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[關(guān)鍵詞]建筑物防雷設(shè)施裝置間距跨步電壓埋地深度接地電阻
一、前言
在建筑物防雷設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員對(duì)一、二級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)比較重視,疏漏差錯(cuò)很少,但對(duì)大量的三級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)卻常有忽視。由于設(shè)計(jì)質(zhì)量管理規(guī)定:對(duì)于一般工程的電氣設(shè)計(jì)允許可以不要計(jì)算書(shū),因此許多設(shè)計(jì)人員對(duì)三級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì),不再進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,僅憑經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)。對(duì)于防雷設(shè)施的是否設(shè)置及防雷設(shè)施的各種安全間距未進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)算,因此造成大量的三級(jí)防雷的建筑物的防雷設(shè)計(jì)、施工存在較大的的盲目性,使有些工程提高了防雷級(jí)別,增加了工程造價(jià),而有些工程卻未按規(guī)范設(shè)計(jì)、施工,造成漏錯(cuò),帶來(lái)很大隱患和不應(yīng)有的損失。
二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較
現(xiàn)今建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)有1993年8月1日起實(shí)施的《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》?JGJ/T16-92?推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),1994年11月1日起實(shí)施的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》?GB50057-94?強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。GB50057-94使建筑物的防雷設(shè)計(jì)、施工逐步與國(guó)際電工委員會(huì)?IEC?防雷標(biāo)準(zhǔn)接軌,設(shè)計(jì)施工更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。
GB50057-94將民用建筑分為兩類,而JCJ/T16-92將民用建筑防雷設(shè)計(jì)分為三級(jí),分得更加具體、細(xì)致、避免造成使某些民用建筑物失去應(yīng)有的安全,而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。為更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的實(shí)質(zhì),特?fù)衿渲饕獥l款列于表1。且后面的分析、計(jì)算均引自JCJ/T16-92中的規(guī)定。
三、預(yù)計(jì)的年雷擊次數(shù)確定設(shè)置防雷設(shè)施
除少量的一、二級(jí)防雷建筑物外,數(shù)量眾多的還是三級(jí)防雷及等級(jí)以外的建筑物防雷,而對(duì)此類建筑物大多設(shè)計(jì)人員不計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N,使許多不需設(shè)計(jì)防雷的建筑物而設(shè)計(jì)了防雷措施,設(shè)計(jì)保守,浪費(fèi)了人、材、物?,F(xiàn)計(jì)算舉例說(shuō)明:
例1:在地勢(shì)平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計(jì)一棟住宅樓:6層高?層數(shù)不含地下室,地下室高2.2m?,三個(gè)單元,其中:長(zhǎng)L=60m,寬W=13m,高H=20m,當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤誘d=33.2d/a,由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi)部,則校正系數(shù)K=1。
據(jù)JCJ/T16-92中公式?D?2-1?、?D?2-2?、?D?2-3?、?D?2-4?得:與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積?km2?:Ae=?L?W+2?L+W?H?200-H?+πH?200-H??×10-6=?60×13+2(60+13)20(200-20)+3.14×20(200-20)?×10-6=0.02084?km2?
建筑物所處當(dāng)?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋?/p>
Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù):
N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
據(jù)JCJ/T16-92第12.3.1條,只有在N≥0.05?GB50057-94中:N≥0.06?才設(shè)置三級(jí)防雷,而本例中:N=0.0475<0.05,且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣,故該住宅樓不需做防雷設(shè)施。
根據(jù)以上計(jì)算步驟,現(xiàn)以L=60m,W=13m,分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度,K值分別取1,1.5,1.7,2,Ng=2.28?km2?a?進(jìn)行計(jì)算N值,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2中的數(shù)據(jù)可知,在本區(qū)內(nèi):①當(dāng)K=1時(shí),舉例中的建筑物均N<0.05,不需設(shè)置防雷設(shè)施。②當(dāng)K=1.5時(shí),即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的或特別潮濕的建筑物,在高度達(dá)15m或以上者,必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。③當(dāng)K=1.7時(shí),即金屬的磚木結(jié)構(gòu)的建筑物,高度達(dá)7m及以上者,必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。④當(dāng)K=2時(shí),即建筑物位于曠野孤立的位置,高度達(dá)7m?兩層以上者,均設(shè)置三級(jí)防雷措施。
可見(jiàn),有的建筑物在20m的高度,卻不需設(shè)置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)和雷電活動(dòng)情況所決定。
同時(shí)在峻工的工程中,我們也看到,例1中的民用建筑物,有許多類似的工程不該設(shè)置防雷卻按三級(jí)防雷設(shè)計(jì)施工了,施工后的防雷接地裝置如圖1所示。
其中8組引下線均利用結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱的4?12主筋,水平環(huán)路接地體埋深1m,距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件,則共需鍍鋅鋼材0.192t,人工費(fèi)2950元,定額預(yù)算工程直接費(fèi)約0.75萬(wàn)元。類似這種三級(jí)防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑,在我們地區(qū)1998年約竣工600~800棟,僅增設(shè)的防雷設(shè)施其工程直接費(fèi)約為450~600萬(wàn)元。以此類推,在全省、全國(guó)因提高防雷等級(jí)而提高工程造價(jià)?浪費(fèi)?的數(shù)字是巨大的。因此,設(shè)計(jì)人員對(duì)民用建筑物的防雷設(shè)計(jì)必須對(duì)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,結(jié)合具體條件,確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。
四、防雷設(shè)施與人、金屬管道等的安全距離
1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關(guān)系
當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí),雷擊電流通過(guò)敷設(shè)在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng),經(jīng)接地引下線至接地裝置流入地下,在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積,在接地引下線上某點(diǎn)?離地面的高度為h?的對(duì)地電位則為
Uo=UR+UL=IkRq+L?1?
