变电站防雷(推荐10篇)
每年的6—8月份全国各地进入主汛期,为了搞好变电站的防汛工作,保证安全正常供电,我们根据康绪变电站的特点特制定本站应急预案。一. 工作目标:
保证汛期变电站各种设备安全可靠运行。
保证本站值班人员的人身安全和电网安全稳定运行。
保证为各供电区防汛和抗洪救灾提供电能。二. 本站防汛组织机构和成员 1.主要负责人:王卫红
2.直接主管领导,变管所主任 蒋阳
副主任
邝良尧 3.成员:本站全体值班员 三.防汛预案:
1.防汛工作安排:坚持以“安全第一,预防为主,综合治理”的原则认真对待防汛工作,召开动员大会,从思想上,高度重视,从行动上要求所有值班员把保证变电设备的正常运行和人身安全当作第一大事。
2.从公司领取或购买适当的防汛工具和器材,妥善保管并放在方便取用的地方。
3.对变电站内所有的排水口,排水沟进行一次彻底清理,保证汛期排水畅通。
4检查变电站内所有房间门和窗是否漏雨,对存在问题的地方采取相关措施。
5.巡查站内所有靠山边的护坡和山体是否存在开裂和垮塌的可能。
6.做好防大风的相关工作:巡查站内外所有电杆、避雷针等是否有倾斜、基础松动及其它问题;检查站内高处的物件是否有松动现象,是否有损坏或下落的可能;导线、接头,是否松动开裂;瓷瓶是否损坏炸裂。7.大雨、大风、雷电期间,不要外出巡视设备,防止发生意外,雷雨过后,按相关要求做好室内外设备的巡视,巡视过程中要特别注意安全,认真细致。
8.随时注意观察室内设备的运行情况以及出现的各种故障情况,并联系调度,做出正确的处理。9.值班员保持手机24小时开通,保证通讯畅通。10.如果出现特大险情、危及到值班人员的人身安全的,则必须立即采取措施,及时撤离到安全地带。11由于康绪变电站地势偏低(后面是山,且是新变电站),土方可能有些松,发生大雨和洪涝灾害时,要特别注意意外事故的发生。因此,在接到暴雨通知后,要准备充足的食品及生活用品,以备急需。
康绪变电站
1 采用避雷针防止雷直击变电站内设备
避雷针是一种防变电站直击雷的避雷保护装置。装设在比变电站内设备高得多的避雷针, 利用自身产生的向上先导来改变雷云向下先导的走向, 将落雷点吸引到自己身上来, 以保护站内设备不易遭受雷击。避雷针遭受直接雷击后, 避雷针接闪器及引下线在通过雷电电流时出现瞬时高压, 会对周围产生旁侧闪络放电, 因此应尽可能降低避雷针的接地电阻, 同时, 要确保电力设备与避雷针间存在一定的距离, 防止反击现象。35kV变电站必须装有独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求;对于110kV及以上的变电站, 由于绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在变电站的架构上, 雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。避雷针的接地电阻一般要求小于10Ω, 对土壤电阻率较高的地区, 可以酌情放宽一些, 但要求小于30Ω。
避雷针的保护范围是以它对直击雷的保护空间来表示的。避雷针的保护范围是与一定的绕击率相对应的。
绕击率是某一物体处在避雷针的保护范围内, 由于雷电的放电路径受很多偶然因素的影响, 存在很大的不确定性, 仍不能绝对保证被保护对象不遭受雷击, 该被保护对象在此情况下受雷击的概率就是绕击率。对避雷针来说, 可以理解为:100次雷击有99次落在避雷针上, 1次落在其保护的对象上。避雷针的保护范围与给定的绕击率有关, 给定的绕击率为1%时比绕击率为0.1%的保护范围要大得多。绕击率与雷电流本身的参数也有关系, 雷电流越大绕击率就越小。
关于避雷针 (线) 保护范围的计算方法, 我国常采用折线法计算, 在第二讲避雷针及避雷器中已经进行了介绍。但国际电工委员会 (IEC) 推荐的避雷针 (线) 保护范围的计算方法为滚球法。滚球法系几何模拟法, 它以放电路径几何距离的长短作为避雷针保护范围的判据。假设雷电先导是一个从雷云出发, 不受地面任何特征影响的自由发展的放电。只有当该雷电先导到达大地附近一定高度时, 先导才开始向地面突出物偏转。此时, 从某一雷击偏转点B到避雷针和大地画弧, 圆弧下的面积则为避雷针的保护范围, 如图1所示。
滚球法实际上是以半径为hr的一个球体沿需要防直击雷的部位滚动。当球体只触及避雷针接闪器 (包括被用作接闪器的金属物) 或地面 (包括与大地接触并能承受雷击的金属物) , 而不触及需要保护的部位时, 则该部位就得到避雷针的保护。以单支避雷针为例用滚球法求其保护范围的算法如下:
当避雷针的高度h≤hr时: (1) 距地面hr处作一条平行于地面的平行线。 (2) 以针尖为圆心, hr为半径, 作弧线交于平行线A、B两点。 (3) 以A、B为圆心, hr为半径, 作弧线与针尖相交并与地面相切, 从该弧线起到地面止就是避雷针的保护范围, 该范围是一个对称的锥体。 (4) 避雷针在hx高度的水平面上的保护半径为:。式中:rx为避雷针在hx高度的水平面上的保护半径 (m) ;hx为被保护物的高度 (m) ;hr为滚球半径, 取值查表确定。
当避雷针的高度h>hr时:在避雷针上取高度为hr的一点代替单根避雷针的针尖作圆心, 其余作法同上。
双支等高避雷针、双支不等高避雷针和四支等高避雷针的保护范围的计算都可以应用滚球法求得。按照滚球法计算出的避雷针的保护范围, 比我国采用的折线法计算出的要小, 当被保护对象低于20m高度时, 滚球法算出的避雷针保护范围与折线法算出的保护范围基本一致。
2 采用电力避雷器防止雷电入侵波损坏电力设备
电力避雷器是一种限制由输配电线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的电气设备。实质上它是一种放电器, 并联在被保护设备的附近, 当作用电压超过电力避雷器的放电电压时, 避雷器即先放电, 限制了过电压, 从而保护了其他电气设备绝缘免遭损坏。在第二讲已经对避雷器进行了介绍。
目前使用的电力避雷器有4类:保护间隙、阀型避雷器、排气式避雷器、氧化锌避雷器。几种电力避雷器的保护作用原理如图2所示: (1) 保护间隙, 雷电压侵入波超过保护间隙的击穿强度时, 间隙被击穿, 从而限制了侵入电气设备的过电压幅值。侵入波过去后, 间隙的绝缘强度应能自行恢复, 电力设备能够继续运行。 (2) 阀型避雷器, 它由许多短间隙串联组成放电间隙。为了改善保护性能, 还串联有碳化硅非线性电阻片。 (3) 排气式避雷器, 它是通过产气、磁吹等方式将放电电弧拉长便于过电压消失后能迅速熄灭放电电弧, 比普通的间隙具有较强的绝缘强度恢复能力。 (4) 氧化锌避雷器, 它一般不需要串联放电间隙, 而只由氧化锌非线性电阻片组成, 是目前保护性能最好的一种无间隙避雷器。图2中过电压通过避雷器后电压幅值大为降低, 实际变电站避雷器的保护原理比图2所示更为丰富, 特别是对线圈类设备如变压器, 当避雷器离变压器较近时, 雷电入侵波达到变压器时产生反射, 反射波回到避雷器时抬高了避雷器上雷电过电压, 引起避雷器提前在入侵波的波头放电, 达到更好的保护效果。
电力避雷器应具有良好的伏秒特性, 其伏秒特性要低于电气设备的伏秒特性, 而高于电气设备上可能出现的最高工频电压, 以实现合理的绝缘配合;其次应具有较强的绝缘强度自恢复能力, 以利于快速切断工频续流, 使电力系统能继续运行。电力避雷器结构设计和发展, 就是围绕这两个基本要求进行。
保护间隙放电时电压会突降, 造成系统接地, 产生较大的接地短路电流, 对运行设备相当于突然施加一个陡波很大的截波, 可能对被保护设备造成较大的破坏, 因此除了输电线路外, 变电站一般不采用保护间隙进行防雷保护。氧化锌避雷器上的电压始终不低于设备的最高运行电压, 具有良好的伏秒特性, 不会对被保护设备造成伤害, 性能稳定, 抗老化能力强, 具有耐受多重雷和重复动作的操作冲击过电压能力, 是目前使用最广的变电站防雷保护设备。
3 加强变电站进线段的防雷保护
变电站的雷电侵入波事故约有50%是由雷击变电站1km内的线路引起, 将临近变电站1~2km线路称为进线段, 变电站进线段是变电站防雷保护的重点。对变电站进线实施防雷保护, 其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时, 将有行波沿导线向变电站行进, 其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此, 在靠近变电站的进线上加装避雷线、降低避雷线的保护角、加装避雷器是防雷的主要措施。如果没采取一些必要的措施, 当靠近变电站的进线上遭受雷击时, 流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA, 其陡度也会超过允许值, 且会对线路造成破坏, 并造成变电站发生近区接地短路事故, 危及变电站及其主变压器等设备的安全运行, 甚至造成重大的电网和设备损坏事故。
4 变电站接地装置
