防雷工作中几个技术问题探讨

防雷工作中几个技术问题探讨防雷工作中几个技术问题探讨 一 建一 建 构筑物构筑物 的防雷方案设计 初步设计 施工图设计的的防雷方案设计 初步设计 施工图设计的 深度深度 1 方案设计 建筑工程一般分为方案设计 初步设计和施 工图设计三个阶段 方案设计文件应满足编制初步文件的需要 其防雷部分一般有防雷与接地的内容即可 特殊建筑应考虑电 磁波屏蔽 2 初步设计 初步设计文件应满足施工图设计文件的需要 其防雷部分的设计深度为 设计防雷依据 在进行防雷初步设计时主要引用的设计 依据是 建筑物防雷设计规范 gb50057 94 建筑物电子信 息系统防雷技术规范 gb50343 2004 及 智能建筑物设计标 准 gb t50314 2000 等其他相关设计规范 确定防雷类别 长 宽 高 环境 雷暴日 重要性来 确定 防雷类别的计算 现场勘测及避雷针保护范围的计算只供 内部使用及存档 防直接雷击 防侧击雷 防雷击电磁脉冲 防高电位 侵入的措施 a 防直击雷 屋面网格大小 引下线间距 避雷针或避雷带 b 防侧击雷 按不同的防雷分类设计均压环 外墙上的栏杆 门窗等较 大金属物与防雷装置连接 c 防雷击电磁脉冲 分流 屏蔽 接地 等电位连接 d 防高电位侵入 所有进出建筑物的金属管线做总等电位 连接 屋面禁航灯 彩灯等宜穿金属管线 并在接口处安装电 涌保护器 工程各系统要求接地的种类及接地电阻要求 总等电位 局部等电位的设置要求 其他防雷措施 a 竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置 连接 b 所有正常情况下不带电设备金属外壳均应接地 c 屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器 并和 屋面防雷装置相连 d 突出屋面的金属装置和金属构件应与避雷带可靠焊接 e 卫星接收天线等设备应在接闪器的保护范围内 天馈线 穿金属管 金属管两端应接地 f 在合适的地方预留等电位连接板 3 施工图设计 施工图的设计应满足设备材料的采购 设备制作和施工的 需要 应有建筑物顶层平面图 并有主要轴线号 尺寸 标高 标注避雷针 避雷带 引下线位置 注明材料型号规格 所涉 及的标准图编号 防雷器目前未有标准图编号 应有接地平面图 标明接地线 接地极 测试点 断 接卡等的平面位置 标明材料型号 规格 相对尺寸等 图纸 应标注比例 当利用建筑物钢筋混泥土内的钢筋作为防雷接闪器 引下线 接地装置时 应标注连接点 接地电阻测试点 预埋 件位置及敷设方式 标明所涉及的标准图编号 页次 附图说明应包括 a 防雷类别而采取的措施 b 供配电方式 c 接地形式和接地电阻值 d 总配电 有重要电子设备的分配电等位置应设电涌保护 器 并注明其型号及主要技术参数 二 建筑物加装电涌保护器的基本要点二 建筑物加装电涌保护器的基本要点 1 名词解释 电涌保护器 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流 的器件 等电位连接 将分开的装置 诸导电物体用等电位连接 体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位 差 图 1 等电位连接示意图 2 概述 从名词解释和图 1 中可以看出 电涌保护器是一种等电 位连接用的材料 它的功用是对于一些不能参加等电位连接的 带电体 如电源火线 中性线及信号线等 进行暂态等电位连 接 建筑物防雷设计规范 gb50057 94 2000 年版 中对 原规范条文进行了局部修订 针对近年来智能建筑物内部电子 信息设备的大量增加 雷电电磁脉冲防护显得越来越重要这些 情况而增加了防雷击电磁脉冲等条文 3 雷击电磁脉冲侵入建筑物的途径 雷击地面物体或云间放电时 强大的雷电流产生的感应 电磁场 附近雷云对地放电产生的雷 地电流 耦合到公共接地 阻抗回路引起的感应电位差 雷电波延各种金属导线 如水管 馈电线路 信息系统 线路等 进入而引起的雷电波电压 雷电电磁脉冲的防护措施有 接闪 分流 屏蔽 接地 等地位连接 其中等电位连接是最重要的防护措施 4 怎样合理选用电涌保护器 概述 建筑物防雷设计规范 gb50057 94 2000 年 版 第一章总则中首先提到 建筑物防雷设计应地制宜地采取 防雷措施 防止或减少人身伤亡和财产损失 做到安全可靠 技术先进 经济合理 