【導(dǎo)讀】XXX機場雷達站防雷接地工程設(shè)計方案

　　

【正文】 線與地網(wǎng)的連接，全部采用熱焊接，操作時需疊加焊接，雙焊。水平接地極之間采用長邊搭接，搭接長度不小于 6 公分，不少于三面施焊；所有焊接點均采取防腐措施。 （ 8）其它接地： ① 各房間的鋁合金門、窗戶與建筑結(jié)構(gòu)主筋的連接。 XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 19 頁 共 42 頁 ② 塔臺結(jié)構(gòu)鋼筋的整體焊接。 ③ 所有金屬管線（天線塔樓梯、上下水管道、監(jiān)控電纜外套金屬管、消防管道等）與接地系統(tǒng)的連接。 ④ 所有鋼梯與建筑主筋的連接。 產(chǎn)品性能及參數(shù) （ 1） 接地系統(tǒng)材料規(guī)格如下 ,見表 1： 表 1：接地材料規(guī)格明細表 材料名稱 材料型號、規(guī)格 水平接地極 50*5 鍍鋅扁鐵 垂直 接地極 ZGDI3 接地模塊 機房內(nèi)均壓環(huán) 25 4紫銅帶 接地母線 95 mm2絕緣多股銅芯線 饋接盤 300mm 150mm 10mm 銅板 等電位跳接線 50 mm2絕緣多股銅芯線 保護管 φ 50、φ 60 的 PVC 管 其它接地連線 有絕緣護套的多股銅芯線 （ 2） ZGDI3接地模塊 中光 ZGD 非金屬低電阻接地模塊是一種以非金屬材料為主體的接地體，它由導(dǎo)電性、穩(wěn)定性較好的非金屬礦物和電解質(zhì)組成，特別適合于高電阻率土壤地區(qū)及需要穩(wěn)定接地電阻的地區(qū)使用。若接地點周圍為砂石或巖石地層，可用它構(gòu)成特殊的 “人工地”來解決接地工作中的疑難問題，而且具有長效性、無污染、無毒害、抗腐蝕。中光 ZGD 型接地模塊已獲國家發(fā)明專利，并進入 99D562《建筑防雷設(shè)施安裝標準圖集》。 非金屬接地模塊之所以能獲得低接地電阻的基本原因是在相同的外形尺寸下，比較金屬材料成倍地增大接地體和土壤層之間的接觸面積，從而增大了接XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 20 頁 共 42 頁 地體本身的散流面積；接地體表面粗糙，其材料顆粒細膩，減少了接地體和土壤之間的接觸電阻；本身具有很強的吸濕性和保濕性，充分發(fā)揮了接地體中電解物質(zhì)的導(dǎo)電作用。 低電阻接地模塊用量估算用以下計算公式： Rj= 算出 ZGD－ I－ 3型單個模塊接地電阻， 并聯(lián)后的總電阻 Rnj=Rj/nη計算出總用量 n＝ Rj/（ Rnjη） ???????（ 3） 式中： n：接地模塊用量； Rnj：要求接地電阻值，地網(wǎng)按≤ 1Ω進行設(shè)計； ρ：埋設(shè)地層的土壤電阻率（Ω ?m），暫按 450Ω∕ m 計算； η：模塊利用率數(shù)， ； 將以上數(shù)據(jù)代入公式（ 3），即得： n＝ 450 (1 ) =61（塊），因此，雷達站要達到≤ 1Ω的接地電阻需要 61塊接地模塊。 （由于影響土壤電阻率的因素較多以及土壤的不均勻， 實際用量與估算值略有差別。） ZGDI3 接地模塊的性能參數(shù)表如下，見表 2： 表 2：接地模塊性能參數(shù)表 質(zhì)量 室溫下電阻率 (Ω m) 工頻接地電阻 (ρ =40Ω m) 估算式 50公斤 ≤ 4Ω Rj≈ 地網(wǎng)及接地模塊安裝示意圖 見下頁。 除了盡量降低接地電阻，均壓和等電位連接是防地電位反擊的有效方法。 