畢業(yè)設(shè)計(jì)--電氣綜合防雷設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-04 13:12本頁面
【正文】 35176。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電氣綜合防雷設(shè)計(jì) 緒 論 自古以來雷電災(zāi)害一直存在據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計(jì)地球上任一時(shí)刻平均有 2021 多個(gè)雷暴在進(jìn)行著平均每秒有 100 次閃電每個(gè)閃電強(qiáng)度可高達(dá) 10 億伏足見其能量之大產(chǎn)生的危害可想而知 200 多年前富蘭克林發(fā)明避雷針以后建筑物等設(shè)施已得到了一定的保護(hù)人們認(rèn)為可以防止雷害對(duì)防雷問題有所松懈但是隨著近代高科技的發(fā)展尤其是微電子技術(shù)的高速發(fā)展雷電災(zāi)害越來越頻繁損失越來越大原先的避雷針已無法保護(hù)建筑物人和電器設(shè)備握著電話話筒而受雷擊致死 的人時(shí)有所聞原先許多從來不發(fā)生雷電災(zāi)害的行業(yè)和部門也頻頻受害這些雷害是人們意料不到的現(xiàn)今全球平均每年因雷電災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就超過 10 億美元死亡人數(shù)在三千人以上我國根據(jù)氣象部門和勞動(dòng)部門的估算每年雷擊傷亡人數(shù)均超過 1 萬其中死亡 3000 多人例如 199 年８月 1２日我國青島市黃島油庫遭雷擊失火燃燒 104 小時(shí)才勉強(qiáng)撲滅傷亡人員近百名燒毀原油 36 萬噸整個(gè)油庫毀壞殆盡變成一片廢墟某數(shù)據(jù)中心集全體技術(shù)人員歷時(shí)三年的研究成果和寶貴數(shù)據(jù)因一次雷災(zāi)而化為烏有類似的案例不勝枚舉 0 年代以后雷災(zāi)出現(xiàn)新的特點(diǎn)這主要是因?yàn)橐恍└叽蠼?筑的興起高層智能大廈吸引落雷從而使本身所在建筑及附近建筑遭到破壞另外隨著微電子技術(shù)高度發(fā)展及廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域使雷害對(duì)象也發(fā)生了轉(zhuǎn)移從對(duì)建筑物本身的損害轉(zhuǎn)移到對(duì)室內(nèi)的電器電子設(shè)備的損害以至發(fā)生人身傷亡事故隨之防雷對(duì)象也由強(qiáng)電轉(zhuǎn)移到弱電雷電產(chǎn)生的成為主要危害防雷工作是十分必要的各行各業(yè)有關(guān)部門均應(yīng)給予重視 GB50057－ 94 強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn) 1 雷擊的危害 通常所謂的雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層或者是帶電的云層對(duì)大地之間迅猛的放電這種迅猛的放電過程產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃電并伴隨巨大的聲音當(dāng)然云層之間 的放電主要對(duì)飛行器有危害對(duì)地面上的建筑物和人畜沒有很大影響然而云層對(duì)大地的放電則對(duì)建筑物電子電氣設(shè)備和人畜危害甚大這是電氣防雷設(shè)計(jì)的主要對(duì)象 雷擊的危害主要有方面直擊雷當(dāng) 10KA 的雷電流通過下導(dǎo)體入地時(shí)假設(shè)接電阻為 10歐姆根據(jù)歐姆定律可知在入地點(diǎn) A處電壓為 100KV因 A點(diǎn)與 CD點(diǎn)相連所以這幾點(diǎn)電壓都為 100KV 而 E 點(diǎn)接地其電壓值為 0 設(shè)備的 D 點(diǎn)與 E 點(diǎn)間有 100KV的電壓差足以將設(shè)備損壞 圖 1 以上四方面中雷電對(duì)建筑物的危害主要以后雷電波侵入感應(yīng)過電壓與直擊雷的損壞僅占 15的損壞占 85我們?cè)谥纸ㄖ锓览自O(shè)計(jì)的 第一步首先是要確定建筑物的防雷等級(jí)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50057－ 97 中對(duì)建筑物防雷的劃分除了由建筑物的功能定性外第二三類防雷建筑還取決于建筑物的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù) N 建筑物的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按下式 3 式中 LWH—— 分別為建筑物的長寬高 m 2 當(dāng)建筑物的高 H 等于或大于 100m 時(shí)建筑物的等效面積按下式計(jì)算 Ae ＝ [ LW＋ 2 HL＋ W＋π H2 ] 106 4 3 當(dāng)建筑物各部位的高不同時(shí)應(yīng)沿建筑物周邊逐點(diǎn)算出最大擴(kuò)大寬度其等效面積 Ae 應(yīng)按每點(diǎn)最大擴(kuò)大寬度外端的連接線所包圍的面積計(jì) 算 4 按以上公式計(jì)算得到 N 后就可以確定防雷等級(jí)了一般先把建筑物按其重要性使用性質(zhì)部省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物住宅辦公樓等一般性民用建筑物部省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物006 次 a 劃為第二類防雷建筑物 0012 次 a 且小于或等于 0 次 a 劃為第類防雷建筑物住宅辦公樓等一般性民用建筑物 03 次 a 劃為第二類防雷建筑物 006 次 a 且小于或等于 0 次 a 劃為第類防雷建筑物小于 0 次 a 小于 0 次 a 小于 0 次 a 人員密集的公共建筑物接閃分流 3 均指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部位都形成一個(gè)相等的電位即等電位 若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)生不同的電位這樣就可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓對(duì)防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的為滿足防雷裝置的要求應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁板柱和基礎(chǔ)可靠地焊接綁扎或搭接在一起同時(shí)再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起這就使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體 4 屏蔽屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通 信設(shè)備電子計(jì)算機(jī)精密儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害建筑物內(nèi)的這些設(shè)施不僅在防雷裝置接閃時(shí)會(huì)受到電磁干擾而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低有時(shí)附近打雷或接閃時(shí)也會(huì)受到雷電波的電磁輻射的影響甚至在其他建筑物接閃時(shí)還會(huì)受到從該處傳來的電磁波的影響因此我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋即建筑物內(nèi)地板頂板墻面及梁柱內(nèi)的鋼筋使其構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)籠從而實(shí)現(xiàn)屏蔽由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密鋼筋密度不夠時(shí)設(shè)計(jì)人應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個(gè)問題迎刃而解而且對(duì)防 御雷電電磁脈沖也是最有效的措施此外建筑物的整體屏蔽還能防球雷側(cè)擊和繞擊雷的襲擊 5接地 6合理布線指如何布線才能獲得最好的綜合效果現(xiàn)代化的建筑物都離不開照明動(dòng)力電話電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線在防雷設(shè)計(jì)中必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響首先應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽其次應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在建筑物的中心部位且避免靠近用作引下線的柱筋以盡量縮小被感應(yīng)的范圍除考慮布線的部位和屏蔽外還應(yīng)在需要的線路上加裝避雷器壓敏電阻等浪涌保護(hù)器因此設(shè)計(jì)室內(nèi)各種管線 時(shí)必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮隨著微電子技術(shù)高度發(fā)展及廣泛應(yīng)用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)件等的總稱避雷帶 線 避雷帶 線 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
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