钢结构厂房内不接地电子系统的综合防雷措施研究
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钢结构防雷接地方案钢结构在建筑工程中被广泛应用,其强度和耐久性使其成为一种理想的结构材料。
然而,在雷电活动频发的地区,钢结构容易受到雷电的攻击,造成安全隐患。
因此,设计和实施一个可靠的防雷接地方案对于保护钢结构和使用者的安全至关重要。
本文将介绍一种钢结构防雷接地方案,有效地保护钢结构免受雷击。
1. 了解钢结构的防雷需求在开始设计防雷接地方案之前,我们必须了解钢结构在雷电活动中的特殊需求。
首先,钢结构的金属特性使其成为严重受雷击的目标。
其次,钢结构需要具备良好的导电性能,以便将雷电能量迅速传导到地下。
最后,考虑到施工和维护的便利性,钢结构防雷接地方案应该是可靠且经济合理的。
2. 地质勘测和评估在设计防雷接地方案之前,进行地质勘测和评估是必不可少的。
地质勘测可以确定土壤的电导率和抗压强度,这些因素对于接地系统的设计和维护至关重要。
评估地质条件还可以帮助确定适当的接地方式,例如针对钢结构的垂直接地或水平接地。
3. 接地系统设计针对钢结构的接地系统设计应考虑以下几个方面:- 确定接地极的数量和位置:根据建筑物的尺寸和特点,需要确定合适的接地极数量和位置,以保证接地系统的有效运作。
接地极应分布均匀,并尽量避免与其他设备或管线的冲突。
- 选择接地材料和连接方式:接地材料通常选择导电性能好的铜材料,并采用可靠的连接方式,例如焊接或螺纹连接。
确保接地系统的所有连接点都可靠牢固。
- 设计接地系统的深度:根据地质勘测结果和钢结构的特点,确定接地系统的深度。
较深的接地系统可以提供更好的保护效果。
4. 安装和维护铺设接地系统时需要遵循相关的安装准则和程序。
确保接地极与土壤保持良好的接触,并采取适当的保护措施,防止腐蚀和损坏。
定期检查接地系统的连接,并进行必要的维护和修复工作。
此外,对于大型钢结构,可以考虑安装避雷针和避雷网来进一步增加防护能力。
5. 监测和测试为了确保接地系统的有效性,应定期进行监测和测试。
使用专业的测试设备对接地系统进行电阻测试,并根据测试结果进行必要的调整和维护。
钢结构房屋避雷方案1. 引言在建筑工程中,避雷是一项非常重要的安全措施。
特别是对于采用钢结构的建筑物来说,由于钢结构的导电性能,避雷措施显得尤为重要。
本文将介绍钢结构房屋的避雷方案,包括选址、设计和施工等多个方面,以确保钢结构房屋在雷电活动中的安全。
2. 钢结构房屋选址2.1 避雷基本原则钢结构房屋选址时,需要考虑周围环境的雷电活动情况。
一般来说,应选择地势较高且没有遮挡物的地方,以降低遭受雷击的风险。
同时,要考虑附近的雷电保护设施和城市的供电系统,确保整个区域的雷电防护系统的协调工作。
2.2 避雷措施根据选址原则,可以在设计之初就考虑很多避雷措施。
比如,合理规划房屋的位置,避免直接暴露在高风险地区;同时,在设计地基时,增加地下钢筋的使用,以提高房屋的抗雷击能力。
3. 钢结构房屋设计3.1 外墙避雷系统在钢结构房屋的设计中,外墙避雷系统是非常重要的一部分。
这一系统包括避雷针、避雷网和接地系统。
避雷针通过高度和形状的设计,使其成为雷电最容易击中的物体,从而保护房屋内部和周围的设施。
避雷网则用于引导雷电流进入接地系统,以确保雷电的安全释放。
3.2 接地系统接地系统是钢结构房屋设计中的关键部分。
