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      鐵路紅外線探測站房防雷接地工程設計方案
      作者:管理員    發布于:2014-05-11 23:11:34    文字:【】【】【

      一、系統說明及站房接地網現狀
      鐵路紅外線軸溫探測系統(THDS)探測站位于沿線鐵路兩旁,間距30公里。探測站房的接地系統大部分不符合鐵路相關規范要求,主要體現在以下幾個方面:
      1、由于站房所處的土壤接地電阻率較高,大部分站房的接地電阻值R大于4Ω,不能滿足設備接地要求甚至是防雷要求,設備的安全運行受到威脅,影響鐵路運輸;
      2、地下接地體腐蝕嚴重,部分站點出現接地體斷開現象,需要及時修復整改;
      3、室內等電位接地線的設置不規范,存在安全隱患;為避免或減弱過電流在流動過程造成的二次感應,各類線路(電源線、信號線、接地線)不宜相互盤繞布線,布線時應適當保持一定的安全距離。
      4、原接地網設置的位置及接地體走向沒有明確標志,存在安全隱患;
      5、其它:
      探測站房的各類接地(防雷接地、設備接地、交流接地等)采用共用接地系統,接地電阻值滿足R≤4Ω。建議在高土壤電阻率地區的站房接地系統,采用高效降阻離子地極來降低接地電阻。
      針對站房接地系統存在的問題,提出整改設計方案。
      二、 紅外線軸溫探測系統探測站房其他問題
      1、站房建筑物避雷帶:探測站房位于沿線鐵路兩旁,占地面積約10m2,高約4米,部分站房頂沒有避雷帶,大部分站房頂已安裝避雷帶(網),但沒有設計網格狀,不能有效屏蔽雷電電磁脈沖,不符合鐵路規范規定的網格小于3×3米要求;
      建議:在建筑物頂設置安裝均壓閉合環形避雷網(建筑物頂四周避雷帶上不設小避雷針, 避雷網呈“田”字型),環形網除了可以接閃雷電直擊,還可以屏蔽雷電電磁脈沖,使站房內的電磁場衰減和減弱,減少電磁脈沖對設備和線路的感應。
      2、低壓供電系統的雷電浪涌保護問題
          配電系統:
      探測站房的220V低壓配電系統采用雙回路架空線引入,極易遭受系統過電壓波入侵(包含雷電過電壓和電力系統操作過電壓及系統振蕩諧波干擾),站房內的設備(如電源雙回路切換器、工控機、調制解調器、控制板及串口板等)損壞事故大多數由于電源線路的過電壓和過電流引起。建議在低壓配電系統安裝浪涌保護器。
      三、設計技術方案
      (一)紅外探測站房接地網改造(接地要求R≤4Ω)
      部分紅外線軸溫探測房的接地系統采用獨立接地方式,設有電力接地、通信設備接地防雷接地,“三地”在室外的接地體相距20米以上。為防止直擊雷的大電流引起的高電位反擊現象,建議采用等電位聯合接地。
      機房的接地裝置包括機房內接地匯集排、設備接地線、接地引下線及室外人工接地體。
      1、接地匯集排
      1)采用50×5的銅排作為機房設備及接地匯集排(公共接地匯集點)。
      2)紫銅排包括螺桿、螺絲、絕緣墊、膨脹螺釘等配套器件,成套供應。
      2、接地線
      1)采用BV-6mm2的銅線作為機房內正常工作不帶電的金屬外殼(如機房的金屬門窗、金屬吊頂、防靜電地板支撐架、機柜及設備外殼等)的接地線,接到接地匯集排上。
      2)機房內的原電源防雷箱、新安裝過電壓保護器的接地線采用BV-25mm2的銅線接到接地匯集排,原信號防雷箱的接地線采用BV-25mm2的銅線與接地匯集相連,長度不宜超過1米。
      3、接地引下線
