建筑电气工程接地及防雷设计

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:王增栓1 高立节2 单立营3 孙志强4
[导读] 摘要:针对防雷设计中电子设备的防雷接地,从外部防雷装置中接地体的选用、有效降低接地电阻的大小来符合国家标准要求以及选择合适的联合接地方式等3个方面阐述了合理接地的问题。
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        摘要:针对防雷设计中电子设备的防雷接地,从外部防雷装置中接地体的选用、有效降低接地电阻的大小来符合国家标准要求以及选择合适的联合接地方式等3个方面阐述了合理接地的问题。通过对布线、屏蔽和接地方式,空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况和降阻剂对接地电阻的影响试验,总结出了能够保护电子设备的安全布线和接地方式。
        关键词:防雷;接地;电子设备
        引言
        随着电子技术的发展,计算机系统和其他电子信息设备已深入各行各业,但是这些以微电子技术为基础的电子设备因其集成度高、工作电压低、运算速度快,其耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力差,极易遭受雷电的危害,从而使雷电灾害由电力和建筑这2个传统领域扩展到几乎所有行业,特别是通讯系统、信息技术数据中心、计算机中心以及微电子生产企业等重要目标,如果遭到雷击,产生的危害是非常严重的。为了更好地预防雷击对电子设备的伤害,必须进行防雷设计,而接地是防雷技术中最重要的环节,更要加以重视,以往对电子设备接地存在一些误区,下面将分析一下电子设备防雷设计时的几个接地问题。
        1接地装置
        接地是一种将地表可导电的物体与大地相连的简称,具备有效的接地体需要为地做一系列的接地网,接地网分“单体接地网”和“联体接地网”。单体接地网多应用于比较独立的个体,如户外的:杆上变压器、铁塔,民用公共电房、箱变电房、开关站、电缆分支箱、电缆终端,干线防雷接地等。现时推行应用联体接地网,简称MEB接地体。早在国际电工委员会,IEC标准364-4-41(1982年)规定,在采用自动切断电源的防间接接触保护措施中应用MEB,它包括PE母线、接地干线、总水管、总煤气管、采暖和空调立管,并建议建筑金属结构和上述金属管道之间(除自然接触外)再做人为的连接。MEB等电位的联结应用、对防雷、防触电、屏蔽机房,保护建筑物、电力设备、通信设备等发挥有效的保护作用。MEB等电联结需优于其它接地系统,但在条件不允许的其他地区就难已实施,如远离城市孤独建筑、简易建筑、临时建筑、岩化地域等。接地防雷是一项保护生命财产的措施,做得好与坏关系到工程技术人员的责任感,保护接地装置应做到合理有效,若玙忽大意粗制滥造,相反会危及生命财产安全,因此要引起高度重视,接地系统规范中都有一个接地电阻数值指标,但这个数值指标在施工中我们应根据地区环境因数的变化选取。如有些地区一年四季变化很大,春季接地电阻良好,冬季接地电阻较差,我们应根据接地电阻较差的季节测量接地值是否达标有效,并加已采取有效的措施,是一项重要环节。
        2防雷措施
        防雷是防范雷电或雷击造成危害的一种措施,雷电是一种自然现象,但造成的危害相当巨大,人们为防范这种自然灾害做出不懈的努力。防范对象涵盖极广,高大建筑,重要场所、电力、通信等。被广泛应用防直击雷装置的接闪器,包括避雷针、避雷网、避雷带、避雷线等。被保对象范围,根据接闪器保护及覆盖形式而定,电力工程防雷体系更为广泛,除应用多种接闪器外还应用阀型避雷器,空气间隙放电避雷器、屏蔽保护等。

根据被保对象的电压等级选用不同电压等级的避雷器,但是防雷措施与接地装置有着极大关联,包括引下线的合理布置,防雷裝置的产品质量及施工质量。曾有一间四层自建房,建于山坡位置而且比较独立,但这个屋主对雷电有着防范意式,于是房屋建好后请来做五金烧焊的包工头,帮他在四层楼顶加装焊接避雷带,在外墙隐蔽处引下一条接地线,这样防雷带就算做好了,于是屋主觉得很安心。隔了几年的一天晚上雷鸣闪电,一个很大响声在这座四层楼顶台角处发生,事后发现这个台角处被雷击中,屋主认为装了防雷避雷带为什么还有这种现象发生,百思不得其解,后来请来对防雷专业的工程技术人员帮他分析,结果发现:(1)装设地网只打三根地极且深度不够,地质条件较差接地电阻远不达到规定要求。(2)只引下一条接地线,不利雷电发生时将雷电流就近且多点分散快速地泄向大地。同时认为疏忽大意、马虎施工,这样不但没有起到防雷作用,相反会招来的雷电不能及时向大地泄放,存在一定的危害。从上述例子可知,只有意式没有理念,做事往往适得其反,我们要做到理论与实践相结合,才能得到预期效果。从经济角度来讲,有时投资小未必得到好的效益,投资大也未必收效大,关键在于是否合适。
        3自备发电中性接地
        当今工农业、地产、商业,高速发展的社会,电力就是推动各种产业的先枢,为保障正常生产应付突发情况,很多企业,重要场所,都设置了自备发电或移动应急发电设备,本人曾参与一些企业带有自备发电的电房改造,发现一部份的企业自备发电机组无装设中性接地,我好奇地找这个企业主管动力的同行请教,怎么不用装设中性接地线呢?他说:我们的企业是采用TN-C-S供电系统,也就是五线制,所以发电机组无需中性接地,并认为发电机组无中性接地安全,相对地对人体触电危险小,并且不会浪费燃油,我觉得这种说法可有道理。但有些误道,因为旧时自备发电与市电切换系统是采用九线制,只切换相线,N线不切换,这种形式对TN-C-S供电系统N线是共享,但是现在基本不充许这种市电发电采用九线制切换,因为N线是公共点,当市电设备检修时,若中性接地与大地断开时,则被检修市电设备N线可能是带电,所以强调使用12线制切换形式,也就是当市电或自备发电转换时,A、B、C、N四线都同时切换,对TN-CS供电系统是各自分开的,若发电机组无装设中性接地时,自备发电的时候,所有带电部分相当与大地绝缘,当三相电流平衡时,其相电压线电压都很正常,当三相电流不平衡时,相电压线电压相差很大,甚至N线电压很高。发电机组无中性接地危害极高,所装设漏电保护器不起作用,相对地不易察觉,N线电压偏高时人体触及会有伤害,电压波动大,损害电器设备几率高,发电力率偏低,且频率波动大,由其使用大功率单相或两相设备的企业。有时发现有的没有配备自备发电的企业,当得知市电停电检修时,为保障其生产不受停电影响,急调移动发电机组应急局部生产,将市电总回路四线漏电开关、总隔离开关分断,将发电机电源总线接入市电总四线漏电开关的后段,在没有防误操作措施情况下,就使用自备发电,并忽若发电机组中性接地,此种现象多见于中小企业,或建筑地盘。
        4结束语
        总之,从表面看当自备发电时一切似符很正常,很小发现漏电开关跳闸,就算有漏电都不会跳闸,这样在不知不觉中存在了隐患,这种现象在自备发电使用中往往容易损坏单相电器设备。
        参考文献
        [1]刘兵,徐学.接地与防雷的系统工程[J].魅力中国,2014(4):359.
        [2]刘天娇.浅谈小型燃气发电站的防雷与接地设计[J].中国科技博览,2012(17):316.
        [3]郑军,胡东升.光伏电站的防雷接地技术[J].民营科技,2011(3):51.
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