其作用是将雷电流引入地下,使其安全释放。
接地系统应合理布置,并与外墙避雷系统紧密连接,以保证整个房屋的避雷效果。
在设计中,需要考虑地下水位、土壤电阻率等多个因素,并采取适当的接地材料和技术,以确保接地系统的可靠性。
3.3 避雷设备在钢结构房屋设计中,还需要考虑安装适当的避雷设备。
例如,避雷器、避雷引线等都可以在设计中被考虑。
这些设备的作用是进一步提高房屋的避雷效果,减轻雷电对建筑物和设备的影响。
4. 钢结构房屋施工4.1 施工过程中的防雷措施在钢结构房屋的施工过程中,需要采取一系列的防雷措施,以确保施工人员的安全。
这些措施包括建立合理的安全提示系统,定期检查和维护避雷设备和接地系统,以及提供应急处理方案等。
4.2 施工质量控制钢结构房屋的施工质量也直接影响其避雷效果。
钢结构防雷接地方案钢结构作为一种常用的建筑结构材料,在建筑领域中有着广泛的应用。
然而,钢结构在雷电活动频繁的地区常受雷击的威胁,为了保护建筑结构和人员的安全,采取一套有效的钢结构防雷接地方案是至关重要的。
1. 钢结构的基本原理:钢结构是由钢材构成的,具有优异的导电性能。
在雷电活动中,如果钢结构没有良好的接地装置,它会成为雷电放电的路径,带来严重的电磁影响和安全风险。
因此,在钢结构设计中,必须考虑到防雷接地的重要性。
2. 钢结构的接地设计:(1)接地棒设置:在钢结构周围埋设多根铜接地棒,接地棒长度一般为2米-3米,直径为16mm-20mm,深度约为1.5米。
这样可以确保接地系统与地面充分接触,实现良好的接地效果。
(2)接地网建立:在建筑物的地基中建立一片均匀分布的接地网,由接地棒连接组成。
接地网的面积应根据建筑物的规模和周围环境的雷电密度来确定,以确保所有的钢结构都能有效地与地面接触。
(3)接地装置选型:根据具体的钢结构设计需求,选择合适的接地装置。
常见的接地装置包括接地棒、接地带、接地螺栓等。
接地装置的选型应考虑到土壤电阻、接地效果和与其他设备的配合等因素。
3. 防雷设备的配置:在钢结构建筑中,合理配置防雷设备是防止雷击的重要措施。
可采取以下措施:(1)安装避雷针:在建筑物顶部和高耸部位,安装避雷针以引导雷电电流,减少对钢结构的影响。
避雷针应安装在建筑物外部,并与接地装置连接,确保引导雷电给予地下安全的通道。
(2)安装避雷带:在建筑物周围设置避雷带,通过导体连接,将雷电电流引导到接地系统中,减少钢结构所受到的电磁干扰。
避雷带一般安装在建筑物的中部与底部,并与接地网相连。
4. 检测和维护:一旦防雷接地系统建立完成,就需要进行定期的检测和维护,以确保其正常运行。
主要包括以下几个方面:(1)接地电阻测试:对接地系统进行定期的接地电阻测试,检查接地棒和接地网的接地效果,并记录测试结果。
(2)接地装置的防腐保护:对接地装置进行防腐保护工作,以避免腐蚀影响其导电性能和接地效果。
钢结构防雷接地方案钢结构建筑在现代建筑中得到广泛应用,其优势在于强度高、稳定性好以及施工便利。
然而,在雷电活动频繁的区域,我们需要考虑如何保护钢结构免受雷击的损害。
因此,钢结构的防雷接地方案就显得尤为重要。
本文将探讨一些可行的钢结构防雷接地方案。
1. 基本原理钢结构防雷接地方案的基本原理是将雷电能量引流至地面,确保人身安全和设备正常运行。
雷电从大气中产生,通过接闪器、避雷针等导体引到高处,然后通过导体传导至地面,最终达到引流的目的。