接地装置可区分为工作接地、保护接地和防雷接地。工作接地是为了电路或设备达到正常运行要求的接地;保护接地是把在故障情况下可能出现的危险的对地电压的导电部分同大地紧密地连接起来的接地。保护接地主要是为了防止人体触电和设备安全的接地, 如防静电接地、电磁屏蔽接地、电法保护接地以及计算机的安全接地等;防雷接地是使雷击时所产生的雷电流能够通过埋在地下的导体向大地泄放, 以避免雷电能量集中而造成雷击损害的接地。无论是工作接地、保护接地还是和防雷接地, 基本概念都有共同点, 在工程实施中也常常互有联系。
众所周知, 电位的高低是相对的, 大地是一个静电容量很大的导体, 当其中没有电流流过时, 大地是等电位的。因此可以认为大地是零电位, 于是把它取作电气设备或电子设备的参考点, 来确定各种电气设备或电子设备正常运行时所需的电流。如果地面上的物体与大地牢固连接, 在没有电流或很小的电流流过的情况下, 于是金属物体与大地之间就可以认为没有电位差, 这样, 该金属物体就具有了大地的电位——零电位, 这就是接地的含义。
然而大地并不是一个理想的导体, 它具有一定的电阻率。因此在外界作用下, 其内部一旦出现电流, 大地也就不再保持等电位了。从地面上被强制流进大地的电流总是从一点注入的, 然后以电流场的形式向周围远处扩散。具体说, 如在电气设备短路的情况下, 电流将通过接地体向大地作半球状散开, 由于该半球面随着与接地体的距离增大而减小。故散流电流的电流密度随着与接地体的距离增大而减小。在距接地体的距离增至较远 (大约20m以外) 时, 由于半球面已足够大了, 因而实际上电流密度已趋于零, 电位降极小, 亦即该处电位趋于零。在这个电位趋于零的地方, 称之为电气上的“大地”或“地”。散流电流在土壤中的所遇到的全部电阻称之为散流电阻。
在作防雷接地装置之前, 首先要确定允许的最大接地电阻。闪电入地有火花效应, 接地体表现出来的电阻与测得的工频接地电阻值不同, 散流电阻会因火花效应而降低, 雷电流强度越大, 火花效应越强, 这样接地电阻值就会降低许多, 因此冲击接地电阻值一般要小于工频接地电阻。冲击接地电阻与接地体的几何尺寸、闪电电流幅值以及土壤电阻率有关, 不是一个固定值, 因此通常变电站的接地电阻仍然用工频电阻来衡量。变电站接地电阻可以用下面的经验公式粗略估算:
式中:L为接地体的总长度, 单位为m;S为地网面积, 单位m2;ρ土壤电阻率, 单位为Ω·m。
由于接地电阻的预算与土壤的电阻率息息相关。所以为了能设计出最经济的接地装置, 必须进行土壤电阻率的测量。土壤中的单位电阻率的大小取决于土壤中的含水量, 以及这种水的电阻率, 休迈尔经验公式给出三者之间的关系:
ρ= (1.5/P-0.5) ρv
式中:ρ为土壤电阻率;ρv为土壤众水分的电阻率 (Ω·m) ;P为土壤中水分占的相对体积。
接地体的材料应具有良好的抗腐性能, 一般用钢。铜有很好的抗腐性能同时电阻率较低, 因此是很可靠的材料。但是铜较贵, 且埋在地下时, 与其他金属部件连接在一起时会引起电解腐蚀易引起不良后果, 所以在大多数情况下采用有很好的抗腐蚀性的镀锌钢材。接地体及接地引下线截面积主要应保证雷电流、变电站因雷击等原因造成的工频短路电流顺畅的流到大地中去而不致于产生太大的电位降, 并且要有符合热稳定性要求的足够的机械强度。变电站接地设计还要考虑变电站内电位分布, 跨步电压和接触电势应满足标准规定要求。
5 变电站弱电系统的防雷保护
变电站内控制系统、通信系统与设备最常见的雷害, 一般不是直接雷击, 而是由雷击到通向设备的线路上 (信号线或电源线) 或线路受到附近雷击感应产生的。当雷击产生的高压浪涌沿着通向设备的线路行进时, 雷电过电压可使设备损坏。因此必须通过电源避雷器、信号避雷器等降低雷电入侵波的影响。
当前电源避雷器绝大多数采用氧化锌压敏电阻作为主要元件, 采用多级设计或采取复合的方法来实现组合化。电源避雷器通常采用动态断路器、热感断路器和氧化锌压敏电阻组成的保护电路, 或者是动态断路器、热感断路器、氧化锌压敏电阻再加气体放电管组成的保护电路, 有利于避免雷电入侵波损坏压敏电阻元件。
用于控制系统、通信系统及设备 (如继电保护装置、仪表、交换机、计算机、电话等的各类信号线、控制线、数据线) 进行过电压保护的装置称信号避雷器。
对变电站内弱电信号和控制系统必要时应进行屏蔽保护。屏蔽是防止任何形式电磁干扰的基本手段之一。屏蔽的目的, 一是限制某一区域内部的电磁能量向外传播, 二是防止或降低外界电磁辐射能量向被保护的空间传播。由于电场、磁场和电磁场的性质不同, 因而屏蔽的机理也就不同, 静电屏蔽是为了消除和抑制静电场的干扰;磁场屏蔽是为了消除或抑制由磁场耦合所引起的干扰。对于变电站内电力设备, 特别是控制系统来说, 一般单纯的电场或磁场干扰是少见的, 干扰总是以电场、磁场同时存在的电磁场辐射的形式发生。
特高压能大大提升我国电网的输送能力。本文对特高压变电站的防雷保护技术进行了阐述。
一、特高压变电站高压配电装置的直击雷保护
根据我国110-500kv大量变电站多年来的运行经验,如特高压变电站采用敞开式高压配电装置(AIS)、敞开式电气设备时,可直接在特高压变电站构架上安装避雷针或进雷线作为直击雷保护装置。如特高压变电站采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS),则其G1S部分的引入、引出套管尚需有直击雷保护装置保护。而GIS本身仅将其外壳接至变电站接地网即可。
二、特高压变电站电气设备的雷电侵入波过电压保护
与高压、超高压变电站一样,特高压变电站电气设备也需考虑由特高压架空输电线路传入的雷电侵入波过电压的保护。而对雷电侵入波过电压保护的根本措施在于在变电站内适当位置安装金属氧化物避雷器(MOA)。由于限制线路上操作过电压的要求,在变电站线路断路器的线路侧必然安装有MOA,变压器回路也要求安装MOA。至于变电站母线上是否要安装金属氧化物避雷器以及各避雷器距被保护设备的距离则需要通过数字仿真计算予以确定。
DL/T620一1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》提出在进行变电站雷电侵入波过电压数字仿真计算时,一般按变电站进线2km处因雷击杆塔反击在导线上出现直角电压波后向变电站传播,波头变缓,且不引起变电站内电气设备绝缘损坏来要求。而变电站耐雷指标——雷害事故重现期(年),则可由该2km进线段导线上每年出现雷直击和反击次数之和的倒数来求得。
前苏联有关标准提出,220、500kv和1150kv的变电站耐雷指标应分别为400—600、800—1000年和1200—1500年。我国220kV变电站耐雷指标的多年运行统计值不低于600年,是很安全的。日本对于1000kv特高压变电站电气设备的雷电侵入波过电压保护,曾利
用EMTP(电磁暂态程序)进行过研究。被研究的变电站为GIS结构,站内有六回特高压输电线路、四组变压器。变电站电气主接线为双母线分段接线。每条线路入口高压并联电抗器近处各布置一台避雷器。每段母线各安装两台避雷器,各变压器近处再装一台避雷器。对于侵入特高压变电站的雷电侵入波,日本只考虑近区雷击。计算时取雷击变电站进线的第一基杆塔,且雷电流幅值为200kA(500kv变电站该电流取150kA),雷电流波形为1/70μs。几种运行接线条件下站内GIS、高压并联电抗器和变压器上的最大雷电过电压如表1所示。
G1S和高压并联电抗器上的最大雷电过电压相同,其分子和分母数据分别对应计算中考虑和不考虑雷电先导放电的条件。后一情况比前一情况的电压高出10%。两种情况下,变压器上的最大雷电过电压相同。
日本还对上述1100kv特高压变电站采用不同的避雷器布置方案时对于电气设备的雷电冲击耐压和成本的影响进行了研究,其结果见表1。由该表可见,在近区雷击的严格雷电侵入波条件下,方案6是员经济可取的,即在线路进线处布置2个避雷器、每1/4母线布置2个避雷器,每个变压器回路布置1个避雷器。此时LJW对变压器和GIS分别取为1950kv和2250Lv。和500kv系统相比较,这些雷电冲击耐受电压相对(与工作电压之比)较低,从而也降低了制造的难度。
以下给出特高压1000LY AIS变电站侵入波过电压研究的一个例子。变电站采用双断路一双母线的电气主接线,变电站MOA的电气特性见表1。1000kv特高压输电线路进线杆塔为3v水平型。
变压器的雷电冲击耐受电压为2250kv。高压并联电抗器、断路器和电压、电流互感器的雷电冲击耐受电压为2400kv。考虑老化系数1.15后相应的雷电保证冲击强度分别为1957kV和2087kV。
当远方[2km)雷击杆塔反击,在导线上出现侵入变电站的雷电波作用下,变电站内各电气设备上的雷电过电压如表2所示。可见,在图1所示的MOA安装方式下,且变压器侧避雷器至变压器的电气距离不超过20m时,可满足变电站内各电气设备上的雷电过电压均在其雷电保证冲击强度之下的要求。由于雷击杆塔反击雷电流极大(360kA),2km进线段导线上出现侵入变电站的雷电波的次数甚低。对应反击侵入波这部分变电站的耐雷指标极高。
