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工廠廠房的防雷接地檢測(cè)是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi),接地電阻值測(cè)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,直接關(guān)系到用電設(shè)備和設(shè)施的安否得到保障。因工廠的建筑物有混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、煙囪等,層數(shù)不高,跨度較大,本文主要針對(duì)工廠防雷接地檢測(cè)相關(guān)內(nèi)容作分析。
檢測(cè)執(zhí)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有:《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB/T21431-2008)、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-2010)、《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50601-2010)、《建(構(gòu))筑物防雷裝置竣工驗(yàn)收檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(DB51/T584-2006)。
工廠防雷接地檢測(cè)具體分為外部檢測(cè)和內(nèi)部檢測(cè)兩個(gè)方面:外部檢測(cè)包括接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置等,內(nèi)部檢測(cè)包括等電位連接、過(guò)電壓保護(hù)等。外部主要針對(duì)直擊雷,內(nèi)部主要針對(duì)雷電感應(yīng)。
一、檢測(cè)項(xiàng)目包括以下內(nèi)容
a)建筑物的防雷分類(lèi);b)接閃器;c)引下線(xiàn);d)接地裝置;e)等電位連接;f)浪涌保護(hù)器(SPD)。下面以化三車(chē)間――(含氯甲烷儲(chǔ)罐區(qū)、?;穾?kù)房)為例,說(shuō)明其檢測(cè)過(guò)程。
1、首先應(yīng)明確檢測(cè)的建筑物防雷類(lèi)別,按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-2010)的要求,不同類(lèi)別建筑物接閃器的布置要求不同(見(jiàn)表1)。通過(guò)查設(shè)計(jì)圖紙要求和施工驗(yàn)收資料可知,化三車(chē)間廠房防雷類(lèi)型屬于Ⅱ類(lèi)防雷建筑物。
2、接閃器
?、艡z查接閃器的規(guī)格,與大尺寸金屬物體的電氣連接情況;明敷接閃器的布置,測(cè)量有效高度,測(cè)量避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸;暗敷的敷設(shè),接閃器的焊接,接閃導(dǎo)線(xiàn)的平正順直,無(wú)急彎和固定支架的狀況等。
?、茝S房建筑采用的接閃器形式是避雷帶,保護(hù)屋脊、挑檐、女兒墻和屋面等易受雷擊的部位,儲(chǔ)罐區(qū)為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房,長(zhǎng)30.5m×寬15m×高9.8m,局部設(shè)有防爆區(qū),屋面為彩鋼板,規(guī)范要求利用彩鋼板金屬體做接閃器時(shí),厚度要達(dá)到4mm,而該廠房彩鋼板厚度只有1mm,因此增設(shè)了避雷帶,屋面的彩鋼板與檁條可靠連接,避雷帶的規(guī)格采用Ф10mm圓鋼,明敷高度0.3m,測(cè)量網(wǎng)格間距為6.3×7.5m,網(wǎng)格尺寸符合要求(見(jiàn)表1),避雷帶四周轉(zhuǎn)角彎曲處大于90°,彎曲半徑為Ф10mm圓鋼直徑的10倍。接閃器直線(xiàn)部份焊接固定點(diǎn)支持件間距為1m,間距均勻。利用鋼柱做為引下線(xiàn),鋼柱與基礎(chǔ)接地可靠連接,該車(chē)間內(nèi)有氯甲烷儲(chǔ)罐,儲(chǔ)罐兩側(cè)各做50mm鍍鋅扁鐵接地,與鋼柱連接,焊接長(zhǎng)度大于扁鋼寬度的2倍,為100mm。
