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电力系统综合防雷设计模板电力系统综合防雷设计是保障电力设备和线路安全运行的重要环节,其核心目标是通过科学合理的防雷措施,减少雷电对电力系统的破坏,确保供电的稳定性和可靠性。本设计模板主要包括以下几个方面:
1.雷电特性分析:根据区域雷暴日数、土壤电阻率及地形地貌等因素,评估雷击风险等级,为后续防雷措施提供依据。
2.外部防护设计:通过安装避雷针、避雷线和接地装置等设施,构建多层次的防护体系。重点考虑输电线路的屏蔽角设计,确保导线得到有效保护;同时优化接地网布局,降低接地电阻以提高泄流能力。
3.内部防护措施:采用过电压保护器(如氧化锌避雷器)限制侵入波幅值jc/t 2648-2021 水泥行业节能监察技术规范,并结合电缆屏蔽技术减少电磁干扰对二次设备的影响。
4.特殊场景应对:针对变电站、配电室等关键场所,制定个性化防雷方案,如增设均压环、完善等电位连接等措施。
5.监测与维护:建立在线监测系统实时跟踪雷电活动情况,定期检查防雷设施状态并及时整改隐患问题。
该模板强调技术经济性平衡,在满足规范要求前提下尽量降低成本投入,适用于各类新建或改造项目实施参考。
4、建筑物屏蔽网格的选择
对于二类防雷建筑物,当建筑物天面使用1m×1m金属网格做屏蔽时:
SF = 20·log[( )/ ] ≈17.91 dB
H1 = KH·iO·w/(dw) ≈379 A/m (相当于4.8Gs)
dS/1=ω· =1.79 m
这对面积大于140 m2的电子计算机机房是合适的。如若机房内的设备无金属框架或者机房的面积较小只有几十平方米,则需要用更小的金属网格对建筑物进行屏蔽。
对于二类防雷建筑物,当建筑物天面使用0.4 m×0.4 m金属网格做屏蔽时:
SF = 20·log[( )/ ] =26.55 dB
H1 = KH·iO·w/(dw) ≈152 A/m (相当于1.9Gs)
dS/1=ω· ≈1 m
此时的设备摆放安全距离dS/1约为1m,是最佳屏蔽效果。如此的设置可大大节约建筑物机房内的空间使用率,是解决建筑物顶部机房问题的最好方法。
5、引下线对建筑物LPZ1区内电磁场强度的影响
建筑物顶部通过建筑物直击雷防护装置接闪时,按照IEC推荐的雷电流的分布概率,80%的雷电流峰值为30~50KA,我们假设此时雷电流参数为:40KA,若此建筑物由10条柱内钢筋组做引下线,则每条柱内钢筋组上所分担的雷电流为4KA。则,在LPZ1区内距离引下线小于10Gs,即800 A/m的电磁场界面的位置Sa为:
Sa即设备在LPZ1摆放时距离引下线的最小安全距离。
同样情况,若此建筑物不是使用柱内钢筋组做引下线,而是独立设置引下线,假设引下线有4条,则依据前述例子,每条柱内钢筋组上所分担的雷电流为10KA。则,在LPZ1区内距离引下线小于10Gs,即800 A/m的电磁场界面的位置为:
由此可见,这样做对面积较小的电子计算机机房是不经济的。
当建筑物遭受直击雷时,雷电流的95%沿着建筑物的外墙引下线流入地,而在建筑物中间的柱子流过的电流约为5%;因此,在分析时我们一般只考虑建筑外层柱内钢筋组的数量。值得一提的是:选择建筑物内层柱内钢筋组做建筑的电气接地干线时,可大大降低雷击时在该接地干线上产生过高的雷击电压。
综上所述,对于高层建筑物中的电子信息设备机房来说,机房不宜架设计在建筑物顶部,如因条件限制需要设计在建筑物顶部时,必须用金属网格做好雷电电磁脉冲的屏蔽工作。对于面积大于140 m2的电子信息设备机房,金属网格的宽度不宜小于1m×1m。对面积较小只有几十平方米的电子信息设备机房,要达到有效利用机房面积的目的,则需使用0.4 m×0.4 m金属网格对建筑物进行电磁屏蔽。对于引下线的选择,宜使用建筑物柱内钢筋组做引下线,而不宜独立设置引下线。
四、电力局综合楼及变电站[所]电源系统防雷
图4—2 高压电力线采用架空地线防护示意图
在雷电活动频繁、雷电强度大、雷暴日多的地区,当雷击建筑物附近的交流供电线路时,为了防止雷电沿电力线路侵入建筑,可按图4-2所示方法,对高压电力线以及变压器实施保护。
2、建筑内配电线路及设备过电压防护
1)、引入大楼内的交流电力线宜采用地下电力电缆。其电缆金属护套的两端均应作良好的接地。
3)、配电屏引出的三根相线及零线,应安装MSL系列限压型电源防雷模块或者MB UP型电源防雷箱。屏内交流零线不作重复接地。大楼内所布放的交流供电线路中的中性线(零线)汇集排,应与机架的正常不带电金属部分绝缘。
4)、建筑的电缆金属护套在入室处应作保护接地,电缆内芯线在入室处应加装防雷器,电缆内的空线对亦应作保护接地。建筑内所有交直流用电及配电设备均应采取接地保护。交流保护接地线应从接地汇集线上专引,严禁采用中性线作为交流保护接线。
5)、根据有关规范建议:“动力供电采用不少于三级的分流限压措施”,所以其供电系统的防雷配置图如图4—5所示(使用MB三相/单相电源防雷器系列)。
3、常用电源系统防雷设计方案
按照第二类建筑物雷电防护等级首次雷击参数要求,依据雷电分流理论,可分配到电源线路系统的最大雷电电流为10/350μs波形75KA,则对于TN系统每线可分配10/350μs波形雷电流15KA。因此作为系统电源进线端的第一级防雷,需使用10/350μs波形、通流容量大于15KA每线的电源电涌保护器将数万伏的感应雷击过电压限制到4KV以下。
