广东电信平安监控防雷接地方案正式版.doc

四川中光广州中心 邱续东 广广东东平平安安项项目目监监控控设设备备 防雷防雷接地接地设计规划书设计规划书 目目 录录 前言前言 3 一 平安城市视频监控系统防雷简介一 平安城市视频监控系统防雷简介 3 二 接地网实施的必要性二 接地网实施的必要性 3 三 平安城市接地需求分析三 平安城市接地需求分析 4 广东省电信有限公司广州分公司 四川中光广州中心 邱续东 降低大地接地电阻的原则 5 四 接地设计参照表四 接地设计参照表 7 五 防雷与接地主材参照表五 防雷与接地主材参照表 7 六 监控地网设计细则六 监控地网设计细则 8 七 设计参照规范七 设计参照规范 10 八 接地网施工程序 八 接地网施工程序 10 十 本次三种接地方法说明十 本次三种接地方法说明 12 十一 接地电阻的测量方法十一 接地电阻的测量方法 14 十二 接地电阻方法选用图参考十二 接地电阻方法选用图参考 15 十三 附 铜包钢接地极说明十三 附 铜包钢接地极说明 16 前言前言 广州市 东经 113 17 北纬 23 8 地处亚热带 夏季多雷雨 年平 四川中光广州中心 邱续东 均雷暴日数高达七八十天 属于雷暴高发区 据广东省防雷减灾管理办公室 资料统计 仅 2003 年一年广东省雷灾直接经济损失就达到了 16429 万元 比 2000 年增加了 55 5 加强防雷减灾管理 尤其是电子信息系统的防雷 减灾管理越来越重要 一 平安城市视频监控系统防雷简介一 平安城市视频监控系统防雷简介 随着我国现代化建设的不断提高 广东省平安城市视频监控系统涉及大 量的监控点 且大多安装在室外 有些在城郊 有些在城市街道 有些在高 层建筑上面 监控前端系统比较容易遭受雷电波传导或辐射的干扰 使得监 控设备损坏 为避免不必要的损失 减小后期的维护压力 必须采取完善的 防雷措施 二 接地网实施的必要性二 接地网实施的必要性 防雷接地系统必须有合理而良好的接地装置 才能保证有效可靠的防雷 没有良好而可靠的接地系统 最好的防雷系统 再昂贵的浪涌保护设备都无 法发挥作用 而且由于接地系统埋设在地面以下 一旦有腐蚀导致接地系统 失效 很难检测也很难更换 从防雷的角度来考虑接地电阻越小 散流就越 快 被雷击物体高电位保持时间就越短 危险性就越小 所有的防雷针和各 类防雷保安器 都是通过接地系统把雷电流引入大地 而起到防雷作用的 因此建设可靠的地网 是防雷系统建设的首要任务 防雷接地是避雷技术最重要的环节 不管是直击雷 感应雷或其它形式 四川中光广州中心 邱续东 的雷 都将通过接地装置导入大地 因此 没有合理而良好的接地装置 就 不能有效地防雷 从避雷的角度讲 把接闪器与大地做良好的电气连接的装 置称为接地装置 接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放 到大地 使其与大地的异种电荷中和 目前 国际国内防雷理论和工程界比较流行共用接地和等电位连接 共用接地就是把同一建筑物内的许多不同性质的接地装置如防雷地 电气安 全接地 交流电源工作地 通信及计算机直流地统统地连接在一起 使之成 为一个等电位体 等电位连接是把建筑物内及附近的所有金属物 如混凝 土内的钢筋 自来水管 煤气管及其它金属管道 电力系统的零线等用电气 连接的方法连接起来 焊接或者可靠的电气连接 使用防雷器材与电力系 统的火线和其他通讯线达到暂态等电位连接 这样使的整座建筑物成为一个 良好的等电位体 当雷电来袭时 由于建筑物内部及其附近基本上做到等电 位 因而不会发生建筑物内部的设备电位差和设备被高电位反击和人被雷击 的事故 由于采用了等电位连接 对建筑物接地电阻的要求可以放宽 这一 点对干旱 沙漠等土壤电阻率高的地区尤为重要 三 平安城市接地需求分析三 平安城市接地需求分析 平安城市监控系统由于要求传输距离远和图像质量高 传输主干主要采 用光纤作为传输介质 光纤介质不会传导任何的雷电波 使的监控系统总机 房防雷变的轻松 但是平安监控安装的环境复杂多变 从安装方法上来说有 