等電位連接 就是將設(shè)備和裝置外露可導(dǎo)電部分的電位基本相等的電氣連XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 21 頁 共 42 頁 接，也就是用連接導(dǎo)線或過電壓保護器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)物、金 屬裝置、外來的導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來，目的在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬物與系統(tǒng)之間的電位差。 MH/T40202020 第 條“ 通信導(dǎo)航設(shè)施的電源線、信號線或天饋線宜分開敷設(shè)在金屬線管、槽內(nèi) , 該金屬線管、槽焊接連通（金屬線管、槽接頭要用短接線可靠電氣連通） ”以及 FAA 第 3. “ 室內(nèi)所有永久性安裝的，長度超過 米的信號線、電纜和配線都必須套裝在鋼管內(nèi)，也可封裝在屏蔽的電纜槽或屏蔽的電纜管道內(nèi) ” 設(shè)計說明 由于防雷擊電磁脈沖，建筑物的自然屏蔽物和各種金屬物以及設(shè)備之間 的等電位連接非常重要，等電位連接的具體措施如下： 所有進入機房的金屬管道均應(yīng)在機房的入口處可靠接地； 穿線的鋼管或金屬線槽在穿經(jīng)機房時應(yīng)與等電位連接帶作電氣連接； 進入機房的電源線、信號線分開敷設(shè)在金屬管、槽內(nèi)引入并在入口處接地； 進入機房的波導(dǎo)管、同軸電纜、饋管其屏蔽層均應(yīng)在入口處接地； 機房內(nèi)的等電位連接： 1) 在機房沿墻腳處設(shè)置等電位連接帶（按 FAA 要求，等電位連接帶應(yīng)不小于 300 150 6mm，材質(zhì)為紫銅板）； 2) 機房內(nèi)所有設(shè)備采用 M 型等電位連接方式同等電位連接帶連接； 3) 進入機房的金屬管槽就近與等電位連接帶連接，管槽接頭處用銅線跨接； 4) 機房靜電地板其金屬支架至少四處與等電位連接帶連接，支架間用銅線跨接； 5) 金屬門窗、隔墻就近與等電位連接帶連接； 6) 天棚上的輕鋼龍骨就近與柱主筋連接，接頭處用銅線跨接； 7) 所有接地連線、跨接線線徑不小于 6mm2。 等電位分兩種情況： XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 22 頁 共 42 頁 其一是用連接導(dǎo)線將所有設(shè)備的外露不導(dǎo)電部分與接地裝置相連，其中包括防雷接閃裝置、建筑物結(jié)構(gòu)框架內(nèi)的主鋼筋、建筑物內(nèi)部的不導(dǎo)電金屬體、設(shè)備金屬外殼、室外外露的金屬構(gòu)件、各種管線的金屬套管和外屏 蔽金屬層等設(shè)施； 其二是對不可直接接地的各種電源線、信號線、天饋線等采取加裝過電壓保護裝置的方法，通過過電壓保護裝置實現(xiàn)瞬間對地的等電位。 等電位連接的目的：在于減小防護空間內(nèi)各金屬物及設(shè)備電纜芯線相互之間存在的雷擊電位差，避免發(fā)生因電位不均衡造成的放電現(xiàn)象。 安裝電子避雷器的實質(zhì)也就是做等電位連接。 