依据电力综合楼中所使用设备的实际情况,考虑到服务器等高价位设备的重要性,将配电系统末级防雷保护设计为:使用8/20μs波形、通流容量20KA的MPS 103D插座型电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到1000V以下。
四、电力局综合楼及变电站[所]信号系统防雷
1、 环境控制管理子系统
主要包括:暖通空调(HVAC)系统控制,如对各种冷热源机组,空调机组、新风机组控制给排水系统控制,如各种水泵、水箱水位控制报警。运输系统控制,如各个电梯、自动扶梯的控制。电气系统控制,如对变配电设备、自备发电机、直流电源、照明、动力设备控制等。
一般在电梯、自动扶梯、变配电设备、自备发电机、动力设备控制中,都需要选用额定负载电流1.5A的数据信号浪涌保护器。额定的负载电流小的数据信号浪涌保护器插入损耗比较小(<0.1dB),因此数据传输的损耗比较小,其浪涌保护器(SPD)内部使用电阻元件(resistor),选型不正确的时候容易烧掉这个电阻元件。而额定的负载电流大的数据信号浪涌保护器插入损耗比较大(<0.2dB),因此数据传输的损耗稍微大,其浪涌保护器(SPD)内部使用电感元件(inductor),所以安全性比较高。
2、 火灾报警及消防联动控制子系统
主要有火灾报警及消防联动控制系统(FAS)。在建筑物内部装置感烟探测器、感温探测器及模拟显示盘。当发生火灾时,它能自动喷洒水或其他灭火液体气体。防排烟系统排除火灾时产生的烟雾并防止其漫延。。
电视监控系统(Closed Circait Televisiow)的防雷保护比较复杂旺盛商务宾馆qtz50塔式起重机械安装施工方案,首先需要明确监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径,尤其是雷击损坏较为严重的室外监控设备,在分析其损坏原因的基础上,以及研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等,方可以正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置。
电视监控系统一般由以下三部分组成:1、前端部分。主要由黑白(彩色)摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。2、传输部分。使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。3、终端部分。主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。
直埋敷设方式防雷效果较好,而架空线比较容易感应雷击。为避免首尾端设备损坏,在使用架空线传输时,应在每一支撑杆上做接地处理,架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。传输线埋地敷设也并不能完全阻止雷击设备的发生,统计数据显示雷击造成埋地线缆故障大约占总故障的30%左右,即使雷击比较远的地方,也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设,保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效,这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时,可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入,但埋地长度不得小于15米,在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。
C、终端设备的防雷:在CCTV系统中,监控室的防雷最为重要,应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网,防直击雷措施应符合GB 5005794《建筑物防雷设计规范》的规定。进入监控室的各种金属管线应接到共用的接地装置上,易采用一点法接地。
5、卫星通信及有线电视子系统
6、计算机网络通信子系统
sgfa-011#8标段主厂房区域建筑工程全厂接地网安装施工方案计算机网络通信系统雷电防护包括广域网雷电防护、局域网雷电防护、无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间的串口雷电防护等。
广域网远距离传输数据通信,在进入机房设备(调制解调器或其它设备)前端应安装具备二级保护的防雷保护器,第一级一般为放电间隙型过电压保护器,通过RLC解偶后,进入第二级半导体过电压保护器。需要防护线与线之间、线与大地之间的雷电入侵,保护器的损耗指标应该适应计算机设备的IEEE标准通信的有关要求。
数据传输线路(X.25、ISDN、DDN等)的防雷保护器必须能够抵御和吸收(8/20uS感应雷击)5KA雷电流,须具备线路与大地之间及线与线之间的雷电保护。进行PSDN等防雷设计,必须在使用前详细了解防雷器件及设备的工作要求。例如:PSDN调制解调器有带铃压和不带铃压二类,带铃压调制解调器工作电压为48v至54v,铃压为175v至180v,电涌保护器的保护电压应大于180v;不带铃压的调制解调器工作电压为48v至54v,防雷器的保护电压应不小于54v。如果两类防雷器混装,将对前者造成通讯信号短路,对后者造成防雷工作能力丧失。