在钢结构中,我们需要考虑如何合理布置导体以及有效引流。
2. 导体的选择在钢结构防雷接地方案中,导体的选择至关重要。
常见的导体材料包括铜、铝等金属。
导体的直径和长度需要根据具体情况进行计算和选择,以确保导体具备足够的引流能力。
此外,导体的连接方式也需要注意,连接不严密可能导致电流无法畅通,从而影响防雷效果。
3. 接地网布置接地网的布置是钢结构防雷接地方案中的重要环节。
接地网通常由水平接地网和垂直接地网组成。
水平接地网是铺设在地面下的导体网,其作用是扩大接地面积,增强接地效果。
垂直接地网是由垂直埋入地下的导体组成,用于导通雷电电流,确保其能够迅速引流至地下。
4. 防雷装置的配置除了导体和接地网的布置,防雷装置的配置也是钢结构防雷接地方案中的重要环节。
常见的防雷装置包括避雷针、接闪器等。
这些装置的作用是在钢结构上形成犄角,将雷电引向地面,避免雷击对钢结构和周边环境造成损害。
5. 防雷接地方案的维护一旦防雷接地方案建设完毕,定期维护和检查是必不可少的。
维护人员需要定期检查导体的连接情况、接地网的完整性以及防雷装置的使用情况。
同时,在雷雨季节,还需要加强巡查和维护工作,确保防雷接地方案的有效性。
总结:钢结构防雷接地方案在钢结构建筑防雷中起着重要的作用。
通过合理选择导体材料、布置接地网,并配置适当的防雷装置,我们可以有效地保护钢结构免受雷击的损害。
同时,定期维护和检查也是确保防雷接地方案有效性的关键。
钢结构防雷接地方案钢结构建筑物在防雷接地方案上有着独特的要求和挑战。
为了保护人员和设备的安全,有效地将雷电击中的能量引导到地面,需要设计合适的防雷接地方案。
本文将讨论钢结构防雷接地方案,并为您提供一些有用的建议。
1. 钢结构防雷接地的重要性在雷电活动频繁的地区或高度建筑物上,很容易成为雷击的目标。
钢结构建筑物作为潜在的高耸目标,需要考虑如何有效地防止雷击对结构和人员的潜在危害。
合理的防雷接地方案可以将雷电击中的能量迅速引导到地下,减少雷击损害的风险。
2. 钢结构防雷接地方案的设计原则(1)地网设计:合理的地网设计是防雷接地方案的核心。
地网应当覆盖整个钢结构建筑物,与建筑物的金属结构紧密连接,并与周围的土壤形成良好的接地。
地网的敷设应当考虑到结构的复杂性和电流分配的均匀性。
(2)接地电阻:接地电阻是评估接地效果的重要指标。
通常,接地电阻应该控制在一定的范围内,以确保接地系统的有效性。
减少接地电阻可以通过增加地网的大小、增加接地极的数量和改进接地材料等方式来实现。
(3)避雷器的选择:钢结构建筑物一般需要配备避雷器来吸收雷电能量,以减轻雷击对结构的损害。
在选择避雷器时,应根据建筑物的高度、周围环境和雷暴频率等因素进行评估,并选择合适的避雷器类型和位置。
3. 钢结构防雷接地方案的实施步骤(1)方案设计:根据钢结构建筑物的特点和需求,制定防雷接地方案的设计方案。
方案设计应包括地网设计、接地材料选择、避雷器配置等内容。
(2)施工实施:根据设计方案进行施工实施。
包括地网敷设、接地极安装、避雷器安装等步骤。
施工过程中应注意施工质量和安全。
(3)测试验证:防雷接地方案完成后,需要进行测试验证。
通过测试电阻和接地电阻来评估接地系统的有效性,并对需要改进的地方进行修正。
(4)维护管理:完成防雷接地方案后,应进行定期的维护和管理。
包括巡视检查、维修更换损坏的接地材料和避雷器,并及时处理各种接地故障。
