畢業(yè)論文 電氣系統(tǒng)的防雷接地保護(hù)及電氣安全的論述-文庫吧
2025-05-12 23:58 本頁面
【正文】 術(shù)高度發(fā)展及廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng) 的防雷設(shè)計(jì)方法已難以滿足現(xiàn)代建筑防雷的需要。 根據(jù)以上綜合防雷六要素可以把現(xiàn)代防雷保護(hù)分為外部防雷保護(hù) (建筑物或設(shè)施的直擊雷防護(hù) )和內(nèi)部防雷保護(hù) (雷電電磁脈沖的防護(hù) )兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護(hù)建筑物免受直接雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故，而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電波侵入、雷擊感應(yīng)過電壓以及地電位反擊電壓侵入設(shè)備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。 外部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計(jì) 如上面所述外部防雷主要是指防止建筑物或設(shè)施（含室外獨(dú)立電子設(shè)備）免遭直擊雷的危害，其技術(shù)措施有接閃器、引下線、 接地體等幾種。下面分別闡述它們的類別和具體設(shè)計(jì)。 接閃器 防雷設(shè)備 接閃器是避雷針、避雷帶 (線 )、避雷網(wǎng)以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等的總稱 。功能是把接引來的雷電流，通過引下線和接地裝置向大地中泄放，以保護(hù)建筑物免受雷害。 （ 1）避雷針 避雷針是靠把雷雨云所帶的異種電荷引導(dǎo)到自身上來，通過良好的接地裝置，把雷電流泄入大地，保護(hù)建筑物不受雷擊的一種金屬裝置。 避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法： 目前關(guān)于避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算公式在形式上各有不同，大體上有如下幾種計(jì)算方法： 折線法：即單一避雷針的 保護(hù)范圍為一折線圓錐體。 曲線法：即單支避雷針的保護(hù)范圍為一曲線錐體。 直線法：是以避雷針的針尖為頂點(diǎn)作一俯角來確定，有爆炸危險(xiǎn)的建筑物用 45176。角，對(duì)一般建筑物采用 60176。角，實(shí)質(zhì)上保護(hù)范圍為一直線圓錐體。 目前在我國，《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5005794 2021）采納了國際電工委員（ IEC）推薦的“滾球法”作為避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法。 避雷針的規(guī)格： 由許多實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料表明，避雷針的外表形狀與其避雷效果無明顯的關(guān)系。所以，不必過多考慮采用單針式或者其他形式造型的避雷針。避雷針大多采用圓鋼或鋼 管制成，其直徑要求如下： 針長 1m 以下： 圓鋼為 12mm 鋼管為 20mm； 針長 12m： 圓鋼為 16mm 鋼管為 25mm； 煙囪頂上的針： 圓鋼為 20mm 鋼管為 40mm （ 2） 避雷帶 (線 ) 在電力系統(tǒng)中，為了使輸電線路少受雷擊，采用了在輸電線路上方架設(shè)平行的鋼線避雷的方法。這種架設(shè)在輸電線路上方的鋼線，稱之為避雷線。后來在房屋建筑上也推廣了這種形式，開始布設(shè)在方脊、屋角、房檐等處作雷電保護(hù)，現(xiàn)在這種方法已經(jīng)被避雷帶所替代。 在房屋建筑屋頂周圍，用扁平的金屬帶做接閃的方法稱之為避雷帶，它是由避雷線改進(jìn)而來 。在建筑物屋頂上，使用避雷帶比避雷針有較多的優(yōu)點(diǎn)，它可以與樓房頂?shù)难b飾結(jié)合起來，可以與房屋的外形較好的配合，即美觀防雷效果又好。特別是大面積的建筑，它的保護(hù)范圍大而有效，這是避雷針?biāo)鶡o法比的。 避雷帶一般采用扁鋼制作，其截面積不小于 48mm2，厚度不應(yīng)小于 4mm，現(xiàn)今的一般做法是不管建筑物屬于幾類防雷建筑，都采用4X40 的鍍鋅扁鋼制作避雷帶。根據(jù)規(guī)定二類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于 10m 10m 或 12m 8m 的網(wǎng)格。三類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于 20m 20m 或 24m l6m 的網(wǎng)格。如果同時(shí)還有避雷針，則避雷針應(yīng)用避雷帶相互連接。 （ 3）避雷網(wǎng) 避雷網(wǎng)是指利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)作為雷電保護(hù)的方法，也叫做暗裝避雷網(wǎng)。暗裝避雷網(wǎng)是把最上層屋頂作為接閃設(shè)備。根據(jù)一般建筑物的結(jié)構(gòu)，鋼筋距面層只有 67cm，面層愈薄，雷擊點(diǎn)的洞愈小。