式中Ik―雷電流幅值?kA?
Rq―防雷裝置的接地電阻?Ω?
L―避雷引下線上某點(diǎn)?離地面的高度的為h?到接地裝置的電感?μH?
雷電流的波頭陡度?kA/μH?
?1?式中右邊第一項(xiàng)?UR即IkRq?為電位的電阻分量,第二項(xiàng)?UL?即?為電位的電感分量,據(jù)GB50057-94有關(guān)規(guī)定,三類?級(jí)?防雷建筑物中,可取雷電流Ik=100kA,波頭形狀為斜角形,波頭長(zhǎng)度為10μs,則雷電流波頭陡度==10kA/μs,取引下線單位長(zhǎng)度電感Lo=1.4μH/m,則由?1?式可得出
Uo=100Rq+1.4×h×10=100Rq+14h?kV??2?
根據(jù)?2?式,在不同的接地電阻Rq及高度h時(shí),可求出相應(yīng)的Uo值,但引下線數(shù)量不同,則Uo的數(shù)值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根?假定每根引下線均流過(guò)相同幅度的雷擊電流,且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降?,計(jì)算出的UR/UL值列于表3。
由表3中可知,接地電阻?Rq?即使為零,在不同高度的接地引下線由于電感產(chǎn)生的電位?電感分量?也是相當(dāng)高的,同樣會(huì)產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。
2.引下線與人體之間的安全間距
雷擊電流流過(guò)引下線及接地體上產(chǎn)生的雷擊電壓,其電阻分量存在于雷電波的持續(xù)時(shí)間?數(shù)十μs?內(nèi),而電感分量只存在于波頭時(shí)間5μs內(nèi),因此兩者對(duì)空氣絕緣作用有所不同,可取空氣擊穿強(qiáng)度:電感UL=700kV/m,電阻ER=500kV/m?;炷翂Φ膿舸?qiáng)度等于空氣擊穿強(qiáng)度,磚墻的擊穿強(qiáng)度為空氣擊穿強(qiáng)度的一半。
據(jù)表3計(jì)算的數(shù)據(jù),下面計(jì)算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構(gòu)造柱中的4?12鋼筋,可以認(rèn)為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔,且認(rèn)為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層,可忽略不計(jì)。
?1?當(dāng)引下線為4組時(shí),人站在一層,h1=3m,Rq=30Ω,則URI=750kV?UL1=10.5kV?人體與引下線之間安全距離L安全1>
?方可產(chǎn)生的反擊。人站在5層,h2=15m,Rq=30Ω,則:UR2=750kV?U12=52.5kV?則安全距離L安全2>
1.575m<1.83m。在上述兩個(gè)房間內(nèi),保持如此的距離是很難做到的,因此存在很危險(xiǎn)的雷電壓反擊。
(2)當(dāng)引下線為8組時(shí),當(dāng)站在一層房間內(nèi),h1=3m,Rq=30Ω,則UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?則安全間距L安全1>
0.757m。人站在5層時(shí),h2=15m?則UL2=26.25kV?UR2=375kV?則安全間距L安全2>
可見(jiàn),引下線數(shù)量增加一倍,安全間距則減小一半。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后,應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置引下線的數(shù)量及間距。同時(shí)建議可縮短規(guī)范內(nèi)規(guī)定的引下線間距,多設(shè)一定數(shù)量的引下線,可減少雷電壓反擊現(xiàn)象。這樣處理,對(duì)增加工程造價(jià)微乎其微。
3.引下線與室內(nèi)金屬管道、金屬物體的距離
?1?當(dāng)防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時(shí),按例一中數(shù)據(jù):樓頂?shù)囊戮€高度h=Lx=20m,Rq=30Ω時(shí),據(jù)JCJ/T16-92第12.5.7條規(guī)定,Lx<5Rq=5×30=150m,則
Sal≥0.2Kc?Ri+0.1Lx?