4. 钢结构防雷接地方案的案例研究以下是一个钢结构防雷接地方案的案例研究,以展示一个典型的设计和实施过程。
钢结构防雷接地方案随着现代建筑技术的不断发展,钢结构的应用范围越来越广泛。
然而,在雷电活跃的地区,钢结构建筑往往面临着雷电侵害的风险。
为了保护钢结构免受雷击损害,有效的防雷接地方案是必不可少的。
本文将介绍钢结构防雷接地方案的重要性,并提出一种适用于钢结构建筑的实施方案。
一、钢结构防雷接地方案的重要性1. 维护人身安全:雷电对人体的危害不可小觑,通过合理的防雷接地方案,可以减少雷击事故对人员的伤害风险。
2. 保护设备设施:钢结构建筑内部常常布置有大量的电气设备,如计算机、通信设备等。
合理的防雷接地方案可以降低雷电对这些设备的损害程度。
3. 延长建筑寿命:雷电损害往往导致钢结构建筑的寿命缩短,采用有效的防雷接地方案可以延长建筑的使用寿命。
二、钢结构防雷接地方案的实施方案为了保证防雷接地方案的有效性,需要在设计和施工阶段充分考虑以下几个因素:1. 地质条件:针对不同地质条件,采用不同的防雷接地方案。
例如,对于多岩层地质条件,可以选择嵌入式雷电接地体方案。
2. 接地电阻要求:根据相关规范对接地电阻的要求,采用合适的接地网设计方案。
可以采用网状接地体,加大接地极间距,以降低接地电阻。
3. 钢结构与接地系统的连接:确保钢结构与接地系统之间的良好连接。
可采用焊接、螺栓连接等方式,保证接地系统与钢结构之间的导电性能。
4. 防雷材料的选择:选择合适的防雷材料,如钢结构用的避雷器和避雷钢管。
避雷器可以将雷电导向到接地系统,避免对主体结构造成损害。
5. 检测与维护:定期对防雷接地方案进行检测与维护,确保其正常运行。
包括接地电阻的测量、防雷材料的更换等。
三、案例分析以某高层钢结构建筑为例,该建筑位于雷电活跃地区,为了保护建筑结构和内部电气设备的安全,实施了以下防雷接地方案:1. 选择适当的地点进行接地,避开地下管线及高压电线等影响因素。
2. 利用钢筋混凝土桩作为钢结构建筑的接地体,并且设置足够数量的接地体以降低接地电阻。
钢结构施工中的防雷与防技术钢结构施工中的防雷与防技术在工程建设中起着重要的作用。
本文将从防雷与防技术的重要性、施工前的准备工作、防雷措施和防技术措施方面进行探讨。
一、防雷与防技术的重要性钢结构在建筑工程中广泛应用,具有优良的性能和明显的优势,但同时也存在着较高的导电性,容易受到雷击的影响。
因此,加强对钢结构施工中的防雷与防技术的研究与实施显得尤为重要。
首先,防雷与防技术的实施能够保障工程正常进行,避免由于雷击导致的设备损坏,保证工期的顺利推进。
其次,科学有效的防雷与防技术能够确保施工现场人员的人身安全,减少事故发生的可能性。
此外,加强防雷与防技术的实施还能够避免雷击对周边环境造成的不利影响,减少安全隐患。
二、施工前的准备工作在进行钢结构施工前,应对施工现场进行详细的勘察,包括地形、地貌、设备等方面的情况,确定施工现场是否存在较大的雷击风险。
同时,还需要详细了解当地的气象条件,包括雷暴天气的发生频率、持续时间等因素。
必要时,还可通过气象部门获取相关的数据,为防雷与防技术的实施提供科学依据。
除此之外,施工前还应制定相应的防雷与防技术方案,根据具体情况选择不同的防治措施。
防雷与防技术方案需要考虑到施工现场的实际情况,包括钢结构的形式、高度、周边环境、施工工艺等因素。
