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雷电是一种自然界常见的放电现象,它具有极大的破坏力。自然界中常见的雷电主要有直击雷、雷击电磁脉冲(LEMP)和球形雷三种。当直击雷对地放电时,在8μs左右达到峰值,并在40μs内完全泄放,因此,直击雷电流具有幅值极高、频率极高、冲击力极强等特点,在地网中产生的电位差会损坏电器设备,甚至直接危及人的生命;雷击电磁脉冲(LEMP)是指因直击雷的路(雷电流引入)和场(空间电磁场)效应,对电气和电子设备的破坏。通过对雷击事故分析的结果可以得出这样一个结论:雷电造成的电子设备的损坏,90%以上是雷击电磁脉冲造成的;球形雷是一种特殊的带电球体,极不常见,还处于研究中。因此,主要是直击雷、雷击电磁脉冲作用在电子衡器上造成不同程度的破坏。
大型电子衡器一般都处于室外露天场所,秤台及钢轨等大型金属构件极易遭受雷电袭击,特别容易产生由于电磁感应而导致的浪涌电压,因此,安装在秤台下的传感器及与其相连的二次仪表和相应的计算机系统,很容易遭到雷电的袭击而损坏。大多数情况下,由于传感器弹性体与秤台是处于电气连通状态的,而传感器的弹性体与电子电路之间耐压极限只有1KV到1.5KV,传感器弹性体上感应的高电压会将传感器的应变片和其后的相应电路击穿,这就是大型电子衡器经常因遭受雷击而损坏的最主要的原因。
当电子衡器遭受雷击时,有强大的电流通过传感器的弹性体,此电流产生的电磁场强度足以破坏传感器内部应变电路和电子电路,进而波及到与其相连的二次仪表及计算机系统。这也是大型电子衡器容易遭雷击而损坏的原因之一;架空的供电电源也极易遭受雷电袭击,所以架空电源也是大型电子衡器易遭雷击而损坏的原因之一。总之,凡是与电子衡器系统有电路连接或信号联系的地方,都有可能引入雷电袭击而产生浪涌电压,造成衡器系统损坏。
电子衡器防雷技术是一个复杂的综合保护系统,要求在防雷的同时电子衡器的计量性能不变,不能影响衡器的正常使用,这既是电子衡器防雷的关键、特色之处,也是设计的难点,我们按照现代防雷技术的要求,建立“综合防护、系统防护、逐级限压”的全面防护的感念,做到:方案优化、技术合理、经济有效、安全可靠,此外还要考虑秤体结构的特殊性,具体的安装位置等把雷电灾害降低到最低水平。
1、对传感器、二次仪表等电子衡器整体的各个部分,作特殊的等电位防雷保护。等电位保护是电子衡器雷电保护系统的核心和根本。雷击时,在强大的雷电流泻入大地的瞬间,由于接地线存在电阻和电感,因此整体衡器系统对地可产生几万甚至几十万伏的高电位,此电位对电子衡器的各个部分甚至整体系统都是毁灭性的。本系统对整体衡器系统的各部位(传感器、仪表和计算机)的各种接口均做相应的等电位保护,使整体衡器系统的基础电位随地线电位的变化而变化,这就避免了雷电流产生的高电位对电子衡器造成的破坏。
2、切断传感器与秤台的连接通道,另外提供电流的泄放通道。
只做等电位保护还不够,还必须切断传感器与秤台的电气连接。将传感器输出端加分流装置,与秤体连接接地,当有雷电流时,通过传感器分流装置,使得雷电流不经过传感器泻入大地,从而避免了雷电流产生的电磁场对传感器的破坏。
3、供电系统做多级防雷保护。
对二次仪表及计算机系统的供电系统采用多级防雷保护,进行等电位连接,然后将接到接地极。电子衡器系电源统采用三级防雷保护,第一级电源防雷模块安装在系统供电开关后,第二级电源防雷模块安装在稳压电源前,第三级电源防雷模块安装在设备前,此外三级防雷保护做到共地,并与秤体共地,做到等电位。
4、在秤台周围(包括秤台基础)构建防雷接地网(接地井)。
在秤台周围构建包括基础在内的防雷接地网(接地井),整个系统在秤台附近接单接地极。这样,整体衡器系统只有一个基础电位,并与室内设备等电位连接器及房屋接地相连接,做到共地,当发生雷击时,此电位就会随着接地点的电位起伏而变化,确保整体电子衡器系统安然无恙。
5、网络监控系统防雷保护
由于莱钢集团自动化部电子衡器计量实现远程无人值守,其“眼睛”就是网络监控系统,所以对网络监控系统的防雷保护也是非常重要。根据现场需要及监控系统的特点,对硬盘录像机、交换机等设备做到等电位连接,对视频信号、控制信号等安装防雷模块,并作等电位连接。