但有些建筑物的防水層和隔熱層較厚，入彀鋼筋距面層厚度大于 20cm，最好另裝輔助避雷網(wǎng)。輔助避雷網(wǎng)一般可用直徑為 6mm 或以上的鍍鋅圓鋼，網(wǎng)格大小可根據(jù)建筑物重要性，分別采用 5mX5m 或 10mX10m 的圓鋼制成。建筑物頂上往往有許多突出物，如金屬旗桿、透氣管、鋼爬梯、金 屬煙囪、風(fēng)窗、金屬天溝等，都必須與避雷網(wǎng)焊成一體做接閃裝置。 引下線 連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體稱為引下線。現(xiàn)代建筑多利用建筑物的柱筋作避雷引下線。因?yàn)槔讚魰r(shí)引下線上有很大的雷電流流過，會(huì)對(duì)附近接地的設(shè)備、金屬管道、電源線等產(chǎn)生反擊或旁側(cè)閃擊，而實(shí)踐證明這種方法可以減少和避免這種反擊。它還比專門引下線有更多的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹摻钆c梁、樓板的鋼筋都是連接在一起的，和接地網(wǎng)絡(luò)形成了一個(gè)整體的 法拉第 籠，它們處于等電位狀態(tài)，雷電流會(huì)很快被分散掉，可以避免反擊和旁側(cè)閃擊的現(xiàn)象發(fā)生。 規(guī)范對(duì)引下線的設(shè) 計(jì)有如下要求： 表 1 建筑物防雷等級(jí) 引下線數(shù)量 引下線間距離 一類防雷建筑 ≥ 2 根 12m 二類防雷建筑 ≥ 2 根 18m 三類防雷建筑 ≥ 2 根 25m 另外，普通引下線采用圓鋼時(shí)，其直徑為不應(yīng)小于 16mm；采用扁鋼時(shí)，其截面積最小為 48mm2；厚度不小于 4mm。裝在煙囪上的引下線其尺寸是：圓鋼直徑大于 24mm；扁鋼截面積不小于 100mm2，厚度為 4mm。 為便于檢查避雷設(shè)施連接導(dǎo)體的導(dǎo)電情況和接地體的散流電阻，要在建筑物四周的引下線上做斷接卡子，斷接卡子距地面最高為 。當(dāng)利用混凝土柱 鋼筋做引下線時(shí)，因?yàn)?是從上而下連接一體，因此不能設(shè)置斷接卡子測(cè)試接地電阻。需在柱內(nèi)做為引下線的鋼筋上，距室外地面 處的柱子外側(cè)，另焊一根圓鋼 (Φ≥ 10)引至柱外側(cè)的墻體上，做為防雷測(cè)試點(diǎn)。每根引下線處的沖擊接地電阻不能大于 5Ω。 接地體 接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。有鋼筋混凝土地梁時(shí)，應(yīng)將地梁內(nèi)鋼筋連成環(huán)形接地裝置；沒有鋼筋混凝土地梁時(shí)，也可在建筑物周邊無鋼筋的閉合條形混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，用40x4mm 鍍鋅扁鋼直接敷設(shè)在槽坑外沿，形成環(huán)形接地。 當(dāng)將變壓器和柴油發(fā)電機(jī)的中 性點(diǎn)工作接地、電氣保護(hù)接地和弱電系統(tǒng)工作接地等共用接地裝置時(shí)，接地電阻值應(yīng)不大于 1Ω。 采用共用接地裝置時(shí)，弱電系統(tǒng)應(yīng)將各自設(shè)備機(jī)房內(nèi)與建筑物絕緣的接地端子，用 25mm2以上的銅芯電纜或?qū)Ь€穿焊接鋼管做單獨(dú)的引下線，在建筑物基礎(chǔ)處與接地板相連。弱電系統(tǒng)一般要求接地電阻不大于 4Ω，如若設(shè)獨(dú)立的接地系統(tǒng)，其與防雷接地系統(tǒng)的距離要大于 20m。 內(nèi)部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計(jì) 構(gòu)筑和作用于建筑物內(nèi)部的防雷工程稱為內(nèi)部防雷工程，其系統(tǒng)就是內(nèi)部防雷系統(tǒng)。建筑物內(nèi)部防雷工程涉及面較寬，面對(duì)的是包括感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷和 因線路上浪涌高電壓所造成電網(wǎng)波動(dòng)在內(nèi)的眾多損害，歸納起來危害最大的主要方面是高電壓的引入。 高電壓引入是指雷電高電壓通過金屬線引導(dǎo)到室內(nèi)或其他地方造成破壞的雷害現(xiàn)象。高電壓引入的電源有三種：其一是直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線，讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi)，即雷電波侵入；第二種是來自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即感應(yīng)過電壓；第三是地電位反擊，這種反擊會(huì)沿著電力系統(tǒng)的零線，保護(hù)接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳入室內(nèi)或傳播到更大的室內(nèi)范圍，造成大面積的危害。 針對(duì)以上三種雷害內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要有屏蔽、安裝 防雷器 SPD和等電位連接等三種措施。屏蔽措施已經(jīng)在防雷
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