此外,还需与相关部门进行沟通和协调,确保防雷与防技术方案的顺利实施。
三、防雷措施针对钢结构施工中的防雷需求,可以采取以下几种防雷措施:1.避雷针的设置:根据建筑物的高度和形状,合理设置避雷针,将雷电引入地下,以保护建筑物和人员的安全。
2.建立接地网:通过合理布置导体线网,并将其与大地接触,将雷电引导到地下,确保建筑物及设备的安全。
3.电源系统的保护:对电源系统设备进行合理的保护措施,包括避雷器的安装和保护接地的设置,以减少雷击造成的损坏。
4.防雷接地装置:在建筑物周围设置合适的防雷接地装置,将雷击引导到地下,确保建筑物及周边环境的安全。
四、防技术措施在钢结构施工中,除了要进行防雷措施外,还需要采取一系列防技术措施,以确保施工安全和施工质量:1.人员保护:施工现场的人员应穿戴防静电服,并按规定使用相关防护用具,以降低静电引发事故的风险。
钢结构装配式建筑施工中的防雷措施一、概述钢结构装配式建筑作为一种高效、节能、环保的施工方式,越来越受到人们的青睐。
然而,在施工过程中,防雷措施也变得尤为重要。
这篇文章将介绍钢结构装配式建筑施工中的防雷措施。
二、背景知识1. 雷电现象雷电是自然界的一种自然灾害,是大气放电现象的结果。
在安全范围内自由传导和瞬间释放大量能量,给人类和物质带来严重威胁。
2. 钢结构装配式建筑特点钢结构装配式建筑具有易产生雷击和易遭遇风暴等特点。
该类型建筑通常由金属构件(主要是钢材)组成,对漏电流容许值较低。
三、土建阶段防雷措施在土建阶段,需要采取以下防雷措施:1. 防止侧击- 合理设置导线网:根据装配式建筑实际情况进行分析和计算,在墙体上铺设合理布局、规模适当的导线网,能够将雷电的侧击引入地下。
- 安装导线终端:在合适位置安装导线终端,对于运动和接触较集中的部位,适当增加终端数量,以减小雷电击中的概率。
2. 排除危险因素- 清除聚集物:及时清除施工现场上可能聚集的金属材料、水泥包装袋等聚电性物质,避免其成为雷击点。
- 移除危险设备:施工期间若存在高度突出的起重吊装设备或大面积金属脚手架等应尽量移除,以减小遭受雷击的风险。
四、装配阶段防雷措施在装配阶段,需要采取以下防雷措施:1. 预先设置接地系统- 钢结构装配式建筑各个组件应确保有良好的接地连接,并与基础接地系统进行连接。
预先设置好接地系统可以有效分散和引导雷电流入大地。
2. 加强建筑材料保护- 使用耐雷瓦片:在钢结构装配时使用具有良好耐雷性能的瓦片,可有效隔离雷击点,保护建筑材料。
- 使用防雷针:在装配过程中,根据设计要求合理设置防雷针,增强建筑物的耐雷能力。
五、验收与使用前的防雷措施在验收与使用前的阶段,需要采取以下防雷措施:1. 防止漏电流超标- 导线连接:检查导线连接是否牢固可靠,有无脱落、破损等情况。
采用正确方式焊接和连接导线。
- 使用避雷器:安装适当规格的避雷器和限流装置来保护设备免受过电压影响。
钢结构的防雷措施钢结构是一种广泛应用于建筑和桥梁等领域的重要结构形式。
然而,由于钢结构具有导电性,对于防雷措施的需求也相应增加。
在本文中,将探讨钢结构的防雷措施,以提供一些有效的解决方案。
一、接地系统接地系统是钢结构防雷的首要措施之一。
接地系统能够将钢结构的电流引入地下,使其得到有效的分散和释放。
一个有效的接地系统应包括如下几个方面:1. 接地导体:接地导体应使用低电阻的材料,如铜或镀铜的钢材,以确保电流能够顺利流过。
