倉庫直擊雷防護設計方案
一、雷電概述
雷電是由天空中云層間的相互高速運動、劇烈磨擦,使高端云層和低端云層帶上相反電荷。此時,低端云層在其下面的大地上也感應出大量的異種電荷,形成一個極大的電容,當其場強達到一定強度時,就會產生對地放電,這就是雷電現(xiàn)象。
通常雷擊有三種形式,直擊雷、閃電感應、球形雷。直擊雷是帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。
1)直擊雷破壞:當雷電直接擊在建筑物上,強大的雷電流使建(構)筑物水份受熱汽化膨脹,從而產生很大的機械力,導致建筑物燃燒或爆炸。另外,當雷電擊中接閃器,電流沿引下線向大地瀉放時 ,這時對地電位升高,有可能向臨近的物體跳擊,稱為雷電“反擊”,從而造成火災或人身傷亡。
二、雷電對建筑物的影響
1、直擊雷
雷電直接擊在建筑物、其它物體、大地或防雷裝置上,產生電效應、熱效應和機械 力者。就是說雷電直接擊中建筑物或暴露在空間的各種設備或大地或人身。它可能在數微秒之內產生數萬伏乃至數拾萬伏的高壓,產生火花放電,轉化為巨大的熱能和機械能,使地電位迅速抬高,造成反擊事故,直接摧毀建筑物,或造成火災,危及人身安全。
2、雷擊的防護
對雷電防護,概括的講就是在良好接地前提下,通過安裝性能良好的避雷針(網、帶)預防受直接雷擊事故的發(fā)生。倉庫防雷系統(tǒng)應包括兩個方面:直接雷擊的防護和良好的接地系統(tǒng),缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。
直雷擊的防護:直雷擊的防護應采用避雷針或避雷帶。按照滾球法計算被保護物應在接閃器的保護范圍內,接地沖擊電阻不大于10Ω。避雷裝置包括:接閃器、引下線和接地裝置。
三、雷電的選擇性
易遭雷擊的地點:
1、土壤電阻率較小的地方,如有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、湖沼、低洼地區(qū)和地下水位高的地方;
2、山坡與稻田接壤處;
3、具有不同電阻率土壤的交界地段。
易遭受雷擊的建(構)筑物:
1、高聳突出的建筑物,如水塔、電視塔、高樓等;
2、排出導電塵埃、廢氣熱氣柱的廠房、管道等;
3、內部有大量金屬設備的廠房;
4、地下水位高或有金屬礦床等地區(qū)的建(構)筑物;
5、孤立、突出在曠野的建(構)筑物。
四、設計原則及設計依據
由于雷電防護系統(tǒng)對建筑物設備正常運行和人身安全具有非常重要的作用,因此,防雷保護系統(tǒng)應具備先進性、可靠性、易維護、經濟性等方面的突出特性。防雷工程設計及防雷器件的選擇應遵從以下的原則:
一切為客戶著想原則:
以一切為用戶著想的原則,以用戶需求作為準繩, 本著務實, 不追求豪華的思想, 但又具擴展性, 通過相互間誠懇的交流, 協(xié)助用戶, 使其需求最終達到盡善盡美。
安全、可靠性原則
設計系統(tǒng)的防雷保護工程應最先考慮的問題就是可靠性。在防雷工程的設計中一定要用最成熟可靠的產品和技術,有些新技術確實在某些方面有優(yōu)勢,但還需用更多的時間去考驗,在系統(tǒng)的防雷保護設計中盡量選擇被廣泛應用和證實的可靠產品和技術。
先進性原則
采用當今國內、國際上最先進和成熟的技術,使系統(tǒng)能夠最大限度地適應今后技術發(fā)展變化和業(yè)務發(fā)展變化的需要。從目前國內發(fā)展來看,系統(tǒng)總體設計的先進性原則主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
采用的系統(tǒng)結構應當是先進的、開放的體系結構;
采用的技術應當是先進的,可擴充的,能滿足今后日益擴充的需要。
實用性原則
配置防雷保護系統(tǒng)是為保護用戶的投資,保證整個系統(tǒng)的正確運行;實用性就是能夠最大限度地滿足實際工作需要,從實際應用的角度來看,這個性能更加重要。
