XXX综合防雷设计施工方案Word格式.docx
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这是各种雷电危害中最严重的。
1-2感应雷击
从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中,雷电活动十分频繁,主要表现为A、静电感应:
在雷云来临时,雷云低部分布着大量的负电荷,由这些负电荷产生的静电场。
B、电磁感应:
闪电电场在闪电通道周围的空间产生磁场,这种随时间变化的磁场在附近的各类金属导体上激发出感应电动势和感应电流。
1-3电磁脉冲辐射
闪电放电时,其电流是随时间而非均匀变化的。
闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬态电磁脉冲极其敏感的现代电子设备,也造成设备故障或损坏设备。
1-4地电位反击
在雷暴活动区域内,当雷电闪击到建筑物的接闪装置上时,尽管接闪装置的接地系统十分良好,其接地电阻也很小,但由于雷电流幅值大,波头陡度高,雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升到上百千伏。
如果建筑物的接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线间的绝缘距离未达到安全要求,则可能造成接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线之间放电,从而使这些金属导线、管道或用电设备的工作地线上引入反击电流,造成人身和设备雷击事故。
三、雷电的防护原理
1 直击雷
一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器(避雷针、避雷带、避雷网、避雷线引下线)构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。
按照滚球法计算被保护物应在接闪器的保护范围内,接地冲击电阻不大于10Ω。
2 感应雷
感应雷击防护应主要从线路防护考虑。
机房电源进线处应加装电源避雷器,机房信号进线处应加装信号避雷器。
计算机场地的安全保护接地应不大于4Ω,交流工作接地应不大于4Ω。
直流工作接地如果设备有特殊要求,按设备的特殊要求接地,无特殊要求则参照交流工作接地的要求,应不大于4Ω。
机房用电是由配电房集中供电实现的,既:
由总配电房内配电柜分动力、空调、照明等多条供电线路分别供至楼内用电系统。
因此,对网络数据及语音、安全防范等系统设备供电线路防感应雷保护也要整体考虑。
本方案制定的目的是考虑实际环境因素和用户实际需要而做出一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案,从而达到建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故。
四、防雷的主要措施
根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》的规定,目前对雷电进行防护的措施主要包括以下几种方法:
4-1:
直击雷防护措施
屋面宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)和避雷针或由这两种混合组成的接闪器。
避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部分敷设,网格间距二类不大于10m×
10m或12m×
8m,三类不大于20m×
20m或24m×
16m,对于平屋面的建筑物,当其宽度不大于20m时,可仅沿周边敷设一圈避雷带。
4-2:
引下线
每栋建筑物的引下线不应小于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于25m。
当利用建筑物四周的钢筋或柱子作为引下线时,可按跨度设引下线,但引下线平均间距不应大于25m。
4-3:
接地
宜采用建筑物全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体。
如条件不允许或自然接地体达不到要求时,可架设引下线外敷独立接地,接地电阻值不应大于10Ω。
4-4:
防雷电感应措施
低压线路宜采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入。
采用埋地引入时,其埋地长度应大于15m。
当架空线直接引入时,在入户处应加装电源保护器,并将其与绝缘子铁脚、金具连在一起接到接地装置上。
电源处应加装相应的电涌保护器,信号线和电话线在拉入室内时也应加装相应的电涌保护器。
引下线应和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置,以达到等电位效果。
4-5:
计算机机房防雷措施
经调查,当前大部分厂区设有计算机机房,为了使电子计算机系统稳定可靠及保障机房工作人员有良好的工作环境,机房电源应采用地下电缆,机房应设等电位连接带与引下线连接,交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应与等电位连接带连接共用一组接地装置,接地电阻“就低不就高”。
五、现场勘察情况
图①
图②
图③
图④
图⑤
该部队内部共有4栋建筑,分别为:
生活区、一个封闭式车库、一个半封闭车库和一个值班岗亭。
其中生活区建筑:
L=50,W=30m,H=3m;
封闭车库:
L=50m,W=30m,H=12m;
L=50,W=30m,H=6m。
建筑均采用轻钢结构,四周空旷无高大建筑,根据现场勘查,建筑均无加装防雷措施,雷雨天气,易遭受雷电袭击。
六、防雷设计依据及设计思想
1、设计依据:
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
《电子计算机机房设计规范》GB50174-2008
《雷电电磁脉冲的防护》IEC6I312
《过电压保护器》IEC61643
《SPD通讯网络防雷器》IEC61644
《低压配电设计规范》GB50054-2013
《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GBJ64-83
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006
《建筑物防雷》IEC61024
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2007
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012
2、方案设计原则
A、应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度,分别采取相应的防护措施;
B、应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术运用、经济合理、定期检测、随机维护的原则,进行综合设计及维护。
C、应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装浪涌保护装置等措施进行综合防护,必须坚持预防为主,安全第一的指导方针。
D、应根据所在地区雷暴等级设备放置在雷电防护区的位置不同,采用不同的防护标准。
七.设计方案构思
1、现场进行防雷改造建筑物分布图如下:
2、据现场勘查,防护对象均为钢结构建筑物,由于钢结构建筑物的金属屋面更容易引起雷击,传统建筑物的避雷方式是采用富兰克林常规避雷导体或避雷地结合避雷网,但是金属屋面的金属板薄,无法安装高大沉重的传统避雷针,其次从闪电理论来讲,云地闪电与人类关系最密切,它是雷雨云中荷电中心对大地的脉冲放电过程,该过程除存在光导、回击主要脉冲放电过程外,还存在一系列其他脉冲放电过程,回击的特点是峰值电流高,放电时间段,回击的电流脉冲平均峰值为几十到几百千安,持续时间约为几十到上百微妙,形成了闪电电流的剧烈变化,现在的做法,有安装多棵避雷针形式或避雷网形式,也有采用避雷带形式,不论采用什么形式的接闪器,首先必须考虑防雷效果,对建筑物内部设备的保护,同时还应考虑施工实现的问题,所以除开第一类防雷建筑物外,可直接利用金属屋面作接闪器,根据建筑物的使用性质,对金属板的厚度要求不一样(如下表),
存放物品
金属板厚度
无易燃物品
0.5mm
有易燃物品
≤4mm(铁)
≤5mm(铜)
≤7mm(铝)
厚度达不到要求时,屋面不能做接闪器,可采用25*25mm的铝合金方管将扁钢架空,扁钢与方管之间用直杆螺栓固定,方管与彩板之间用AB胶黏结,这样既能防水又能防锈。
屋檐部位的接闪器,可采用铆钉将扁钢与金属板铆住,这样即牢固又美观。
钢结构建筑物日益渐增,而相关的防雷规范还未出台,因此钢结构建筑物的防雷装置设计应以系统方法为知道,注重现代建筑物防雷的整体性、结构性、层次性和目的性原则,按防雷规程整体地做好各项防雷要素的配合,才能发挥良好的防雷作用。
3、屏蔽
钢结构建筑物的屏蔽,可根据自身的特点采取相应的措施,常规建筑物的屏蔽是采取法拉第笼式保护法,钢结构建筑物可采用自身的感结构,做好垂直和水平方向的导体连接来达到屏蔽的效果。
4、钢结构建筑物的内部防雷
避雷针(避雷带、避雷网)、引下线和接地系统等构成外部防雷系统,主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身和财产安全事故,内部防雷系统则是防止雷电和其他形式的过电压侵入设备中造成毁坏,这是外部防雷系统无法保证的,为了实现内部避雷,需要进出各保护区的电线,金属管道等都要连接避雷及过电压保护,并进行等电位连接。
4.1防雷电感应
雷电感应是指雷电放电时,在附近到提上产生的静电感应和电磁感应。
所形成的过电压可能使金属部件之间产生火花放电,其危害在于它能感应出相当高的电压,由此发生火花放电引发爆炸事故。
雷电波侵入是指由于雷电对架空线路或金属管道的作用,使冲击过电压波沿着这些管线侵入建筑物内,从而危及人身安全和损坏设备,这些雷害现场站雷害的绝大部分,凡事有防雷要求的建筑物均应考虑,钢结构建筑物也不例外。
5、具体方案设计
1、根据规范要求和现场实际情况,该中队建筑物为钢结构建筑,其中生活区住房、两座封闭式车库、半封闭车库的金属屋顶面厚度>0.5mm,且为三类防雷建筑,所以可利用其屋面的金属面板做为接闪器,利用其钢柱做为引下线,无需再做防直击雷措施,并将其建筑可靠接地,接地电阻≤1Ω。
2、鉴于值班岗亭24小时有人值守且周围比较空旷,无任何防雷措施,所以给岗亭加装一支高度为1.5m的绝缘避雷针,在岗亭4m处做一个接接地装置,用φ35mm的软铜线并穿线管将绝缘避雷针和接地装置可靠连接,接地电阻≤4Ω.
