GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》对“防雷等电位连接(lightningequipotentialbonding)”作出以下解释:将分开的诸金属物体直接用联结导体或经电涌保护器连接到防雷装下面是小编为大家整理的2023年度雷电安全总结【五篇】,供大家参考。
雷电安全总结范文第1篇
关键词:建筑物防雷;
防雷质量管理;
等电位联结
1 等电位联结的意义和作用
GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》对“防雷等电位连接(lightning equipotential bonding)”作出以下解释:将分开的诸金属物体直接用联结导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差[1]。而02D501-2《等电位联结安装》未直接给出说明,却将其分类为总等电位联结(main equipotential bonding,MEB)、辅助等电位联结(supplementary equipotential bonding,SEB)和局部等电位联结(local equipotential bonding,LEB)[2]。这些并未说明什么是等电位联结,却又使人对联结和连接的区别产生疑问。
GB50054―2011《低压配电设计规范》中的解释如下,“等电位联结:多个可导电部分间为达到等电位进行的联结[3]”。这解释虽简单易懂,但要回答上述疑问还需进一步探究。
等电位联结是低压配电中重要的安全措施。上世纪九十年代,当国内技术标准与国际接轨时,它由国际电工委员会(IEC)的技术标准引入。那时等电位措施早已在国外普及,是电气安全中的基本措施。但由于它是舶来品,只言片语的生硬照搬使得许多人无法理解其实质,所谓的安全措施也就流于形式。
电位差是电气事故的重要原因,而等电位就是要消除电位差,这就是等电位联结的根本。
而“联结(bonding)”是有别于“连接(connection)”的。“联结”是指为实现电位相等而进行的连接,通常包含多个单一的“连接”以使许多导电部分互相连通(interconnection)。它主要用来传导电位使电位相等或接近,以防止电击发生,而非像PE线用来传送大幅值的故障电流[4]。因此联结线选用的截面可比PE线小的多,在交流条件下对故障电流的阻抗也比较大。
等电位联结也有别于低压配电中的系统接地和保护接地,它不同于将电源和负载层层连接的树状配电系统。总等电位联结和各局部等电位联结之间也非上下级送电和受电关系,其间不要求有确切的连接线。但等电位联结系统达到的电气安全效果要远远高于接地。
2 等电位联结与电气安全
2.1 等电位联结与安全接地的对比
等电位联结是低压配电系统中防止点击事故的重要手段。当未采取重复接地和总等电位联结时,就会发生接地故障,这时人体上的预期接触电压为:U t=Id(ZPE+ZPEN);
当采取重复接地措施时,人体上的预期接触电压为:U t’=Id・ZPE + Id・ZPEN ;
当采取总等电位联结时,人体上的预期接触电压为:U t”=Id ・ZPE ;
现设:RA=10 ,RB=4 ,可以比较重复接地和等电位联结两种措施下预期接触电压的差别:
= =3.5;
由此可见,就预防接触电压而言,总等电位联结的效果要远优于重复接地。
所谓接地可视为以大地单位为基准的等电位联结。但大地无接线端子,需要设置接地极才能连接。而接地极与大地间的接触电阻很大,增加了与大地作等电位联结的阻抗,所以接地的效果不如在建筑物内以金属导体为通路的等电位联结。
2.2 卫生间局部等电位
由于住宅的卫生间兼具洗浴功能,而人在洗浴时皮肤表面电阻很低,更易于遭受电击危害。因此民用建筑的卫生间通常设计有局部等电位端子箱。这时,卫生间的电气安全措施应提升至浴室级别。浴室内插座的PE线应与局部等电位端子排连线,以确保在触电事故中漏电保护器能够及时动作。
3 雷电防护与等电位联结
3.1 理想的防雷措施
雷电防护的根本在于:为雷电流预先设定一条可靠的能量释放通道,以使目标物不受到直接或间接危害。但由于闪击易于落在高大物体上部,因此这条能量通道就很难远离目标物。而直击雷防护措施往往就设在建筑物上,但这又为人身带来了跨步电压或接触电压的风险,而电子信息设备也更易于受到雷电电磁脉冲的危害。