然而,由于特高压输电线路导线上容易出现绕击,在雷电直击导线产生的雷电侵入波作用下,变电站电气设备上的雷电过电压特别值得关注。研究表明,此时在变电站门型构至线路进线至第1导杆塔的距离为100m,而第1号至第2号杆塔的距离为420m,其余杆塔之间距离也均为420m的条件下,第1档距(第1号至第2导杆塔)和第2档距(第2号至第3号杆塔)上有电流幅值36kA的雷电直击导线即可引起变电站电气设备绝缘损坏。其余各档距上雷电直击导线侵入波引起变电站电气设备绝缘损坏的雷电流要在160kA以上。根据前述输电线路雷电统击的研究,具有3v水平塔型杆塔的线路其统计助绕击电流为34—111kA。由于雷电流超过111kA的雷击已不可能因避雷线屏蔽作用失效而在导线上出现,按偏严考虑,每年因进线线路绕击引起站内设备损坏的次数和变电站的耐雷指标。通过此例可以看出,由于特高压输电线赂杆塔上绝缘子和空气间隙的雷电冲击放电电压甚高,以及导线上因易于绕击出现直击雷电过电压侵入波的特点,在研究和设计特高压变电站的防雷保护方案时必须考虑线路绕击的直击雷电过电壓侵入波的入波条件及其计算结果。由此例看出线路保护角是影响变电站耐雷指标的重要敏感性因素,保持进线线路具有较小的保护角是非常有益的。
河南扬博防雷公司简介
河南扬博防雷科技有限公司,专业从事防雷产品的销售及防雷施工的企业。公司自2006年7月成立以来已完成防雷工程百余项,培养和造就了一批经验丰富的专业人才,公司拥有防雷工程资格证的工程师有11人。2010年1月公司取得防雷专业设计乙级资质,防雷专业施工乙级资质。
公司具有完善的管理体系和质量保证体系,具有雄厚的经济基础和精湛的技术,拥有长期从事防雷工程研究设计及技术服务人员30余人。其中高级工程师2人,防雷工程师11人。构成以资深高工为核心,以具有深厚专业防雷知识和丰富实践经验的技术骨干为主体结构,经验丰富的专业施工队伍。
公司服务项目:电源防雷器;电源防雷箱;网络交换机防雷;宽带防雷箱;天馈避雷器;防雷插座;音频、视频防雷器;二合一防雷器;三合一防雷器;馈线防雷器,小灵通机站防雷器;避雷针;避雷塔等防雷产品;防雷接地等系列防雷产品。GZ智能型航空障碍灯系列、新型绿色LED冷光源航标灯系列、太阳能航空障碍灯系列、航空控制箱系列产品。
业务涉及范围:电力、安防、铁路、高速、机场、金融、电信、证券、石油、基站、建筑、煤矿、部队、智能化小区等行业,并在上述方面积累了丰富的经验。专业为客户提供完善的防雷方案设计、避雷产品应用指导以及现场施工过程中的技术指导。
河南扬博防雷科技有限公司,始终坚持为客户提供一流的产品,一流的技术,一流的服务。依据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004、《通讯局(站)防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005、《国家建筑标准设计图集》99D501-1/99(03)D501-1等,将严格的质量管理体系贯彻到工程的始终。
办理机构: 省气象局
受理地址:
联系人: 联系电话:
办理程序:(1)省辖市气象主管机构受理申请;(2)省辖市气象主管机构审查申报材料;(3)省气象主管机构组织专家评审;(4)省气象主管机构审批;(5)向社会公告。1~3个月
(1)具有法人资格,或由各级人民政府机构编制委员会批准的或经有关部门批准成立的防雷检测专门机构;
(2)具有固定的办公场所;
(3)所有从事检测工作的人员必须持有省气象主管机构颁发的《河南省防雷装置检测员证》且具有规定数量和要求的技术人员;
(4)具有与检测资质等级相适应的仪器设备;
(5)具有相关的法律、法规、规章和现行的检测技术标准、规范等文本;(6)具有《防雷装置检测质量管理手册》和完善的规章制度。办理时限:
受理条件:
材料明细:
根据相关法律法规的规定,为确保全校师生生命和财产安全,避免或减轻雷电灾害事故的发生,我校根据实际情况,本着“安全第一、预防为主”的原则,制定了本防雷预案。
一、指导思想:
本着“以人为本、安全第一、预防为主”的原则,采取积极有效措施,加大宣传、教育力度,提高师生的安全意识和防范能力,确保我校平平安安。
二、防御要求与重点:
1、防御要求:确保全校师生生命和财产安全,其次是有效组织抢险救灾,把灾害损失减少到最底限度。
2、防御重点:学校校舍和校园内。
三、措施与方法:
1、建立组织领导机构,切实加强领导。领导小组负责组织协调学校的防雷电工作,及时准确地掌握学校防雷电工作动态,提出预防对策和措施。建立相应的组织机构,切实加强本校防雷电工作的指导。
2、制定应急预案,完善应急机制。我校结合实际情况,建立和完善防雷电应急处置预案,建立有学校主要领导和处室负责人参加的防雷电抢险工作队。
3、多形式、多角度、多层面加强对师生防雷电安全知识教育,加大宣传教育力度,开展应急预案演练,以提高师生防雷电的安全意识和防范能力。进入汛期后,要求广大师生经常收听收看天气预报,密切关注天气变化,派专人负责,要有充分的思想准备,增强防范能力和应对逃生能力。
4、全校进行一次彻底大排查,清除一切不安全设施,采取有效措施,消除隐患。
5、建立报告制度,健全汇报网络。一旦发生雷电袭击,及时报告灾情,学校在第一时间向中心小学汇报。校长的手机24小时开通,切实做好上情下达和下情上报。
四、建立责任制和责任追究:
加大监督检查力度,对工作不力而导致损失的,将严肃追究有关人员的责任。
雷电作为自然界当中普遍存在的一种自然现象, 如果没有有效的避雷措施, 雷电对变电所将会造成严重的损坏, 比如说击穿、损坏电路或者设备等, 除了这些可见的破坏之外, 雷击的涌流还有可能进入到电力系统的二次设备, 造成电力系统的保护装置等一些设备潜在的安全事故, 随时都有可能对变电所安全、稳定的运行构成威胁。因此, 对变电所及其电力系统进行一次设备防雷是远远不够的, 还必须对变电所的二次设备进行防雷, 保证整个电网安全的运行。
1 传统的防雷技术
传统的防雷技术都是使用避雷针装置, 避雷针是由美国的发明家富兰克林发明的, 自富兰克林发明了避雷针以来, 已经使用了上百年的历史, 直到今天仍然在某些建筑上有使用, 并且在以后的时间里出现了避雷线、避雷带和避雷网等防雷设备。避雷针的原理是根据雷云放电的先导在高空时任意的传播发展, 但是在接近地面时, 随着地面静电感应电荷的骤然增加, 避雷针尖端局部电场强度也随着增加, 从而将雷云放电吸引到避雷针上, 从而保护了避雷针附近较低高度的物体。
2 现代的防雷技术
虽然说当时避雷针的出现在很大程度上缓解了雷击对于建筑、电力系统等的破坏, 在当时的技术水平条件的限制下, 避雷针并不能对变电站等建筑起到百分之百的保护作用, 但是随着社会和科学技术水平的不断提高, 这种盲区越来越显现出来, 避雷针已经远远的达不到相应的需求。变电站防雷保护的三道防线:
第一道防线:当雷电对比较高的建筑物发生闪击时, 大量的能量会瞬间的集中在闪击点上, 使建筑物遭到极大的破坏。因此, 防止雷击的第一道防线就是利用接闪体迎接雷击, 使雷击的能量通过接闪体和导体导向大地, 从而起到保护建筑物的作用。
第二、三道防线:雷电的二次效应能够瞬间的产生电磁脉冲作用于电源或者通信线路上, 在电路上形成高达数百万伏的电涌, 远远超出了相关电子设备的承受范围, 使电子设备遭到严重的损坏。因此, 作为防雷技术的第二、三道防线就是要阻塞电源或者通信线路引入的过电压波危害设备并且限制被保护设备上的浪涌过电压幅值。
以上所述的三道防线为变电站及其电力系统的安全运行、防止雷击提供了强有力的保障, 三道防线缺一不可, 只有相辅相成才能发挥出更大的作用。
3 防雷技术在变电所当中的应用
3.1 变电所使用避雷器的注意事项
避雷器, 也就是接闪体, 是雷电能量的一种泄放通道, 在平时避雷器始终处于一种高阻的状态, 在雷击瞬间避雷器将会瞬间导通, 使得雷击产生的能量迅速的导入大地当中, 同时使大地、设备、线路处在同等电位之上, 从而保护电子设备免遭雷击的损害。有的时候雷击的能量是相当的大的, 单一的依靠一个避雷器并不能有效地防止雷击, 避雷器自身也会造成损坏。避雷器在电力系统当中的应用存在着以下的一些问题:
(1) 避雷器自身对变电站的不安全影响。保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后, 保护回路再也没有限流元件, 保护动作都要造成接地故障或相间短路故障, 保护作用增多电力系统故障率, 影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器, 从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障, 且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。
(2) 避雷器具有连续雷电冲击保护能力。有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击, 连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百微秒至数千微秒, 间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放工频续流, 切断续流时耗最大达一万微秒, 一次保护循环时间要远大于一万微秒才能恢复到可进行再次动作能力, 故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流, 雷电流泄放 (小于100微秒) 完毕, 立即恢复到可进行再次动作能力, 故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力, 这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。