三、电子信息系统综合防雷技术
二十世纪五十年代以后,由于大量电子设备尤其是微电子设备的广泛应用,电子器件的集成化、小型化水平不断提高,而其耐过压水平、耐过流、抗雷电电磁脉冲的能力大大降低。国际电工委员会标准将各种类型的电子系统,如计算机、通信设备、工业和商业自动化控制系统等归为信息系统。
电子信息系统综合雷电防护原则:整体设计,综合治理,系统实施。
信息系统的防雷及过电压保护是一种系统工程,必须贯彻整体防护的思想,综合运用分流(泄流)、均压(等电位)、屏蔽、接地和保护等各项技术,构成一个完整的防护体系,才能取得最佳效果。电子衡器防雷技术正是按照这一要求进行设计的。
由于电子衡器防雷系统按照现代防雷技术的要求,结合电子衡器的结构原理,衡器安装现场地状况,按照设计规范标准,采取了“综合防护、系统防护、逐级降压”的设计方法,所以它具有规范性、可靠性和先进性。
4、结束语
电子衡器防雷技术是一个性能先进的综合复杂的雷电保护系统,对受保护的电子衡器系统不做任何改动,不影响衡器的计量性能。当有雷电袭击时不用停电,电子衡器(包括动、静态电子轨道衡、电子汽车衡,高炉秤、配料秤、皮带秤等各种电子衡器系统)能够正常计量,并根据其所处雷区的雷电特点,选用不同的设计方案。
摘要:电子衡器防雷技术是一个性能先进的综合复杂的雷电保护系统,主要采用了传感器、仪表等电位保护、传感器电流泄放通道、电源多级防雷保护,尤其是安装防雷接地网等现代雷电防护技术。广泛适用于电子轨道衡、电子汽车衡和高炉配料秤等。
关键词:衡器;防雷技术。
参考资料:
〔1〕《国际建筑物防雷设计规范》IEC1024-1,1990.
〔2〕《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版).
〔3〕《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》.GA267-2000.
〔4〕《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》GB/T17626.5-1999.
〔5〕《电子秤技术》施汉谦、宋文敏,中国计量出版社,1991年9月第1版.
〔6〕《雷击电磁脉冲的防护.2屏蔽、等电位及连接》GB19271.2-2005.
【关键词】110 kV输电线路;防雷设计;产生机理;线路路径;避雷线;分析
前言
近些年来,在电力工业建设发展速度持续提升的背景作用之下,输电线路,特别是110k v输电线路的覆盖面正呈现出极为显著的发展趋势,由此也导致雷击作用力影响下110 kV输电线路运行事故有所加大,经济效益及社会效益的发挥受到了一定程度上的阻碍。根据相关统计资料数据显示:在2010 ―2011年间所发生的110kV输电线路跳闸事故当中,有近70%比例左右的原因来自于雷击事故。针对110 kV输电线路进行合理且有效的防雷设计处理,其重要意义是可想而知的。本文从110 kV输电线路遭受雷击的产生机理以及输电线路防雷设计的基本思路入手,进而从路径选择、避雷线架设以及绝缘水平提高这几个方面,针对输电线路防雷设计的几大关键措施进行了分析与研究。
1. 10kV输电线路防雷设计的必要性分析
作为区域性电能输送与转化作业的核心,110 kV输电线路在输配电性能稳定性及可靠性程度方面备受各方工作人员的特别关注与重视。各种可能会对110 kV输电线路运行稳定性产生不利影响的因素均应当得到及时且有效的排除。相关统计资料数据显示:110 kV输电线路遭受雷击并出现跳闸反应的危害程度同多个方面因素均存在较为密切的关系。在当前技术条件支持下,110 kV输电线路多地处空旷山区或是野外地区,恶劣的自然环境条件使得110 kV输电线路在所处运行空间的性能发挥受各类型客观因素影响与制约。与此同时,在较大线路长度处于雷击事故高发地带的情况下,雷击现象的产生将极有可能导致110 kV输电线路绝缘子串闪络部件出现损坏或是烧毁问题,由此也可能引发整个110 kV输电线路的瞬时性跳闸。
2. 110 kV输电线路遭受雷击作用力的产生机理分析