立杆安装和非立杆安装 从安装地理位置上来说有安装在街道口和空旷的闲 四川中光广州中心 邱续东 置地 从地质环境来说有安装到高山丘陵和平原地带 接地设计中 土壤电阻率是在进行各种接地设计时必不可少的参数 影响土壤电阻率的因素很多 包括土壤的结构 类型 土质的紧密程度 湿 度 温度以及土壤中含有可溶性电解质的成分 如酸 碱 盐 等 其中土 壤的含水量与环境温度是影响土壤电阻率的两个主要因素 通过作者近几年 勘测数据表明 广州市平原地区土壤电阻率普遍在 100 300 广州市 m 丘陵地区和高山土壤电阻率普遍在 500 1000 个别地区受地形 地 m 势影响偏高 影响接大地的接地电阻的因素 a 土壤电阻率 b 土壤中的水 分含量 c 土壤的温度 d 接地杆的埋设深度 e 接地杆直径 f 接地杆的 多少 降低大地接地电阻的原则 降低大地接地电阻的原则 土壤的电阻率 不同土壤的电阻率差别很大 如表 表示 接地杆的接地电阻杆与周围的土壤电阻率成正比 为此 a 选用土壤电阻率小的地方来埋设接地杆 b 对土壤进行预处理 来改造接地杆周围土壤的导电特性 预处理有换土法和加导电剂法 加导电剂 如食盐 木炭和化学降阻剂 四川中光广州中心 邱续东 土壤中水分含量 土壤的湿度对接地电阻影响甚大 图2 表示不同温度下的土壤电阻率 为此 a 接地杆应掩设于潮湿的土壤中 可选择上下水道 污水井附近 b 接地体应埋到地下水线位置 c 接地杆周围土壤应定期补充水分 土壤温度 土壤温度对土壤的电阻率亦有很大影响 图 反映了温度对土壤电阻率的影响 土壤温度随季节变化 为了确保接地电阻不随季节而变 掩设接地杆时应注意如下两 点 a 在温度变化大的地方 接地杆顶距地面距离应大于 0 65m 不难看出影响接地实施主要是二大因素 接地体设置的土壤环境 是 否高土壤电阻率 是否水源丰富 第二是接地体所处的外界环境的影响 能否开挖 四川中光广州中心 邱续东 四 接地设计四 接地设计参照表参照表 平安项目接地电阻要求情况如下表 五 防雷与接地主材参照表五 防雷与接地主材参照表 防雷接地主材清单 防雷器主材清单 防雷器主材清单 接地电阻值 的要求 4 4 10 10 30 外界环境 角钢实施法角钢实施法可开挖平原综合法 快装接地法快装接地法不可开挖 角钢实施法角钢实施法可开挖 土 壤 环 境 丘陵和 高山 综合法 快装接地法快装接地法不可开挖 接 地 4接地电阻值的要求 4 10接地电阻值的 要求 10 30接地电阻值的 要求 主 材 清 单 3 根 50 5 2000 的热镀 锌角钢 或 3 根 14mm 22mm L1000 1500mm 快装接地极 2 根 50 5 2000 的热镀 锌角钢 或 3 根 14mm 22mm L1000 1500mm 快装接地极 1 根 50 5 2000 的热镀 锌角钢 或 1 根 14mm 22mm L1000 1500mm 快装接地极 注 快装接地极可以使用铜包钢材料 也可以使用铜包钢镀镍锘合金材料 三合一三分立元件主材清单摄像抢前端防雷器 1 个摄像枪三合一防 雷器 1 个摄像枪视频防雷器 1 个摄像枪控制线防雷器 1 个前端 220AC 交流防雷器 主材清单中心机房后台防雷器 后台机房电源一级防雷 1 套 电源二级防雷 1 套 电源三级防雷 N 套 视频避雷器 有室外电缆线 对应 1 个 控制线路避雷器 1 台 DVR 主机 对 应 1 个 四川中光广州中心 邱续东 六 监控地网设计细则六 监控地网设计细则 1 地网建设地点应选择在距监控摄像头周围较近的潮湿 土壤电阻率较 低的地方 这样比较容易满足接地电阻的要求 节约成本 同时还 应尽量避开干燥 有腐蚀性物质的地方 2 建设监控立杆的接地应该在立监控杆实施地脚笼基础的同时安装好 接地的方法可以使用因地制宜的方法实施 可以开挖的地方尽量使用 传统省钱的方法 热镀锌角钢 在建设 4接地网时应采用综合法 来实施接地 即采用热镀锌角钢及快装接地极混合接地时还可以加适 量的化学降阻剂和化学长效接地模块 3 根据现场实地和施工具体情况 