式中Kc―分流系數(shù),因多根引下線,取0.44
Ri―防雷接地裝置的沖擊電阻,因是環(huán)路接地體,Ri=Rq=30Ω
Sal―引下線與金屬物體之間的安全距離/m
則
Sal≥0.2×0.44×?30+0.1×20?=2.816m。
?2?當(dāng)防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時(shí),按式?12.3.6-3?,Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66
由以上計(jì)算的Sal≥2.816m,Sa2≥0.66m,在實(shí)際施工時(shí),均很難保證以上距離,因?yàn)榻饘俟艿揽繅?.1m左右安裝,又由于Sa2≤Sal,因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來(lái),同時(shí),在樓層內(nèi)應(yīng)將引下線與金屬管道?物體?連接起來(lái),防止雷電反擊。
4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed
據(jù)JCJ/T16-92第12.5.7條及公式?12.3.6-4?:Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m,而在實(shí)際施工中,地下水暖管道交錯(cuò)縱橫,先于防雷及電氣接地裝置施工,等施工后者時(shí),已經(jīng)很難保證Sed≥3.96m了,也難于保證不應(yīng)小于2m的規(guī)定,因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用,即實(shí)行一棟建筑一個(gè)接地體。將接地裝置與地下進(jìn)出建筑物的各種金屬管道連接起來(lái),實(shí)行總等電位聯(lián)結(jié)。
綜上所述,在實(shí)行一棟建筑一個(gè)總帶電位聯(lián)結(jié)、一個(gè)共用接地體的措施后,在樓頂部應(yīng)將避雷帶?針?與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來(lái),在每層內(nèi)的建筑物內(nèi)應(yīng)實(shí)行輔助等電位聯(lián)結(jié),即引下線在經(jīng)過(guò)各個(gè)樓層時(shí),將它與該樓層內(nèi)的鋼筋、金屬構(gòu)架全部聯(lián)結(jié)起來(lái),于是不論引下線的電位升到多高,同樓層建筑物內(nèi)的所有金屬物?包括地面內(nèi)鋼筋、金屬管道、電氣設(shè)備的安全接地?都同時(shí)升到相同電位,方可消除雷電壓反擊。
五、跨步電壓與接地裝置埋地深度
跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點(diǎn)的電位差,一般取人的跨距0.8m內(nèi)的電位差??绮诫妷旱拇笮∨c接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當(dāng)接地體為水平接地帶時(shí),
?3?
式中ρ―土壤電阻率/?Ω.m?
L―水平接地體長(zhǎng)度m
Ik―雷電流幅值kA
K―接地裝置埋深關(guān)系系數(shù),見(jiàn)表4
Ukmax―跨步電壓最大值?kV?
按例一中的接地裝置計(jì)算,接地體長(zhǎng)度L=146m,取Ik=150k,土質(zhì)為砂粘土,ρ=300Ω.m,則按埋深深度0.3m,0.5m,0.8m,1m時(shí)相應(yīng)的K值取2.2,1.46,0.97.0.78。按?3?式計(jì)算:
其Ukmax值分別為107.97,71.66,47.61,38.28/kV。
世界各國(guó)根據(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析,認(rèn)為相當(dāng)于雷電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)人體能承受的跨步電壓為90~110kV。從計(jì)算結(jié)果可知,該工程的防雷接地體埋深0.8m時(shí),跨步電壓已在安全范圍內(nèi)。JCJ/T16-92第12.9.4規(guī)定接地體埋設(shè)深度不宜小于0.6m,第12.9.7條規(guī)定:防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應(yīng)小于3m,當(dāng)小于3m時(shí),接地體局部埋深不應(yīng)小于1m,或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻,因此還是以埋深大于1m時(shí)為好。這樣處理,只增加少量工程造價(jià),卻將接地裝置處理得更加安全可靠,起到事半功倍的效果。
若采用基礎(chǔ)和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體,但由于三級(jí)防雷的建筑物大多為毛石基礎(chǔ),毛石基礎(chǔ)上的圈梁埋地一般為0.3m左右,較淺根本達(dá)不到防止危險(xiǎn)的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求,因此不宜采用圈梁做為環(huán)形接地體?指三級(jí)防雷建筑物?。
六、區(qū)別工頻、沖擊接地電阻
工頻、沖擊接地電阻兩者的區(qū)別及關(guān)系,許多施工技術(shù)人員不能區(qū)別與明晰,使部分工程的防雷裝置接地電阻已達(dá)到設(shè)計(jì)值,而仍然盲目采用降阻措施,增加了工程造價(jià)。
工頻接地電阻是按通過(guò)接地體流入地中工頻電流求得的電阻??梢哉J(rèn)為是接地體20m以內(nèi)土壤的流散電阻,距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點(diǎn)。用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量的電阻,即為工頻接地電阻。