线路设计人员应了解雷击作用于110 kV输电线路过程当中对线路发生影响的机理,在此基础之上明确与之相对应的防雷设计思路。具体示意图如图1所示。简单来说,整个110 kV输电线路遭受雷击而引发线路运行故障的基本原因可以作如下分析:当存在内含大量电荷成分的雷云出现在110 kV输电线路输电线路附近上空,这部分雷云势必会在地面及负载电荷作用力的影响下形成强大的电场,在雷云不断移动并经过110 kV输电线路附近的过程当中,较高的杆塔使其极有可能破坏整个雷电电厂中的空气绝缘形态,由此导致雷云通过输电线路杆塔进行放电。在这一过程当中,雷云所含大量电流将直接自空中注入输电线路杆塔装置,并以杆塔装置顶端位置为载体,以电流行波的方式进行传播。更为关键的一点在于:在此过程当中所产生的雷击过电压会完全施加于110 kV输电线路杆塔装置绝缘子部件当中。受此影响,一旦杆塔绝缘子部件的闪络电压参数低于电流放电电压参数,则110 kV输电线路架空输电线路将极有可能在雷电作用力影响下出现明显的绝缘性闪络问题。闪络过程中所产生的工频电弧可能会导致110 kV输电线路二次保护系统同时接收到来自于电流互感器装置以及电压装置上的信号,并产生与之相对应的保护动作,此过程当中同样可能导致110 kV输电线路出现瞬时性跳闸问题。
图1 110 kv输电线路遭受雷击作用力的产生机理示意图
图2 地雷线保护角角度控制方式示意图
3. 110 kV输电线路的防雷思路分析
在明确有关110 kV输电线路雷击产生机理的情况下,针对整个110 kV输电线路进行防雷处理的前提在于将110 kV输电线路所处地区雷击发生的可能性尽量控制在较低范围。与此同时,在雷击问题不可避免的情况下,应当最大限度的确保110 kV输电线路外部绝缘部件所承受过电压参数能够始终维持在最低限度。对于110 kV输电线路防雷设计工作人员而言,应当深入110 kV输电线路运行实际进行系统分析与观察,结合相关部门人员的有效沟通与配合,为110 kV输电线路防雷设计提供必要的数据支持与保障,其目的在于提高110 kV输电线路的整体耐雷水平,在此过程当中确保电网运行的安全性与可靠性。
4. 110 kV输电线路防雷设计关键措施分析
4.1 输电线路路径的合理选择
110 kV输电线路进行防雷设计的过程当中,首先要予以关注的是尽可能的将110 kV输电线路的敷设区域划定在该地区雷击现象多发区区域之外。从线路路径选择上尽量减少雷击的可能性。若受到客观性因素的显著与影响,110 kV输电线路不得不跨越雷击现象多发区的情况下,设计人员应对该段线路设计相应加强的防雷措施,如增强绝缘,采用地线防护角较小的杆塔等。可以说,对输电线路路径的合理选择一直以来都是110 kV输电线路防雷设计的前提与基础所在。从现阶段我国相关电网运行部门的实践工作经验角度上来说,对于110 kV输电线路而言,比较容易遭受雷击影响的地点往往集中分布在110 kV输电线路的局部位置,通常将此类局部位置统称为110 kV输电线路中的“易击区”或是“选择性雷击区”。正确把握这两种易遭受雷击地区在110 kV输电线路路径设计及制定过程中的分布规律可以说是输电线路路径选择的关键所在。一般情况下,“易击区”或是“选择性雷击区”主要分布在以下几类区域中:①.首先是我们所俗称的“雷暴走廊”地区,主要是指处于顺风状态下的峡谷或是河谷地区,以及山区迎风风口位置;②.其次是处于山丘包围状态下的潮湿性盆地地区,此类区域主要是指110 kV输电线路杆塔装置周边的湖泊、水库以及沼泽地等地区;③.再次是部分地质勘查结果显示该区域土壤电阻率参数较低且未形成连续性分布状态的地区,此类区域多以两种形态区域的交界处为集中表现形式。对于110 kV输电线路路径选取而言,涉及较多的有山坡与水稻稻田交界位置、土壤与岩石结构构造交界位置以及地质断层位置等,在此类地区较低的土壤电阻率参数作用之下,雷击产生的可能性始终维持在较高水平;④.再次是部分地质勘查结果显示地下水水位较高或是地下存在导电性矿资源分布区域,判定110 kV输电线路路径选取区域是否属于此类雷击好发地区主要借助于前期地质勘查工作所提供的相关数据信息;⑤.最后是110 kV输电线路杆塔装置所在地区土层结构性分布情况较好,土壤电阻率各测定点测定结果差异性较小且周边植被分布情况较为良好的地区,该区域内雷击作用力的发生往往集中在山丘向阳坡坡面或是山丘顶部突出位置。以上几类“易击区”以及“选择性雷击区”均应当在110 kV输电线路路径选取过程当中有效避免。
