現(xiàn)等電位。
(6)電源避雷器的選擇和應(yīng)用原則
考慮到電源負(fù)荷電流容量較大,為了安全起見及使用和維護(hù)方便,數(shù)據(jù)通信電源系統(tǒng)的多級(jí)防雷,原則上均選用并聯(lián)型電源避雷器。電源避雷器的保護(hù)模式有共模和差模兩方式。共模保護(hù)指相線-地線(L-PE)、零線-地線(N-PE)間的保護(hù);差模保護(hù)指相線-零線(L-N)、相線-相線(L-L)間的保護(hù)。對(duì)于低壓側(cè)第二、三、四級(jí)保護(hù),除選擇共模的保護(hù)方式外,還應(yīng)盡量選擇包括差模在內(nèi)的保護(hù)。
殘壓特性是電源避雷器的最重要特性,殘壓越低,保護(hù)效果就越好。但考慮到我國(guó)電網(wǎng)電壓普遍不穩(wěn)定、波動(dòng)范圍大的實(shí)際情況,在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時(shí)。還必須考慮避雷器有足夠高的最大連續(xù)工作電壓。如果最大連續(xù)工作電壓偏低,則易造成避雷器自毀。
電源系統(tǒng)低壓側(cè)有一、二、三級(jí)不同的保護(hù)級(jí)別,應(yīng)根據(jù)保護(hù)級(jí)別的不同,選作合適標(biāo)稱放電電流(額定通流容量)和電壓保護(hù)水平的電源避雷器,并保證避雷器有足夠的耐雷電沖擊能力。原則上,每一級(jí)的交流電源之間連接導(dǎo)線超過25m以上,都應(yīng)做該級(jí)相應(yīng)的保護(hù)。
電源低壓側(cè)保護(hù)用的電源避雷器,應(yīng)該選擇有失效警告指示、并能提供遙測(cè)端口功能的電源避雷器,以方便監(jiān)控、管理和日后維護(hù)。
電源避雷器必須具有阻燃功能,在失效、或自毀時(shí)不能起火。
電源避雷器必須具有失效分離裝置,在失效時(shí),能自動(dòng)與電源系統(tǒng)斷開,而不影響通信電源系統(tǒng)的正常供電。
電源避雷器的連接端子,必須至少能適應(yīng)25mm²的導(dǎo)線連接。安避避雷器時(shí)的引線應(yīng)采用截面積不小于25mm²的多股銅導(dǎo)線,建議使用 25mm²的多股銅導(dǎo)線,并盡可能短(引線長(zhǎng)度不宜超過1.0m)。當(dāng)引線長(zhǎng)度超過1.0m時(shí),應(yīng)加大引線的截面積;引線應(yīng)緊湊并排或綁扎布放。
電源避雷器的接地:接地線應(yīng)使用不小于25~35mm²的多股銅導(dǎo)線,并盡可能就近與交流保護(hù)地匯流排、或總匯流排、接地網(wǎng)直接可靠連接。
七、防雷設(shè)計(jì)依據(jù)
(1) 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-94
(2) 電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50174-93
(3) 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ/T16-92
(4) 計(jì)算站場(chǎng)地安全要求 GB9361-88
(5) 計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)文件 GB2887-89
(6) 計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器 GA173-1998
(7) 雷電電磁脈沖的防護(hù) IECI312
(8) 微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范 YD 2011-93
(9) 通信局(站)接地設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定 YDJ26E9
八、防雷方案設(shè)計(jì)
(1)前端設(shè)備的防雷
a)前端設(shè)備有室外和室內(nèi)安裝兩種情況,安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會(huì)遭受直擊雷擊,但需考慮防止感應(yīng)雷過電壓對(duì)設(shè)備的侵害,而室外的設(shè)備則同時(shí)需考慮防止直擊雷擊。
b)前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器(避雷針或其它接閃導(dǎo)體)有效保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)攝像機(jī)獨(dú)立架設(shè)時(shí),避雷針最好距攝像機(jī)3-4米的距離。如有困難SPD也可以串接在攝像機(jī)的支撐桿上,引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ 8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應(yīng),沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管屏蔽。
c)為防止雷電波沿線路侵入前端設(shè)備,應(yīng)在設(shè)備前的每條線路上加裝合適的SPD,如電源線(220V或DC12V)、視頻線、信號(hào)云臺(tái)控制線。
d)為保障用電設(shè)備的防雷、防過電壓危害,從配電房到各設(shè)備終端要按照規(guī)范進(jìn)行四到五級(jí)分布防雷設(shè)計(jì)、安裝。
e)站前廣場(chǎng)采用中央照明燈頂部防雷或廣場(chǎng)四周立柱防雷措施,候車大廳和綜合樓等參照設(shè)計(jì)方案采用避雷帶或單獨(dú)接閃器防雷。
九、驗(yàn)收方法
工程施工完畢后,由防雷管理所屬地即呂梁市防雷監(jiān)測(cè)中心負(fù)責(zé)驗(yàn)收,驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)相關(guān)的防雷規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,并出具相應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告。
十、工程設(shè)計(jì)進(jìn)度表
施工進(jìn)度表(具體日期安排根據(jù)雙方所簽合同另定)
序號(hào) 日期 1 2 3 4 5
1 材料進(jìn)場(chǎng)
2 地網(wǎng)引線施工
3 破柱筋引線
4 機(jī)房均壓環(huán)制作
5 設(shè)備機(jī)柜接地
6 等電位連接
7 驗(yàn)收
十一、材料匯總表
序號(hào) 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 型號(hào) 數(shù)量 備注
1 匯流排 (30*3mm)銅帶 25M 機(jī)房等電位連接
2 匯流排 (50*5mm)扁銅 0.3M 機(jī)房接地基準(zhǔn)點(diǎn)
3 接地線 (10mm2) 30M 等電位連接
4 接地線 (50mm2) 10M 接地支線
5 接地線 (95mm²) 10 mm 接地干線
6 接地線線耳 10 mm ²;50 mm ²;95 mm ² 6個(gè) 連接頭
7、接地體(50*50*5鍍鋅角鋼、50*5鍍鋅扁鋼、長(zhǎng)效降阻混合劑、連接導(dǎo)體等等)
十二、工程報(bào)價(jià)匯總表(粗略)
直接材料部分:84600元
運(yùn)輸費(fèi): 6600元
間接人工部分:28600元
施工及管理費(fèi):32000元
工程驗(yàn)收費(fèi): 5000元
稅費(fèi): 9408元
合計(jì): 166208元
十三、提供的服務(wù)
為了不斷滿足顧客的需求,達(dá)到優(yōu)質(zhì)服務(wù)的目的。堅(jiān)持“質(zhì)量第一,用戶至上,為客戶提供專業(yè)、及時(shí)、優(yōu)質(zhì)、令您滿意”的服務(wù)宗旨,特制定以下售后服務(wù)細(xì)則:
1)、提供技術(shù)咨詢、日常維護(hù)知識(shí)及安裝指導(dǎo)等服務(wù),客戶響應(yīng)時(shí)間為一個(gè)工作日。
2)、本方案設(shè)計(jì)安裝的工程提供3年承諾服務(wù)。在工程驗(yàn)收完畢后開始投入使用日起1年內(nèi),如因施工質(zhì)量問題,將給予免費(fèi)對(duì)本項(xiàng)工程維修施工安裝;后2年對(duì)所安裝的項(xiàng)目的提供維修維護(hù),只收取維修維護(hù)材料費(fèi)。
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