自表4中可知,當(dāng)接地體為環(huán)繞建筑物的環(huán)路接地體與敷設(shè)于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質(zhì)粘土等電阻率ρ≤100Ω的土壤內(nèi)的接地體,其工頻接地電阻與沖擊電阻相等。但當(dāng)敷設(shè)于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的環(huán)境時(shí),其工頻接地電阻是沖擊接地電阻的2~3倍。因此如在上所述地面內(nèi)敷設(shè)接地體時(shí),如用接地電阻儀測(cè)出的工頻接地電阻,只要不超過(guò)設(shè)計(jì)要求的沖擊接地電阻值的2~3倍,即可為符合設(shè)計(jì)要求,不需再采取降阻措施。如不分析接地裝置敷設(shè)地點(diǎn)的土質(zhì)、接地環(huán)境條件,發(fā)現(xiàn)接地電阻儀搖測(cè)值大于設(shè)計(jì)要求值,就盲目再增加人工接地體或采用降阻劑來(lái)追求達(dá)到設(shè)計(jì)值,必須造成人力、物力浪費(fèi),提高了工程造價(jià),而這一現(xiàn)象卻有普遍性。
用液化石油氣代替乙炔使用;私拉亂接電線;使用電爐子、電褥子等電器;施工現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火防護(hù)措施不到位;施工人員隨意亂扔煙頭等現(xiàn)象大量存在,稍有不慎,極易引發(fā)火災(zāi)事故。由于建設(shè)單位或經(jīng)營(yíng)者消防安全意識(shí)淡薄,自身素質(zhì)參差不齊,為了片面追求裝修效果的美觀和經(jīng)濟(jì)效益,在裝修過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)占用或堵塞安全出口和疏散通道;遮擋室內(nèi)墻壁消火栓、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和滅火器材;甚至擅自拆除噴頭、探頭等違法行為,導(dǎo)致消防設(shè)施不能正常完整有效的使用。
消防部門(mén)監(jiān)管有限,導(dǎo)致違法行為滋生。由于消防部門(mén)人力、時(shí)間有限,加之一些規(guī)模小、性質(zhì)復(fù)雜、施工地點(diǎn)分散的裝修工程不受約束,增加了監(jiān)管難度和執(zhí)法效力,滋生了違法裝修行為,造成此類場(chǎng)所的火災(zāi)隱患長(zhǎng)期存在。
建筑內(nèi)部裝修工程相對(duì)建筑工程具有工期短,施工快的特點(diǎn),如不及時(shí)發(fā)現(xiàn),就會(huì)出現(xiàn)疏漏。因此,要有效控制建筑內(nèi)部裝修工程違法行為的出現(xiàn),就要求監(jiān)督員全面、準(zhǔn)確的掌握轄區(qū)情況,充分發(fā)揮公安派出所三級(jí)管理的職能,建立健全多警聯(lián)動(dòng)機(jī)制,加大監(jiān)督檢查的頻次和范圍。對(duì)發(fā)現(xiàn)的違法違章行為嚴(yán)肅處理,絕不姑息。同時(shí),廣泛發(fā)動(dòng)群眾對(duì)進(jìn)行違法裝修的場(chǎng)所進(jìn)行舉報(bào)投訴,使違法違章的工程無(wú)處藏身。
對(duì)于已經(jīng)申報(bào)消防設(shè)計(jì)審核、驗(yàn)收的裝修工程,必須嚴(yán)格按照國(guó)家法律法規(guī)和有關(guān)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審核、驗(yàn)收,嚴(yán)把源頭質(zhì)量關(guān)。加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的消防安全管理,提高施工人員的消防安全意識(shí)。一是督促施工單位建立消防安全責(zé)任制,定期組織單位從業(yè)人員進(jìn)行消防安全知識(shí)的培訓(xùn),切實(shí)提高從業(yè)人員的自身素質(zhì),增強(qiáng)其消防安全意識(shí)。特別是從事電氣焊、電工等特殊工種,上崗前必須取得崗位資格證。二是進(jìn)一步規(guī)范施工現(xiàn)場(chǎng)的用火用電管理,嚴(yán)格履行動(dòng)火審批手續(xù),堅(jiān)決杜絕私拉亂接電線,違章用火用電的違法行為的發(fā)生。三是對(duì)施工所需的裝修材料,采購(gòu)人員要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求采購(gòu)合格裝修材料,嚴(yán)禁采購(gòu)和應(yīng)用不合格或已淘汰的裝修材料。
強(qiáng)電部分主要內(nèi)容包括:本論文由應(yīng)屆畢業(yè)生網(wǎng)yjbys.com/整理提供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì),其中包括負(fù)荷計(jì)算等。
弱電部分主要內(nèi)容包括:有線電視、公共廣播系統(tǒng)及綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
消防部分主要報(bào)警系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。
本次設(shè)計(jì)完成圖紙共18幅,繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。
本電氣設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì),其目的是通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐,綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),理論聯(lián)系實(shí)際,鍛煉獨(dú)立分析和解決建筑電氣設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力,為未來(lái)的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
Abstract :This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ;Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.
