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工业電(diàn)子厂房综合防雷设计方案

发布时间:2016-11-26  
工业電(diàn)子厂房综合防雷设计方案

      随着電(diàn)子技术的发展,電(diàn)子产品越来越多(duō)地应用(yòng)于各类生产生活领域。与之相适应,電(diàn)子生产厂房的修建也与日俱增。其中的接地技术较常规的建筑接地种类繁多(duō),涉及面广。本文(wén)以某電(diàn)子储存类产品的生产厂房的设计為(wèi)例,对電(diàn)子厂房的接地做一探讨。该厂房的生产设备有(yǒu)很(hěn)多(duō)是微電(diàn)子设备,这些设备的特点是工作信号電(diàn)压很(hěn)低(一般只有(yǒu)10伏左右),抗干扰能(néng)力差,对防静電(diàn)的要求高,車(chē)间内有(yǒu)IT信息中心及网络生产管理(lǐ),所以接地在该项目中具有(yǒu)重要的作用(yòng)。其接地系统根据用(yòng)途具體(tǐ)可(kě)分(fēn)為(wèi)電(diàn)源系统接地、電(diàn)气保护接地、防静電(diàn)接地、信息系统的接地、電(diàn)子设备接地、防雷接地几个种类。

      1、電(diàn)源系统接地

      该工程由两栋三层主厂房、办公楼和食堂等附属建筑物(wù)组成,虽然建筑面积达数万平方米,但建筑群體(tǐ)相对集中,所以在设计中优先考虑TN-S系统。变压器中性点接地,系统的保护線(xiàn)与中性線(xiàn)完全分(fēn)开,这种方式对供電(diàn)、保护、经济合理(lǐ)性等均十分(fēn)有(yǒu)利,其选择原则与常规建筑一致,这里不再赘述。对于传达室等距离主體(tǐ)建筑较遠(yuǎn)的零星建筑单體(tǐ),采用(yòng)带PE線(xiàn)的五芯電(diàn)力電(diàn)缆予以供電(diàn),距离超过50米以上的建筑须按规范要求重复接地。

      2、電(diàn)气保护接地

      采用(yòng)TN-S系统时,電(diàn)气设备不带電(diàn)的金属外露部分(fēn)与電(diàn)力网的接地点采用(yòng)直接電(diàn)气连接。当带電(diàn)相線(xiàn)因绝缘损坏碰设备外壳时,通过设备外壳构成该故障相对地線(xiàn)的单相短路。利用(yòng)很(hěn)大的短路電(diàn)流,使線(xiàn)路上的保护装置(如熔断器、低压断路器等)迅速动作,切断電(diàn)路,从而消除人身触電(diàn)危险。

      在電(diàn)子生产厂房中,生产流水線(xiàn)上设备密集,且多(duō)為(wèi)金属外壳的用(yòng)電(diàn)设备。若保护接地不到位或不符合要求,在发生接地故障时,很(hěn)容易引起工作人员触電(diàn)危险。因此,保护接地问题不容忽视,无论在设计过程还是施工过程中,都应切实地把保护接地落实到位。应进行保护接地的物(wù)體(tǐ)主要包括:变压器、高压开关柜、配電(diàn)柜、控制屏等的金属框架或外壳;固定式、携带式及移动式用(yòng)電(diàn)器具的金属外壳;電(diàn)力線(xiàn)路的金属保护管或桥架、接線(xiàn)盒外壳,铠装電(diàn)缆外皮等。保护接地的连接線(xiàn)可(kě)采用(yòng)扁钢或铜导線(xiàn),要求形成可(kě)靠的電(diàn)气通路。

      等電(diàn)位连接是各类建筑物(wù)電(diàn)气设计中一项不可(kě)缺少的工作。等電(diàn)位连接有(yǒu)总等電(diàn)位连接和局部等電(diàn)位连接两种。所谓总等電(diàn)位连接是在建筑物(wù)的電(diàn)源进户处将PE干線(xiàn)、接地干接、总水管、总煤气管、采暖和空调立管等相连接,从而使以上部分(fēn)处于同一電(diàn)位。总等電(diàn)位连接是一个建筑物(wù)或電(diàn)气装置在采用(yòng)切断故障電(diàn)路防人身触電(diàn)措施中必须设置的。所谓局部等電(diàn)位连接则是在某一局部范围内将上述管道构件作再次相同连接,它作為(wèi)总等電(diàn)位连接的补充,用(yòng)以进一步提高用(yòng)電(diàn)安全水平。在電(diàn)子厂房内,各个部位的電(diàn)位都相等,可(kě)以保证建筑物(wù)内不会产生反击電(diàn)压,同时可(kě)以降低雷電(diàn)電(diàn)磁脉冲产生的干扰。