3、供电系统防护措施:
①电源一级防护
在总配房总电源处安装一级电源防雷器。
型号:
WJA380-100。
产品参数:
标称通流容量(8/20μs):
60/100KA/线;
泄漏电流:
<10uA;
响应时间:
≤25ns;
并联安装,具有工作状态指示功能,无续流和插入损耗。
②电源二级防护
在总配电箱分电源处安装二级电源防雷器。
WJA220-80产品参数:
40/80KA/线;
;
③电源三级防护
电源三级防护主要针对重要设备予以保护
在设备配电箱前端安装单相电源防雷器,型号:
WJA220-40。
单相电源防雷器产品参数:
20/40KA/线;
4、弱电系统设备雷电防护措施
弱电系统如消防系统、保安监控系统、计算机网络系统、通信线路等,下述是针对这些系统所做防雷保护措施,仅供参考。
1、精密仪器防雷
精密仪器的供电系统应设计安装相符合的电源、信号SPD保护。
精密仪器设备等电位连接是将所有设备的金属外壳应连接到接地排上。
2、消防系统
消防电子设备采用交流供电时,在交流电源系统中应设置SPD保护,由消防控制室引出的信号线联动控制线等,应根据建筑物的重要性,装设适配的SPD。
消防控制室内,应设置S型等电位接地网格,室内所有设备主机、联动控制盘等设备的机架(壳)配线槽、设备保护接地、电源系统保护接地、SPD接地端均应做等电位连接。
3、保安监控系统
安防监控系统主控机、分控机的信号控制线、通信线、电源线、各检测监控器的报警信号线,在穿过不同防雷分区时,应在防雷分区界面处装设适配的SPD。
在终端摄像头处分别安装监控系统组合式防雷器,在监控机房视频阵距切换控制器前端安装视频信号防雷器,在视频矩阵切换控制器处的各个视频线进线处安装视频、控制、电源防雷器并接地。
4、计算机网络系统
网络系统中各类集线器的输入、输出端口应分别装设数据线SPD,当终端设备与集线器之间的距离超过30m时,重要终端设备的信息插座也要装设一个SPD。
网络系统中各类调制解调器的输入和输出端口应分别装设数据线路SPD。
在服务器前端和网络层交换机处分别计算机网络信号防雷器,网络系统中路由器的输出端应装设SPD。
5、程控交换系统
各楼层程控交换配线架、程控交换总配线架加装通信线路防雷器。
以上消防系统、监控系统和计算机网络系统防雷设计详细方案还可参考伟信防雷公司相应系统的详细防雷设计方案。
5、防雷接地
1、根据现场情况在建筑物四周每隔25米做一个接地体,并用镀锌扁铁连接至建筑物钢柱。
接地体示意图:
接地是防雷工程的最重要环节,不论是直击雷防护还是雷电的静电感应、电磁感应和雷电波入侵的防护技术,最终都是把雷电流送入大地。
因此没有良好的接地技术,就不可能有合格的防雷工程。
鉴于现场周边为无硬化地面,所以将接地体制作在建筑物四周。
接地体共18个,每个接地体用模块4个,铜包钢8根,降阻剂4袋。
接坑长7m,宽0.8m,深0.7m。
然后在接地坑内将接地模块水平放置,使接地模块与土壤良好接触,将铜包钢接地棒垂直砸入接地坑内,再撒上降阻剂配合使用。
模块和铜包钢之间用镀锌扁钢连接,连接应可靠,连接处不应松动、脱焊、接触不良;
并在焊接处作防腐处理然后将土回填并夯实。
图列:
接地产品介绍
1)烧制型高纯度接地模块WXD-02M(500*400*60MM)
产品性能及特点
1、接触电阻大大降低2、接地电阻稳定
3、减少地电位及反击4、使用寿命长5、施工安装简单
产品使用方法
1、低电阻接地模块可选有垂直埋置或水平埋置。
埋置深度不宜小于0.6米,一般为0.8~1.0米
2、采用多个模块埋置时,模块相距不宜小于4.0米.如条件不允许,或适当减小,与此同时就减小计算模块用量时模块系数的取值.