4.2 输电线路避雷线的合理架设
通过针对110 kV输电线路进行避雷线的合理架设处理能够有效防止雷直击导线问题。与此同时,避雷线的安装相对于110 kV输电线路防雷作业还有着如下两个方面的关键作用:首先,避雷线的安装能够针对雷击电流进行有效分流,减少杆塔塔顶高电位;其次,避雷线与110 kV输电线路导线所发生的耦合反应使得线路绝缘子位置的电压参数得到了极为有效的控制;再次,110 kV输电线路导线的感应电压参数因受到避雷线导线屏蔽作用的发挥同样呈现出明显降低作用。
大量的实践研究结果表明:110 kV输电线路电压参数的高低水平与输电线路避雷线装置的实际避雷效果存在较为显著的正比例相关关系。另外,增加避雷线在线路工程造价中所占比例较低,而减少雷击获得的经济效益较高,从这一角度上来说,避雷线的架设应当作为线路防雷的首要选择手段。
为减少绕击率,使避雷线在110 kV输电线路过程中的防雷有效加强,可在线路杆塔选择过程中,选择合理的避雷线保护角角度,对110kV线路,一般情况下宜将其控制在20 °~30 °范围之内,且做好杆塔的接地处理。
4.3 输电线路绝缘水平的强化分析
对于110 kV输电线路而言,输电线路绝缘水平与耐雷水平基本呈现出较为显著的正比例相关关系。从这一角度上来说,为确保实际应用过程中的110 kV输电线路具有合适的绝缘强度,最为关键的方式在于针对输电线路零值绝缘子部件进行合理监测,在此过程当中实现对110 kV输电线路耐雷水平的稳定提升。更为关键的一点在于:在110 kV输电线路的设计过程当中,应当结合各类绝缘子部件的实际性能,针对与之相对应的防雷参数及运行特性进行合理分析。现阶段玻璃绝缘子装置有着不易老化、零值自爆以及耐电弧等多个方面的问题,其应当成为现阶段110 kV输电线路防雷设计过程当中绝缘子的首选原材。
关键词:玻璃幕墙;防雷设计;措施
一、前言
上世纪80年代,玻璃幕墙进入我国建筑行业,很快就以其亮丽的外观和非常好的光线透射性,受到建筑师的热烈欢迎和喜爱。作为一种美观新颖的建筑墙体,玻璃幕墙在建筑设计中得到了飞速发展,在工程建筑尤其是高层建筑中得到广泛采用。各色绚丽的玻璃幕墙建筑,成为了现代建筑派的主要表现特征,为城市文化注入了新的活力,更给城市增添了一道道亮丽的风景线,是现代高层建筑时代的显著特征。然而玻璃幕墙存在的问题也不容忽视,包括防火、光污染和防雷击等,其中防雷问题的影响最严重。
二、雷电对玻璃幕墙的危害性
玻璃幕墙通常都是大面积采用,作为脆性材料,一旦遭遇雷击破裂成碎片,势必成为极大的安全威胁。高层建筑玻璃幕墙,通常离放电云层比较近,导致地表的电场分布产生畸变,其电场强度远大于一般建筑物,容易导致雷电发展条件的发生,加之高层建筑距云层较近,所以易遭受雷击。同时,高层建筑玻璃幕墙在对高层建筑物进行围护后,建筑物的防雷装置被玻璃幕墙所屏蔽,导致很难防止直接的雷击,容易造成对玻璃幕墙的直接雷击。玻璃幕墙其自身金属材质因为雷电效应,导致静电感应作用的发生,当电场形成时,幕墙的金属体很容易积聚和雷云极性相反的感应电荷,数量很大,雷云瞬间发生放电之后,电场突然消失,而幕墙的金属体感应电荷,却无法以相应的速度流散,这就会造成高达万伏以上的对地电位产生,形成静电感应电压,造成危害。
高层建筑玻璃幕墙的防雷应与一般的建筑物的防雷有异曲同工之处,普通建筑物的防雷装置有三部分,分别为:接闪器,引下线和接地装置。接闪器:根据被保护物体的不同,接闪器形状不同,主要有避雷针、避雷网、避雷带,其主要作用是直击雷起到接闪功能。在60年代,英国人提出雷击距离理论--滚球法,依据雷电闪击距离为基础用来确定接闪器的保护作用,当雷击被导达到接闪器放电距离以前,其闪击点有一定的范围要求,被保护的建筑物的接闪器有若干个上行先导,最后在容易放电击穿的路径上形成主放电,接闪器正好设置在被保护的闪电击点概率较高的点。引下线对接闪器的接闪的雷电起导流作用。接地装置主要的作用是消耗雷电产生的能量。
三、玻璃幕墙防雷设计方案