      1)采用BV-70mm2的銅線作為機房接地引下線,把機房內的接地匯集排接入室外接地網的接地端子。
      2)采用銅鐵過渡接頭作為室外人工地網的接地端子,引下線接至接地端子。
      4、室外人工接地體(網)
      1)室外人工接地體的形狀可設置為水平帶狀型、放射型或閉合環型(現場條件不允許可設計U型狀),可根據現場具體情況而定。本方案設計環繞站房建筑物四周作環形閉合接地裝置,在環形閉合接地裝置上外引接地體,外引長度共約30-50米,可外引2個方向
      2)水平接地體采用-40×4的熱鍍鋅扁鋼,共100米;垂直接地體采用L50×5×2500熱鍍鋅角鋼,間隔5米,共20根。如接地電阻不滿足要求,應增加接地體。
      3)接地體的焊接處要做好防腐處理。
      4)接地溝挖0.8米,并保證在凍土層以下。
      5)人工接地體與機房建筑物基礎鋼筋作等電位連接。
      6)在高土壤電阻率地區,建議采用高效降阻離子地極來降低土壤電阻率,從而降低接地電阻,并保持長期保持穩定,不因氣象環境改變而上升。
      (二)避雷針塔接地網改造:
      1、避雷針塔的接地電阻要求R≤10Ω;
      2、避雷針塔接地裝置站房接地網分開,設置獨立接地體,與站房接地網的地下安全距離不應小于4米;
      3、水平接地體采用-40×4的熱鍍鋅扁鋼,共100米;垂直接地體采用L50×5×2500熱鍍鋅角鋼,間隔5米,共20根。如接地電阻不滿足要求,應增加接地體;
      4、在地網接地體的地面上設置地線標志水泥墩,間距為每隔5米一個。
      5、避雷針塔接地裝置詳見施工圖-03。
      (三)均壓
      在紅外探測站房內,采用不小于6mm2的多股軟銅線將所有正常不帶電的金屬外殼如:機柜、工控機、穩壓器、金屬門窗、配電箱等,就近接到站房內接地匯集排,使其上面的電勢(電壓)均衡起來。不允許有孤獨的金屬導體存在,即不允許有與地絕緣的或相鄰的導體不相連接成電氣通路的金屬導體存在,否則有可能造成高電位放電。
      (四)屏蔽接地及合理布線
      良好的屏蔽接地措施可有效減弱雷電電磁脈沖的感應,紅外探測站房內的供電電源線路應入,應盡可能采用鎧裝電纜埋地或導線穿鋼管埋地引入(目前基本上采用架空線引入),電纜鎧裝及保護管兩端均應可靠接地。
       (五)避雷帶改造:
      1、探測站房建筑物應有能接閃直擊雷擊的避雷針避雷帶,由于站房的建筑面積較小,設計采用避雷帶(網)和引下線組成的屏蔽網(在建筑物頂呈“田”字型)作為建筑物防雷措施,可對雷電電磁脈沖起屏蔽作用;避雷網材料采用Φ10的熱鍍鋅圓鋼(用支撐架支撐),(探測房長4.4米,寬3.3米,高4米)。
      2、采用Φ10的熱鍍鋅圓鋼作為避雷帶引下線,引下線沿兩角對稱引下;
      3、引下線與站房環型接地網連接。
      4、已安裝有避雷帶的站房,只需要做網格改造。
      站房避雷網及達到的屏蔽效果下圖:
       

      (六)電源線路安裝兩級過電壓保護器。
      1、在探測房的總電源雙回路切換器前端安裝2臺浪涌保護器。
      2、在穩壓器的電源進線端安裝1臺浪涌保護器。
      3、退藕器的安裝
      為保證過電壓保護器與原安裝的防雷箱能有效動作及考慮能量配合問題,兩者之間的安裝線間距離應大于5米,如現有配電電源線的長度不能滿足要求,應安裝退藕器。

      廣西南寧雷寧電氣(防雷)有限公司
      2011年 1 月
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