可采用不同的地网形状 在城区等地 可采用的接地方式有单组接地 一字形两组或多组并联接地 环型接 地网是最好的 4 在城区接地网施工时应最大限度避免开挖 从而避免影响交通和市政 在土壤电阻率比较低的地方 尽量做到单组接地极就可满足接地电阻 的要求 在土壤电阻率较高的条件下 可适当采用多组接地极并联方 式 但在城区要避免开挖工作过多情况 5 注意使接地体与金属物体或电缆之间保持一定距离 如果距离不够 应把它们用金属连接成电气通路 以免发生击穿 6 防雷引下线与接地网连接时 与接地极直接连接或与水平接地线连接 为确保连接质量 接头处不因时间推移而老化 松脱等应采用电焊 或放热焊接的方式进行 四川中光广州中心 邱续东 7 接地体埋设深度不应小于 0 6 0 8m 做人工接地时接地极尽量相对接 地引线对称摆设接地极 这样符合雷电放电时的对称效应 8 地网引接线采用多股铜线 接地体到立杆的接地引线要不能过长 当 接地引线延伸的长度 L 60m 后 利用情况很差 只有 0 55 的利用率 埋设时应避开污水管道和水沟 并预留接地断接卡或端子 便于测量 地阻 9 接地导线必须采用铜芯导线以降低高频阻抗 接地线尽量粗和短 不 得使用铝材 保护地线应选用黄绿双色相间的塑料绝缘导线 所有的 外露连接头注意防腐处理 接地线两端的连接点应确保电气接触良好 牢固 SPD 接地线端使用小铜排接线 便于维护和汇流 使用铜片 铜耳 端接接头处 接地引线不宜与信号线平行走线或相互缠绕 接地线严禁从户外架空引入 必须全程埋地或室内走线 10 为避免接地网的腐蚀 接地极应采用热镀锌角钢或铜镀钢接地棒和镀 镍锘铜钢棒 铜镀钢棒或镀镍锘铜钢棒打深时 表面铜层不得有翘皮 脱落和开裂现象 垂直接地极施工时 接地棒之间应采用铜质连接线 连接 并通过电动工具 气锤或铁锤能方便打入地下 11 当需要设计多个地网时 应使所有地网连接在一起 形成等电位 12 设备接地要求 接入网设备以及配套设备的正常不带电的金属部件均 应做保护接地 不得利用其他设备作为接地线电气连通的组成部分 光缆 同轴电缆的外导体和屏蔽电缆的屏蔽层两端 均应尽量和所连 接设备的金属机壳的外表面保持良好的电气接触 四川中光广州中心 邱续东 七 设计参照规范七 设计参照规范 序号编号名称 1YD T 5098 2001 通信局 站 雷击过电压保护工程设计规范 2YDJ 26 89 通信局 站 接地设计暂行技术规定 综合楼部 分 3YD 5003 94 电信专用房屋设计规范 4ITU T K 27 电信大楼内的联接结构和接地 5GB50057 94 建筑物防雷设计规范 6GB50200 94 有线电视系统工程技术规范 7GBJ120 88 工业企业共用天线电视系统设计规范 8GB50198 94 民用闭路监视系统工程设计规范 9IEC61312 建筑物防雷设施安装图集 10GB99D562 雷电电磁脉冲的防护 八 接地网施工程序 八 接地网施工程序 施工前首先要充分了解施工现场的地形地貌 地质结构 然后根据现场情 况定出各处接地极的孔位和连接导体沟槽 再进行施工安装 注意避开电缆 沟 管道和其它导电装置 施工前要向建设单位提出书面申请 同意动工方 可进行 1 挖沟 合理使用挖掘工具 采取逐层下挖法 沟槽深度至少 0 8 米 沟槽宽度以能挖深为宜 2 打入 采用适当工具打入角钢接地极或快装接地极 角钢接地极和快 装接地极埋深 0 65 米以下 即接地极头部平沟槽底部 四川中光广州中心 邱续东 3 连接 把安装好的角钢接地极用 4 40mm 扁钢连接起来 形成网状 全部连接均采用焊接 把安装好的快装接地极用多股铜线相连 全部 连接采用放热焊接 4 引入 将接地系统接到立杆底座 5 回填 先填净土 逐层夯实 整理好路面 九 防雷接地装置的验收和维护九 防雷接地装置的验收和维护 为了使平安城市监控的防雷装置具有可靠的保护作用 不仅要有合理的设计 和正确的施工 还要有明确和合理的验收和维护制度 因为防雷接地装置如 果不符合前述规定的条件 它不仅不能起到防雷保护作用 有时还会使所有 