(3) 其注意事项有:1) 避雷器应该串联在数据线路中, 前提是只要不影响数据传输就行。2) 对于传输速率比较高的设备接口, 选择避雷器时应该尽量选择极间电容、驻波比等比较小的数据避雷器。3) 数据避雷器必须有可靠的接地连接, 该接地线应与被保护的数据设备的地线就近可靠连接, 接地线截面应不小于25 mm2。4) 根据信号工作电业和不同的抗雷电要求, 应该分别选择动作电压合适的数据接口保护避雷器和有着足够大的耐雷电冲击能力的数据避雷器。
3.2 采用新型材料对变电站的基本设施进行更新
变电所是整个电力系统的重要枢纽, 变电所能否安全稳定的运行关系到整个电力系统的安全和稳定。因此, 必须定期的对变电所进行相关事项的检查, 比如说接地电阻测量, 如果接地电阻值没有达到相关的技术要求, 那么就必须对变电所进行技术上的改造, 为了确保变电所功能的安全, 保证其长久安全的运行下去, 在进行技术改造时应该使用更好的新型材料, 比如说使用新型的高效长寿接地极取代容易腐蚀、寿命短而且不稳定的金属接地体。另一方面, 还需要对某些设施采取绝缘隔离, 信号的传输可以采用光缆、光电耦合器、对CAN等数据接口加装光电隔离器等都可以在很大程度上削弱雷电感应的电压。
3.3 对于进线段的防雷保护
要是雷击过大的话避雷器就会不堪重负而失去避雷器保护的功能, 因此, 为了保证避雷器的正常功效还必须进行进线段的配合, 只有两者相互结合, 才会发挥出最大的功效。进线段保护所起到的作用主要有以下两个方面:
(1) 能够使电压波发生衰减或者变形。进入到变电所的雷电过电压波来自于进线段以外的线路, 这些雷电过压波在经过进线段的时候将会冲击电晕从而导致电压波发生衰减或者变形, 降低了过压波的陡度和幅值。
(2) 可以通过进线段的保护来限制流过避雷器的冲击电流值。
3.4 接地网的设计
在防雷技术的应用当中, 地线起着非常重要的作用, 但时在实际的情况当中很多的送变电所周围只有石头没有土, 因此, 根本没有办法做地线, 即便把地钎打在岩石缝内, 接地电阻也远大于规定上限值的10Ω。因此, 如果遇到这种情况, 必须严谨地依照国标IEC标准, 实施等电位防护, 才能起到当遭到雷击时有效防护的目的。在这里需要说明的是, 接地是为设备提供人身安全保障和设备安全稳定运行的基本环境, 与雷电防护成功与否并没有根本的联系, 雷电防护的成败主要是等电位问题。
4 结语
综上所述, 本文简要地说明了传统的防雷技术, 并且对现在的变电所防雷技术进行了扼要的分析, 对现代防雷技术避雷针的应用进行了详细的介绍, 在文章的最后对特殊情况的送变电所进行了简单的指导。
在电力企业中, 电力系统及其变电所的安全稳定运行应该越来越受到大家的重视, 雷击作为自然界的普遍现象, 能够被雷击中也是一个小概率事件, 但是要做到百分之百的防雷也是不合理的。因变电所的防雷涉及到方方面面, 充分地掌握这些技术能够更加有利于指导和实施相应的电力防雷技术, 为我国的电力事业做出自己的贡献。
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关键词:35kV变电站;防雷;接地;雷电灾害事故;电气设备;雷电流
中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)36-0136-02
1 雷电对35kV变电站的主要入侵途径分析
通过对大量的雷电灾害事故进行分析后发现,雷电流一般会经由以下三种途径侵入至35kV变电站,并对站内的电气设备造成雷击损坏:
1.1 经由电源线入侵
当感应雷过电压达到一定幅值后,雷电波便会沿着线路向变电站内传输,虽然雷电流经过进线段以及母线侧的避雷器后会被削弱,但其幅值仍然较高,这部分较高幅值的电压经由变压器绕组间的电磁耦合作用感应到变压器的低压侧,最终会耦合至低压二次系统。如果电压幅值大于变电站内二次设备电子元器件的最大耐压值,便会导致设备被击穿,从而影响变电站正常运行。
1.2 经由信号线入侵
通常情况下,当雷电波通过天线或是卫星等信号线时,其便会被转化成为相应的电流或是电压信号,如果此时的电流或电压信号高于变电站内二次设备的整定值,就会造成二次设备损坏。虽然经过转化之后的电流或电压信号也会被防雷装置所削弱,但是在微机综合保护或是监控装置上的电流或电压值仍然相对较高,故此其也会对站内的二次设备造成危害。不仅如此,信号线当中流过的电流或电压经过电磁或电容耦合后,会产生出较高的过电压,这部分电压会对电源线或通信线路的正常运行带来一定程度的影响。
1.3 经由接地线入侵
当雷电直接击中避雷线或是避雷针时,雷电流会经由防雷引下线被导入到大地当中,然而,由于大地本身电阻的原因,进入到地下的电荷无法与大地电荷完全中和,由此一来,便会引起地电位的局部上升,这部分较高的电压施加在变电站内的二次设备上,会对设备造成极大程度的危害。
2 35kV变电站的防雷接地保护措施
为了有效降低雷击对35kV变电站的危害,必须采取合理、可行的防雷接地措施。
2.1 进线段的防雷措施
对于35kV变电站而言,其进线一般有两种情况:一种是架空进线,另一种则是电力电缆进线。鉴于此,在进行防雷时,应针对这两种分别采取不同的防雷保护
措施。
2.1.1 架空进线段防雷。对于此种情况,可在距离变电站1~2km的某段线路上采取防雷防护措施。进线段防雷保护最为重要的作用是限制流经避雷器的雷电流幅值和侵入波陡度。如果是全线都没有加装避雷线的线路,则可在距离变电站1~2km的某一段进线上架设避雷线,其保护角可设置为20°左右;若是全线有避雷线保护的线路,则可将变电站附近2km左右的某一段线路列为进线保护段,在这段线路内,避雷线的保护角可以有所减小,具体减小至何种程度,应当结合现场实际情况,并经过相应计算进行确定。因为在进线段的位置处采取了有效的防雷保护措施,从而降低了该段线路内落雷的概率,而该段线路外的落雷,在侵入变电站的过程之中,雷电本身的幅值也会受到一定程度的限制,这样便可以达到有效的防雷保护效果。
2.1.2 电力电缆进线防雷。针对此种情况,可以在电力电缆的进线侧或是出线侧加装相应的电压等级的避雷装置。由此不但能够防护操作过程中出现的过电压,而且还能起到防护雷击过电压的作用。
2.2 母线段的防雷措施
35kV变电站母线是汇集、分配、传送电能的通路设备,由于变电站母线在运行过程中有巨大电能通过,一旦发生短路就会承受较大发热和电动力效应,所以应当对母线安装避雷器,避免母线遭受雷击发生短路,确保变电站运行安全。根据电压等级的不同,在变电站每组母线上装设相应的阀式避雷器或金属氧化物避雷器,避雷器要用最短的接地线相连于配电装置的主接地网,并在配电装置附近装设集中接地装置。同时,保证避雷器的保护范围可完全覆盖被保护设备,被保护设备与避雷器之间的距离要满足最大距离要求。
2.3 直击雷的防护措施
独立的避雷针应安装在独立的接地装置上。特殊情况下,工频接地电阻在非高土壤电阻率地区不能大于10Ω,必要时可将主接地网直接与接地装置相连,从而降低两者的接地电阻。为了有效防止直击雷经过接地网对35kV变电站设备造成反击,应要求主地网的地下接地点和变电站设备的接地体长度不得小于15mm,这样可使接地体传播的雷电过电压相对衰减,减轻对变电站设备的危害程度。此外,不宜在人流出入频繁的地方设置独立避雷针,如若必须在道路或出入口等地设置独立避雷针,则必须铺设沥青地面,并且保证避雷针与其他接地设置之间的距离超过3m。
2.4 变压器的防雷措施
在35kV变电站中,变压器是最为重要的设备之一,它的防雷保护也是变电站防雷的关键环节。变压器中性点绝缘主要有以下两种情况:一种是全绝缘,另一种是分级绝缘。当中性点为全绝缘时,无需采取专门的防雷保护措施,但必须注意的是,如果变电站内只有一台变压器,并且该变压器的进线只有一路时,则需要在中性点位置处加装一组与变压器绕组首段电压等级相同的避雷器;中性点为分级绝缘时,必须加装与该点位绝缘等级相同的避雷装置,以此来提高变压器的安全性。
2.5 接地保护措施
对于35kV变电站可采取如下接地保护措施:
2.5.1 保护接地。这是变电站接地系统当中最为常用的保护措施之一,具体可分为以下两种情况:一种是高压系统接地。即一台设备或是一组相连的设备利用一根引下线进行独立接地,其能够对绝大部分不良情况起到有效的预防作用;另一种是低压系统接地。通常情况下,35kV变电站可采用IT系统,工程实践表明,该系统的稳定性和可靠性比较高。
2.5.2 屏蔽接地。比较常见的形式有以下三种:建筑物屏蔽接地、低压电缆屏蔽层接地和弱点设备接地。通过屏蔽接地不但可以有效减少变电站内弱电设备所带来的阻碍,从而保持设备本身的独立性,同时还能显著降低来自于外界的电磁干扰,为变电站的稳定运行提供有利的条件。此外,通过在屏蔽体与干扰源金属壳间做成的永久性电气连接,可以将相应的电磁干扰转入到大地当中,进一步确保了变电站运行的安全性。
2.5.3 逻辑信号接地。这种接地措施又被称之为信号接地。通常情况下,在设备外的数据线与远距离的设备进行通信的过程中,会引起瞬时或是高频电噪声,这样一来,会使信号的传输质量受到影响。所以,采用逻辑信号接地时,不可乱接。由于低噪声以及电压不稳定都有可能导致数据传输中断,而瞬时的高电压则会造成芯片损坏,故此,强弱电混接的处理成为关键之所在。具体操作中,可通过设置零电位母线来解决这一问题。母线的接地点可与强接地保持一定的距离,同时,还要确保接地母线的长度合理。