理想的防雷措施是把被保护对象至于接地良好、有足够厚度、电气贯通良好的屏蔽体内。这一方面提供了可靠的雷电流泄放路径,同时屏蔽外壳作为等电势体阻碍了全部电磁干扰,更杜绝了跨步电压和反击危害的产生。
3.2 等电位联结是雷电保护的重要手段
作为外部防雷装置的接闪器、引下线和接地体能够提供一条可靠的泄放通道,但雷电流通过时产生的地电压突变和电动力效应易引起危险电位的产生。因此,以等电位联结为主要手段的内部防雷措施是不可缺少的(否则应将被保护物体与外部防雷装置之间进行电气绝缘)。
完整的防雷装置系统(LPS)应将外部防雷装置(接闪器、引下线和接地装置)、内部等电位系统与楼内金属管线、竖直金属构件以及各设备之间通过建筑物钢筋结构形成广泛统一的连接。首先,建筑物内部互相连接的钢筋体系形成大尺寸的法拉第笼,构成等电位联结系统的骨干,起到均压和分流的作用。如建筑每层的圈梁将各条引下线连接构成均压环,使得雷电流在从上到下的泄放过程中空间分布更加均匀,对建筑内部的电磁危害减小。
其次,由于雷电流含有高频成分,其在泄流通道上会产生电感压降,因此建筑物在不同高度上的电压不同。为防止不同管线之间产生电位差,需要将电井内的接地干线、电梯导轨和金属管道等竖直金属构件的顶端、底部及中间每三层与楼板内钢筋连接,成为与引下线类似的泄放通道。而楼板钢筋与接地干线连接,接地干线与配电PE端子排的连接,将使每层设备保持在统一的电位水平。
3.3 等电位联结系统的接地电阻
如果建筑物采用了等电位联结系统,其接地电阻应有何要求?设计人员在电气设计中通常要求共用接地系统的阻值应不大于1 ,但该要求从何而来却无人能说的清楚。
其实,对接地阻值的要求过于苛刻没有必要。因为,过于单纯靠人工接地作安全接地或功能接地,需要尽量降低接地阻抗以使各系统的电位尽量接近大地电位。但若采用等电位联结系统,以建筑物内的电位替代大地电位作为参考电位,这样无论是安全接地还是功能接地就不受接地电阻的限制了。
4 小结
总之,等电位联结是保证电气安全的重要手段,同时也是内部防雷措施的必要手段。但由于对等电位措施的误解,设计和施工人员常常将其与接地相混淆,甚至将等电位联结遗漏。又由于国内缺少等电位联结所需的产品和材料,而在现场加工又费工、费力且质量难以保障。因此,在建筑物防雷质量管理中应使各技术人员懂得等电位联结措施的重要性,并联系各方技术人员开发相关产品以便于等电位联结的施工。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50057-2010建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社,2011.3.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.02D501-2等电位联结安装[S].北京:中国计划出版社,2006
雷电安全总结范文第2篇
关键词:恩平,雷电灾害,分析,对策
中国气象局20号令《防雷减灾管理办法》第五章第二十四条明确规定:各级气象主管机构负责组织雷电灾害调查、鉴定工作。经对恩平市2002-2011年雷电灾害的调查情况进行统计、分析,进而提出相应的对策,对恩平市减少雷电灾害有指导意义。
1 雷电灾害调查概况
雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。据恩平市气象局近十年来的不完全统计,雷电引起的灾害已成为困扰恩平市民的严重自然灾害。如表1, 2002-2011年,恩平市因雷击造成的灾害实例共有129宗,其中雷击引发的建筑损坏23起,雷击致人死亡13人,致伤3人,致牲畜死亡3头;
各种电子电器设备、供电设备被雷击坏660宗;
全市因雷电灾害造成的直接经济损失约227.6万元。其中,2004年总宗数是22宗,为历年最高。设备遭雷击损坏主要造成直接经济损失的加大。
恩平市雷灾情况与全球当今雷灾的新特点[1]相吻合:1.受灾面大大扩大,受灾行业扩展到几乎所有部门。2.从二维空间入侵到三维空间入侵。从闪电直击,过电压波传输到空间脉冲电磁场,从三维空间入侵到任何角落。3.随着经济的发展,雷电灾害的经济损失和危害程度明显加大。4.雷击对象增多。随着高层建筑越来越多,雷击的目标大大增加了。