根據(jù) GB503432020《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，機場電子信息系統(tǒng)的雷電防護等級為 A 級，其各級電源避雷器標稱放電電流參數(shù)值應(yīng)符合表3要求： 表 3：電源線路浪涌保護器標稱放電電流參數(shù)值 第一級標稱 放電電流 （ 8/20μ s） KA 第二級標稱 放電電流 （ 8/20μ s） KA 第三級標稱 放電電流 （ 8/20μ s） KA 第四級標稱 放電電流 （ 8/20μ s） KA 直流電源標稱放電電流 （ 8/20μ s） KA ≥ 80 ≥ 40 ≥ 20 ≥ 10 ≥ 10 信號線路、天饋線路浪涌保護器性能參數(shù)應(yīng)符合表 4 要求： 表 4：信號線路、天饋線路浪涌保護器性能參數(shù) 名稱 插入 損耗（ dB） 電壓 駐波比 響應(yīng)時間（ ns） 平均功率 （ w） 特性 阻抗 （Ω） 傳輸速率（ bps） 工作頻率（ MHz） 接口形式 數(shù)值 ≤ ≤ ≤ 10 ≥ 倍 系統(tǒng)平均功率 應(yīng)滿足 系統(tǒng)要求 應(yīng)滿足 系統(tǒng)要求 應(yīng)滿足 系統(tǒng)要求 應(yīng)滿足 系統(tǒng)要求 因此，根據(jù)上述要求，我們對雷達站電源及信號系統(tǒng)防電涌保護進行如下XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 23 頁 共 42 頁 SPD 安裝： （ 1）交流總配電系統(tǒng)的 SPD： 在低壓配電間配電開關(guān)柜兩路市電電源輸入端 分別安裝 1 臺 ZGB153B100型電源避雷器。 （ 2）各級分電源 SPD： ① 在兩個分配電柜電源進線端各安裝 1 臺 ZGB153B60 型電源避雷器。 ② 在雷達機房電源線進線端安裝 1臺 ZGB153B40型電源避雷器。 ③ 在柴油機電源線進入雷達機 房端安裝 1臺 ZGB153B40 型電源避雷器。 ④ 雷達 機房工藝配電盤供天線馬達電源的出線端安裝 1 臺 ZGB149B20 型電源避雷器。 ⑤ 雷達 機房工藝配電盤供天線平臺障礙燈電源、天線平臺安全開關(guān)電源、天線平臺輔助用電插座電源的出線端分別安裝 1 臺 ZGB148B20 型電源避雷器。 ⑥ 維修間工藝配電盤供衛(wèi)星－ 48VDC 電源輸出端安裝 1 臺 ZGB170485型直流電源避雷器。 （ 3）信號線路 SPD： FAA STD019D 要求：長度大于 3 米的連接設(shè)備和設(shè)施的信號線、數(shù)據(jù)和控制線的線纜兩端宜安裝 SPD，以防止對地參考電位差產(chǎn)生的電涌偶合到線路上。 ① 雷達機房設(shè)備提供給天線塔的編碼線輸出端及天線塔編碼線輸入端分別安裝 1臺 ZGB235C1112 型信號避雷器 ② 天線塔提供給雷達機房設(shè)備的油位告警線輸出端及雷達機房油位告警線輸入端分別安裝 1臺 ZGB236X24 型信號避雷器 ③ 在電話線路的進線端安裝 1臺 ZGB235H110 型信號避雷器 ④ 在 MODEM 線路的進線端安裝 1臺 ZGB235H24 型信號避雷器 ⑤ 在 232 接口線路的進線端安裝 1 臺 ZGB235J24 型信號避雷器 線纜的保護 FAA 的第 3. 2. ：各類供電的和弱電的線路，無論是導(dǎo)線或電纜，無論架空或埋地敷設(shè)，在進入設(shè)施建筑物時必須通過不小于 3米長的鐵管穿入。XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 24 頁 共 42 頁 穿墻鐵管用不小于 2美國線規(guī)（ AWG）的裸銅線采用熱焊接方式就近與地網(wǎng)連接。封裝弱電線路的鐵管進入機房內(nèi)應(yīng)與跳線箱、機柜 /殼、或其它接地裝置就近連接。 因此，雷達站所有線纜進入建筑物內(nèi)時，均穿熱鍍鋅鐵管，并分別在鐵 管兩端做等電位連接，此項工作應(yīng)在敷設(shè)各類線纜時完成。 FAA 第 3. 2. ：埋地敷設(shè)的鎧裝電纜和不連續(xù)鐵管封裝的線纜，必須附設(shè)保護線進行保護。