       3、防静電(diàn)接地

       静電(diàn)主要由不同物(wù)质相互摩擦而产生,在電(diàn)子厂房生产过程中,静電(diàn)所造成的危害是多(duō)方面的。首先,该工程中很(hěn)多(duō)设备及仪器对静電(diàn)電(diàn)压比较敏感,静電(diàn)会影响其正常工作甚至出现错误;其次,由静電(diàn)产生的高電(diàn)压会引起人身触電(diàn);另外,当静電(diàn)严重时可(kě)能(néng)会引起火花(huā)放電(diàn),严重的会造成火灾事故。

      為(wèi)了消除静電(diàn)所产生的危害,就必须采取措施。消除静電(diàn)的方法很(hěn)多(duō),但最简单和最有(yǒu)效的办法是采取接地措施。该電(diàn)子生产厂房中,对所有(yǒu)会产生静電(diàn)的设备都应保证可(kě)靠接地。為(wèi)了防止积聚在设备和人身上的静電(diàn)荷达到危险電(diàn)位,在主要生产场合采用(yòng)了防静電(diàn)地坪。这类地坪在的防护材料中,分(fēn)布有(yǒu)铜線(xiàn)构成的网络,这些金属网络彼此形成電(diàn)气通路,用(yòng)于防静電(diàn)地坪的静電(diàn)传导。作為(wèi)電(diàn)气设计配合,应在防静電(diàn)地坪所在空间的建筑柱上,适当预留接地端子。在地坪敷设完毕后,将防静電(diàn)地坪内的金属線(xiàn)与该接地端子相连。另外,接地端子须通过柱内主筋与接地极连通,以使静電(diàn)通过接地端子沿柱内主筋流向接地极。

      4、信息系统的接地

      本工程设置综合布線(xiàn)系统,在办公楼设有(yǒu)一个IT信息中心,并在各厂房的辅房内设有(yǒu)IT管理(lǐ)室,信息点遍布車(chē)间及办公室,用(yòng)于将来的生产监控和管理(lǐ)。另外,本工程设置了火灾自动报警系统。这就涉及到信息系统的接地问题。

      根据《建筑物(wù)防雷设计规范》的有(yǒu)关规定,在本工程信息系统接地的设计中,采用(yòng)S型等電(diàn)位连接网络。在信息设备较集中的部位,如中心机房、弱電(diàn)竖井等设接地基准点,此基准点与建筑物(wù)的共用(yòng)接地系统连接,信息系统的所有(yǒu)金属组件,如各种箱體(tǐ)、壳體(tǐ)、机架等通过等電(diàn)位连接線(xiàn)与基准点连接,设备之间的所有(yǒu)線(xiàn)路和電(diàn)缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等電(diàn)位连接線(xiàn)平行辐射,以免产生感应环路。

      5、電(diàn)子设备的接地

      该生产厂房中有(yǒu)部分(fēn)用(yòng)于检测的工业電(diàn)子设备。電(diàn)子设备的接地主要不是為(wèi)了人身安全,而是為(wèi)了设备工作的准确性。因為(wèi)高频電(diàn)压对人體(tǐ)并无伤害,而且電(diàn)子设备的外壳即使不接地,并与地保持绝缘时,其设备外壳与地形成電(diàn)容,随着频率增高,電(diàn)容的電(diàn)抗值将减少,当频率达到一定数值时,就等于接地。但為(wèi)了减少杂散電(diàn)流对仪表读数的影响,最好还是用(yòng)短而粗的导線(xiàn)与地相连,一般采用(yòng)6平方毫米的铜線(xiàn),与设置在设备附近的专门的接地母排连接,然后再与总接地干線(xiàn)连接起来。接地電(diàn)阻要求不超过10欧姆。对于个别设备,如产品说明书对接地電(diàn)阻有(yǒu)特别要求者,则根据要求接地。