2 雷灾严峻的两大因素
雷灾频繁发生的原因,追根溯源,不外乎自然因素和人为不力因素。
2.1 自然因素
根据恩平市气象台近30年气象资料的统计:恩平年平均雷暴日Td=80天/年。按地区雷暴日等级划分,年平均雷暴日超过60天以上的地区为强雷区[2]。根据广东省雷电监测定位系统13年(1999~2011年)地闪定位数据,恩平市平均地闪密度值Ng=15.87次/(km2·a)。地闪密度是每平方公里年平均地面落雷次数,既是定量表征雷云对地放电的频繁程度的数值。
强雷区的气候环境条件,决定了恩平市极易遭受雷电破坏的客观必然。雷电的破坏作用概括来讲主要有三方面。一是雷电流热效应、冲击波、电动力效应的破坏作用[3],主要由直击雷引起。最新的“直击雷”术语在GB50057-2010中被定义为:闪击直接击于建(构)筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力者[4]。该定义已明确指出了直击雷的破坏作用。二是雷电的静电感应和电磁感应的破坏作用。闪电静电感应是由于雷云的作用,使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷,雷云主放电时,先导通道中的电荷迅速中和,在导体上的感应电荷得到释放,如没有就近泄入地中就会产生很高的电位[4]。闪电电磁感应是由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场,使附近导体上感应出很高的电动势[4]。闪电放电时,在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花[4]引入高电位也即闪电电涌侵入。闪电电涌是指闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发,表现为过电压、过电流的瞬态波。闪电电涌侵入是由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用,雷电波,即闪电电涌,可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身安全或损坏设备[4]。
2.2 人为不力因素
由上可知,强雷区的地区等级是恩平市雷灾严重的客观因素,雷电的破坏作用是引发恩平市近十年来雷电灾害的根本原因。
雷电灾害的人为不力因素,具体来说有以下几方面的内容:国家的技术规范甚至是强制性的技术规范不能有效地贯彻执行;
防雷工程不按规范设计和施工,不少建筑物防雷措施不完善,私人住宅大多数没有防雷装置,建筑物防雷能力呈现先天不足的局面;
此外,面对严重的雷电灾害,社会上一些群众对雷电灾害的防护意识仍然十分薄弱,存在侥幸心理和麻痹思想,特别是农村地区的广大群众毫无科学防雷、主动防雷的安全意识,导致全市近十年来几乎每年都有雷击伤亡事故发生。以上是目前不能更好地遏止雷电灾害发生的人为不力因素。因此,恩平防雷减灾工作任重道远。
3. 减少雷灾的工作思路
要减少雷电灾害,降低因雷电灾害带来的人员生命财产损失,必须依法加强防雷管理,加大防雷宣传力度。
3.1 加强防雷减灾管理
恩平市气象局应履行好雷电灾害防御的组织管理职责,积极争取市政府的支持,在现有基础上继续与安监、规划、建设、房产等相关部门建立广泛、高效的沟通、协作机制,为进一步推进防雷减灾工作营造开放、合作、共赢的工作格局。依法严格审批涉及防雷安全的项目,争取其他行政许可机关在各个环节上配合协助,确保从源头上把好防雷安全关。积极参与市政府多次组织的全市安全检查工作,做好每次的防雷安全项目检查;
定期组织防雷安全专项检查,及时排除和督促整改雷灾隐患。加强全市新建建筑物,特别是易燃易爆场所和重点工程项目防雷装置的设计审核、施工监督、竣工验收,以及全市防雷装置的定期检测工作。加大防雷执法和监督检查力度,把日常执法和防雷安全检查工作结合起来,通过开展各种形式的执法检查活动及时发现各种防雷安全隐患,维护防雷工程和产品市场的规范、有序发展,确保防雷装置设计审核、竣工验收和定期检测等各项制度得到落实。重视并加强农村防雷工作:努力通过多方协调,将农村防雷与社会主义新农村的建设及规划结合起来,适当加大对农村防雷基础设施建设的投入。