The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ,among others include load calculation, illumination calculation .
The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.
The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.
The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.
This electrical design of the office building is a graduation design,The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.
目 錄
一.緒論 6
1.1.建筑電氣概況 6 1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 6
二.配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9
2.1負(fù)荷分級(jí) 9
2.1.1一級(jí)負(fù)荷 9 2.1.3三級(jí)負(fù)荷 9
2.2負(fù)荷的供電要求 9
2.2.1一級(jí)負(fù)荷的供電要求 9
2.2.2二級(jí)負(fù)荷的供電要求 9
2.2.3三級(jí)負(fù)荷的供電要求 10
2.3本工程的負(fù)荷分級(jí)及供電要求 10
2.3.1本工程的負(fù)荷分級(jí) 10
2.3.2本工程負(fù)荷的供電要求 10
2.4負(fù)荷計(jì)算 10
2.4.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容 10
2.4.2負(fù)荷計(jì)算的方法 10
2.4.3負(fù)荷計(jì)算的公式 11
2.4.4負(fù)荷計(jì)算表 11
2.5變(配)電所所址選擇,結(jié)構(gòu)型式 11
2.5.1變(配)電所所址選擇 11
2.5.2變(配)電所結(jié)構(gòu)型式 12
2.6變壓器類型,臺(tái)數(shù),容量選擇 12 2.6.2變壓器臺(tái)數(shù)選擇 12
2.6.3變壓器容量選擇 12
2.7配電方式 12 2.7.2低壓配電方式 12
2.8電纜選擇及敷設(shè) 13
2.8.1電纜選擇的原則 13
2.8.2電纜選擇的結(jié)果 13
三.照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14
3.1總則 14
3.2照明光源選擇 14
3.3照明燈具選擇 14
3.4照度和照明方式選擇 15
3.5一般照明 15
3.6應(yīng)急照明 16
3.7照度計(jì)算 17
四.建筑物防雷,接地系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18
4.1建筑物的防雷分類 19
4.2建筑物的防雷措施 20
4.3本建筑的防雷系統(tǒng) 22
【論文關(guān)鍵詞】農(nóng)村雷電防護(hù);現(xiàn)狀;措施;山東棗莊
abstractrural lightning protection situation in zaohuang was introduced in this paper.then the lightning protection countermeasures were put forward in order to provide referece for the safety of rural areas.
key wordsrural lightning protection;situation;countermeasure;zaozhuang shandong
棗莊是雷電活動(dòng)和雷擊災(zāi)害比較頻繁的地區(qū),且具有雷電活動(dòng)頻繁、活動(dòng)期長(zhǎng)、季節(jié)性強(qiáng)等特點(diǎn),雷擊主要集中春季和夏季,雷暴日數(shù)一般在23.5 d左右,雷暴初日一般在3月20日前后出現(xiàn),終日一般在9月20日前后,屬于多雷暴區(qū)。近幾年,雷擊災(zāi)害事故發(fā)生在農(nóng)村的機(jī)率約占總雷電災(zāi)害數(shù)的3/4,雷擊傷亡事故4/5以上發(fā)生在農(nóng)村。因此,結(jié)合棗莊農(nóng)村防雷實(shí)際,研究分析雷電災(zāi)害的成因及預(yù)防措施具有重大的意義。
1農(nóng)村防雷現(xiàn)狀
1.1農(nóng)村防雷現(xiàn)狀的調(diào)查和分析
農(nóng)村防雷意識(shí)淡薄,防雷知識(shí)缺乏,房屋缺少防雷裝置。有些農(nóng)戶在屋頂上放置了不銹鋼水箱、太陽(yáng)能熱水器、普通電視天線、衛(wèi)星天線等金屬物,大部分沒(méi)有作接地處理,這些金屬成為雷電放電的對(duì)象,存在嚴(yán)重的雷擊隱患。大部分房屋無(wú)防直擊雷裝置;電源線路、有線電視線路、電話線路等無(wú)防雷裝置。
1.2農(nóng)村學(xué)校防雷現(xiàn)狀