3 结语
总而言之,35kV变电站的防雷接地是一项较为复杂且系统的工作,也是确保变电站安全、稳定、可靠运行的关键措施之一。为此,在具体工程中应当结合实际情况,合理选择防雷接地措施,只有这样,才能为变电站的正常运行提供可靠保障。
参考文献
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第一条 为了规范防雷设施检测工作,保障人民生命财产安全,维护防雷行政许可的公开、公平、公正,根据《中华人民共和国行政许可法》、《中华人民共和国气象法》以及有关法律、法规、规章、技术规范的精神,制定本制度。
第二条 本制度所称防雷设施检测是指气象主管机构在实施防雷行政许可时,委托具备防雷设施检测专业技术资质的机构对防雷设施进行技术检测的行为。
第三条 具备防雷设施检测专业技术资质的机构及其有关人员对防雷检测技术结论承担法律责任。
第四条 义乌市气象局为防雷行政许可的实施部门。
第五条 义乌市气象主管机构委托义乌市防雷设施检测所为防雷设施检测的实施机构。
第六条 气象主管机构在对下列事项作出防雷竣工验收行政许可之前,应当进行防雷检测:
(一)新建或改建的建筑物、构筑物竣工验收;
(二)法律规定的其他应当进行防雷检测的事项。
第七条 申请人设计或者建造的防雷设施应当符合下列技术标准:
(一)建筑物防雷设计规范(GB50057—94)
(二)爆炸物火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058—92)
(三)石油与石油设施雷电安全规范(GB15599—1995)
(四)民用建筑安全设计规范(JGJ/T16—92)
(五)国家颁布的其他51个有关防雷技术规范标准。
第八条 气象主管机构应当将防雷检测技术规范予以公布,并接受公众查阅。
公众要求气象主管机构予以说明、解释的,气象主管机构应当说明、解释,提供准确、可靠的信息。
第九条 防雷检测应当按照以下规程实施:
(一)申请人递交防雷检测申请书或气象主管机构送达防雷检测通知书;
(二)防雷检测技术机构实施防雷施工监督,防雷现场检测;
(三)防雷检测技术机构出具防雷检测报告书;
(四)气象主管机构对防雷检测报告书进行审核。
第十条 气象主管机构应当根据《防雷检测报告书》提供的技术结论作出防雷行政许可决定。
对防雷检测技术结论不需要作进一步技术分析的,气象主管机构应当当场作出防雷行政许可决定。
第十一条 作出不予行政许可决定的,气象主管机构应当书面说明不予行政许可所依据的技术标准和规范,并告知申请人享有提起行政复议和行政诉讼的权利。
第十二条 气象主管机构应当将防雷行政许可决定及防雷技术检测报告予以存档,并接受公众查阅。
第十三条 有下列情形之一的,气象主管机构可以依法作出不予行政许可的决定:
(一)申请人拒绝防雷检测的;
(二)出具防雷检测技术报告的机构或组织不具备国家规定的防雷技术检测资质等级的;
(三)从事防雷设计、施工的机构或组织不具备国家规定的相应资质的;
(四)从事防雷设计、施工的技术人员不具备国家规定的相应资格的;
(五)申请人涂改或者伪造防雷检测技术报告的;
(六)防雷检测技术报告认定防雷设施不符合标准的;
(七)依法可以作出不予行政许可决定的其他情形。
第十四条 气象主管机构对防雷设施实施年检制度。
第十五条 义乌市气象主管机构委托义乌市防雷设施检测所为防雷设施年检的实施机构。
第十六条 气象主管机构应当于实施防雷年检的七日前向被许可人送达《防雷设施年检通知书》。
第十七条 被许可人应当依法配合气象主管机构的防雷设施年检,不得拒绝或者阻挠。
第十八条 气象主管机构应当在实施防雷年检后七日内出具《防雷设施年检报告书》并加盖公章送达被许可人。
第十九条 防雷设施年检不合格的,气象主管机构应当责令限期改正;在规定期限内不改正的,气象主管机构应当依照有关法律、行政法规的规定予以处理。
第二十条 气象主管机构实施防雷行政许可,有违法行为的,由其上级气象主管机构或者监察机关责令改正;情节严重的,对直接负责的主管人员和其他责任人员依法给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第二十一条 如本制度与相关法律、法规、规章或上级气象主管机构规定不一致时,以法律、法规、规章和上级气象主管机构规定为准。
工程名称:移动基站综合防雷工程
建设单位:湖南移动常分公司
设计单位:湖南普天科比特防雷技术有限公司
设计负责人:
编 号 :
日 期:
一、概述
移动通信基站的主要设备一般分为以下几个系统:传输系统,包括SDH设备,光缆,电缆等等;动力系统,蓄电池,市电等等;动环监控系统;天馈系统; 基站收发信台BTS(包括收发信机无线接口TRI、收发信机子系统TRS等设备);以及其他辅助设备,如空调,防盗门等等。基地站的配电电压为26.4v。通常是由主干电力线路经AC/DC变换器得到的。当主干线路发生故障时,备用电池将能在一定时间内向基地站供电。
移动通讯基站多位于地势较高的多雷雨地带,气候条件恶劣,夏季通讯机房设备及发射铁塔遭遇雷击的概率较高。基站建设的基础部分多为岩石结构,基本无土层,接地电阻很难保证在1 Ω以下,在此条件下给雷电的泄放带来很大困难。电源采用架空线上山,基站交流供电线路较长,同线路上用电负载比较复杂,大型用电设备启动或停止瞬间会产生很大的冲击电压干扰,严重影响通讯组合电源的使用安全。基站的接地系统在设计时也没有得到足够的重视,极易遭受直击雷、感应雷及电源操作等多种过电压的侵袭。再者基站重要设备都是微电子设备,由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性,这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力,随时可能遭受重大损失。
二、雷电引入途径分析
移动基站防雷的主要保护对象是在机房中的通信设备,保障这些通信设备的正常运行。雷电损坏设备通常是它在通过带电或非带电的导体对地泄放的过程中,由于电荷运动产生的一些物理效应,比如热效应、磁效应等,改变了在雷电
泄放通道中所涉及设备的基本性能,从而使设备不能正常运行或被损坏。因此我们需要对雷电的入侵途径进行仔细分析,发掘出雷电可能的入侵途径,并在雷电流到达设备前改变其对地泄放途径,保障设备的安全运行。
雷电传导主要有两种方式:
一、直接雷击:即雷云通过地面上某一点直接对地释放。由于我们国家对建筑物的防雷有严格的标准,通常雷电都是通过建筑物的外部防雷系统对地泄放,在旷野中通常通过一些架空电源线或其它一些对地具有良好导电性能的突出媒介进行对地泄放。雷电流直接入侵基站内部设备主要是通过一些与外界相连的媒介传导入侵,如进出局站的电源线、通信线及铁塔地网等。
二、感应雷击:带电的雷云层由于静电感应作用,使地面某些范围内带上异种电荷,当直击雷发生以后,云层带电迅速消失,而地面某些范围由于散流电阻较大,以致出现局部高压,从而形成雷电流;或者在由于直击雷放电过程中,强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高压以致发生闪击的现象。而磁场感应方式入侵最终也是体现在一些带电的金属导体上。
根据物理学尖端放电的原理人类发明了避雷针,它可以将一定场强范围内的闪电引到自己身上,再通过引下线将雷电流泄放入地,从而使在这个范围内的建筑不成为雷电对地泄放的途径,也就避免了被雷击。而在移动基站中,高高的铁塔通过钢筋混凝土与大地紧密相连,由此可以说铁塔就是一个巨大的“引雷针”,它可以将方圆几公里内的雷电引到自己身上。从而大大增加了移动基站直接被雷击的概率,更增加了在铁塔旁一些缆线、金属构架产生感应雷电流的概率。因此我们必须对移动基站的铁塔及其周边环境进行仔细分析,以确定雷电侵入移动基
站内部的主要途径。
三、铁塔引雷分析
通常从移动基站的外部环境构造来看,从雷电引入的角度可以粗略分为带铁塔和不带铁塔两种,这两种情况虽然里面内部构造相同,但遭受雷击的概率却大相径庭。
不带铁塔的基站:这类基站主要分布在城市市区或市郊,多为租用普通大楼或民宅,基站天线采用抱杆,这类基站遭受雷击的概率通常较小。这些基站机房的特点是整个建筑本身在等电位连接、电磁屏蔽、接地电阻方面都能较好的满足信息产业部的要求,但存在问题是大楼的功能并不是为基站设计,所以比较难找到一个较好的接地参考点来确保机房内电子设备有良好的接地。要保证机房内部有良好的等电位连接系统,通常这类基站的接地系统和大楼的接地网采用的联合接地系统。这类基站雷电入侵的主要途径是雷电浪涌通过一些电源系统、信号系统、接地系统等所有进出机房的线缆和管道引入,采取浪涌保护措施。
带铁塔的基站:这类基站主要分布在农村、郊区,多为独立机房旁边建铁塔的方式,这类基站多建在地势开阔的平原地带、山坡上。通常铁塔在当地为最高建筑,有非常好的接地,按信息产业部的要求基站接地要求小于5欧姆,一旦在该区域内有雷云,地面上的电荷将通过铁塔与雷云中的电荷发生中和,铁塔将成为云中雷电对地泄放的一个主要通道。与铁塔相连的一些线路、桥架、设备就成为雷电入侵的对象,比如天馈线、走线架、与地网相连的设备等。这类基站被雷电击中的概率较不带铁塔的基站要高得多,因此对有铁塔的基站防雷就更加的迫切,有必要对这类基站进行进一步分析。