3.2 加大防雷减灾宣传力度
加强广大人民群众的防雷安全意识是杜绝雷灾隐患的关键所在。只有全社会都正确认识到防雷减灾工作的重要性,懂得要认真落实防雷安全措施,才能有效预防并遏止雷电带来的危害。通过一系列防雷科普宣传活动,提高全体市民应对雷电灾害自救、互救能力和依法防雷、科学防雷、主动防雷的意识,为最大限度地预防、避免和降低雷电灾害损失夯实基础。
4. 防雷工作小结与展望
恩平市气象局在上级气象主管机构和地方政府的正确领导下,自1989年开展防雷减灾工作以来,无论是防雷从业人员、技术水平还是内部管理和外部监管,都经历了从不成熟到成熟,从不规范到规范的发展进程。近几年来,随着国家相关法律法规的出台,恩平市气象局按照上级的要求依法开展防雷减灾各项工作,认真履行政府赋予的职责,对社区民居、校园、人员活动密集场所及易燃易爆场所防雷装置的设计审核、施工监督、竣工验收以及定期检测等情况加大了执法力度,通过检查及时发现防雷安全隐患,并督促相关单位认真落实安全工作责任和措施,有效地避免和减轻了雷电灾害事故造成的损失。
今后,我们会将这些新的标准和法规全面推行实施,同时认真分析雷电灾害典型个案,总结经验教训,落实防雷安全工作责任和措施,将雷电灾害造成的损失降至最低,为全市防雷减灾事业的发展和构建和谐社会作出新的贡献。
参考文献
雷电安全总结范文第3篇
关键词:建筑物防雷保护
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
1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)北京中国计划出版社2001
雷电安全总结范文第4篇
关键词:耦合地线 过电压保护器;
绝缘导线;
防雷保护
中图分类号:TM421 文献标识码:A
0引 言
据统计,由雷击引起的跳闸事故占配电线路总跳闸次数的70%-80%,雷击及由其引起的雷击过电压是配电线路损外的重要因素,而配电线路自身绝缘水平较低,是容易遭受雷击侵害的主要原因。由雷击引起的大气过电压分为两种:一种是雷击于线路所引起的直击雷过电压,另一种是雷击线路附近,由于电磁感应引起的感应雷过电压。
由感应过电压引起的雷害故障占绝大多数。据测量,感应过电压的幅度可达300 kV-500kV,不会对110 kV及以上电压等级线路的绝缘构成威胁,却对配电线路有很大的威胁,据统计,在6-35配电网雷击故障中,直击雷过电压造成的故障所占的比例不超过10%。感应雷过电压是配电线路雷击故障的主要原因。因此,配电线路防雷的重点是感应雷过电压。
据统计至2010年底海盐电网运行的10kV配电线路共有164条,线路总长1373.467kM,其中架空裸线943.604 kM,架空绝缘线228.955 kM,电缆线路200.94 kM,绝缘线路在配电线路总长中所占的比例31.3%,10kV架空绝缘线在架空线总长中所占的比例为19.53%,线路绝缘化率在县级同类供电企业的配电线路中属较先进水平。架空绝缘线从1994年在海盐10kV配电线上架设,已运行16余年,为提高供电可靠性,解决裸线所解决不了的走廊和安全问题,今后海盐电网配电线路中运用在农村电网绝缘导线比率也将会有很大的增加,随着架空绝缘线路的增多,雷击绝缘导线发生断线的机率将大幅度增加,日本在70年代初经研究得出结论:绝缘导线雷击必断。据统计海盐10kV配电线路在2002年8月至2011年间因雷击发生绝缘导线断线就达16次之多,其中14起为未装防雷金具(或过电压保护器),1起属安装工艺问题,1起为直击雷。如何防范绝缘导线断线成为一个大课题摆在我们面前迫切需要解决的问题。
1架空线路雷击特性及防范措施
1.1架空线路雷击特性
绝缘导线的雷击断线特性与裸导线的情况明显不同,当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时,接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动,不会严重烧伤。而绝缘导线则不同,雷电过电压引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层时,被击穿的绝缘层呈一针孔状,接续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔,弧根只能在针孔处燃烧,在极短的时间内导线就会被整齐地烧断。
