自來水廠防雷設計方案
編輯:2021-06-14 17:41:07
1、概述
城市供水系統的主體——自來水廠,一般都位于郊外曠野,而且所處的地理位置一般都較高,建筑物和設備等易遭受雷擊;取水泵房與自來水廠距離較遠,輸水管縱橫密布,通信方式復雜,既有有線傳輸,又有無線傳輸;有線傳輸的傳輸線路較長,而無線傳輸的發射天線一般都處于當地制高點,這些都是自來水供水系統易遭受雷擊的重要因數。隨著微電子設備在供水系統的普遍應用,以及微電子設備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性,這就使其對各種諸如雷電過電壓、電力系統操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感。防雷的問題就顯得越來越重要,如果防護措施不力,隨時可能遭受重大損失。山西避雷檢測
因此,對城市供水系統,特別是自來水廠的雷電防護,必須綜合考慮,從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計。
2、自來水廠的整體防雷方案
對自來水廠的雷電防護分為直擊雷防護和感應雷防護,直擊雷防護是通過避雷針(帶)來對直擊雷電流進行接閃泄放,而感應雷防護一般是通過在線路上安裝專用防雷器件以及屏蔽、等電位、可靠接地來實現的;如果沒有很好的直擊雷防護,安裝的防雷器件的防護效果會大大的降低。山西避雷驗收
2.1直擊雷的防護
直擊雷防護按照國標GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》設計和施工,主要使用避雷針、網、帶及良好的接地系統,其目的是保護建筑不受雷擊的破壞,給建筑物內的人或設備提供一個相對******的環境。直擊雷的防護主要措施是在各個主要建筑物(包括配電房和控制室、辦公樓、凈化車間、加藥間、鼓風機房、取水泵房)頂部采用 10的圓鋼 0銀粉漆)構筑避雷帶,并用 10的鍍鋅圓鋼或40×4ram的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網連接,引下線的間距應不大于25米。一般來說,建筑物外部直擊雷的防護設施隨著土建工程的建設同步進行,利用建筑物粱、柱鋼筋作為引下線,鋼筋混凝土基礎作為接地裝置,既簡單可靠,又經濟合算。忻州防雷檢測
取水井泵房一般位于地勢較空曠區域,在雷電活動頻繁、雷電強度大、雷暴日多的江河湖泊旁,當雷擊取水井泵房附近的交流供電線路時,為了防止雷電沿電力線路侵入機房,可按(圖1)所示方法,對高壓電力線以及變壓器實施保護??稍诰嘧儔浩?00~500m的架空高壓電力線上方,架設避雷線(架空地線)對電力線進線進行保護。該架空地線宜每桿接地一次,而且要單設接地體。這樣與變壓器高壓側的避雷器相配合,可以阻止雷電波造成損害,使其分流泄人大地。呂梁避雷檢測
如果架設避雷線確有困難,可以在電力線終端桿上,為每相線對地各增設一支氧化鋅避雷器,尚應增設一組(三套)高壓保險絲。各桿接地體宜設計成環形或輻射。朔州防雷檢測
如高壓電力線直接引入機房配電室,此時,從變壓器高壓側起的一段應采用高壓電力電纜進室,其長度至少200m。架空高壓線與高壓電纜的接頭處,應加裝一組(每相一支)氧化鋅高。大同防雷檢測
壓避雷器并且高壓電纜兩端金屬護層、鋼帶應分別妥善接地。在年雷暴日大于20日,大地電阻率高的地段,還應在電力電纜的上方,架設屏蔽線。陽泉避雷檢測
低壓線路可采用直埋式低壓電力電纜埋地引入泵房,在泵房入1:3處,應將電纜金屬外護層、鋼帶直接與等電位排聯接,電纜內芯線分別對地加裝避雷器。采用非金屬護套電力電纜,應將其穿金屬管后,埋地引入泵房,金屬管的兩端口應分別接地網,且全長保持電氣連通。高、低壓線路上的避雷器和線路與地的連接點,均應保持良好電氣連通,而且要牢靠,以防事故發生。晉城防雷檢測
2.2感應雷的防護
自來水廠設備的電源線和信號線在雷擊時極易感應過電壓而造成設備損壞,因此,自來水廠內部感應雷防護包括電源系統、中心控制室電源部分和流量計信號部分、取水泵房設施設備等。
凈水工藝設備分布,防雷器的安裝示意圖如圖2所示,大體分為配電房和控制室、辦公樓、凈化水池、加藥間、鼓風機房五個區域:
2.2.1電源系統的防護
統計數據資料表明,電子設備系統80%以上的雷害事故都是因為與設備相連的電源線路上感應的雷電沖擊過電壓造成的,因此,依據IEC61312和GB50057要求,對其電源系統進行多級保護。忻州防雷檢測
電源系統三級防護示意圖如圖3所示。辦公樓及中心控制室部分等:低壓配電室設為第一級防護;辦公樓各樓層電源箱、中心控制室總電源箱、凈化車間控制柜電源、投藥間控制柜電源、鼓風機房配電柜設為第二級防護;各重要設施設備用電處和交換機房、中心控制機房設備用電處設為第三級防護。晉中避雷檢測
在第一級處安裝TD-HC-B25三相電源防雷器;第二級處安裝TD-HC380-60/2P單相電源防雷器;第三級處安裝TD-HC220-40單相電源防雷器。所有防雷器應就近可靠接地。