設計依據相關規(guī)范
《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010
《防雷與接地安裝》國家建筑標準設計D501-1~4
《建筑物防雷設施安裝》99D501-1
《接地裝置安裝》03D501-4
五、現(xiàn)場情況及設計方案
現(xiàn)場情況:
(建筑物名稱):某建筑物長XXm,寬XXm,高XXm。建筑物周圍的路面情況,周圍環(huán)境情況。
設計方案
1.確定建筑物防雷類別
依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》,(建筑物名稱)屬于第一/二/三類建筑物。
2.防直擊雷設計
依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》的要求,建筑物應沿屋沿、屋脊處,敷設不小于8mm的鍍鋅圓鋼,圓鋼焊接處不得小于6d,雙面施焊,均涂抹防腐漆,每隔1m固定支架(避雷卡),用于固定避雷帶。在屋面處敷設不大于(5m×5m或6m×4m)(10m×10m或12m×8m)(20m×20m或24m×16m)的網格,用于保障建筑物設施正常穩(wěn)定運行、人員不受雷擊損害。
3.地網系統(tǒng)設計
依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》的要求,(建筑物名稱)屬于第一/二/三類建筑物,敷設引下線時,應注意引下線間距不得大于12m/18m/24m,每一根引下線就近做接地,接地電阻不得大于10Ω。
4.地網施工
接地是防雷的重要組成部分是防雷裝置的基礎,使雷電流更好的瀉入大地,為保證機房或系統(tǒng)的接地阻值,還應盡量減小引下線的電阻值。依據防雷規(guī)范要求,此次引下線選用載面積為35平的銅芯地線電纜。接地體的具體位置和引下線的具體路由,在施工時以盡可能的減少引下線的長度。通過增大導線載面和減小引下線長度的措施,來盡量減小接地引線的電阻值。
接地材料有以下要求:
a、采用熱鍍鋅鋼管時,鋼管壁厚不小于3.5m;
b、采用熱鍍鋅角鋼管,角鋼不小于50mm*50mm*5mm;
c、采用熱鍍鋅扁鋼時,扁鋼不小于40mm*4mm;
d、采用熱鍍鋅圓鋼時,圓鋼直徑不小于8m;
e、非金屬接地模塊分為燒制型與壓制型,常用規(guī)600mm*150mm*100mm,
f、銅包鋼接地棒,鍍銅厚度;≤0.25mm,ф16*1500mm型號WJD-1500
g、離子接地棒時,WJD-1000/54
h、采用物理降阻劑時,電阻率R=0.45,降阻率在60-95%之間,石墨含量70%,型號:WJD-JZJ-25與WJD-JZJ-10
5.地網施工布置
地網布置依據地形設計為 L型、口型、一字、H型或圓型。
6.地網挖掘
接地地網挖掘深度大于0.8米,根據土壤如:石頭、沙土、建筑垃圾、黃土等情況,北方城市一定要達到凍土層以下。
7.焊接與防腐處理
接地體(線)的連接應采用焊接,焊接處焊縫應飽滿并有足夠的機械強度,常見的焊接分為:電焊與放熱焊接。焊接不得有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷,焊接處的藥皮敲凈后,刷瀝青做防腐處理。
采用搭接焊時,其焊接長度如下:
1)鍍鋅扁鋼不小于其寬度的2倍,三面施焊。(當扁鋼寬度不同時,搭接長度以寬的為準)。敷設前扁鋼需調直,煨彎不得過死,直線段上不應有明顯彎曲,并應立放。
2)鍍鋅圓鋼焊接長度為其直徑的6倍并應雙面施焊(當直徑不同時,搭接長度以直徑大的為準)。
3)鍍鋅圓鋼與鍍鋅扁鋼連接時,其長度為圓鋼直徑的6倍。
4)鍍鋅扁鋼與鍍鋅鋼管焊接時,為了連接可靠,除應在其接觸部位兩側進行焊接處,還應直接將扁鋼本身彎成弧形與鋼管焊接。
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