我认为 电涌保护器作为等电位连接的 一个组成部分 安装的位置和数量应恰如其分地发挥它的功用 既要保证安全可靠 又要考虑到经济合理 不安装电涌保护器 或不加选择地大量使用电涌保护器都是有违 规范 原则的 电涌保护器选用原则 a 雷电防护区的划分 见图示 b 雷电流的分流计算 类选择最大尖峰电流 200ka 作为计算电涌保护器通流能 力的系数 类选择最大尖峰电流 150ka 作为计算电涌保护器通流能 力的系数 类选择最大尖峰电流 100ka 作为计算电涌保护器通流能 力的系数 实际通过电涌保护器雷电流要通过计算来决定电涌保护器 的通流能力 c 按雷击风险评估进行分级 当地的雷闪密度 接闪的可能 性 年预计雷击次数 和建筑物内电子系统的重要性这几个因 素 5 电涌保护器安装要求 三类防雷建筑物在 lpz0a lpz0b 与 lpz1 区交界面处在 从管外引来的线路上安装第一级电涌保护器 即泄流级 一 般选用电压开关型 安装的位置一般在总配电柜内 该泄流级选择 10 350 还是 8 20 波形 因雷电流波形的 选择在国内至今还有很多争论 我认为 供电线路是架空进入 的 就选择 10 350 波形 埋地进入的就选择 8 20 波形 其通 流能力通过计算确定 二类防雷建筑物应在总电源进线处安装泄流级电涌保护 器的基础上再在 lpz1 区和 lpz2 区交界面处 其负载带有大量 弱电设备 信息系统设备 控制系统设备的配电盘中安装第二 级电涌保护器 一般为限压型 例如 计算机房 电信机房 电梯控制室 有线电视机房 监控 消控中心 医院手术室 监护室 及其他大量电子设备的场所的配电箱中应安装线压型 电涌保护器 有引至室外照明或动力线路 如屋面彩灯 禁航灯 正 压风机等 的配电箱均应加装电涌保护器 此处安装电涌保护 器的目的是为了防止高电压侵入 因为高电压雷电脉冲是雷害 中损坏设备最多的 对一些特殊使用功能的建筑物内 如温州大剧院 银行 大医院等 需要将瞬间态过电压限制到特定水平的设备 宜考 虑在该设备前安装具有防操作过电压和放感应雷电过电压的第 三级 spd 一般为浪涌吸收器 安装位置一般设在 lpz2 区和其 后续防雷区交接面处 至于安装电涌保护器的具体技术要求及电涌保护器的主要 性能指标 电涌保护器等级分类 电涌保护器的选型及安装等 等 这里不再论述 总之 考虑到安全性及经济性的两方面因素 我认为 三 类防雷建筑物应设一级电涌保护 二类防雷建筑物应设两极电 涌保护 特别重要的场所可设三级电涌保护 三 易燃易爆场所防雷 防静电检测依据的掌握原则三 易燃易爆场所防雷 防静电检测依据的掌握原则 1 易燃易爆场所的防雷 防静电性能检测规范很多 都是 近十年来发布并实施的 常用的有 石油库设计规范 gb50074 2002 汽车加油加气站设计与施工规范 gb50156 2002 石油与石油设施雷电安全规范 gb15599 1995 液 体石油产品静电安全规程 gb13348 92 建筑物防雷设计规 范 gb50057 94 等等 上述都是国家强制性规范 还有一些行 业规范 部门规章等等 2 防雷技术人员在检测易燃易爆场所责任重大 既要做到 统一技术要求 又要做到安全可靠 防雷防静电设施的安装要 做到经济合理 这就需要我们检测人员在检测过程中掌握好规 范主 次 轻重尺度 规范中有 必须 严禁 应 不应 用词的内容 就必须严格执行 规范中有 宜 不宜 可 不可 的内容 我们根据温州地区的实际情况和多年的防雷检测经验 酌情处置 3 汽车加油加气站是为汽车加油加气的设施 主要有底下 储油罐 加油岛 卸油场及站房组成 下面以 汽车加油加气 站设计与施工规范 gb50156 2002 为例提出具体规范使用原 则 油罐 液化石油气罐必须进行防雷接地 接地点不应少 于 2 处 在钢油罐防雷措施中 油罐的良好接地很重要 它 可以降低雷击点的电位 反击电位 规定接地点不应少于 2 处 是为了提高接地的可靠性 这条在检测中必须严格执行 加油加气站的防雷接地 防静电接地 电气设备工作接 地 保护接地及信息技术的接地等已共用接地装置 其接地电 阻不应大于 4 欧 加油站占地面积一般都不大 分设接地距离不够 再者 共用接地既经济又安全 所以此条 宜 字 我们把它当作 应 来 处理 埋地油罐 液化石油气罐应于露出地面的工气管道相互 做电器连接并接地 做好电气连接 主要防止雷电反击火花造成雷害事故 油罐管道接地给雷电提供一个泄入大地的良好通路 