接地导体的截面积应根据钢结构的大小和导电要求进行合理选择。
2. 接地电极:接地电极是将接地导体连接到地下的关键部分。
常见的接地电极包括隧道电极、钢桩电极和化学接地电极等。
选择适当的接地电极类型取决于施工条件和具体要求。
3. 接地电阻:为了降低接地系统的电阻,可以采取降阻措施,如增大接地电极数量、增加接地电极的长度或使用土壤改良材料等。
二、避雷器除了接地系统,避雷器也是钢结构防雷的关键设备之一。
避雷器能够将雷击电流引导到安全地方,以保护钢结构免受雷电的侵害。
以下是常用的钢结构避雷器:1. 避雷带:避雷带是一种多条接地导体相互连接的装置,通常安装在钢结构的周围。
它能够吸收和分散雷击电流,减少雷电对钢结构的影响。
2. 避雷球:避雷球是一种安装在钢结构上的球形避雷器,通过其特殊的结构和导电性能,能够将雷电引向地下,以减少对钢结构的损害。
3. 避雷网:避雷网是一种用导电材料制成的网状结构,用于覆盖整个钢结构,形成一个完整的保护层,以分散和释放雷击电流。
三、绝缘保护除了接地系统和避雷器,绝缘保护也是钢结构防雷的重要一环。
绝缘保护能够减少雷电对钢结构的直接影响,提高其抗雷电能力。
以下是一些常见的绝缘保护措施:1. 绝缘涂层:在钢结构表面涂覆绝缘涂料,能够有效阻断雷电的传导,降低雷电对钢结构的侵害。
2. 绝缘支撑:在接触到钢结构的雷电部件上,使用绝缘支撑件来隔离电气连接,减少直接接触。
3. 绝缘保持:对于一些容易积聚静电的部件,如通风管道和水管等,应采取绝缘保持措施,以避免雷电击穿和损坏。
钢结构防雷接地方案钢结构建筑在现代建筑中占据了重要的位置,它们拥有优异的抗力和可持续性。
然而,在面对雷击等自然灾害时,钢结构也需要采取一系列措施以确保安全。
钢结构的防雷接地方案是其中一项非常重要的措施。
本文将详细探讨钢结构防雷接地方案,并分析其原理和实施细节。
1. 概述钢结构建筑在雷击事件中容易成为主要的闪电击中目标。
因此,良好的防雷接地方案至关重要。
接地系统的主要目标是在雷击事件中将电流迅速而安全地引导到地面,保护建筑物及其内部设备免受电压过高的损害。
2. 接地网接地网是钢结构防雷接地方案的核心。
它是由导体组成的网状结构,通过埋入地下与建筑物的金属结构相连。
接地网能有效地分散和释放雷电冲击产生的电流。
为了确保接地网的良好性能,需要注意以下几点:- 接地网的面积应足够大,以确保能够吸收和分散雷击事件中的大量电流;- 接地网的导体选择应优质,例如铜或镀银材料,以提高电导性能;- 接地网的安装应注意导体的连接质量,确保接触良好,减少接地电阻。
3. 导线系统钢结构防雷接地方案还需要配备导线系统,以确保全面的接地效果。
导线系统主要包括下列几个方面:- 主导体:主导体是将接地网与建筑物内部电气设备连接的关键部分。
它必须具备足够的电导率和耐腐蚀性能,以保证电流的快速传导和长期稳定的工作。
- 分支导体:为了保持接地网的一致性,需要设置分支导体连接到接地网上不同位置的下方。
这些分支导体可以采用与主导体相同的材料。
- 冲击导线:冲击导线是将导电性能弱的结构件连接到接地网的关键部位。
它们能够吸收和分散雷电冲击中的电流,保护结构件免受损坏。
4. 接地电阻测量为了确保钢结构的防雷接地方案正常工作,需要定期进行接地电阻测量。
通过测量接地电阻,可以评估接地系统的性能,并及时采取措施修复和加固。