本文中以某建筑玻璃幕墙建设工程为例,具体分析其防雷设计。此工程中该建筑所处的地理位置属于雷电多发地,建筑楼内摆放有大量电子仪器设备,建筑楼长为105.6米,宽为21米,建筑面积大约1.6万平米,建筑结构采用钢筋混凝土框架――剪力墙的结构。三个主要立面都将使用玻璃幕墙,而幕墙总面积有6500平方米。玻璃幕墙在最高檐口处的高度是36.5米。
1.雷电防护的基本措施
一般情况下,建筑物防雷系统,就是由避雷针、避雷网或避雷带组成的接闪器,主体结构的柱、板钢筋或者外接引下线所组成的引下装置,和利用承台、底板钢筋等基础自然接地体或者人工接地体,形成一个接地装置合成,整个建筑呈现出法拉第笼状态,把雷电流引入到地面。
此大楼处于雷电的多发地区,而且雷电流的强度比较大,而大楼摆放很多电子仪器设备,如遭破坏,将导致无法挽回的损失,需加强防范雷电措施。
2.玻璃幕墙防雷设计的具体措施
幕墙顶部女儿墙的盖板,作用相当于引雷作用的接闪器。用镀锌圆钢沿着女儿墙的周圈进行安装,并且和防雷引下线相焊接。而在盖板内侧,则安装40ram×4ram×4ram镀锌角钢,每块铝板上都安装两段角钢,其中每段长300毫米,两段之间则用中12镀锌圆钢焊接连通,同时,用中12镀锌圆钢一端和女儿墙顶l2镀锌圆钢进行焊接,另外一端则和角钢焊接。每段角钢与铝板之间,可用四个M6×20mm不锈钢自攻螺丝压接,注意在角钢和铝板之间加垫1毫米厚不锈钢垫片,然后加上不锈钢平垫和弹簧垫。所有的竖向主龙骨的连接处,都使用40mm×4mm铝合金所制成的可伸缩的欧姆弯做压接,在连接处上下分别使用两个M8不锈钢压接穿螺栓,注意:可动的一端应避开插芯,然后加上不锈钢平垫以及弹簧垫。对于均压环的楼层,在所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处,通过40mm×4ram铝合金两端,分别使用两个M6不锈钢压接穿螺栓,并且加不锈钢平垫和弹簧垫。而充当防雷引下线的柱子内的对角纵向钢筋上下则采用焊接连接,使其上下相互贯通。焊接则采用双面焊接,焊缝长度大于2Od,d为钢筋直径。每三层框架梁内的两根主钢筋焊接,绕建筑物成均压环,然后将其和所有的引下线钢筋焊接。焊接使用双面焊接,焊缝长度大于2Od。
每楼层处,充当防雷引下线的柱子外皮处,应当预先埋下一根40×4镀锌扁钢,并和柱内防雷引下线钢筋焊接,焊接的长度为200mm。双面施焊,为了保持玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨接地贯通,用40mmx4ram镀锌扁钢一端和均压环相焊接,焊接长度应当是其宽度的2倍,并且做三面施焊,另一端则用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接,为了防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀,可在其间加垫l毫米厚不锈钢垫片,并且加不锈钢平垫和弹簧垫。
用作防雷引下线的柱子内的贯通主筋与基础钢筋焊接进行连接,焊接使用双面焊接,焊缝长度大于20d,并且将与贯通主筋连接的基础钢筋与之相交的基础钢筋点焊进行连接。
四、防雷设计中应注意的事项
在玻璃幕墙的防雷过程中应注意以下三点:
一是,充分利用建筑物的接闪器、引下线、接地装置。
二是,将均压环层的幕墙横竖向龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物防雷网联通。
三是,将首层的幕墙的横竖龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物的防雷网联通。
通过以上,玻璃幕墙在遭受雷击的过程中,由于其玻璃幕墙的防雷与建筑物防雷联成一体,则玻璃幕墙将能获得的电能,通过建筑物的接地系统迅速地输送到地下,从而达到保护建筑物和玻璃幕墙免遭雷电的破坏。