?;穾?kù)房為磚砌體,長(zhǎng)36m×寬15m×高7.7m,防雷類(lèi)型Ⅱ類(lèi),避雷帶采用Ф10mm圓鋼,明敷高度200mm,網(wǎng)格間距為6.0×5.0m。房頂屋面女兒墻避雷帶靠外墻外表面安裝,女兒墻凈高(屋頂以上部分)h為1 m,避雷帶的起設(shè)高度在20cm,沿女兒墻做成環(huán)狀避雷帶,與柱子主筋避雷引下線(xiàn)連接。
?、菍?duì)另外一些建筑,如磚砌體煙囪、配電室等,采用獨(dú)立避雷針來(lái)保護(hù),在其頂部架設(shè)有避雷針,作為接閃器和引下線(xiàn)。應(yīng)使用滾球法驗(yàn)證其是否在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。用滾球從屋頂垂直下落會(huì)觸及的半徑高度以上部分做避雷針,避雷針按滾球半徑保護(hù)得到。
按GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》滾球法計(jì)算,避雷針在hx高度的保護(hù)半徑按下列計(jì)算式確定: ; ;
式中 :避雷針的高度,計(jì)算中避雷針高度的取值取建筑物 高點(diǎn)的標(biāo)高來(lái)確定高度。 :避雷針在hx高度的保護(hù)半徑; :滾球半徑;類(lèi)防雷建筑物滾球半徑30M,第二類(lèi)45M,第三類(lèi)60M; :被保護(hù)物的高度(m); ―避雷針在地面上的保護(hù)半徑(m)。
如煙囪高度為25m,避雷針高度為1.5m,第二類(lèi)防雷,避雷針在25m高度上的保護(hù)半徑為: =41-40.3=0.7(m),從上式得知,此煙囪上的避雷針在高度25米平面上的保護(hù)半徑為0.7米。而煙囪上端的直徑為0.6米,從而確定此避雷針能夠保護(hù)此煙囪。如果煙囪直徑增大,單支避雷針的高度要升高,可以采用兩支較矮的避雷針,每支避雷針外側(cè)的保護(hù)范圍和單支避雷針的保護(hù)范圍相同,用滾球法計(jì)算。
3、引下線(xiàn)
⑴檢查接下線(xiàn)的平均間距,敷設(shè)、固定、防腐等措施,明敷防接觸電壓、閃絡(luò)電壓危害的措施,測(cè)量引下線(xiàn)連接處的電氣連接狀況,引下線(xiàn)附著其他線(xiàn)路的防雷電波引入措施。
?、苾?chǔ)罐區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的廠房,利用鋼柱、鋼梁等金屬物體作為自然引下線(xiàn),引下線(xiàn)間距檢測(cè)時(shí)用卷尺測(cè)量每相鄰兩根引下線(xiàn)之間的距離,平均間距為12 m,間距滿(mǎn)足表1要求。鋼梁、鋼柱、操作平臺(tái)金屬構(gòu)件之間均連成電氣通路。鋼柱和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)鋼筋連接,形成一個(gè)等電位的場(chǎng)合。
?;穾?kù)房,利用柱內(nèi)鋼筋作為引下線(xiàn),避雷帶與柱內(nèi)2Φ16mm的主筋焊接。引下線(xiàn)平均間距短距離按實(shí)際路徑(即兩個(gè)引下線(xiàn)之間的避雷線(xiàn)的長(zhǎng)度)計(jì)算。實(shí)際路徑滿(mǎn)足了,短距離肯定滿(mǎn)足。沿建筑物四周做均壓環(huán),用環(huán)的周長(zhǎng)除以引下線(xiàn)的數(shù)量,平均間距不大于Ⅱ類(lèi)18m就滿(mǎn)足要求了。
⑶當(dāng)廠房無(wú)自然引下線(xiàn),無(wú)法利用梁、柱等構(gòu)件作為防雷引下線(xiàn)時(shí)就應(yīng)設(shè)‘專(zhuān)設(shè)引下線(xiàn)’了。專(zhuān)設(shè)引下線(xiàn)首先應(yīng)考慮明敷,且要設(shè)斷接卡。
4、接地裝置
?。?)檢查測(cè)量和等電位連接用的連接板的數(shù)量和位置是否符合設(shè)計(jì)要求;測(cè)量接地電阻值,防跨步電壓的措施,檢查整個(gè)接地網(wǎng)規(guī)格、防腐,與同一接地網(wǎng)連接的各相鄰設(shè)備連接線(xiàn)的電氣貫通狀況。