取水泵房:取水井泵房電源除對高、低壓線路采取防護外,還應對感應雷進行防護。泵房總配電柜處設為第一級防護;用電設備如水泵電源箱處設為第二級防護;各重要設備如流量計。臨汾防雷檢測
電源處設為第三級防護。
特別要注意的是:在電源采用TT制供電方式的泵房,三相電源的三級防護一定要采用“3+1”保護模式。即在第一級處安裝TD-HC-B25三相電源防雷器;第二級處安裝TD-HC380-60單相電源防雷器;第三級處安裝TD-HC220-40單相電源防雷器。山西避雷塔
辦公樓、中心控制室、取水井泵房電源防雷箱(器)安裝示意圖4如下:
2.2.2 信號系統的防護
盡管在電源等外接引入線路上安裝了防雷保護裝置,由于雷擊發生時網絡線、電話感應到過電壓,仍然會影響網絡的正常運行,甚至徹底破壞網絡交換系統。網絡傳輸線主要使用的是光纖和雙絞線。其中光纖不需要特別的防雷措施,但若室外的安裝光纖是架空的,那么需要將光纖的金屬部分接地。而雙絞線屏蔽效果較差,因此感應雷擊的可能性比較大,應將此類信號線敷設在屏蔽線槽中,屏蔽線槽應良好接地。
在信號線路上安裝信號防雷器,對防感應雷是一種行之有效的辦法。對于電話交換系統,可在電話線信號線進入到交換機架之前安裝TD-HC-RJ11;控制柜的RS232信號入口處安裝TD-HC-RS485/2,工作電壓為5V;信號防雷器的選型應綜合考慮工作電壓、傳輸速率 接口形式等。所有防雷器均應良好接地。山西避雷器
2.2.3機房等電位連接
機房應設置均壓環,將機房內所有金屬物體,包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼以及所有進出大樓的金屬管道等金屬構件進行電氣連接,并接至均壓環上,以均衡電位。機房均壓環示意圖如圖5所示:
需要注意的是機房均壓環一般需設置對稱兩處與地網可靠連接,如果條件不許可,需相應加大與地網連接線(銅線)的截面積,一般截面積S≥50mm。太原避雷工程
2.3接地系統
接地是防雷的重要組成部分是防雷裝置的基礎,使雷電流更好的瀉入大地,為保證機房或系統的接地阻值,還應盡量減小引下線的電阻值。依據防雷規范要求,此次引下線選用載面積為50平的銅芯地線電纜。接地體的具體位置和引下線的具體路由,在施工時以盡可能的減少引下線的長度。通過增大導線載面和減小引下線長度的措施,來盡量減小接地引線的電阻值。山西防雷驗收
1、垂直接地體材料
垂直接地體可采用燒制型TD-HC-02M非金屬接地體、銅包鋼接地棒、銅材、熱鍍鋅鋼材(鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼)、離子接地棒、鋅包鋼或其它新型接地材料。
2、水平接地體材料
水平接地體一般采用純銅線、鍍銅線、熱鍍鋅扁鋼、鋅包鋼等。
3、接地材料有以下要求:
a、采用熱鍍鋅鋼管時,鋼管壁厚不小于3.5m;
b、采用熱鍍鋅角鋼管,角鋼不小于50mm*50mm*5mm;
c、采用熱鍍鋅扁鋼時,扁鋼不小于40mm*4mm;
d、采用熱鍍鋅圓鋼時,圓鋼直徑不小于8m;
e、非金屬接地模塊分為燒制型與壓制型,常用規600mm*150mm*100mm,
f、銅包鋼接地棒,鍍銅厚度;≤0.25mm,ф16*1500mm型號:YBD-01B
g、離子接地棒時,YBD-Lф50*1500mm
h、采用物理降阻劑時,電阻率R=0.45,降阻率在60-95%之間,石墨含量70%,型號:TD-HC-Z25與TD-HC-Z10
4、地網施工布置
地網布置依據地形設計為 L型、口型、一字、H型或圓型。 山西防雷檢測
5、地網挖掘
接地地網挖掘深度大于0.8米,根據土壤如:石頭、沙土、建筑垃圾、黃土等情況,北方城市一定要達到凍土層以下。
6、焊接與防腐處理
接地體(線)的連接應采用焊接,焊接處焊縫應飽滿并有足夠的機械強度,常見的焊接分為:電焊與放熱焊接。焊接不得有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷,焊接處的藥皮敲凈后,刷瀝青做防腐處理。
采用搭接焊時,其焊接長度如下:1)鍍鋅扁鋼不小于其寬度的2倍,三面施焊。(當扁鋼寬度不同時,搭接長度以寬的為準)。敷設前扁鋼需調直,煨彎不得過死,直線段上不應有明顯彎曲,并應立放。2)、鍍鋅圓鋼焊接長度為其直徑的6倍并應雙面施焊(當直徑不同時,搭接長度以直徑大的為準)。3)鍍鋅圓鋼與鍍鋅扁鋼連接時,其長度為圓鋼直徑的6倍。4 )鍍鋅扁鋼與鍍鋅鋼管焊接時,為了連接可靠,除應在其接觸部位兩側進行焊接處,還應直接將扁鋼本身彎成弧形與鋼管焊接
3、降阻劑與水按1:(0.5~1)比例在容器內攪拌均勻成
漿體狀,否則影響降阻效果和防腐蝕效果; 山西避雷工程
4、將攪拌均勻的降阻劑敷于接地溝或孔內,將金屬接地體包裹均勻,6~12小時后封土夯實。在敷設過程中,不得將泥沙等雜物接觸金屬接地體或混入降阻劑中。
5、對于深井接地,通常井深由找到電阻率低的地層或地下水來決定,一般達數十米。施工時用專用機械鉆孔,孔徑為100~200mm。金屬接地體一般采用φ50×3.5mm的鋼管,用壓力將調制好的降阻劑注入管內,使降阻劑從內到外兩側包圍鋼管并充實整個接地深井。有時要配以局部爆破,炸松四周土壤,以填充降阻劑,擴大降阻效果。太原防雷公司