通常按移动基站机房与铁塔的关系可分为:塔边屋、屋顶塔、塔下屋三种。下面就这三种基站类型进行相应的防雷接地、等电位连接,起到良好的雷电防护作用。
(一)、屋顶塔
铁塔与机房独立型的移动站,如图一所示。雷电对该类型移动通信基站的危害主要途径是直击雷和感应雷两种。
图1.铁塔与机房一体型结构 1.雷电流直接危害
根据我们现场的调查和分析,在移动通信基站的铁塔建在基站机房上面的情况下,当雷电击中铁塔后,雷电流就会沿着铁塔及同轴馈线的外导体往下泻放,由于移动通信同轴馈线的外导体与铁塔是相互连接的,铁塔上的雷电流直接会分流一部分到同轴馈线的外导体上,并沿同轴馈线的外导体和机房内的走线架直接流入到移动设备上,对移动设备造成雷击危害。除此以外,还由于同轴馈线的走线架是与铁塔直接相连,并进入机房,从而将雷电直接引入到机房内,对机房内 的通信设备造成危害。
2.雷电感应对移动通信基站内设备造成的危害
当雷电流在移动通信基站周围的空中或空中对地放电时,就会在移动通信基站周围的空中产生交变电磁场,从而使移动设备上产生感应电流和电压,严重者也会对移动设备通信造成危害,但这种危害的概率较少,另一方面若雷电击中铁塔并沿着铁塔和机房的立柱中的钢筋在下泻的过程中,也会在周围产生强大的交变电磁场,从而在移动设备上产生感应雷电流和雷电压,同样地感应雷电对通信设备所造成的危害比起直击雷所造成的危害要少得多。
(二)、铁塔与机房独立型
铁塔与机房独立型的移动站,如图二所示。该移动站遭雷电直击的主要途径是雷电流通过铁塔的走线架和同轴馈线的外导体进入机房,对通信设备造成危害。其次是雷电在空中放电时对机房内的通信设备所造成的感应雷的影响,同样感应雷对通信设备所造成的影响比起直击雷来说,则概率很少。该类型的移动站与上述的第一种铁塔与机房一体型的情况相比,则少得多。
图二铁塔与机房相互独立型结构
(三)、铁塔包围机房型
铁塔包围机房型的移动基站,如图三所示。
该种类型的移动基站遭直击雷的途径与第二类的铁塔与机房独立型的移动站相似,主要是雷电通过同轴馈线的外导体和同轴馈线的走线架进入机房,对通信设备造成危害。但该种类型的移动站所遭受到的感应雷则最少,因有四面铁塔的屏蔽作用。
(四)不带铁塔型基站
这类基站往往建在城区,一般使用公共大楼或民用建筑来作为机房。对于公用建筑上,由于我们国家对这类建筑物有严格的防雷标准要求,因此这类基站具有接地良好,外部防雷完善,且整个建筑形成一个法拉第笼的特点,所以这类基站遭受直接雷击的概率较小,受到雷电电磁干扰的影响也较小。雷电入侵这类基站的方式将主要是供电线路、同轴馈线的外导体和同轴馈线的走线架、接地系统进入机房。对这类基站的防护级别,对防雷器的通流能力通常不需要很高,因此对这类基站通常只需选择一般的B类限压型和C类限压型两级防雷就基本能满足这类基站要求。而民用建筑与公用建筑的差别主要在国家对这类建筑的要求不是很高,因此建筑物在屏蔽和接地的效果上可能差一些,但
只要将这类基站的接地问题处理好,很多防雷问题也就迎刃而解。
我们把雷电入侵移动基站的主要渠道总结如下:
雷电对移动通信基站的四个引入渠道
第一个入侵渠道——由铁塔天馈线、接地系统引入的雷害 第二个入侵渠道——由交流配电系统引入的雷害 第三个入侵渠道——由传输线路引入的雷害 第四个入侵渠道——由雷电电磁脉冲的雷害
通过对雷电主要入侵途径的分析,结合移动基站现场综合环境特点,给我们进行防雷方案设计提供了思路和线索。根据防雷分区、综合防雷的思想,综合基站所处的地理环境,在具体位臵选择相匹配的浪涌保护器,将可以很好解决移动基站的防雷问题。
移动通信基站的雷电过电压保护,各级防护器件是相辅相成的,互相影响的,此时用以局部防护的过电压器件不能有效的发挥其防护性能,将影响移动通信基站的整体防护。另外还有一个重要的原则,移动通信基站的雷电过电压保护设计必须是建立在联合接地基础上。因此移动通信基站雷电保护并非是简单的接地或者单一的雷电过电压保护器件应用,而是根据移动通信基站所处的具体位臵、环境因素、所在地区的雷暴强度及雷暴日的大小、来确定基站的雷电保护措施和方法。
因此,移动通信基站的雷击电磁脉冲防护必须综合考虑,应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计
二、依据的规范
1.GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
2.YDJ26-89《移动基站(站)接地设计暂行技术规范》(综合楼部分)
3. YD/T 1235.1、2-2002 《移动基站站低压配电系统用电涌保护器技术要求及测试方法》
4.YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》 5.YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》 6.YD5098-2001《移动基站(站)雷电过电压保护设计规范》
三、方案设计原则
一、综合防雷的思想
移动基站的防雷是一个系统工程,它包括直击雷防护、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的综合布线、安装电涌保护器(电源、信号)、完善合理的接地系统六个部分组成。这六部分在一个完善的移动基站防雷系统工程中缺一不可。对移动基站的防雷设计应进行全面规划、综合治理、多重保护,将外部防雷措施和内部防雷措施应整体统一考虑,做到安全可靠、技术先进、经济合理、施工维护方便。综合防雷的思想在YD5098总则中就有明确规定,如YD5098-1.0.3 通信局(站)雷电过电压保护工程应建立在联合接地、均压等电位分区保护的基础上。
综合防雷的思想在移动基站中的主要体现到具体的防雷手段,就是分流、接地、屏蔽、等电位连接和过电压保护五个方面。其中:
(A)、分流
利用避雷针将雷电流沿引下线或铁塔安全地流入大地,防止雷电直接击在基站建筑物和设备上。(B)、屏蔽
移动基站内应采取屏蔽措施的对象主要有两种:一是所有的带电金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线,应采用屏蔽线或穿金属管屏蔽。二是基站内部电子设备,通常采取的措施是在机房建设中利用建筑物钢筋网和其他金属材料,使机房形成一个屏蔽笼。以及通信设备的机柜因具有一定的屏蔽效果,用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰基站设备。(C)、非带电金属等电位连接
通常等电位连接分带电与不带电金属导体,这里主要指将基站机房内所有非带电金属物体,包括电缆屏蔽层、金属管道、走线架、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接,以均衡电位。(D)、带电设备的过电压保护
对于与基站设备相连的馈线、信号线、电源线路安装防雷器进行过电压保护。(E)、接地
在移动基站中的接地包含两个方面,一是地网,建立一个接地通畅的地网是移动基站防雷基础,具体要求是根据YD5078中要求基站接地电阻小于5欧姆;二是、基站内的接地系统,为保护基站通信设备和人身安全,解决环境电磁干扰及静电危害,需要一个良好的接地系统。一个好的接地系统的关键在于建立统一的接地参考点,采用“S型”接地。
二、“防雷分区、逐级泄放”的思想
为了定义雷电电磁脉冲(LEMP)影响程度不同的空间,和选择带电导体等电
位连接点的适当位臵,被保护空间必须首先被分成不同的防雷保护区。(见下图)这点在移动基站的防雷工程中非常重要,等电位连接点的位臵选择将直接影响到防雷设备在基站防雷效果。根据IEC61312中对雷电保护区的划分思想,我们通常可以将移动基站防雷进行如下图分区
根据IEC1312以及YD5098中的相关规定,其中YD5098中1.0.4 通信局(站)雷电过电压保护设计应根据电磁兼容原理按防雷区划分,对电涌保护的安装位臵进行合理规划,如见图DJZFL01:
图:YDJZFL01 移动基站的防雷分区
根据IEC1312以及YD5098中的防雷分区规定,可以将移动基站内空间及设备的防雷分区进行如下划分:
LPZ0B区:移动基站机房外部都有外部防雷措施,如果存在铁塔则铁塔为一个巨大的避雷针,通常我们认为在被铁塔保护的区域为LPZ0B区,因此进入基站的电源线和通讯线及其它线路应从LPZ0B区进入机房。
LPZ1区:整个机房的外墙对雷电电磁脉冲有一定屏蔽作用,可看作是屏蔽层1;按照IEC1312防雷分区的概念,整个机房内部空间应划为LPZ1区。
LPZ2区:通常移动基站设备都有机柜,机柜外壳为可看作屏蔽层2,机柜内部空间可划分为LPZ2区,通常对基站防雷而言我们所保护的对象就是这些机柜内部的通信设备,因此也就没有必要在往下划分了;故通常对移动基站内部可以分为LPZ1、LPZ2区。
四、移动基站综合防雷设计
1、供电线路防雷保护:
雷电即可以通过对输电线路直接放电,也可以在几公里之外通过雷电电磁脉冲在输电线路上感应出雷电流入侵移动基站。因此供电线路成为雷电泄放的主要途径之一。目前我们国内的供电线路以架空线为主且线路较长,据不完全统计国内移动基站中的雷害近80%与电力线路有关。而且在国际、国内的相关防雷标准中对供电系统的雷电防护描述也是占绝大部分篇幅,因此对供电线路的防雷是整个基站防雷的重心,而对移动基站的电力供电系统进行雷电防护是解决整个移动基站防雷问题的核心。
目前国内移动基站的市电引入情况基本上是先从架空高压电力线终端引入通信局(站)的10KV或6.6KV高压电力线,经过配电变压器输送到基站。移动基站的防雷也就从配电变压器开始考虑,这类基站的供电构成按YD5078-98要求:
对于从高压到配电变压器这一段供电系统的防雷在YD5098-2001中3.7.1~3.7.4有明确规定,主要的要求是配电变压器不能与通信设备同在一建筑内,高压铠装线路到配电变压器应两端接地,在架空高压电力线终端杆与铠装电缆的接头处,应采用标称放电电流大于20KV的交流无间隙氧化锌避雷器(强雷电避雷器)。配电变压器高、低压侧避雷器的接地端子、变压器的外壳、中性线、经及电力电缆的铠装层应就近接地。移动基站内供电系统(YD5078-98)规定如图
二、移动基站内低压配电系统防雷器选型
如图中所示在移动基站中主要的供电设备有交流稳压器、交流配电屏、整流设备、直流控制屏。从YD5078-98无人值守移动基站供电系统图中可以比较清晰的体现“防雷分区、逐级泄放”的思想,首先市电从LPZ0B区入户进入LPZ1区交流配电设备前安装第一级防雷器,在开关电源的整流设备前安装第二级防雷器,在直流输出端安装第三级防雷器。很多事实也证明,移动基站防雷只安装一级防
雷器是不够的,必须进行分级保护、分级泄流的防护方案,才能比较好的解决移动基站的防雷问题。
第一级防雷器选用模块化三相电源防雷箱,安装在电源的总进线配电屏处,该产品是我公司的专利产品,型号为KBT-BJX40/380/100,标称通流容量100KA,接线方式为3+1,保护模式为L-PE,N-PE,L-N,并具有专长防水防爆、阻燃、雷电通流量大、漏电流小的特点,同时具有产品劣劣化指示、声光告警、雷电计数、远程告警干点输出等功能,专用于通信基站的电源线路雷电过电压保护。
第二级防雷器选用模块化三相电源防雷箱,安装在开关电源的整流设备配电屏处,型号为KBT-BJX40/380/50标称通流容量50KA,接线方式为3+1,保护模式为L-PE,N-PE,L-N,并具有防水防爆、阻燃、雷电通流量大、漏电流小的特点,同时具有产品劣劣化指示、声光告警、雷电计数、远程告警干点输出等功能,专用于通信基站的电源线路雷电过电压保护。
第三级防雷器选用模块化三相电源防雷箱,安装在各设备机柜的电源总进线处,型号为KBT-BJX40/220/20,标称通流容量20KA,保护模式为L-PE,N-PE,L-N,并具有专长防水防爆、阻燃、雷电通流量大、漏电流小的特点,同时具有产品劣劣化指示、声光告警、雷电计数、远程告警干点输出等功能,专用于通信基站的电源线路雷电过电压保护
2.移动基站信号及天馈线防雷
雷电除了通过供电系统侵袭移动基站内的设备外,还通过接地系统、天馈线、通信线路来影响移动基站的工作。从这些途径上切断雷电入侵就非常显得必要,因为与这些线路相连设备的通信端口以及IC电路板的耐压水平水平非常的低,而且这些设备对信号的要求都非常的敏感,信号稍微有点衰耗就会影响通信,因
此对这类设备通常不能采用多级防雷设备防护,而只能通过在一个防雷设备内采用多级电路进行精细级保护。
一、PCM 2M线的防雷
移动基站的2M端口设备发生损坏主要有如光端机、BTS的传输板、DDF架、及一些传输设备。通常雷电通过信号线来入侵移动基站设备的主要有两种情况:
1、不同设备间发生雷电高电位的耦合和转移:移动基站遭受雷击时,如雷电电流通过:1)基站铁塔直接引下到地;2)通过室外感应的馈线的外部屏蔽层引至地线系统;3)电源线上的直击或感应雷电流经SPD引下到接地系统,其50%的雷击电流以电阻方式对地耦合,这时会使基站的地网电位瞬时抬高,此时即使是0.5欧的接地电阻的基站在雷击电流通过瞬间也会使接地电位瞬间呈现几十千伏的电压。使得设备接地与信号芯线之间存在高电压,信号线上就带上感应雷电流,与通信线相连的另一端处于正常电位的情况下,如果设备未加装性能良好的SPD,就会出现了雷电通过通信线将两端设备的通信端口损坏,严重的将导致一些传输通信设备被损坏。
2、室外通讯线感应雷电流传导入户:一些基站的通信线如2M线存在从室外引入的情况,雷电往往通过电磁感应的方式在户外通信线中感应出雷电流。
3、基站内的电磁干扰:由于基站走线的情况是地线和电源及信号线全部为平行布放,地线回路上的雷电电流势必会在相应的电源或信号线上耦合现象。对于2M线而言,直接的后果是在信号线上感应出过电压,将设备打坏。
在YD5098-2001 3.4中对2M线路的雷电防护措施有明确规定:3.4.1 出入通信局(站)光缆或电缆,应在进线室将金属铠装外护层做接地处理,另外光缆应将缆内的金属构件,在终端处接地;3.4.2 进入通信局(站)的PCM电缆芯线应在终端处加装SPD,空线对必须就近接地。
通信系统由于受到工作电平、接口速率、和传输性能(插入损耗)、线路阻抗等指标的约束,不能象供电系统一样分几级防雷,因此PCM 2M线防雷应在通信线路与设备的接口即LPZ1-LPZ2区处使用一级与之通信接口、工作电平、速率相匹配、线路阻抗匹配的精细级防雷器,同时通信线应就近接地。在中国移动的基站的传输线的速率小于2Mb/S,线路阻抗有75和120欧姆两种,工作电平通常小于12V。其中阻抗为75欧姆的2M线的接口类型主要有BNC,L9,C4等类型,如在NOKIA的基站中的传输接口就大量使用BNC接口;阻抗为120欧姆的2M线接口类型主要有RJ45、9针或15针的通信串口等,如爱立信的RBS2000型基站就大量使用15针的串口。
移动基站天馈系统防雷措施
通常移动基站中天馈线的布放是沿着铁塔爬梯布放,然后通过走线架进入机房内部,存在与铁塔防雷引下线平行布放的问题,因此非常容易受到在雷电流同通过铁塔引下线泄放的过程中产生的雷电电磁场的干扰。根据YD5098-2001.3中对天馈线的防雷措施主要有:
1、对天馈线的防雷从工程上讲就是三点接地,铁塔上架设的波导馈线、同轴电缆金属外护层应分别在上、下端、及进入机房入口处就近接地,当馈线及同轴电缆长度大于60m时,其屏蔽层宜在塔的中间部位增加一个接地连接点,室外走线架始末两端均应作接地连接。
2、城市内孤立的高大建筑物或建在郊区及山区,地处中雷区以上的无线通信局(站),当馈线采用同轴电缆时,应在同轴电缆引进机房入口处安装标称放电电流不小于5KA的同轴SPD,同轴SPD接地端子的接地引线应从天馈线入口处外侧的接地线、避雷带或地网引接。
因此要对天馈线防雷器进行选型。
3、天馈线防雷器的选择问题:移动基站通常使用带馈电和不带馈电的两种系统,馈线传送速率为850M-960M,传输速率非常的高。因此选用天馈线防雷器时主要考虑的防雷器的插入损坏、回波损耗VSWR等。YD5098 5.4.1 要求:同轴型SPD插入损耗应小于等于0.2dB,驻波比小于等于1.2,同轴型SPD最大输入功率能满足发射机最输出功率的要求,安装与接地方便,具有不同的接头,同轴型SPD与同轴电缆接口应具备防水功能。同轴型SPD的标称放电电流应大于等于5KA。
具体配臵如下:
1.在天馈线路上安装KBT-T2000A天馈线路防雷器,数量共20只,通流容量10KA,插入损耗应小于等于0.2dB,驻波比小于等于1.2,3. 移动基站的监控系统防雷措施
近年来,中国移动基站普遍采用了智能监控系统,据统计监控系统设备目前已经成为移动基站中设备被雷电损坏频度最多的设备,也是被损坏最严重的系统。统计被雷电损坏与监控系统有关设备中比较多的有:空调的控制板(通常通过RS232端口与监控相连)、一些数据采集器的RS422或485端口、协议转换器、监控设备的传输板等。为什么很多基站在供电系统防雷比较完善的情况下其监控系统还是被损坏呢?雷电对基站的监控系统的入侵途径与入侵PCM 2M线的方式一样也就不再说明,损坏的主要原因在于监控系统自身的特点,从对众多监控系
统被雷电损坏的基站情况来看,可以总结出以下几个因素:
1、设备电源没有防雷措施,且耐压水平低,根据IEC61000-4-5直流-48V的通信设备的耐压水平不会高于500V;
2、控设备的RS485、RS422或RS232通信端口都没有相应的防雷措施,且通信端口本身的耐压水平非常低,通常RS485、RS422或RS232通信端口的耐压水平不超过100V;
3、监控系统被雷击的基站的开关电源普遍没有安装直流防雷器;
4、监控系统存在大量的数据采集线路,这些线路的布放不规范,往往是捆在一起,且很多数据采集线不是屏蔽线缆;
5、监控设备接地参考点不统一,且接地线不规范。可以说监控系统纷繁复杂的布线为雷电流入侵提供了更多的渠道,与本身羸弱的防护能力形成巨大的反差,因此、监控系统更需要全面的防雷。
因此、对移动基站监控系统的主要雷电防护措施有:
1、对监控数据采集线的布放进行合理规划,所有数据采集线路应使用屏蔽线,且其屏蔽层应接地,尽可能的降低雷电电磁脉冲在数据采集线路上感应出的雷电流;
2、接地方面:在监控主设备下设一个小的监控设备接地参考点作为所有监控设备的接地,并用超过16mm2的接地线与基站总等电位排进行连接。目的用来降低各监控设备间因接地产生的电位差,3、在监控设备端安装-48V的电源防雷器,释放从地线或电源线引入的雷电流;