對(duì)農(nóng)村中小學(xué)校進(jìn)行了一次大規(guī)模建筑物防雷設(shè)施現(xiàn)狀調(diào)查,大部分學(xué)校沒(méi)有防雷設(shè)施,特別是偏遠(yuǎn)農(nóng)村小學(xué),無(wú)任何設(shè)施的比例達(dá)95%以上,城區(qū)學(xué)校雖然有防雷設(shè)施,但防雷設(shè)施達(dá)不到要求,存在很多問(wèn)題。近年來(lái)大多數(shù)學(xué)校師生的避雷意識(shí)正逐年提高,但經(jīng)費(fèi)不足,部分建筑物雖然有直擊雷防護(hù)裝置,但防雷裝置倒伏、斷裂、銹蝕、脫焊現(xiàn)象普遍存在。有避雷設(shè)施的學(xué)校,也只不過(guò)在主教學(xué)樓頂立了避雷針,大部分教學(xué)樓、圖書(shū)樓、宿舍樓、食堂等都沒(méi)有安裝避雷設(shè)施,部分建筑物上安裝的防雷裝置材料規(guī)格或安裝位置、引下線間距、保護(hù)范圍等不符合規(guī)范要求,校內(nèi)無(wú)避雷帶,計(jì)算機(jī)機(jī)房未安裝防靜電地板,幾乎全部電教設(shè)備無(wú)任何防雷電電磁脈沖措施,一旦建筑物遭受雷擊或?qū)W校附近有雷擊現(xiàn)象發(fā)生,勢(shì)必在電源線路上有雷電感應(yīng)發(fā)生,將會(huì)對(duì)學(xué)校整個(gè)電教設(shè)備及微機(jī)造成損壞。
2農(nóng)村雷電防御措施
2.1 加強(qiáng)農(nóng)村防雷科普的宣傳和雷電知識(shí)的普及教育
農(nóng)村防雷宣傳和雷電知識(shí)普及是農(nóng)村雷電災(zāi)害防御工作的關(guān)鍵,其開(kāi)展的好壞直接關(guān)系到農(nóng)村雷電災(zāi)害防御工作的成敗。只有提高群眾防雷意識(shí),增強(qiáng)群眾安裝防雷裝置的自覺(jué)性和主動(dòng)性,才能夠真正做好農(nóng)村的雷電災(zāi)害防御工作。應(yīng)采取防雷宣傳畫(huà)、防雷公益圖片、雷電災(zāi)害警示圖片、防雷宣傳幻燈片、防雷公益廣告等形式,利用手機(jī)短信、電視、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體進(jìn)行防雷宣傳,以及在農(nóng)村宣傳車巡回宣傳等方式開(kāi)展大規(guī)模的防雷科普宣傳,提高廣大農(nóng)民群眾科學(xué)預(yù)防雷電災(zāi)害知識(shí)[1]。
2.2建立嚴(yán)密的制度體系
農(nóng)村防雷減災(zāi)是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的工作,需要制定一套適應(yīng)農(nóng)村特點(diǎn)切實(shí)可行的防雷工作制度體系來(lái)保證農(nóng)村防雷工作的健康發(fā)展[2]。應(yīng)建立雷電災(zāi)情收集、調(diào)查和評(píng)估制度,建立農(nóng)村防雷裝置的檢查制度,建立農(nóng)村防雷工作人員定期培訓(xùn)制度,建立縣、鄉(xiāng)2級(jí)防雷安全聯(lián)席會(huì)議制度,建立防雷裝置設(shè)計(jì)審核、施工監(jiān)督和竣工驗(yàn)收制度。
2.3加大對(duì)農(nóng)村建筑物防雷建設(shè)的監(jiān)管力度
對(duì)農(nóng)村企業(yè)和個(gè)人新建擴(kuò)建建筑物,要安裝避雷設(shè)施,定期進(jìn)行防雷檢測(cè)。從源頭上減少雷電災(zāi)害的發(fā)生,政府可以對(duì)農(nóng)村避雷設(shè)施建設(shè)進(jìn)行一定程度的扶植,減少農(nóng)民的負(fù)擔(dān),從而減少雷電傷亡的發(fā)生[3]。
2.4規(guī)范電力、電話、電視天線等線路的防雷措施
由于農(nóng)村都是架空線路,雷擊到線路上和線路上感應(yīng)上雷電流的時(shí)候較多,直接安裝浪涌保護(hù)器,浪涌保護(hù)器難以承受。一般情況下,線路在人戶前套15 m長(zhǎng)的鋼管埋地引入或改15 m長(zhǎng)的屏蔽線入戶,并把屏蔽線兩頭接地,這樣可以把線路感應(yīng)的雷電流的大部分通過(guò)屏蔽層和鋼管傳入大地。電話線路入戶時(shí)應(yīng)將其絕緣子(例如通信蝶式絕緣子)的鐵腳接地,電話線路也不宜采用木桿架設(shè)。需要架設(shè)電視天線時(shí),一定要在它的旁邊架設(shè)金屬避雷針并保持3 m以上的安全距離,用避雷針來(lái)保護(hù)天線。否則當(dāng)天線遭雷擊時(shí),不僅電視機(jī)將受損,還有可能傷及室內(nèi)人員。
2.5做好雷電災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)
山東省已初步建立由衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)、閃電定位儀、大氣電場(chǎng)儀、自動(dòng)氣象站組成的立體雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng),可以提前數(shù)小時(shí)預(yù)測(cè)到雷電的落區(qū)[4]。要加強(qiáng)雷電災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、預(yù)警預(yù)報(bào)工作,提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率和提前預(yù)警時(shí)間,并借助現(xiàn)代化的通信手段,及時(shí)通知農(nóng)民,讓農(nóng)民有針對(duì)性地提前作好雷電防御工作,從而有效地避免雷電災(zāi)害事故發(fā)生。
3結(jié)論
農(nóng)村防雷減災(zāi)工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,要引起社會(huì)各界的高度重視,只有全社會(huì)動(dòng)員起來(lái),采取多種措施,多管齊下,形成合力,加大防雷減災(zāi)的宣傳力度,以預(yù)防為主,排除防雷隱患,嚴(yán)格按照防雷安全規(guī)范去做,才能將農(nóng)村雷電災(zāi)害降低到最小
4參考文獻(xiàn)
[1] 劉 輝,鄭細(xì)華,馬強(qiáng),等.龍川縣農(nóng)村防雷現(xiàn)狀及預(yù)防對(duì)策[j].廣東科技,2010(4):109.