高层玻璃幕墙的顶部为了美观,一般都采用铝板,铝板是入地较好的导体,它沿建筑物顶部分布,其电场强度很大,雷电就很容易被吸引过来,受雷击最大的部位,铝板则是很好的接闪器,可以接受雷电流,将固定铝板的主横担与建筑物避雷系统联成一体,这样就可以安全的将雷电流导入大地。高层建筑的玻璃幕墙顶部的接闪器可以有效地防雷直击,但不能防止侧雷击,在玻璃幕墙防侧雷时,其要根据建筑物防雷等级来确定其作法:一类防雷30米,二类防雷在45米,三类防雷在60米,综合建筑物的防雷等级在30米、45米或60米以上的高层玻璃部位,每层设一个均压环,并将建筑物防雷网及玻璃幕墙防雷系统联通,形成一个电气通路,为了防止球形雷,将玻璃幕墙首层的横竖龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物的接地网联成一体。
五、结语
在玻璃幕墙设计和安装时,采取上述措施后,雷电发生时,不管是发生可能性极小的侧击雷直接击中玻璃幕墙产生的雷电流,还是因为静电感应聚集的大量电荷,两者都可以得到快速而有效的释放引导,从而对建筑物实现保护效果。
参考文献:
[1]朱贵刚 高层建筑玻璃幕墙防雷设计 [期刊论文] 《科技创新导报》 2010
[2]蒋玄 论高层建筑玻璃幕墙防雷接地技术 [期刊论文] 《江西建材》 2010
[3]王军 建筑防雷施工浅析 [期刊论文] 《浙江建筑》 2006
[4]陈桂清 浅议建筑物玻璃幕墙防雷接地的作法 [期刊论文] 《吉林气象》 2005
关键词:车间通信机房;防雷;措施
中图分类号:TU856文章标识码:A
一、概述
随着国民经济的快速发展,人们对于网络通信质量的要求越来越高,通信基站的数量不断增加,类型也区域多样化,大量车间通信机房得以建设。而信息化技术的快速发展,大量的微电子产品和设备应用在通信基站内,来调节和控制移动网络通信信号的传输[1]。微电子产品的广泛应用,提升通信设备性能的同时,也大大降低了车间通信机房的耐压能力,加大了车间通信机房在雷电防护问题上的难度,尤其是安装在电源主控室内的通信设备,受到雷击的概率更是大于其他机房。所以对雷电灾害的研究进行深入研究来了解车间通信机房收雷电击中而发生灾害的原理,对于车间通信机房的雷电防护问题具有很大的现实意义。
二、雷电灾害形成以及对车间通信机房造成的灾害
雷电是自然界中常见的带电云层放电现象。当天空中有雷雨云层时,云层会携带大量的电荷而产生静电感应作用。当地面某些特殊物体或者建筑物与带电云层形成强电场而足以让带电云层进行对地方放电时就形成了雷电现象。一般的,雷电现象对车间通信机房造成的破坏有直击雷灾害和感应雷灾害两种形式[2]。直击雷是带电云层直接放电而造成的破坏,这类雷电放电具有瞬发性,短时间内形成高电压并释放大量的电流而对车间通信机房和通信设备造成强烈破坏。感应雷是由于带电云层与车间通信机房的信号传输线、设备连接线形成强电场,强大的电磁感应对通信设备中的微电子元件间接造成破坏的灾害现象。虽然没有直击雷造成的灾害严重,但是发生的概率却很大,而且强电场形成的电磁感应对微电子产品造成的过压破坏会使通信设备产生故障而是车间通信机房瘫痪,对于整个通信网络而言,造成的破坏也是不可估量的。所以感应雷是车间通信机房主要防范的雷电灾害。
三、车间通信机房的防雷措施
车间通信机房的防雷措施主要以防止感应雷为主,直击雷主要通过安装避雷装置和浪涌保护器等保护装置来降低雷电对车间通信机房内电源和通信设备等的危害。另一方面,在建设车间通信机房时,要消灭机房内的防雷隐患等,确保将防雷工作做到最底层。
(一)安装避雷装置,减少电荷量
在车间通信机房上部安装避雷装置是车间通信机房的主动防雷,通过避雷装置,可以将车间通信机房上部的带电云层在聚集电荷足够多之前就对和带电云层运行形成通电回路而对带电云层进行放电,并将多余的电荷导入到大地,从而避免车间通信机房由于带电云层电量过多而进行放电造成的破坏。针对建筑物常见的避雷装置有避雷针、避雷线、避雷器等,在建设车间通信机房时,可以根据当地的气候条件来选择避雷装置,或者多种装置结合辅助使用以增强车间通信机房的防雷能力。此外,安装在车间通信机房内的电源避雷器的引入线不宜过长,以避免在雷击发生时由于引入线过长而抬高雷电电位,同样对通信设备造成过压伤害[3]。一般的,车间通信机房内的电源避雷器的火线引线应该尽量短,加上和接地线总长度应尽量控制在5米以内,以确保雷电不会从交流引入线进入车间通信机房。同时,针对避雷装置的安装,针对车间通信机房的建筑、电源、通信设备等独立、可靠接地,且相距一定距离,尽量避免保护地联合使用,以避免使用同一接地线致使整体的防雷能力降低,防雷效果不佳。