4、5、在开关电源直流输出端安装相应的直流防雷器,如电源防雷图中所示,在一些损坏频度较高的设备与监控设备间的通信端口安装相适用的信
号线防雷器,6、对于监控系统的数据采集线路以及控制线都是信号线,因此在选择防雷器时要考虑信号线防雷器的接口类型、工作电压、传输速率、线路阻抗与系统设备相匹配。下面我们主要推荐一些已经在中国移动省市基站主流监控设备及开关电源中使用过的防雷器如:艾默生、中兴、亚信、亚奥等监控设备厂家;以及在开关电源的监控系统中使用过的信号线防雷器,如艾默生、中恒、动力环等;在这些设备中主要使用到的信号线防雷器被实践和时间证明是非常有效的,而且不会有任何主设备产生任何影响。
具体配臵如下:
1. 在摄像机前安装KBT-V/3监控多功能防雷器,通流容量10KA,对摄像机的电源线路、信号线路及控制线路进行防雷保护,共3只。2. 在监控主机前端的信号线路前端安装KBT-V40A视频信号防雷器,共3只
3. 在在监控主机前端的控制线路前端安装KBT-C485控制信号防雷器,共1只
4. 在数据采集线路上安装KBT-C10A控制信号防雷器,共2只
4.等电位处理
在机房四周设臵一均压环,作为各防雷器及通信设备的接地线汇聚排,并与室外接地装臵可靠连接。均压环材料为30*3紫铜排,长度为40米。
4.移动基站的外部防雷接地工程
移动基站的接地应采用联合接地,对有铁塔的基站应将铁塔地网与机房地网相焊接,机房总接地排的接地线与地网连接时应避开铁塔及避雷针的专用引下线,两者间距离要求大于5米,以免铁塔和避雷针上的雷电流沿总地线引入线流入机房内。对一些租用大楼或民用建筑的基站,根据国家标准GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的相关要求,对于建筑物的接地一般都采用其钢筋混凝土基础作为地网,建筑物其钢筋混凝土基础埋地较深,大楼的接地电阻基本上能满足要求,因此可以使用大楼的主钢筋作为防雷接地系统。
1、根据YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》的要求,通常移动基站的接地电阻要求小于5欧姆。如果山区基站接地电阻难以满足要求,可以通过使用降阻材料来降阻,如果还是不能满足要求则应将整个基站通过防雷器做好等电位连接。
2、在移动基站外部进线孔处设立接地排,并与基站地网相连。将所有进入基站的缆线的接地与之相连,如天馈线接地、铁塔走线架的接地、光缆加强芯的接地、供电线屏蔽管道的接地等。
3、YD5098-2001中规定出入通信局(站的电力电缆(线)、通信缆线应采用金属护套电缆或敷设在金属管内,且应埋地引入,缆线埋地深度应不小于0.7m。特别对于进入通信局(站)的低压电力电缆宜全程埋地引入,其电缆埋地长度不宜小于15m等。这些工程措施都具有一定的雷电防护作用。
4、接地引线材料选择金属接地体应采用热镀锌材料,在各个焊接点由于已破坏
了原来的热镀锌层,因此一定要做防腐蚀处理。垂直接地体长度为1.5~2.5m,垂直接地体间隔为其自身长度的1.5~2倍。接地体上端距地面不小于0.7m,且应在冻土层之下。具体要求如下: 垂直接地体:
可采用直径为50mm壁厚3.5mm的钢管 或50mm*50mm*5mm的角钢 水平接地体和接地引入线: 可采用40mm*4mm 或50mm*5mm的扁钢。
附地网设计过程:
基站周围的土质较差,土壤以风化石为主,土壤电阻在1000Ω〃m。原地的接地电阻为15欧姆,要求将整个接地接地的接地电阻降到4欧姆以下,现在其进行设计。
在基站下侧的山坡上新建一个地网,长42米,宽28米,面积为1176平方米。地网布臵成网格状,网络大小为7米*7米,水平接体采用50*5热镀锌扁钢,共450米,垂直接地体采用50*50*5*热镀锌角钢,共35根,该接地网的接地电阻值计算如下:
地网长42米,宽28米,土壤电阻率为1000,按以下公式计算其电阻值。
R10.5S14.58
新地网与老地网并联后的接地电阻计算如下:
R111R1RY7.4
经计算:R1=7.4欧姆.,不能满足4欧姆的要求,需使作其它材料使地网接地电阻值降低,2.由于土壤电阻率很高,仅用角钢和扁钢难以使地网电阻满足不小于4欧姆的要求,因此使用降阻剂,使地网的电阻值达到设计要求。
在水平接地体上包裹降阻剂,用量为15kg/m,总长度450米,共需降阻剂6750kg 1)使用降阻剂后的新建地网的接地电阻计算如下:
R10.5S14.580.710.2
2)新地网与老地网并联后的接地电阻计算如下:
R111R1RY6.07
经计算:R1=7.4欧姆.,不能满足4欧姆的要求,需使作其它材料使地网接地电阻值降低,3)继续使高效用接地模块来降低整个地网的接地电阻,型号为KBT-DF,数量为26块,间距为7米。
单块接地模块的接地电阻计算如下:
R0.068ab152
10块高效接地模块的联合接地电阻计算如下:
R2 R15217.9 n100.85
使用10块高效接地模块、6750公斤降阻剂、450米扁钢、角钢与原地的联合接地电阻计算如下:
R114.5
111111R1R2R31510.217.9还是不能满足不大于4欧姆的设计要求。需继续采用其它的方法进一步降低地网的接地电阻。
4.为使地网的接地电阻降低到设计要求,本方案采取增设电解离子接地极的方法进一步降低接地电阻,电解离子接地极的型号为KBT-LJD,数量6支 单根离子接地极的接地电阻计算如下: R48l100083(ln1)k(ln1)0.240.2 2Ld23.1430.2经计算.R2=40.2欧姆
6根离子接地极并联后的接地电阻计算如下;R4R40.27.9 n60.855.新地网与原有地网联接地的接地电阻计算如下
R11111R1R2R3R4111111510.217.97.92.9
合格
经计算,新建地网需使用450米热镀锌扁钢,35根1.5米根的热镀锌角钢,6750公斤降阻剂,10块接地模块,6根电解离子接地极,接地电阻可达到2.9欧姆,能满足不大于4欧姆的要求。
如由于运输困难,降阻剂难以施工,可不使用降阻剂,在其它材料用量相同的情况下,新建地网的接地电阻值为3.1欧姆,也可满足设计要求。
R11111R1R2R3R4111111514.617.97.93.1但由于季节的变化,土壤中的水份会发生很大的变化,干旱季节由于土壤中的水分减少,导致土壤电阻率大大升高,从面使整个接地装臵的接地电阻增加。而降阻剂能有效保持土壤中的水份,从而使整个接地装臵的接地电阻保护稳定,不会随季节的改变而发生大的变化,因此建议本工程使用降阻剂。
三、地网施工方案
1.人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。水平接地体应挖沟埋设,沟的尺寸为上宽上0.6米,下宽松0.4米,高0.6米的梯形。
2.地网的网格为7米*7米,在水平网格的交叉处放臵垂直接地体。3.在水平接地体上包裹降阻剂,用量为15公斤/米。
4.电解离子接地极采用钻孔的方法敷设,用热熔焊的方法与水平接地体连接。5.接地模块与水平接地极采用焊接地方法连接。6.新建地网与原地网连接点不少于两处。
KBT-LJD离子接地体施工方法如下:
1、钻孔
在选好的施工场地钻出Φ155mm×3155mm垂直地面的孔洞。
2、配填充剂
(1)在容积大小150升的容器内放入50kg淡水(井口、自来水均可);(2)加入填充剂A,搅拌至全部溶解;(3)加入填充剂B,搅拌至全部溶解;(4)加入填充剂C,搅拌至糊状。
3、植入接地棒
(1)拆开接地棒两端密封胶带
(2)将四分之一配臵好的的填充剂填入孔洞底部;(3)将接地棒植入孔洞中,棒顶与地平面平齐;(4)接好引出线;(5)将其余填充剂填在接地棒周围,填至距棒顶端100mm时止;(6)盖上防护帽,测量接地电阻;
(7)用土填盖防护帽周围,帽顶高出地面100mm。
4、注意事项
(1)钻孔直径不宜大于155mm,以免填充剂填充不足;
(2)盖防护帽时注意棒上的通气孔不得被泥土或填充剂堵塞,帽上通气孔在回填土之上,不得堵塞。
(3)当一根接地棒达不到地阻要求时,可用两根或几根并联使用,棒与棒之间的间隔不宜小于5m;(4)引出线采用50mm多股铜线,引出线与棒体实行压接,接点防腐处理。(5)多极离子接地极的母线采用BV50mm²铜线实行火泥熔接连接。
服务与承诺
1、本公司保证所提供的产品符合国家有关防雷产品的法规和标准。
2.本公司防雷工程中所使用的产品实行一年内免费更换,五年内免费维修,终身维护。
3.我公司承包的防雷工程中所使用的产品,保修期的起始日期为产品安装之日。4.保修期内对符合保修条件的产品,不收取备件费和工时费;对不符合保修条件的产品,收取备件费,免收工时费。
5.凡本公司施工的防雷工程,保证防雷系统及被保护系统的安全有效运行,如防雷系统出现故障,自接到通知之时起,省外48小时派员赶到现场处理,省内24小时派员赶到现场处理,市内4小时派员赶到现场处理。
6.公司对各用户实行免费提供防雷技术人员培训,免费提供防雷技术咨询。7.本公司所使用的产品均由中国人民保险公司质量承保。8.本《服务与承诺》解释权归湖南普天科比特防雷技术有限公司。
湖南普天科比特防雷技术有限公司
某移动基站综合防雷工程预算表