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關(guān)鍵詞:現(xiàn)代防雷技術(shù);水廠自動(dòng)化系統(tǒng);應(yīng)用
中圖分類號(hào):TU991.35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
近些年來(lái),隨著供水自動(dòng)化水平的逐年提供,供水系統(tǒng)中的微電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)一級(jí)RTU的使用越來(lái)越多,目前,大部分的水廠已經(jīng)開(kāi)始使用可編程控制器組成的集數(shù)據(jù)采集、信息傳送以及過(guò)程控制為一體的監(jiān)控網(wǎng),該種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的使用需要對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行不斷的調(diào)整,該種設(shè)備中使用了大量的CPU單元以及CMOS電路,也成為水廠中容易受到雷電干擾的主要設(shè)備之一,因此,必須要采取一種合理的保護(hù)方式防止雷電對(duì)水廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的影響。
現(xiàn)代防雷技術(shù)
現(xiàn)代防雷技術(shù)是一種集分流、均壓、屏蔽以及接地技術(shù)為一體的綜合防護(hù)設(shè)備。分流就是接地線與室外導(dǎo)線之間并聯(lián)的避雷器,當(dāng)雷電在線路中產(chǎn)生過(guò)壓波時(shí),過(guò)壓波會(huì)沿著導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi),這時(shí)避雷器的電阻就會(huì)突然降低,接近短路狀態(tài),達(dá)到分流的目的,分流是防雷技術(shù)中的重點(diǎn),近年來(lái)應(yīng)用范圍十分的廣泛,但是在分流之后,仍然有少部分的雷電會(huì)沿著導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi),這就會(huì)對(duì)微電子產(chǎn)生較大的損害;均壓也是現(xiàn)代防雷技術(shù)中的核心內(nèi)容,當(dāng)接閃裝置捕獲到雷電之后,引下線就會(huì)升至高電位,這就會(huì)對(duì)處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生損害,進(jìn)而危害設(shè)備和人員的安全,減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn)作為簡(jiǎn)單常用的方法就是均壓,即將處在地電位的導(dǎo)體相連,連接至接地裝置中,這就可以保證導(dǎo)電部位之間不會(huì)發(fā)生對(duì)設(shè)備和人員有害的電位差,也不會(huì)產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)放電的情況;屏蔽就是利用金屬網(wǎng)、殼、箔、管等導(dǎo)體將所要保護(hù)的對(duì)象保衛(wèi),防止閃電的脈沖電磁從空間中侵入設(shè)備中,屏蔽也是現(xiàn)階段下防止電磁脈沖輻射對(duì)設(shè)備損害的最為有效的方法;接地就是將防雷系統(tǒng)中的閃電能量釋放到大地中的一種方法,該種方法可以降低飲下線的電壓,避免反擊反應(yīng)的發(fā)生,接地是整個(gè)防雷系統(tǒng)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),如果接地工作沒(méi)有做好,防雷效果就難以得到發(fā)揮。
防雷技術(shù)在水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用
接地
要達(dá)到防雷的目的,最基礎(chǔ)的方法就是接地,水廠內(nèi)部的接地必須要設(shè)置好計(jì)算機(jī)自控接地系統(tǒng)、構(gòu)筑物接地系統(tǒng)以及強(qiáng)電設(shè)備和配電接地系統(tǒng),如果沒(méi)有合理的對(duì)這三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行配置,那么在發(fā)生雷擊時(shí),很容易導(dǎo)致自控系統(tǒng)遭到接地網(wǎng)的反擊。計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)是一個(gè)特殊的系統(tǒng),一般情況下,可以使用四種接地放來(lái)來(lái)接地:即安全保護(hù)接地、直流工作接地、信號(hào)屏蔽接地、系統(tǒng)工作接地,在對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝的過(guò)程中,就使用聯(lián)合接地的方式進(jìn)行接地,接地電阻必須要小于2歐姆。在現(xiàn)階段下,水廠的接地網(wǎng)絡(luò)大多使用分別鋪設(shè)的方式進(jìn)行鋪設(shè)。
