摘 ?要：近年來，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，凈水廠內(nèi)建筑電氣設(shè)備越來越多，雷擊事件發(fā)生的頻率也有所增多，使得凈水廠面臨非常大的經(jīng)濟(jì)損失。電氣設(shè)備在雷電環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)性比較高，遭遇雷電災(zāi)害不僅會導(dǎo)致國家財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重的還可能會造成人員傷亡，所以，為了降低電氣雷擊災(zāi)害發(fā)生率，就要做好防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。本論文著重于研究凈水廠內(nèi)建筑電氣防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)及要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：凈水廠;建筑;電氣;防雷接地系統(tǒng);設(shè)計(jì);要點(diǎn)

引言：

凈水廠內(nèi)使用的建筑電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程中很容易受到雷擊的影響，不僅會導(dǎo)致設(shè)備的損壞，還會造成人員傷亡，影響凈水廠的穩(wěn)定運(yùn)行。為了避免雷電環(huán)境中建筑電氣設(shè)備受到影響，就需要做好防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，確保設(shè)備功能更好地發(fā)揮出來[1]。

一、工程概況

銅陵市橫港取水口及其配套供水設(shè)施遷移工程分兩期實(shí)施，近期建設(shè)規(guī)模為30萬噸/日常規(guī)處理、污泥處理生產(chǎn)線，遠(yuǎn)期擴(kuò)建配套30萬噸/日深度處理生產(chǎn)線。本工程電氣設(shè)計(jì)為水廠一期工程構(gòu)建全新的、完備的變配電系統(tǒng)，主要涉及避雷與接地安全等內(nèi)容，并針對水廠遠(yuǎn)期發(fā)展提出供電規(guī)劃設(shè)想。

二、電氣防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）預(yù)算雷擊的次數(shù)

凈水廠的建筑物屬于一般性工業(yè)建筑物，根據(jù)預(yù)算雷擊次數(shù)計(jì)算獲得了如下的結(jié)果。（表1：預(yù)算雷擊的次數(shù)）

所有建（構(gòu)）筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)每天不超過0.25次。其中10千伏變電所及二級泵房屬于重要供水設(shè)施，因此按二類防雷設(shè)計(jì);加藥間、門衛(wèi)、垃圾房預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)每天不超過0.05次;垃圾房考慮不作防直擊雷設(shè)計(jì)。門衛(wèi)中含有安防室所以考慮按三類防雷設(shè)計(jì)、加藥間為主要生產(chǎn)構(gòu)筑物所以考慮按三類防雷設(shè)計(jì);其余建（構(gòu)）筑物均按三類防雷設(shè)計(jì)[2]。沉淀池為池體構(gòu)筑物內(nèi)部水體不屬于保護(hù)范圍，僅四周池體作為保護(hù)對象，防雷等級按三類標(biāo)準(zhǔn)考慮。

（二）建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級

凈水廠在安裝防雷裝置的時(shí)候，需要根據(jù)攔截效率將雷電防護(hù)等級確定下來。具體見表2。（表2：建筑物防雷裝置的攔截效率）

門衛(wèi)、加藥間、辦公樓等等的防雷裝置所需要達(dá)到的攔截效率要超過0.9，在設(shè)計(jì)中需要達(dá)到雷電防護(hù)C級，所安裝的奇遇單體防雷裝置需要達(dá)到的攔截效率介于0.9至0.98之間，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要達(dá)到雷電防護(hù)B級。

（三）建筑物防雷設(shè)計(jì)

1.防直擊雷設(shè)計(jì)

沉淀池為池體構(gòu)筑物，內(nèi)部水體不屬于保護(hù)范圍，僅四周池體作為保護(hù)對象，防雷等級按三類標(biāo)準(zhǔn)考慮。利用池體上欄桿及吸泥機(jī)行車軌道作為接閃器，利用池壁內(nèi)直徑超過φ16以上的主筋通長焊接，要求每個位置安裝兩根，以此作為引下線，其上端連接到欄桿和吸泥機(jī)行車的軌道上面，其下端則需要連接到基礎(chǔ)內(nèi)的主鋼筋，經(jīng)過焊接處理，可以起到接地體的作用。要求引下線之間的距離要小于等于25米。