(二)联结机房等电位,消除电位差
针对车间通信机房防雷措施,虽然建筑、通信设备、电源等接地系统相互独立,但是同类型内部应该进行等电位联结。当车间通信机房遭受雷击时,如果通信建筑之间或者电子设备之间彼此接电线没有等电位联结,那么彼此之间就会由于接地电阻而产生电位差,当电位差足够大时,同样会破坏车间通信机房的绝缘系统,造成设备破坏。针对车间通信机房建筑之间的等电位联结,将建筑接地引下线与建筑柱内钢筋焊接在一起,从而使建筑接地形成上端与顶层混凝土钢筋相焊接,地部与地网相焊接,从而形成笼式避雷网,将雷电的高电流强电压进行分流均压。同样的,针对电子设备的等电位联结,需要将通信设备中的电气、电子设备的金属外壳、通信电缆外皮、设备机柜、各种浪涌保护器、安全保护器等接地端都应该以最短的距离联结起来,以降低甚至消除电子设备内部防雷系统的电位差。
(三)加强通信设备雷电防护
车间通信机房的雷电防护要确保通信设备的正常运作,以保证通信网络的正常运行。通信设备的保护包括电源保护和设备屏蔽两部分。针对电源的雷电防护,需将避雷器加装到车间通信机房总配电室的电缆内芯两段来进行一级保护,同时在车间通信机房每个楼层的电缆内芯两侧加装避雷器进行二级防护,最后在各种重要的通信设备以及UPS前段对地部分加装避雷器作为三级保护,最终确保侵入电源系统内的雷电流通过分流技术将其泄入大地[4]。通信设备的屏蔽的主要目的是避免雷电产生的电磁场对通信设备进行干扰而扰乱通信网络的正常运转。通信设备屏蔽包括空间屏蔽和线路屏蔽,线路屏蔽是对网络信号线和电源线进行屏蔽,此外还需对机房进行屏蔽,将其内部的金属门、窗等以及防静电专业地板进行接地,以减少雷电场对通信设备的干扰。
四、总结
车间通信机房的雷电防护措施主要从预防雷电灾害的直击雷和感应雷两方面入手,通过为车间通信机房建筑、通信设备、电源等进行避雷设备安装,以减少带电云层放电时对车间通信机房造成的危害,同时通过内部接地系统的等电位联结,降低甚至消除由于接地电阻产生的电位差,同时要加强通信设备的雷电防护工作,确保设备电源供应正常,设备运转正常。车间通信机房的防雷工作要从细处入手,做到方方面面,一点疏忽就会造成整个防雷系统失效,所以我们要不断努力,将车间通信机房的防雷工作做到细处,保证通信设备正常运转,保证通信网络正常提供服务。
参考文献:
[1] 孔照林,郝世峰.信息化实验室综合防雷工程设计[A]. 第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C]. 2007
[2] 杜江.浅谈计算机机房网络系统设备的防雷设计[A]. 第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C]. 2007
中国的城市化发展,住宅小区逐渐智能化管理,相应地对建筑电气工程提出了更高的要求。建筑电气工程作为现行小区建设的重要组成部分,就需要对设计技术高度重视,才能够保证小区的建筑质量。本论文针对住宅小区建筑电气工程设计技术要点进行研究。
关键词:
住宅小区;建筑;电气工程;设计技术;要点
引言
中国社会经济快速发展,人们对生活质量越来越高要求,对住宅小区的建筑质量倍加关注。电气工程属于是建筑施工中的基础性工程,随着住宅环境的不同,就需要对电气工程不断完善。面对目前住宅小区建筑的电气工程中所存在的问题,就需要对设计技术以高度重视,以提高住宅小区的建筑使用质量。
1住宅小区配电系统的设计
1.1配电系统中变压器的设计
目前的住宅小区运行中的一个明显特点就是用电负荷在不断增加,这是由于城市居民的经济水平提高,生活质量也相应地提高,各种电气设备的使用量增加,就必然会增加用电负荷。这就需要住宅小区在电气工程设计的过程中,要对小区居民的用电负荷充分考虑,对科学合理地设计变压器[1]。特别是中国在近年来倡导节约能源,促进环境保护,在对住宅小区的电气工程进行设计的时候,考虑到用电负荷问题的同时,还要考虑到节约能源问题,对变压器的型号、安装数量都要从建筑的运行实际出发进行配置,以使配电系统安全稳定地运行,同时还降低了能源消耗量,住宅小区居民的用电也不会受到影响。
1.2配电系统中的其它设计
