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独立接地系统组织方案

(2017-02-14 17:16:01)
分类: 防雷技术方案
独立接地系统组织方案
  编辑:万佳防雷    负责人:杨帅

1、设计依据及相关标准:

GB 50057-94    《建筑物防雷设计规范》(2000版)

GB 50054-95    《低压配电设计规范》

GB 50174-93    《电子计算机机房设计规范》

GB 50169-92    《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

IEC 61024      《建筑物防雷》

IEC 61312      《雷电电磁脉冲的防护》

GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

D  562         《建筑物、构筑物防雷设施安装》

2、设计原则:

雷电防护设计是一项系统工程,系统结构愈合理,系统的各个部分之间才可以有机结合,相互之间的作用就愈协调,从而使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。在系统防雷保护设计中主要的目是厂房设备与静电接地的客观实际条件进行有机的结合,通过合理配置,使之溶为一体,确保系统的稳定工作,从而发挥出系统防护工作的最佳效果。

依据IEC-61024雷击区域划分(室外区,室内区,设备区)的要求, 建筑物必须安装有防雷装置的避雷针或避雷带(在本设计方案中不考虑直击雷的防护);电源线和信号线安装防雷电感应的避雷器;以及采用各种接地、屏蔽手段在防雷区界面处进行等电位联结,达到消除防雷区内各设备之间电位差的目的。

 

独立接地材料配置单

设计依据 

依据 GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》;GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000版)第三章:建筑物防雷设施;第四章:防雷装置,第三节:接地装置中关于接地的要求,参考IEC 61024《建筑物防雷》标准第一部分:通则,第二节:外部防雷装置(LPS);第二部分:防雷装置的设计、安装、维护及检查,第二节:防雷装置(LPS)的设计;第三节:外部防雷装置(LPS)的施工;在满足客户所提技术需求的情况下,按照9903D501-4 《接地装置安装》标准图集进行施工。 

GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》标准第 5.1.2条强制要求:需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。5.2.5条强制要求:接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。5.2.6条强制要求:接地装置应优先利用建筑物的自然接地体,当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。5.4.1-2条强制要求: 电子信息系统设备由TN交流配电系统供电时,配电线路必须采用TN—S系统的接地方式。 

 

材料选型:

主材选用长效接地极、离子接地极与接地模块

 

 


铜包钢材料由于具有良好的导电性能、较高的机械强度、尤其是外部包覆的铜层具有良好的抗腐蚀性能,已被广泛地应用于接地装置中。美、英、德等国家在有关标准中规定接地体、接地线均可采用铜包钢复合材料。在我国,接地装置的防腐蚀性和可靠性已日益引起重视,采用铜包钢复合材料代替钢或镀锌角钢作接地装置已开始普及。
铜包钢接地棒克服了电镀法和套管包覆发存在的结合力差等缺陷,具有铜层厚、阻值低、耐腐蚀性强、强度高、安装方便、电气连接性能好等优点,可广泛用于输变电荷通讯线路、电站、建筑物及天线的接地装置中,也可用于计算机等电子设备的接地系统,并可与接闪器(避雷针、避雷线)及引下线组成防雷接地装置。
性能特点
完美的铜分子与钢棒持续结合;强度高,适于深钻,有效利用深层的低土壤电阻率降低接地电阻;良好的耐腐蚀性能;施工十分方便,可手工或利用相关机械施工.通过深入接地岢用最少的接地棒获得所需的接电阻值.如果使用短的(6米或短于6米)接地棒获得相同电阻值,则接地棒的数量多而且施工面积大,显而易见,花费要多几倍.在城市需要挖开柏油路和移动大石头的地方,利用这种垂直接地棒可以避免很多施工时的麻烦.
使用优势
由于我们可以按要求的长度链接接地棒,所以接地棒可以深入地下20米,而不受任何可能增加土壤电阻率及接地电阻的气候条件(冻土、干旱等)的影响。
通过深入接地,可用最少的接地棒获得所需的接地电阻值。如果使用短的(6米或短于6米)接地棒获得相同的电阻值,则接地棒的数量多而且施工面积大,显而易见,花费要多几倍。
在城市需要挖开泊油路和移动大石头的地方,利用这种垂直接地棒可以避免很多施工时的麻烦。

铜包钢接地棒技术参数和特点:

1.镀铜接地棒,采用优质Q235低碳钢芯,外镀99.9%纯铜的生产工艺,从而保证了铜层与钢芯之间的永久分子联接。具有良好导电性能,耐腐蚀性及较高的抗拉强度。
2.铜层厚度: ≥0.25mm
3.电阻率:≤0.059Ωmm
4.抗拉强度:≥500N/mm
5.耐腐蚀性:浓度10%的硝酸液中泡90小时以上,腐蚀不得失重≥15%
6.铜层结合力:持续体温300℃达1小时以上后急冷,铜层不剥落
7.铜层可塑性:将镀铜接地棒弯曲180°,铜层无裂缝,无脱落现象。

铜包钢接地棒规格

目前最常用的规格有16×1500长镀铜厚度为0.254;电力部门一般常用20×2500的规格。镀铜厚度目前有0.127mm、0.254、0.33、0.5、1.0厚,在同样的材质下镀铜厚度越高导电性能越好。

铜包钢接地棒施工方法

1、挖开水平连接沟槽:一般深度大于60cm,宽度40cm既可;
2、将接地棒植入地下:可以采用冲力钻,也可以锤头夯入,如果是多根组合型接地棒,需要植入地下很深,可能遇到石头或者接地棒周围需要加入降阻剂,则可以采用钻孔植入的方法;
3、接地棒直接连接方式:大型接地网一般采用热焊接的方法,可靠牢固。小型简单地网,可以采用金属连接夹连接。


一、产品用途
长效防腐降阻剂适用于高土壤电阻率、高山缺水、腐蚀性较大的地区等各种地区的接地工程。如电力输变电、电视、广播、雷达、石油化工厂、储油库、电子计算机、实验室及高层建筑物等的安全接地、工作接地、保护接地、防雷接地及静电接地。

二、产品特点
•增大了接地体的等效截面积和与土壤的接触面积。
•良好的吸附性能,使接地体和土壤的结合更加紧密,消除了接地体与土壤之间的接触电阻,改善了土壤中的电场分布。
•良好的渗透性能,深入到泥土及岩缝中,形成树根网状,增大了地中的泄流面积,减少了地中的流散电阻。
•保护接地体免遭土壤中的各种腐蚀与侵害。
•独特的负阻特性,降低了接地体在瞬间泄流时,地表面和装置之间的电位分布梯度,提高了对人身、设备和设施的安全保护性和可靠性。

三、降阻原理
随着电力、电气等工业的日益发展,对接地电阻提出了更高的标准。由于受地形、地质、环境、资金等客观条件的限制,使用角钢或角铁的接地方法难以达到较高的接地要求,即使暂时达到了要求,又会因为环境恶劣而使普通接地材料腐蚀较快,造成每年都要整改,资金及人力投入过大而得不偿失。实践证明,在接地地网中使用长效防腐降阻剂,降阻效果明显,而且省钱、省力、耐用,深受用户好评。
长效防腐降阻剂内含稳定的导电成份、化学电解质、金属钝化防腐剂、保水剂等成份。将它施用于金属接地体和土壤之间,一方面它能够与金属接地体和土壤紧密接触,扩大散流截面积,降低金属接地体与土壤间的接触电阻;另一方面施工时它向周围土壤孔隙中流动渗透,降低周围土壤电阻率,在接地体四周形成一个电阻率变化平缓的低电阻区域,使整个地网接地电阻显著降低。


产品简介

    本产品广泛应用于通讯行业、电力系统、建筑系统、军shi设施、交通系统、银行系统、计算机系统、广电系统等行业领域的设备地、交、直流工作地、安全保护地。WJD离子接地极由先进的缓释接地极(内含可逆性缓释填充剂)、引发剂和增效离子填充粉组成。电极外壳为钛合金,以确保最高导电性能及较长使用寿命,并配以内外两大种类填充剂,填充剂为无毒化合物,对环境无污染。经试验证明,土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。接地导体外部的填充剂是以具有强吸水力,强吸附力和阳离子交换性能的材料为主体,配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高压冲击的多种化学材料为辅料。主要用于解决接地导体周围的接触电阻,改善了周边土壤的电阻率,有效地增强了雷电导通释放能力。导体内部填充材料含有特制的电离子化合物,能充分吸收空气中的水分。通过潮解作用,将活性离子有效释放到土壤中,与土壤及空气中的水分作用,更加促进导体外部缓释降阻,且保持阻值长期稳定。导体内部的化合物,随时间的延长逐步化合成胶质透明状态。我们利用胶质化合物的导电性能,使整个系统能够长期处于离子交换的状态中,从而构成了理想的电解离子接地系统。 