3、把模块包裹上高效防腐降阻剂.
4、回填上时应多灌水,分层夯实,回填完毕后再次浇水湿润.等模块充分吸湿(72小时)以后测量接地电阻.
2)铜包钢接地棒WXD-01B
铜包钢接地棒有组合式和单根式的两种,组合式接地棒施工更加方便,配有同轴连接管、驱动头和钻头等配件,根据不同地质及使用要求可以通过硅黄铜连接管连接,任意增加镀铜接地棒的长度。
顶端采用驱动头(连接螺栓)连接,供接地棒打深时打击使用。
末端采用特制钻头(连接螺栓)连接,将接地棒打深。
技术参数
1.镀铜层厚度≥0.254mm(符合UL467《接地与搭接设备安全标准》)2.抗拉强度60000n/cm23.平直度误差≤1mm/m4.铜层可塑性:
接地棒(线)弯曲30度时,折角内外缘无裂缝现象5.铜层结合度:
经附着力试验,除虎口钳钳口咬合处出现剥落铜层,其余部分铜钢结合良好,未出现剥离现象。
可以按要求的长度连接接地棒,接地棒可以深入地下30m,而不受任何可能增加土壤电阻率及接地电阻的气候条件(如干旱和霜)的影响。
3)高效高纯度降阻剂YBD-Z25
降电阻原理
本降电阻剂由多种成份组成,其中含有电解质、石墨、固化剂、润滑剂、高效防腐剂及填充材料等。
它呈黑色粉末状,是一种良好的导电体。
将它施于接地体和土壤之间,一方面能与金属接地体紧密结合,形成足够大的电流流通面;
另一方面又能向周围土壤渗透,有效降低周围土壤电阻率,在接地体周围形成了一个变化平缓的低电阻区域,从而达到降低接地电阻值的目的。
产品优点
降阻效果明显,能减少施工工作量,可少打接地体,尤其可用水平接地体代替难于施工的垂直接地体(在山区及岩石地区等)。
施工方便,可解决施工场地受局限的困难,可大量节省金属材料,具有长效性与稳定性,防腐性能好。
具有良好的吸水性和保水性,不易随水土流失,较少受气候的影响,综合技术经济性好等。
九、施工组织方案
1、根据项目总体施工平面布置,设置材料库房一个,位置由项目部统一安排。
材料加工则根据需要在现场加工,不另设加工场地。
施工用水、电根据现场给水点、配电箱配置情况,由项目电工安排接驳点,根据安全用电规范及项目有关要求接驳。
2、技术措施准备
施工图纸已会审并进行交底,施工方案已编制完成并经过审批,技术交底已交给每一个施工人员。
电焊机等施工机具使用状态良好。
焊接质量是防雷接地施工质量控制的重点,施工前已做好焊接样板。
3、施工方法及技术措施
接地安装
人工接地体:
开挖沟槽、检查确认、打入接地极和敷设地下接地干线;
接地模块:
开挖模块坑将地下接地干线引到模块上、检查确认、相互焊接、装置隐蔽检查验收合格、覆土回填。
9.3.1人工接地装置或利用建筑物基础钢筋的接地装置必须按设计图纸要求位置在距地1米处设接地电阻测试点。
9.3.2测试接地装置的接地电阻值必须符合≤10欧姆的设计要求。
若实测电阻值达不到要求,则在引出预留线处增打人工接地极。
9.3.3防雷接地的人工接地装置的接地干线埋设,经人行通道处埋地深度不应小于lm,且应采取均压措施或在其上方铺设碎石或沥青地面。
9.3.4接地模块顶面埋深应≥0.6m,接地模块间距不应小于模块长度的3~5倍。
接地模块埋设基坑,一般为模块外形尺寸的1.2~1.4倍,且在开挖深度内详细记录地层情况。
9.3.5接地模块应垂直或水平就位,不应倾斜设置,保持与原土层接触良好。
9.3.6接地装置顶面埋设深度应≥0.6m。
圆钢、角钢及钢管接地极应垂直埋人地下,间距不应小于5m。
接地装置的焊接应采用搭接焊,搭接长度应符合下列规定:
①扁钢与扁钢搭接为扁钢宽度的2倍,不少于三面施焊;
②圆钢与圆钢搭接双面施焊时为圆钢直径的6倍,单面焊时为圆钢直径的12倍;
③圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的6倍,双面施焊;
④扁钢与钢管,扁钢与角钢焊接,紧贴角钢外侧两面,或紧贴3/4钢管表面,上下两侧施焊;
⑤除埋设在混凝土中的焊接接头外,均采取刷银粉等防腐措施。
9.3.7接地装置的材料除设计有要求外采用为钢材,热浸镀锌处理。
9.3.8接地模块应集中引线,用干线把接地模块并联焊接成一个环路,干线的材质与接地模块焊接点的材质应相同,钢制的采用热浸镀锌扁钢,引出线不少于2处。
4、防雷施工
做好基础接地体或人工接地体安装完毕接地干线敷设引下线安装避雷针和避雷带。
9.4.1本建筑物利用周围柱子外侧两根主筋作为引下线。
9.4.2暗敷在建筑物抹灰层内的引下线应有卡钉分段固定;
明敷的引下线应平直、无急弯,与支架焊接处,油漆防腐,且无遗漏。
9.4.3当利用金属构件、金属管道做接地线时,应在构件或管道与接地干线间焊接金属跨接线。
9.4.4明敷接地引下线及室内接地干线的支持件间距应均匀,水平直线部分0.5~1.5m;
垂直直线部分1.5~3m;
弯曲部分0.3~0.5m。
9.4.5设计要求接地的建筑物的金属门窗、器具等,应就近与接地干线连接可靠,幕墙金属框架接地待专业施工队伍进场后再呈报具体方案。
9.4.6建筑物顶部的避雷针、避雷带等必须与顶部外露的其他金属物体连成一个整体的电气通路,且与避雷引下线连接可靠。
9.4.7避雷带应平正顺直,固定点支持件间距均匀、固定可靠,支持件间距为水平直线部分1m;
垂直直线部分1.5~3m;
弯曲部分0.5m,焊接部分补刷的防腐油漆完整刷的次数不得少于二遍。
9.4.8变压器室、高低压开关室内的接地干线应有不少于2处与接地装置引出干线连通。
9.4.9防雷接地施工时,应将焊接路线用黄色油漆等做出醒目标识,避免漏焊、错焊等现象出现。
9.4.10防雷设施利用建筑物钢筋及金属构件作接地体及引下线时,每层(段)焊接完成后在浇注混凝土前进行现场验收。
具体为:
完成桩与承台的焊接;
完成承台与地梁的焊接;
完成地梁均压网的焊接和地梁与负一层柱筋引下线的焊接;
完成各层间柱筋引下线的焊接;
完成各层均压环与柱筋引下线的焊接;
完成均压环与金属门窗的连接;
完成顶层避雷网格的连接;
完成避雷针、网、带的敷设及天面金属物体的等电位连接。
9.4.11检测时施工工艺以目测为主,接地电阻及过渡电阻通过仪器仪表测试。
质量保证管理及技术措施
5组织措施
9.5.1按项目法施工管理模式组织实施,实现管理层和劳务层分离。
一切工作按合同、按规范、按监理程序办事,所有参加施工的人员必须按照监理和全面质量管理的精神做好各项工作。
严格执行公司质量体系文件,并建立相应的考核制度。
9.5.2建立质量保证体系,在项目部统一指挥下,根据规范、标准、施工组织设计或施工方案的要求组织施工。
以保证和提高各工序的安装质量来保证工程质量。
9.5.3建立健全施工管理人员质量职责,强化质量管理意识。
施工负责人质量职责
◆认真贯彻执行本公司的质量方针、质量目标及质量体系文件,使项目管理符合质量体系要求;
◆认真贯彻执行国家及地方有关技术规范、工艺标准和操作规程,对质量负责;
◆做好项目质量计划、制定工程质量目标及质量保证措施,做好工程施工总结;
◆督促项目管理组成员认真履行本岗位质量职责,认真组织好自检、互检、专检,完善施工质量记录;
◆掌握本工程的施工动态、定期召开质量会议,正确处理质量与进度的关系,确保安全、文明施工;
◆控制好各类工程施工变更的手续及程序。
施工员质量职责
◆掌握有关的施工规范、工艺标准和操作规程,对本分项工程质量负责;
◆认真阅读并
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