等電位聯(lián)結(jié)
為了保證機(jī)房?jī)?nèi)部防雷區(qū)的交界面可以做好等電位連接工作,需要在水廠的機(jī)房?jī)?nèi)將各種金屬部件使用接地線進(jìn)行聯(lián)結(jié),以便改善機(jī)房?jī)?nèi)部的電磁環(huán)境。等電位聯(lián)結(jié)即使用連接導(dǎo)體,將機(jī)房?jī)?nèi)導(dǎo)電體、設(shè)備、金屬線槽等于建筑物的接地系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)結(jié),將暫態(tài)電位差消除,構(gòu)成一種等電位的聯(lián)結(jié)整體。水廠自控機(jī)房中的各種支撐架和箱體的金屬組件與建筑物進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)的方法有兩種:M型網(wǎng)絡(luò)和S型網(wǎng)絡(luò),M型網(wǎng)絡(luò)即多點(diǎn)接地的方式,這種接地方法具有接地阻抗低的特點(diǎn),但是缺點(diǎn)就是容易引入外部的電流。S型網(wǎng)絡(luò)是單點(diǎn)接地的方式,這種接地方法具有抗干擾能力較強(qiáng)的特點(diǎn)。在你具體的選擇過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)水廠機(jī)房設(shè)備的電磁干擾頻率、信號(hào)頻率以及系統(tǒng)的規(guī)模來(lái)選擇。
屏蔽措施
屏蔽措施也是減少電磁干擾的主要措施之一,屏蔽的主要方法就是利用建筑物內(nèi)部的金屬屏蔽體來(lái)衰減和阻擋過(guò)電壓能量,這種過(guò)電壓能量包括建筑物內(nèi)部的線路屏蔽、建筑物內(nèi)部的自然屏蔽以及弱電機(jī)房的人工屏蔽三種。其中建筑物內(nèi)部的自然屏蔽是由建筑物的金屬框架、金屬支撐物等互相聯(lián)結(jié)構(gòu)成,其具體的屏蔽效果可以通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減的程度來(lái)表達(dá)。機(jī)房?jī)?nèi)部的天然屏蔽就是將機(jī)房?jī)?nèi)部的防靜電地板、天花板龍骨以及敷設(shè)好的金屬屏蔽線槽等相關(guān)的金屬構(gòu)件連接,并形成一種屏蔽空間,這可以使LEMP被有效減弱,此外,還要在防雷區(qū)域的交界處設(shè)置好電纜屏蔽層,在電纜屏蔽層和金屬管槽的兩端做好等電位聯(lián)結(jié)。
自動(dòng)控制設(shè)備SPD的設(shè)置
如果輸電線路附近發(fā)生雷擊或者雷閃放電的情況,都會(huì)產(chǎn)生較大的雷電沖擊波,這種雷電沖擊波很容易與工頻回路發(fā)生耦合的情況,進(jìn)而對(duì)整個(gè)通訊模塊產(chǎn)生影響。一般情況下,水廠配電系統(tǒng)中都會(huì)裝有閥型避雷器以及氧化鋅等避雷裝置,但是在發(fā)生雷擊之后仍然會(huì)導(dǎo)致電源發(fā)生損壞,造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于控制設(shè)備耐壓能力造成。因此,使用單級(jí)或者單一的器件難以滿足具體的保護(hù)要求,因此,需要使用一種多級(jí)保護(hù)的措施,其具體級(jí)數(shù)的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行。
結(jié)語(yǔ)
總之,水廠中PLC系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)對(duì)于瞬間過(guò)電壓的承受能力十分脆弱,加上水廠控制系統(tǒng)中線路的布置錯(cuò)綜復(fù)雜,使用單一的防雷措施難以達(dá)到防雷的要求,因此,必須要使用一種綜合的防護(hù)措施,根據(jù)水廠的具體情況,全面綜合的考慮到各種因素,排除各種由于雷擊對(duì)水廠設(shè)備造成的危害,以便將雷電的危害減小至最小化。
參考文獻(xiàn):
【1】白學(xué)文:現(xiàn)代防雷技術(shù)在水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[期刊論文],中國(guó)給水排,2006,01(15).