2.防側(cè)擊雷設(shè)計(jì)

防雷建筑物無高于45米的建（構(gòu)）筑物，第三類防雷建筑物無高于60米的建（構(gòu)）筑物，故不考慮防側(cè)擊雷設(shè)計(jì)。

（四）接地裝置設(shè)計(jì)

接地電阻不可以超過4歐姆，如果是重復(fù)接地電阻，則不可以超過10歐姆。建筑物優(yōu)先利用建筑物下部鋼砼結(jié)構(gòu)作自然接地體，此外35千伏變電所及6千伏變電所均另設(shè)人工接地體作接地裝置[3]。

建（構(gòu)）筑物接地體優(yōu)先利用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)下層的兩根直徑不小于φ12，如果是4根，直徑不小于φ10，以主鋼筋作為基礎(chǔ)自然接地體，兼作接地體的鋼筋連接應(yīng)用焊接技術(shù)，構(gòu)成了接地網(wǎng)。接地電阻如果不符合要求，則需要在室外環(huán)境中采用人工接地的方式，連接的時(shí)候使用焊接技術(shù)銅包將鋼接地線連接起來。室外接地極和接地線埋深1米，接地極應(yīng)用焊接技術(shù)連接到接地線，焊接上采用搭接的方法，長度要超過100毫米，焊接所在位置都需要涂瀝青，可以起到很好的防腐作用[4]。

（五）雷擊電磁脈沖防護(hù)設(shè)計(jì)

所有構(gòu)筑物室內(nèi)做等電位連接，建筑物室內(nèi)設(shè)接地干線，接地干線離地0.25米沿墻安裝（在配電間和主要設(shè)備間明敷，生活間和金屬管道較少的房間暗敷，沿地坪敷設(shè)時(shí)暗敷，過門穿PVC管暗敷），水平固定點(diǎn)之間的距離要達(dá)到1.5米，在轉(zhuǎn)彎部分的水平固定點(diǎn)之間的距離要達(dá)到0.5米，接地裝置的安裝詳見國標(biāo)。各構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)備槽鋼底座、設(shè)備外殼、電纜支架等等，與接地干線的焊接要保持最短的距離，路之間的焊接要形成導(dǎo)電系統(tǒng)，當(dāng)然也可以采用連接的方式實(shí)現(xiàn)，可以用于等電位聯(lián)結(jié)，還需要在配電間將等電位連接盒設(shè)置好，確保電源進(jìn)線PE線應(yīng)就近與等電位盒可靠連接[5]。

一些外來導(dǎo)電物連接到建筑物當(dāng)中，都需要在入戶的位置（比如LPZ0區(qū)的界面位置以及LPZ1區(qū)的界面而位置）連接到室內(nèi)的等電位接地干線上，以此作為電位連接。為控制好線路侵入的雷擊電磁脈沖過電壓，在每段35千伏及6千伏的母線上安裝交流無間隙金屬氧化鋅避雷器[6]。在低壓和弱電系統(tǒng)分級設(shè)置SPD，保護(hù)人員和設(shè)備安全。其中戶外線路進(jìn)入構(gòu)筑物處，也就是說，當(dāng)LPZ0A或者LPZ0B連接到LPZ1區(qū)的時(shí)候，需要將I級試驗(yàn)電涌保護(hù)器設(shè)置在室內(nèi)總配電箱所在位置或者設(shè)置在總配電柜所在位置，電涌保護(hù)器所發(fā)揮的作用是保證電壓保護(hù)水平達(dá)到2.5千伏，或者超過這個數(shù)值。沖擊電流值要達(dá)到12.5千安或者超過這個數(shù)值。在區(qū)域界面處超過LPZ1的位置，在設(shè)置試驗(yàn)電涌保護(hù)器的時(shí)候，需要按照II級水平設(shè)置或者III級水平設(shè)置，確保電壓保護(hù)水平符合額定值，使得各類設(shè)備具有良好的絕緣耐沖擊性，符合電壓額定值。如果是II級試驗(yàn)電涌保護(hù)裝置，要求其放電電流要超過5千安，如果是III級試驗(yàn)電涌保護(hù)裝置，要求其放電電流要超過3千安。對于電子信息設(shè)備所在位置的弱電機(jī)房要予以保護(hù)，同樣需要保護(hù)的還有消防控制室、安保控制室等分配電箱處電壓保護(hù)水平值小于或等于1.5千伏。