当加油加气站的站房和罩棚需要防直击雷时 应采用避 雷带 网 保护 不论是从经济角度和安全角度来看 采用避雷带保护 这样比较经济可靠 加油加气站的信息系统应采用铠装电缆或导线钢管配线 配线电缆金属外皮两端 保护钢管两端均应接地 这点很重要 穿钢管和两端接地的目的在于使其起到屏 蔽 分流 集肤作用 尽量减少雷电波的侵入 减少或消除雷 电事故 380 220v 供配电系统已采用 tn s 系统 供电电源的电 缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地 在供配电系统的 电源端应安装与设备耐压水平相适应的电涌保护器 a 石油库设计规范 gb50074 2002 中规定当电源采用 tn 系统时从建筑物内总配电箱开始引出的配电线路和分支线路 必须采用 tn s 系统 这对人身和设备安全都有好处 因此 此处的 宜 应把它当作 必须 来执行 b 供配电系统的检测似 乎是电气检测项目 但 规范 将此条列入防雷内容 因此 防雷检测就必须覆盖此项内容 c 加油站 380v 供配电系统安 装的 电涌保护器从防雷区的界面判断此处应为泄流级 加油加气站信息系统的配电线路首 末端与电子器件连 接时应装设与电子器件耐压水平相适应的电涌保护器 由于此处安装的电涌保护器功用保护信息系统的电子器 件 根据重要性和雷击事故的后果来分析 此处的 应 可降级 为 宜 来处理 地上或管沟敷设的油品 液化石油气和天然气管道的始 末端和分支应设防静电和防感应雷的联合接地装置 其接地电 阻不应大于 30 欧 通过接地装置将静电和感应雷电泄入大地并避免静电 雷电事故的发生 加油加气站的汽油罐车和液化石油气罐车卸车场地 应 设罐车卸车时用的防静电接地装置 使用具有以上功能的静电接地仪 主要防止罐车卸车时 发生静电事故 在爆炸危险区域内的油品 液化石油气和天然石油气管 道上的法兰 胶管两端等连接处应用金属线跨接 当法兰的连 接螺栓不少于 5 根时 在非腐蚀的环境下 可不跨接 接触电阻大于 0 03 欧可能会发生静电或雷电火花发生爆 炸火灾事故 四 检测技术及检测方法探讨 1 接地电阻测试法 在防雷 防静电设施检测过程中 接地电阻的测试是重要 的步骤 用仪器测试内容最多的项目 接地电阻的测试方法有 好几种 我们现在一般采用电位降法 如图示 接地电阻测试仪型号数多 其使用方法有所不同 但检测 方法是相同的 各类接地电阻表的测得的读数都是 2 频电阻 有些土壤电阻率高的土壤 其测试值还应换算成冲击电阻 2 等电位连接的检测 iec61024 中指出 等电位连接是减少在需要防雷空间内发 生火灾及爆炸危险以及人身事故的一项非常重要的措施 用导 线或浪涌保护器将防雷装置 建筑物的金属框架 金属设施 外来导电部件以及电气装置连接起来 实现等电位 等电位连接 需要检测的项目很多 有均压环 外墙金属门窗 屋面金属物 体 屋内竖立的金属物件 金属电缆桥架 卫生间 各类机房 的局部等电位连接 设备金属外壳等等 其检测的办法也有多 种 我们是采取通路法 短路法 具体做法 首先是 建筑物总等电位处或其他防雷接地点测出的一 基准点 记录下其接地电阻值 用导线一端连接与该基准点 另一端与各被测点进行通 路测试 即利用万用表测二极管等测试 当万用表发出 嘟 声即为通路 否则为断路 说明该被 测点没与防雷装置连接 或连接状态不良 当万用表发出 吱吱 声说明该被测点虽有接地 但与基 准点没有进行等电位连接 对接地不良或无等电位连接的测试点 用加长的导线进 行常规测试 记录下其接地电阻 一般情况下 此地电阻值 都大大超过标准值 上述检测方法安全简便 适用于建筑物防雷的检测 至于 计算机房 易燃易爆场所的过渡电阻检测 应使用高精度的毫 欧表之类的仪表 3 易燃易爆场所接地电阻测试方法 按常规方法连接好 e p c 极 探针接地点不变 将加长了的接地辅助线一端连接 e 极 另一端连接各测 试点 记录下各项测试数据 检查各测点的数据是否一致 如某一测点数据差异较大 则说明该处设备未作等电位连接或接地不良 注 温州土壤电阻率普遍很小 一般情况各类接地电阻都 小于 4 地阻表移动多处测试 其数据不易判断被测项目无进 行等电位连接 4 测试注意事项 e 待测地极 p 电位极 c 电流极布置应重在建筑物地网 避免平行布置 以提高检测准确性 三点成一线 其 p 电位极插在 e p 之间离乙点的 0 618 处 以减少误差 在测量过程中由于杂散电流