保護線至少埋深 米并平行敷設(shè)于被保護線纜上方。一根保護線可以有效保護 米寬度內(nèi)平鋪的電纜或多孔電纜管道。電纜平鋪寬度或電纜管道寬度超過 米時必須用兩條保護線加以保護。兩條保護線的間距不小于 米，保護線到被保護物的外沿距離不得大于 米。保護線端點必須與地網(wǎng)連接，保護線沿途每間隔大約 27米做一接地極，保護線用熱焊接方式連接接地極。沿途接地 極的間距應(yīng)當有 10%— 20%的調(diào)整，以防止發(fā)生共振。接地極到被保護電纜的一側(cè)的距離可取 2 米。 由于雷達站內(nèi)所有埋地電纜均位于天線塔接閃器保護范圍以內(nèi)，因此站內(nèi)埋地電纜上方不用再增加保護接地線。 屏蔽 屏蔽是減少電磁干擾的基本措施。 FAA要求：設(shè)施的設(shè)計和建造，必須綜合考慮信號輻射的屏蔽和分散設(shè)備、導(dǎo)線間耦合干擾的防護。 此外，設(shè)計還必須考慮對那些設(shè)備可能產(chǎn)生的、可能傷及人員的危險電壓、高能量電磁輻射、 X－射線等區(qū)域進行屏蔽保護。 同時，室內(nèi)所有永久性安裝的，長度超過 2 米的信號線、電纜和配線都必須套裝在鋼管內(nèi)，也可封裝在屏蔽的電纜槽或屏蔽的電纜管道內(nèi)。鋼管、電纜槽（管）必須按照規(guī)定，就近與機房內(nèi)多點電子接地系統(tǒng)連接。 建筑物的屏蔽措施按法拉第籠式結(jié)構(gòu)進行施工，同時，對天線塔上及機房內(nèi)超過 2米的電纜均采用穿金屬套管或穿封閉式金屬電纜槽的方法。 XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 25 頁 共 42 頁 五、 設(shè)備工藝 本方案選用的 SPD 按照 FAA 和 MH/T 的標準要求配置以保護設(shè)備。 防直擊雷 接閃器應(yīng)為純銅、銅錫合金、鋁質(zhì)、耐強腐蝕環(huán)境的或不銹鋼材料。銅質(zhì)接閃器可以鍍鎳。接閃器的長度最小為 12 英寸（ 305 毫米），銅質(zhì)接閃器直徑至少 1/2 英寸（ 毫 米），鋁質(zhì)接閃器的直徑至少 5/8 英寸（ 毫米）。 電源 SPD 浪涌電平 設(shè)施交流電涌保護器的選擇或設(shè)計的浪涌電平和對應(yīng)耐受次數(shù)參見表Ⅰ。表Ⅰ規(guī)定了低壓交流電源相線對地、相線對中線線、中線對地和相線對相線的浪涌電流以及低壓交流電源的對應(yīng)耐受次數(shù)。 表 I 120／ 208V， 120／ 240V，和 277／ 480V 公共設(shè)施線路的浪涌電平 浪涌電流幅值 8／ 20μ s波形 最大耐受 浪涌數(shù)（壽命） 10kA 20kA 30kA 40kA 50kA 60kA 70kA 100kA* 1500 700 375 50 8 6 4 2 XXX 機場雷達 站防 雷 接 地 工 程設(shè)計方案 第 26 頁 共 42 頁 設(shè)施交流電源浪涌保護器 設(shè)施交流電源浪涌保護器（ SPD）應(yīng)安裝于電源配電柜的負載一側(cè)。 SPD 可以與固態(tài)電路、變阻器或其他裝置的組合，而且應(yīng)符合本段及下屬段落的要求。對于有中性線的電源， SPD 組件應(yīng)進行相線對地（ LG）連接，相線對中性線（ LN）連接，和中性線對地（ NG）連接。 特性 安裝于電源配電柜的設(shè)施 SPD 的最低功能和運行特性如下： ① 自動復(fù)歸能力： 當線路電壓恢復(fù)正常時， SPD 在浪涌耗散后自動回到關(guān)閉狀態(tài)的能力。 ② 運行壽命： SPD 應(yīng)安全消除表Ⅰ列出的浪涌次數(shù)和振幅