1.2架空线路防范措施
1.2.1架空避雷线
对于裸导线和绝缘导线避雷线均能有效降低线路雷击感应过电压;
1.2.2氧化锌避雷器
对于裸导线和绝缘导线氧化锌避雷器均能有效截断工频续流,有效限制雷电过电压,在闪络后吸收放电能量;
1.2.3线路过电压保护器
对于裸导线和绝缘导线能有效截断工频续流,有效限制雷电过电压,不承受工频电压,延长避雷器的使用寿命,避雷器损坏不影响系统运行;
1.2.4降低杆塔和防雷装置的接地电阻阻值
有架空地线的杆塔、避雷器、容量小于100kVA变压器接地电阻小于10Ω,终端杆、容量大于100kVA变压器接地电阻小于4Ω,降低接地电阻阻值是提高耐雷水平防止反击有效措施。
1.2.5其他
有装设自动重合闸装置、采用不平衡绝缘方式、采用消弧线圈接地、提高线路绝缘水平等措施
2海盐电网10kV架空线路及设备采用的防雷措施和实际应用情况:
2.1对架空和电缆的混合线路
在电缆终端两侧安装杭州永德避雷器公司生产的HY5WS-17/50L带脱离装置的氧化锌避雷器进行保护;
2.2对变压器
在高低压两侧加装氧化锌避雷器进行保护;
2.3对负荷开关
在闸刀两侧加装带脱离装置氧化锌避雷器进行保护;
2.4对新建架空绝缘线路
在08年起试点新建架空绝缘线路加装防雷击断线用穿刺型防弧金具(以下简称防雷金具如表1所示),并在反措中要求对110kV富亭变和齐家变部分出线进行防雷金具补装。采用主干线直线杆10kV绝缘导线上试用山东迅实电气有限公司FHJ型防雷金具进行保护,无接地装置利用杆身自然接地;
2.5对新建架空绝缘线路和裸线
在2009年下半年我局开始在10kV绝缘线路上安装穿刺型带间隙避雷器,并明确今后不再安装原防雷金具,全部使用过电压保护器(穿刺型带间隙避雷器如表2所示)。对架空绝缘线,直线杆实施每基每回安装一组山东迅实电气有限公司的YH5CX-13/35过电压保护器进行保护埋设接地装置;
对架空裸线,直线杆开始实施每3基安装一组(3相)杭州永德避雷器公司生产的HY5CX5-17/50过电压保护器(带间隙的氧化锌避雷器)进行保护。
表2绝缘导线过电压保护器构成图 1-高压电极,2-低压电极 3-绝缘罩 4-氧化锌避雷器
2.6对澉长709线绝缘线上试用耦合地线与防雷金具结合防雷措施
在09年3月对澉浦变澉长709线1#-#39,在导线下方架设接地线(耦合地线),其中1#-21#杆为绝缘导线,每基直线杆绝缘线上加装防雷金具,21#-39#杆为裸导线。
3海盐电网10kV架空线路2009-2011年三年来雷击故障汇总及分析
3.1海盐电网10kV配电线路故障(雷击)跳闸、保护动作汇总如表3所示
表3 10kV配电线路故障(雷击)跳闸、保护动作汇总
3.2澉长709线雷击故障分析
10kV澉长709线为110kV澉浦变配套出线,澉浦变地理位置在海盐县南部,为雷暴多发地区。从10、11两年澉长709线各受雷击跳闸一次,均为过流保护Ⅱ段动作,从保护动作范围分析故障在39#杆后段线路,说明1#-39#有耦合地线和防雷金具相结合的保护,有效的保护了线路安全运行。
3.3耦合地线与防雷金具结合工作原理
该线经过3年多来的运行实践证明:耦合地线与防雷金具结合在一起确实能起到当线路受到感应雷过电压时对架空导线特别是绝缘导线的防雷保护作用。其原理在于:由于耦合地线的存在,在线路遭受感应雷雷击过电压时,绝缘子承受的过电压为导线和耦合地线之间的过电压,小于雷击过电压,也就是说,耦合地线的存在起到了一定的屏蔽作用,降低了绝缘子的过电压水平,耦合系数越大,则导线和耦合地线间绝缘子所承受的电压越小。
3.4耦合地线耦合系数的计算及挂设位置
若配电线路杆塔基本参数为:横担高度11.8米,绝缘子长度0.3米,边相导线距杆塔水平距离0.6米(如表4所示),两侧档距50米,S为横担与耦合地线悬挂点的距离,K为耦合系数。
雷电安全总结范文第5篇
【关键词】:石化行业;
电气施工质量;
防雷装置;
施工安全.