（六）雷電防護(hù)區(qū)屏蔽

水廠控制中心設(shè)置在LPZ2區(qū)內(nèi)，并與雷電防護(hù)區(qū)屏蔽體由一定的安全距離。埋入建筑物內(nèi)的電力線路采用鎧裝，無屏蔽層的信號電纜采用鋼管埋地，鎧裝層和金屬管就近與等電位連接板可靠連接。屏蔽電纜中設(shè)置有屏蔽層，其兩端需要連接到防雷區(qū)域范圍的交界處，才能很好地起到防雷的作用[7]。

三、電氣防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）做好評直擊雷保護(hù)設(shè)計(jì)

凈水廠的35千伏變電所和二級泵房、及含丙類危險(xiǎn)場的加藥間等構(gòu)筑物在設(shè)置防雷措施的時(shí)候需要按照二類防雷建筑進(jìn)行，如果是在屋頂設(shè)置避雷帶，則需要采用接閃器，對于直擊雷可以起到預(yù)防的作用。對于屋頂?shù)谋芾讕Э梢园l(fā)揮熱鍍鋅扁鋼的作用，要求這些材料的構(gòu)成中，規(guī)格上要局限于10×10米以內(nèi)，或者12×8米以內(nèi)，才能形成有效的避雷網(wǎng)格。

（二）接地的設(shè)計(jì)

35千伏變電所采用人工接地體作為接地裝置，其他結(jié)構(gòu)均采用建筑物下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為自然接地體。應(yīng)用組合接地的方法進(jìn)行防雷接地，也可以用于工作接地以及實(shí)施保護(hù)接地，接地電阻要控制在1歐姆以內(nèi)，不能超過這個范圍。變電所底層可以采用接地網(wǎng)均壓帶設(shè)置的方式，對于接觸電壓以及跨步電壓都要有效控制[8]。

相鄰開關(guān)柜之間的網(wǎng)絡(luò)電纜通過柜側(cè)預(yù)留孔敷設(shè)，信號防雷及過電壓保護(hù)裝置設(shè)置在離柜電纜橋架前。網(wǎng)絡(luò)電纜進(jìn)入預(yù)處理器通信模塊前，應(yīng)設(shè)置信號防雷和過電壓保護(hù)裝置。弱電監(jiān)測系統(tǒng)與接地系統(tǒng)采用“一點(diǎn)接地”方式連接。

結(jié)束語：

通過上面的研究可以明確，凈水廠內(nèi)建筑電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程中，如果遇到雷電環(huán)境，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是比較高的。為了降低雷電導(dǎo)致的災(zāi)害事故發(fā)生率，就需要做好防雷接地設(shè)計(jì)工作，將科學(xué)有效的預(yù)防措施制定出來，做到雷電事故科學(xué)預(yù)防，規(guī)范操作，為電氣設(shè)備創(chuàng)造安全的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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[8] 秦培林， 呂澤紅. 防雷接地參數(shù)對雷電波傳輸過程的影響[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2018（06）：14-15.

作者簡介：

項(xiàng)潔敏（1982.7.26）;性別：男;籍貫：浙江寧波;民族：漢;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：工程師;職務(wù)：設(shè)計(jì)師;研究方向：供配電。