    产品优特点:

    WJD离子接地极以占地面积小、施工难度低、降阻效果持久稳定等为技术突破点。与中国科学院专家合作,确立了产品金属电极、浅深工艺、电化学方法壳层处理的基本理论框架;其独特的离子缓释技术与抗腐性能,使接地降阻效果不断提升并在最jia值趋于稳定,适用于不同的地质条件,尤其适用于各类较高接地要求,接地工程难度较大的场所,具有优越的性能价格比。


一、产品特点:

² 本产品是高土壤电阻率地区接地工程用于降低接地电阻的专用产品。适用于各种类型的土壤环境,具有抗腐蚀、无毒环保、使用寿命长、工程安装简单、效果显著的特点,是适合防雷接地、各种安全地和工作地、信号逻辑地的通用产品。

² 非金属接地体是以导电性、稳定性很好的非金属高分子复合材料为主材,以抗腐蚀表面处理过的优质合金作为内部框架加固,通过专用液压机经过50KPA以上的压力挤压成型,再经过表面优化处理而成。根本上解决了同类材料难以克服的腐蚀和密实底低,易碎及稳定性差的通病。

² 该接地体与保护对象的引下地线相连接,一方面本身的导电性能强电阴率很低,又有较大的散流面积,复合高分子材料和土壤的结合性强,降低了接触电子;另一方面,本接地体独特的可扩散亲水性表面活性剂成分,通过扩散改造附近土壤层,使其湿润,而且该成分是阳离子型高分子材料,电解提供土壤导电必须的电解络合离子,使散流效果更好;同时,本接地体采用了合金极芯框架,使其在土壤中抗腐蚀,为加强极芯框架腐蚀寿命,进行了表面抗腐蚀处理,根本上保障了接地体多年使用无忧。

² 本产品是灰黑色,表面有金属光泽;两端为连接极芯;分方形板状及圆柱形两种外观。

² 酸碱度pH =10.9。

二、技术参数:

产品型号

WJD01M

WJD02M

电阻率ρ

2.75Ω·m

2.75Ω·m

冲击电流耐受△R%

≤2.67%

≤2.67%

工频电流耐受△R%

≤4.28%

≤4.28%

PH值

10±5%

10±5%

重量Kg

22Kg

20Kg

外观形状

圆柱形

方块形

外形尺寸

Φ150*1200mm

500*400*60mm

三、计算公式:

² 工程设计中,需要根据工程实际情况,考虑地质地貌、土壤条件、当地气候条件等综合情况进行计算。其用量,可大约参考如下简化计算公式:

² 单接地体接地电阻 Rj=k×ρ

² 并联多块接地体总接地电阻 R= Rj/nm

² ρ------埋设地的土壤电阻率

² k-------接地体的参数,其数值跟土壤条件有关,取值0.15~0.18

² n-------接地体的使用数量

² m------安装利用系数 根据国这、行业相关规定安装的地体群的利用系数为0.75~0.85。

四、安装应用(垂直安装和水平安装):
 垂直安装方式施工步骤:

² 根据计算估算用量,按偏差5%~10%处理,得出总接地体用量;

² 根据实际可使用土地面积,平均分布各接地体,并在地面划好线,作好施工准备;每块接地体的间隔距离,尽量不小于4m,如果因为实际使用过程中,无法满足间隔要求,则在计算是,其利用系数需要取最低值进行计算;

² 按设计要求人工挖坑。深度按设计要求,一般要求模块在地面下0.8-1.0m. 坑的直径大小以方便施工为准,坑的深度为模块的长度加上0.8m。

² 挖好槽后,在槽的底面,敷设一层降阻剂(增加接块与土壤的接触面积,加强导流能力),然后将模块平放于降阻剂上方,并用力夯实。

² 坑底填入少量细土,回填深度约10cm,夯实。放入接地模块,回填细粘土。回填细粘土时应洒水并逐层夯实。回填细粘土至模块完全埋入土壤为止,若无水,待季节雨水后土壤与模块的接触紧密后,模块吸水并释放电解质后,其降阻效果将更加明显。

² 模块电极与水平地网焊接好,焊后按规定做好防腐处理。

² 如果是用连接卡与水平地网连接,用螺栓固定紧,同时涂上导电防腐涂料。
水平安装方式施工步骤:

² 根据计算估算用量,按偏差5%~10%处理,得出总接地体用量;

² 根据实际可使用土地面积,平均分布各接地体,并在地面划好线,作好施工准备;每块接地体的间隔距离,尽量不小于4m,如果因为实际使用过程中,无法满足间隔要求,则在计算是,其利用系数需要取最低值进行计算;

² 根据划好的位置,开挖适合尺寸的槽。可以采取纵横槽的方式,也可以采用深坑加连接槽的方式进行开挖。要求槽的深度,不低于0.5m,最佳为0.8~1.5m。其实际的深度,可以参考如下的原则:土壤电阻率越高,埋设深度就要越大;地下水位越低,埋设深度就要越大。

² 挖好槽后,在槽的底面,敷设一层降阻剂,然后将模块平放于降阻剂上方,并用力夯实。

² 利用热镀锌扁钢或是铜等导体(建议尺寸不小于3×30mm),将模块之间的极芯连接起来,其连接方式,建议采用焊接方式,如果现场不充许,可采用铆接的方式。无论何种方式,均需要表面过两遍漆(或是腊青)进行防腐蚀处理。用同样的方式,连接一根到地面观测井的汇流排上。

² 完成上面的工序后,在模块及连接扁钢或是铜排上面,再用降阻剂敷设一层,直至将模块完全密封为止。施工过程中,需要加少量的水,使降阻剂与模块之间完全接触;

² 回填土壤;如果现场挖出的土壤为砂石黄泥等类型,建议回填土部分换成其它导电率更高的泥土,以增加降阻效果。在回填过程中,需要浇适量的水,分层夯实。

五、注意事项:

² 装应符合相关国家标准和行业规范。

² 接地体储存期间,注意避免高温、过度干燥、暴晒。

² 接地体属于易碎品,搬运及施工过程中,避免集中的冲击力,避免硬物直接撞击,以免击碎。

² 接地体内置合金导流网格,普通开裂及不影响使用效果(开裂并脱落除外)。

² 施工过程中,各种回填物必须分层夯实,并浇适量水,疏松的回填土,对除降效果影响极大;

² 接地体与土壤的结合,有一定的过程;施工完成的72个小时内,需要每天至少2~3次的浇以足量的水,进行养护,以保证土壤与接地体的良好结合。72小时后,待养护过后,再测量其接地电阻值。此时阻值比较接近最终接地电阻值。


工程施工组织方案

7.1、技术组织方案

   符合GB 50057-94 建筑物防雷设计规范》(2000版)要求。接地系统方案按照方案设计要求,对直击雷、感应雷、静电等其它金属通道等进行全方位的综合防雷,能对直击雷和雷击电磁脉冲有可靠的防护措施、有效遏制地电位反击和形成法拉第笼屏蔽保护效果;接地极(含均压带、水平射线、水平地极、垂直地极、环形地网等)的施工方案就简明、合理,通过有效的技术手段,布置防雷接地极,确保设备及人员的安全而不遭雷击损坏。

整个接地系统的接地电阻≤1欧姆。

按照设计方案图纸进行施工,使用的主要器件、防雷接地模块等是国内知名品牌万佳。 

具体实施如下:

防雷接地安装细则:

根据现场具体实施方案如下:在室外采用独立接地,产品选型WJD系列接地专用设备(离子接地极、长效接地模块WJD-01M、铜包钢接地棒WJD-1000.WJD系列降阻剂等)。

沿空地开挖深度0.6米左右、宽度0.6米左右的槽,共计长10米左右,接地主材为长效接地极20根、离子接地极2根,辅助接地10根,接地模块10块,水平接地体焊接,填充物为降阻剂。

施工中严格按照图纸施工。以确保接地电阻≤1欧姆。

所用降阻材料是防腐型长效接地降阻(对金属接地体表面年平均腐蚀率0.02毫米,埋地时对金属接地体表面年平均腐蚀率0.04毫米)。

3执行技术规范和技术标准

   GB 50057-94     《建筑物防雷设计规范》(2000版)

GB 50343—2004  建筑物电子信息系统防雷技术规范

GB 50174-93     《电子计算机机房设计规范》

IEC 61312       《雷电电磁脉冲的防护》

IEC 61646        SPD电源防雷器》

GB50052-95      《供配电系统设计规范 


郑州万佳防雷有限公司

联系人:杨帅      0371-69103257/13523511313

全国技术服务热线:400 071 0371 

网址:http://www.spd0371.com

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