中图分类号:
P584 文献标识码:
A 文章编号:
随着我国工程建设项目高速发展和不断增多,电气施工质量及其施工安全成为工程项目的关键。特别是作为石化行业,安全问题是其能够正常生产运行的基础和最重要的保障。石化行业通常都是连续性的生产装置,其生产的工艺介质绝大部分为易燃易爆、火灾危险类的介质,因此,在生产和运行装置中安装防雷装置就变得十分重要。一旦石化生产中由于供电系统紊乱或雷击导致出现了不安全事故,就会造成石化生产紊乱、设备损坏,甚至是引发人身事故的发生。因此,对于石化行业工程项目中进行防雷装置电气施工的质量和安全问题进行必要的通盘考虑将变得十分迫切和重要。
1.防雷装置电气施工中的安全隐患问题
通常由于石油化工生产区域内,都会存放着大量的易燃、易爆混合物,一旦遭受雷电产生的电火花就会引发爆炸、人身事故以及不可估量的损失。因此,石化行业设置相应的防雷装置尤为重要。以下就石化行业中几种常见安全隐患问题和进行分析:
第一,很多石化装置建筑物顶部大的或高出接闪器的金属物体没有与避雷带网连接,甚至在实践中很多石化企业的一些建筑物顶部接闪器上还缠绕着一些电线,这就产生了相应的雷击安全隐患,一旦发生雷击,雷电波沿着这些线路侵入,造成的损失以及人身事故是不可估量的。因此,在进行建筑物的顶部一定要与避雷带网进行可靠地连接或焊接,对于缠绕在接闪器上的电线应设置相应的钢管进行埋地,避免雷击。
第二,针对防雷设施安装时,应按建筑物的防雷进行分类,对于设置的引下线的根数和间距要满足相应的规范要求,要注意断接卡处过渡电阻不能大于0.03 Q。避雷带及接地装置应搭接规范。对化工区域内保障危险区域以及环境,不能只按一般性的工业建筑物进行防雷设计,而是应按建筑防雷规范中的二类防雷建筑物单独进行防雷设计。
第三,对于化工装置和建筑物突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体,施工时应直接按照规范要求对这部分进行必要的防雷设施的安装;
应注意这些装置不同的保护方式进行不同的防雷设计,进行施工时要注意其措施的差别,选择合适的方式保护。
2.防雷装置、接地工程施工中控制要点
1.接闪器安装
防雷装置接闪器的选择应严格按照设计及验收规范的有关条款,利用屋面金属板做接闪器时,应保证金属板的厚度;
利用金属栏杆做接闪器时,应保证其厚度不应小于2.5㎜,且其弯曲处不应有急弯,应满足弯曲半径的要求。
2.预埋引下线
防雷引下线在屋面女儿墙预埋时,应紧密配合土建,应保证引下线钢筋在女儿墙的正中,转角处的引下线应设置在转角的正中间。
3.防雷网安装
防雷网钢筋在安装之前应精心选材,对于钢筋镀锌质量不好、有漏镀锌以及钢筋表面有焊瘤的材料应及时清理,不应作为防雷网材料进行安装;
如果可能,可以考虑采用热镀锌成捆盘条进行适当应力的张拉后,在根据实际长度进行截取,以减少接头的数量及因焊接质量达不到要求而带来的返工。
4.屋面金属物
突出屋面的金属物应与防雷装置作好连接固定措施。各设备用房内的金属基础、金属支架的接地干线扁钢等应在结构阶段敷设到位,避免漏做。接地的可靠性应有严格控制措施,必须保证接地工程连接的质量。室外地面下进出建筑物的各种金属管道应与防雷接地装置根据设计要求及建筑物的防雷等级焊接牢固并彻底防腐,在接地装置结构施工中,应将给进出建筑物的各种金属管道接地用的接地扁钢预留到位,并利用结构内的钢筋将其环型焊接牢固,焊接时必须保证焊接质量及焊接长度,否则,应在建筑物室外采用镀锌扁钢将已经接地的各种金属管道环型连接。
5.埋设接线盒