的电子设备处于危险的境地 工程竣工后 应组织业主单位 设计单位 施工单位共同进行验收 验 收前需提交下列文件 施工阶段的修改图纸 隐蔽工程的验收记录 接地装 置的接地电阻测量记录 然后按照下述项目进行验收 检查总的导电系统是否按照图纸要求施工 根据国家工程质量检验评定标准 避雷及接地装置验收标准规定 接地电 阻必须符合国家标准 验收时要求逐组检查 测试并做好记录 接地线安装 接地线应平直 牢固 不应有高低起伏 非拐弯处不应有弯曲现象 检查焊 接连接的焊缝平整 不应有裂纹 气孔等缺陷 螺栓连接应紧密牢固 检查 隐蔽工程并做验收记录 经上述检查后应作出明确验收鉴定记录 四川中光广州中心 邱续东 十 十 本次三种接地方法说明本次三种接地方法说明 接地方法使用传统热镀锌角钢 人工接地极在焊接前 应先挖人工地沟 地沟的上宽为 0 8 米 下宽为 0 5 米 深度大于 0 7 米 人工接地体垂直地 极采用 50 5 2000 的热镀锌角钢 水平地极采用 40 4 的热镀锌扁钢 垂直接地极间距为大于 4 米 埋深大于大于 0 6 米 安装时 用大锤将垂直 接地体打入地下 在进行垂直接地极与水平接地极焊接时 水平地极的 40 4 的热镀锌扁钢应与垂直地极的顶面端部距离 50 焊接时应四面 满焊 焊高不小于 4 水平接地极在接长时 应用焊接方式 搭接长度 不小于 80 两端部焊接 焊高不小于 4 焊后经检验合格后 用沥 青油进行防腐处理 使用此方法使用寿命长达 30 年 施工适合方便开挖的 地方施工 综和成本较低 四川中光广州中心 邱续东 电锤 锤头 锤针 连接套管 锥形头 地面 快装接地极方法 铜包钢或镀镍锘合金铜包钢 用专用地极套筒能一根 接力一根往地底下打 相当防雷接地的深井施工法 既耐腐蚀又避免大量 的开挖 镀镍锘合金或镀铜钢棒利用电的趋肤效应能够使电流更快地流散消 失 接线端子放热焊 施工优点是施工快 适合不方便开挖的地方施工 比 如大理石和水泥路面开挖成本昂贵时实用此法非常实用 但综合成本稍贵 使用寿命在 25 年左右 接地使用综合法 由于高山或丘陵地区土壤电阻率在 500 1000 m 地方实 施 4 欧姆人工接地时 采用通常是镀锌扁铁 镀锌圆钢和角钢 铜包钢管等 材料做接地比较难以施工 针对本次工程我们使用现代防雷接地系统低电阻 四川中光广州中心 邱续东 接地模块安装 电解离子棒 化学降阻剂置换换土等降阻方法结合热镀锌角 钢加快装接地极方法 使用综合法实施接地时比使用单一的接地材料比较容 易达到接地阻值要求 其相对成本也会低一些 十一 接地电阻的测量方法十一 接地电阻的测量方法 电极的布置如图 B 1 所示 电流极与接地网边缘之间的距离 d1 一般取 接地网最大对角线长度 D 的 4 5 倍 以使其间的电位分布出现一平缓区段 在一般情况下 电压极与接地网边缘之间的距离 d2 约为电流极到接地网的 距离 d1 的 50 60 测量时 将电压极沿接地网和电流极的连线移动三次 每次移动距离为 d1 的 5 左右 如三次测得的电阻值接近即可 D d1 d2 图 B 1 如 d1 取 4D 5D 有困难 在土壤电阻率较均匀的地区 d1 可取 2D d2 取 D 在土壤电阻率不均匀的地区或域区 d1 可取 3D d2 取 1 7D 电压极 电流极也可采用如图 B 2 所示的三角形布置方法 一般取 d2 d1 2D 夹角约为 30 四川中光广州中心 邱续东 图 B 2 测量注意事项 电流极 电压极应布置在与线路或地下金属管道垂直的方向上 应避免在雨后立即测量接地电阻 采用交流电流表 电压表法时 电极的布置宜采用上图所示的方法 十二 接地电阻方法选用图参考十二 接地电阻方法选用图参考 这根立杆的 接地可以开 挖泥土实施 角钢法接地 四川中光广州中心 邱续东 十三 附 铜包钢接地极说明十三 附 铜包钢接地极说明 对于户外监控点的地网 因受位置限制 不可能有地方大面积开挖敷 设水平接地体 为达到一定的阻值 可在立杆旁设较深的垂直接地体 可采 用铜包钢或镀镍锘合金铜包钢地极 一 接地材料简介