接地电阻测量应该按照相关标准和规范进行,并记录和保存测量结果。
5. 额外措施除了上述的主要防雷措施外,还有一些额外的措施可以进一步提高钢结构的防雷能力:- 避雷针:安装避雷针可以吸引并导入雷电,减少钢结构建筑本身被雷击的可能性,减轻对接地系统的要求。
钢结构厂房内不接地电子系统的综合防雷措施研究
【摘要】本文主要探讨钢结构厂房内部不接地计算机控制系统的防雷措施,并提出了一种综合应用接闪、屏蔽、接地、分流等防雷措施的防雷方法。
在钢结构铝电解厂房应用后,解决了计算机控制系统遭雷击瘫痪影响生产的隐患,并经两次雷雨天气检验效果良好。
【关键词】铝电解;钢结构;计算机控制系统;防雷;不接地系统
钢结构厂房因其施工工期短,投资少,回收率高等优点在工业厂房中日渐普及。
郑州发祥铝业有限公司铝电解车间为钢结构厂房,在2006年~2012年间,累计遭5次雷击,均造成厂房内安装的电解槽计算机控制系统瘫痪,给生产造成了较大影响。
一、铝电解厂房易遭雷击原因探究
2005年以来,铝电解企业不断遭受雷击困扰,在河南、四川等地尤为严重。
究其原因,主要有以下原因:
1.铝电解生产采用高达数十万安培的大电流熔盐电解法,其导电母线裸露,故需要严格控制接地点以防构成接地回路导致人身触电事故。
电解铝厂房内电气设备通常采用独立隔离电源并对地绝缘安装,这也为其防雷增加了难度。
铝电解生产的主要控制设备--铝电解槽控机由于工艺操作安全的要求,必须采用绝缘法安装,其外壳对地及其他金属件完全绝缘。
而槽控机是一个高度精密的微电子设备,当电解厂房遭受雷击时,闪电通道中会产生高达几百万伏的脉冲电压、几万安培的脉冲电流,电流上升率会达到几万A/μs,所以在闪电通道周围的空间会产生强烈的闪电电磁脉冲,雷电电磁脉冲以雷击点为中心向周围传播,在槽控机微电子元件的信号通道、电源通道上产生感应过电压和过电流,从而导致元件损坏。
2.电解厂房由于直流大电流产生的强磁场及电场,对雷雨云中的电荷有吸引作用,当雷雨云的高度较低,或者雷雨云与厂房之间由于雨滴及粉尘造成绝缘降低,雷雨云与厂房间直接击穿放电。
故电解厂房因其特殊的原因更易引来雷击。
3.电解粉尘尤其是烟囱粉尘在上升过程中产生电荷,其实际引雷效果高于自身高度,更易成为雷电接闪通道,增加雷击可能性。
4.根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057 -2010)要求,钢结构厂房屋面直接作为引雷接闪装置,并通过钢结构厂房钢柱等直接对地引雷。
而钢结构厂房在厂房立柱与檩条之间、檩条与彩钢板之间的“可靠连接”无法保证,造成接地通道不规则,接闪时电流通道分散,电磁干扰范围大,增大雷电电磁干扰损害范围。
二、铝电解厂房的防雷措施演变
2006年,河南神火铝业与陕西中天网景联合研制了应用于电解厂房内部不接地计算机控制系统的浪涌保护器,使用效果较好。
郑州发祥铝业有限公司在电解控制系统遭受雷击后,也与武汉某大学合作加装浪涌保护器。
但在后来的3次雷击灾害中,浪涌保护器虽相对未加装前减弱了雷电损害的程度,但仍未能完全避免控制系统损坏。
原理上,浪涌保护器在接闪、分流、屏蔽、均压、等电位、接地等六大防雷措施中属于分流措施,当回路中因外界干扰产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器在极短的时间内导通分流,从而避免对回路中其他设备造成损害。