当利用混凝土柱内钢筋做引下线时,用于暗装接地电阻的检测点嵌入墙体内时,应埋设镀锌接线盒,其规格为:宽×高×厚=180mm×250mm×160mm,进入接线盒内的断接卡扁钢规格不应小于25mm×4mm。接线盒的盖应为白色油漆,上面喷上黑色线条的接地标记,线条应正确、均匀。接线箱内的镀锌扁钢应搪锡并预留好摇测接地电阻的螺栓端子。接线箱应与外墙面做好密封处理。
6.安装总结地端子箱
在配电室内应安装总结地端子箱,总结地端子箱内应设置厚度不小于4㎜的紫铜板作为总结地端子板,总结地端子板上接地端子的数量、长度应根据设计选定,至少应考虑本工程变配电室的接地、各设备用房内金属基础的接地、各功能用房(消防控制室、电子计算机房、保安监控室、电视前端室、网络机房、厨房、卫生间等电位干线等)的等电位接线箱内分支干线连接点数量。总等电位端子箱的母排应与接地装置干线的连接不少于2处。总等电位端子箱及各分等电位端子箱应有明显、牢固、可靠的标记。
3. 防雷装置电气在施工中的控制措施
化工装置或建筑物顶部的避雷针、避雷带等必须与顶部的其他金属体连成一个整体的电气通路,且与避雷引下线连接可靠。避雷带应平正、顺直,固定点支持件间距均匀、固定可靠,每个支持件应能承受49N(5㎏)的垂直拉力。避雷针、避雷带应位置正确,焊接固定的焊缝饱满无遗漏,螺栓固定的应备帽等防松零件齐全,焊接部分补刷的防腐油漆完整。暗敷设在建筑物抹灰层内的引下线应有卡钉分段固定,明敷设的引下线应平直、无急弯,与支架连接无遗漏。当利用建筑物或构筑物的金属栏杆(方钢、焊接钢管、不锈钢管)做接闪器时,金属栏杆的壁厚不应小于2.5mm,否则不应选择其作为接闪器,应另敷设防雷建筑物的接闪器。尤其是选择金属不锈钢管作节闪器时,更要保证其壁厚必须满足要求。金属烟囱上的避雷针,当采用热镀锌圆钢时,其直径规格不应小于20mm,当烟囱上装有避雷环时,其圆钢直径不应小于12mm。
防雷网安装完毕后,应干净整洁,镀锌层应完好无损,不得有防雷网污染现象存在。上人屋面敷设的防雷网混凝土墩规格正确,表面光滑、整洁、美观,与屋面结合严密、牢固,间距合理、正确、均匀,与避雷网连接牢固。避雷网与支架固定应牢固,并应配齐平垫片及防松零件。顶部固定避雷网钢筋时,“U”型卡子直径应与钢筋外径相配套,固定处搭接应紧密无缝隙。避雷网、引下线、固定支架及螺栓、螺母、平垫片、弹簧垫片等均应采用热镀锌产品,严禁有锈蚀现象,以防止生锈后减少截面尺寸及紧固力矩,影响避雷网对建筑物的保护功能。
避雷引下线与宜在避雷网的正下方,引下线与避雷网应采用焊接,引下线的弯曲应满足倍数且不应有急弯出现,引下线的弯曲应美观,不宜过高、过扁、过长、过短,搭接处应双面焊接,焊接应牢固、饱满并符合焊接要求,不应有虚焊、气孔、夹渣、咬肉严重等缺陷,焊接完毕后应将焊药彻底清除并进行防腐,再补刷好银粉漆。避雷网的弯曲应满足倍数,且平缓无急弯,距离弯曲中点两侧240㎜处应设置支架,避雷网各段之间及与引下线之间的搭接长度不应小于6D,并应双面焊接,焊接应牢固、饱满,焊接后彻底清除焊药并进行防腐处理,最后补刷银粉漆。
4.结语
综上分析,化工行业工程防雷装置电气施工质量和安全性是石化装置行业重要的保障和常态化安全运行的基础。因此,在进行防雷装置、接地的施工中要根据施工所处环境以及不同装置,进行各项电气施工安装。要做好对防雷装置电气施工技术方案的优化合理,节约投资,从而有效确保石化行业防雷装置电气施工的质量和安全。
【参考文献】:
[1]金祖荣.石化行业电气设备的状态维修[J].甘肃科技纵横,2009,38(1):54-55.DOI:10.3969/j.issn.1672-6375.2009.01.037.