      6、防雷接地

      对于一般建筑而言,在采取了防雷措施后,可(kě)以将直击雷与雷電(diàn)波侵入的雷害的概率降低很(hěn)多(duō)。对于一般電(diàn)气设备,允许的雷電(diàn)脉冲较高,因此采取避雷针、避雷网防直击雷等措施是极其有(yǒu)效的。而微電(diàn)子设备非常灵敏,耐压水平很(hěn)低,一般只有(yǒu)10V左右,对雷击電(diàn)磁脉冲极為(wèi)敏感,易受到電(diàn)磁干扰和损坏。雷击電(diàn)磁脉冲因電(diàn)磁感应而产生,并且可(kě)以通过電(diàn)源線(xiàn)、天線(xiàn)、信号線(xiàn)的耦合被引入微電(diàn)子设备,是微電(diàn)子设备损坏的主要原因。如果仅按照一般建筑进行防雷设计,建筑電(diàn)子设备受雷击的损坏率就很(hěn)高,所以对于電(diàn)子生产厂房的防雷接地设计应采取相应的措施。

      在选择接闪器时,应优先选用(yòng)避雷网形式。这是因為(wèi)避雷针是通过把雷電(diàn)引向自身来完成保护对象免遭直接雷击的,这种引雷的机理(lǐ)使避雷系统增加被雷击的概率。当然,避雷针也不是完全不能(néng)采用(yòng),现在有(yǒu)的避雷针生产企业已推出新(xīn)型优化避雷针,它具有(yǒu)防止直击雷和抑制二次感应雷的两种功能(néng),是一种防雷市场上相对先进的产品。

       在布置引下線(xiàn)时,应沿建筑物(wù)四周设置而避免采用(yòng)中间柱的柱内主筋作為(wèi)引下線(xiàn)。这是因為(wèi)在電(diàn)子信息系统接地时,通常采用(yòng)单点接地系统,将接地基准点在建筑物(wù)的中心部位引到建筑物(wù)底部的接地板上,如防雷引下線(xiàn)设置在四周则可(kě)以减少引下線(xiàn)产生的强磁场的干扰。

      对于接地装置设置的问题,防雷接地、電(diàn)源系统接地、電(diàn)气保护接地、防静電(diàn)接地可(kě)同时利用(yòng)建筑物(wù)的基础钢筋作為(wèi)接地极。对于信息系统的接地,曾经在很(hěn)長(cháng)时间内存在着意见分(fēn)歧。以往普遍认為(wèi)信息系统的接地系统应单独设置,与建筑物(wù)绝缘,國(guó)外称其為(wèi)绝缘接地方式。但是在实际应用(yòng)中发现,两个独立的接地系统不利于过電(diàn)压保护,这是因為(wèi)当建筑物(wù)接闪雷電(diàn)流后,建筑物(wù)的電(diàn)压很(hěn)高,而信息设备的“信号地”是与建筑物(wù)20米以外的大地相连,其電(diàn)位比防雷接地装置低得很(hěn)多(duō),设备電(diàn)压在雷击时维持在“信号地”電(diàn)位水平,二者之间的電(diàn)位差通过電(diàn)容的耦合作用(yòng),将耐压能(néng)力很(hěn)低的電(diàn)子器件损坏。

        近年来,很(hěn)多(duō)國(guó)内外标准不主张信息设备采用(yòng)独立的接地装置,推荐采用(yòng)共用(yòng)接地系统。例如,2000版的GB50057-94《建筑物(wù)防雷设计规范》中明确指出:“每幢建筑物(wù)本,電(diàn)力系统的電(diàn)压和電(diàn)子设备工作接地的電(diàn)压同时上升,保持了设备的工作電(diàn)压不变,使微電(diàn)子设备在雷击时可(kě)正常工作。共用(yòng)接地系统通常利用(yòng)建筑物(wù)的基础作接地极,其接地電(diàn)阻一般在1欧姆以下,如有(yǒu)设备对接地電(diàn)阻值的要求更低,应取其最小(xiǎo)值。

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