理论上浪涌保护器对微电子设备的保护具有不可取代的作用,但是其有本身的缺点:
1.浪涌保护器的响应时间及残压对其保护效果起决定性作用,只有采用响应时间快,泄压可靠,残压小的浪涌保护器,才能起到较好效果。
2.原则上浪涌保护器与回路中的其他设备并联,当尖峰电压产生时,回路中其他设备同时受到冲击,在浪涌保护器的响应时间内设备不能承受尖峰电压时,也无可避免地会受到损害。
同时浪涌保护器需要检测手段定期检测确保工作正常,此检测手段要求相对较高,拉高了维护成本。
如检测不当不能及时更换失效的浪涌保护器,则对保护设备同样留下较大隐患。
2012年登电集团铝合金厂在铝电解控制系统加装浪涌保护器的基础上,综合增加了通讯线缆的屏蔽接地,并配合原有的防雷接地网,应用效果较好。
三、综合防雷措施方案
结合郑州发祥铝业有限公司钢结构铝电解厂房历年雷击的特点,电子设备外壳屏蔽接地是防止雷击对电子设备造成损害的最有效措施。
然而由于铝电解生产的特点,邻近直流母线的设备从人身安全方面考虑禁止接地。
由此,采用大屏蔽接地来规避单独设备屏蔽接地就成为选择方案,再辅以其它防雷措施,构成对钢结构厂房内的电子设备的综合防雷保护措施。
1.屏蔽
雷电电磁脉冲是雷电过程产生的瞬变电流和电磁辐射,是信息化时代的防雷薄弱环节。
屏蔽可阻止或减少交变磁场向区域内的渗透。
是防电磁脉冲伤害最有效的手段。
若钢结构厂房不用于直接接闪,则钢结构厂房成为内部设备的金属外壳,钢结构厂房的接地系统成为设备屏蔽保护层。
当雷击接闪器时,厂房对内部设备形成屏蔽保护,包括电解槽计算机控制系统,电解厂房内部设备无法形成感应过电压,从而避免雷击伤害。
在实际应用,应注意以下措施:
⑴改善厂房的檩条与彩钢板、立柱之间连接的可靠性,确保屏蔽层可靠接地。
⑵将电气控制系统通讯信号线、其他信号线屏蔽层分段可靠接地并确保与邻近电解槽的设备外壳绝缘。
2.接闪
由于钢结构厂房做为设备屏蔽层后不能再承担接闪功能,需要增加接闪措施并确保钢结构厂房不接闪。
钢结构厂房上部增设避雷带将带来避雷带与钢结构本身的绝缘处理问题,在厂房周围增装独立避雷针并和原有直接接闪设备如烟囱、料仓、邻近建筑避雷带构成防雷覆盖网络是较佳选择。
各增设避雷针与原有直接接闪设备构成保护覆盖高度hO应不小于厂房高度he,应用直接作图法。
两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧确定,圆弧的半径为RO’。
O点为假想避雷针的顶点,其高度应按下式计算:
式中:hO——两针间保护范围上部边缘最低点高度,单位m;
D——两避雷针间的距离,单位m。
当hO=he时,取P=1,由公式:
可求的最小避雷针高度h;再根据多避雷针覆盖范围作图法检验避雷针覆盖范围,确保完全覆盖钢结构厂房。
3.接地
避雷针、烟囱等直接接闪设备接地单独处理。
并距厂房3m以上。
厂房仍保持良好接地。
4.分流
在计算机控制系统通讯信号线、电流信号线、电源线上适量增装浪涌保护器,作为后备防雷保护,一旦厂房遭受侧击雷、滚动雷或绕击雷击中时,作为后备保护,降低雷电伤害程度。
综合防雷措施2013年在郑州发祥铝业有限公司实施后,至今厂区已经历两次雷击,均未发生电子设备损坏。
可见,综合防雷措施在钢结构厂房防雷保护上有一定推广意义。
参考文献
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