住宅小区的配电系统设计中,需要重点解决的问题就是满足建筑用户不断增加的用电需求。面对用电负荷不断增加的问题,就需要做好节约能源的工作。在具体工作中,可以对居民的电能使用情况进行了解,对电能的使用做好分类,使得所采用的节约能源措施更具有针对性,发挥时效性,配电系统设计也更为科学合理。在为建筑配置低电压设备时,要安装继电保护装置,以使低电压设备处于良性运行状态,保证为住宅小区居民持续稳定地供电。小区的配电系统设计中,为了保证供电长时间持续供电,特别是维持机房供电的持续稳定,机房供电往往是一级消防动力负荷,居民的家庭用电会采用三级负荷。通过对负荷划定级别控制用电负荷,就可以达到节约能源的作用。
2住宅小区监控系统的设计
2.1监控系统中消防监控系统的设计
住宅小区是人口集中的区域,也是各种电气设计集中安装的区域,因此,保证消防安全是至关重要的,这也是住宅小区建设的关键。要提高消防安全质量,很多的城市住宅小区都安装了消防监控系统,对火灾发挥有效的控制作用。从目前的住宅小区消防监控系统的设计情况来看,是将系统划分为局部监控区域和中央监控区域,在消防控制模块中设置有消防指挥运行流程,如果住宅小区中有火灾发生,在消防监控系统中的警报装置就会对火灾隐患进行检测,同时发出消防警报[2]。在火灾现场,消防监控系统的控制模块还会以手动操作的方式或者自动操作的方式指挥火灾现场,对火灾起到了有效的控制作用。在对消防监控系统进行安装中,为了保证监控系统在火灾发生的过程中安全运行而不会遭到破坏,就要对系统予以电磁干扰,并做好防护工作。对于系统中的线路材料,要求具有良好的耐火性能,以使得消防监控系统的功能得以充分发挥。
2.2监控系统中消防探侧器的设计
在城市住宅小区中,消防探测器是重要的装置,不仅可以对火灾予以探测,而且还能够及时地启动报警装置,随之火灾监控模块启动。安装消防探侧器的过程中,要根据实际工作需要选择消防探侧器的型号,还要考虑到安装的位置以及运行环境,保证消防探侧器的功能得以充分发挥[3]。虽然现行的住宅小区中所安装的消防探侧器对环境具有较强的适应性,而且不会受到安装位置的局限,具有良好的火灾报警效果,但也要从其应用范围出发对其安装区域加以明确。
3住宅小区防雷设施的设计
住宅小区的建筑安装有各种电气设备,就要做好防雷涉及工作。通常而言,住宅小区会安装基础性的防雷装置,这对于建筑电气工程而言是远远不够的。要强化防雷设计,就要将电气防雷系统构建起来,保证防雷系统有效运行。这就需要在安装防雷装置的过程中,要对住宅小区的规模以及防雷装置所安装的位置充分考虑。在安装直击防雷装置的过程中,要考虑到其所发挥的作用是避免直击雷对住宅小区的配电系统以及监控系统造成破坏。这就需要从住宅小区的实际情况出发做好接地工作,之后根据需要安装各种避雷设施,诸如避雷针等等,以避免建筑被雷击。对于住宅小区的建筑,其高度国家都有明确规定。如果建筑高度超过了规定范围,就要每间隔5米至8米的高度就要设置避雷带,还要连接地下线,以防止金属构件被雷击。当雷电的强度较高,防雷装置就会对电气设备的绝缘层造成破坏,这就需要安装雷电反击设置[4]。防雷装置接闪器会影响到建筑物中的金属物,两者要保持一定的距离。另外,建筑物中的钢筋和其他的金属物之间的距离都要符合规定,还要与防雷引下线进行连接。建筑中所安装的各种电气设备都要做好接地工作,还要连接防雷接地,以避免电气设备遭到雷击。住宅小区建筑安装有大量的电气设备,有必要将综合布线系统构建起来,合理设计通讯网络,以保证各项信息有效传输而不会受到雷电的影响。
4结束语
综上所述,中国城市居民的生活水平逐渐提高,对住宅小区的建筑质量提出了更高的要求。对电气工程设计工作予以高度重视,是为小区居民塑造舒居住环境的重要条件。建筑电气工程作为建筑工程中的基础部分,直接关乎到建筑的使用功能。特别是目前各种新的电气技术在电气工程中得以应用,就更需要针对建筑电气设计工作积极探索,提高设计质量,以确保建筑电气运行稳定,更好地满足住宅小区居民的电气使用需求。
作者:余翔 单位:湖北工业大学
引用:
[1]田建红.智能小区建筑电气工程设计与实践[D].西安交通大学硕士学位论文,2012.
[2]周元.智能小区建筑电气工程设计与实践[J]山东工业技术,2016.