1)儲(chǔ)罐區(qū)廠房沒(méi)有樁基,基礎(chǔ)為杯形基礎(chǔ),全部鋼柱基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體,鋼柱基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)通過(guò)鋼柱,鋼屋架等構(gòu)件的防雷裝置互相連成整體。杯形基礎(chǔ)和地圈梁連接,利用基礎(chǔ)梁下層鋼筋沿建筑物外圈焊接成環(huán)形接地線(xiàn),地圈梁做為防側(cè)雷均壓環(huán)。 ?;穾?kù)房基礎(chǔ),利用基礎(chǔ)鋼筋做自然接地體,安裝有引下線(xiàn)和接地裝置,與接地網(wǎng)兩點(diǎn)連接。外圍用規(guī)格L75的角鋼,長(zhǎng)2.5m打入接地極,用-40x40mm的熱鍍鋅扁鋼在建筑物外圍做成環(huán)形人工接地,接地體埋設(shè)深度為0.6m,扁鋼距離墻體大于3m,防止接觸電壓和跨步電壓。做人工接地體主要是為了降低接地電阻,當(dāng)庫(kù)房利用建筑自身基礎(chǔ)難以滿(mǎn)足接地電阻要求時(shí),才做的人工接地,并且接地體做在遠(yuǎn)離由于高溫影響(如煙道等)使土壤電阻率升高的地方。
?。?)接地電阻測(cè)量
接地電阻值測(cè)量采用三極法和使用接地電阻表法,其測(cè)得的值為工頻接地電阻值。
每次檢測(cè)都應(yīng)固定在同一位置,采用同一臺(tái)儀器,采用同一種方法測(cè)量,記錄在案以備下一年度比較性能變化。
接地電阻測(cè)試采用ZC-8型接地電阻搖表,搖表上E端鈕接5m的測(cè)試導(dǎo)線(xiàn),另一端接被測(cè)物體;P端鈕接20m線(xiàn),另一端接電位探棒P;C端鈕接40m線(xiàn),另一端接電流探棒,且E、P、C保持直線(xiàn),其間距為20m。
當(dāng)接地電阻搖表測(cè)試線(xiàn)長(zhǎng)度不夠時(shí),有時(shí)采用加長(zhǎng)測(cè)試線(xiàn)的方法測(cè)量避雷針、避雷帶,這時(shí)必須減去加長(zhǎng)線(xiàn)的線(xiàn)電阻,但加長(zhǎng)線(xiàn)會(huì)隨現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境變化而變化,測(cè)量誤差較大,影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。是加長(zhǎng)電流極(C)、電位極(P)的連接線(xiàn),P點(diǎn)選在C點(diǎn)至地網(wǎng)的中間進(jìn)行測(cè)量。
在地方標(biāo)準(zhǔn)《建(構(gòu))筑物防雷裝置竣工驗(yàn)收檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(DB51/T584-2006)上還介紹了另一種方法,當(dāng)建筑物周邊為水泥地面時(shí),可將電流、電位極與平鋪放置在地面上每塊不小于250mm×250mm的鋼板連接,并用水濕潤(rùn)后實(shí)施檢測(cè)。我們用日本共立4102A接地電阻測(cè)試儀對(duì)水泥地面按上述方法進(jìn)行了檢測(cè),在水泥地面下回填土深度達(dá)到5米的地方測(cè)得20.1Ω,在水泥地面下基本為本土的地方2.6Ω,用ZC-8型接地電阻搖表在本土上測(cè)得2.2Ω。所以用此方法時(shí)還須注意使用水泥地面下回填土的深度和材料,多換幾個(gè)點(diǎn)測(cè)量,以便于得出準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。
5、等電位連接
?、艡z查廠房外大尺寸金屬物等電位連接,金屬管線(xiàn)、各防雷區(qū)、電氣系統(tǒng)設(shè)備機(jī)房等電位連接,導(dǎo)線(xiàn)之間等電位連接的有效性。
⑵儲(chǔ)罐區(qū)鋼結(jié)構(gòu)彩鋼板的屋頂表面、立面表面等金屬件與等電位連接在一起,并與防雷接地裝置相連。鋼結(jié)構(gòu)之間敷設(shè)的金屬管道、電纜橋架,兩端電氣貫通,且兩端與各自建筑物的等電位連接帶連接。連接材料為-50x5mm的熱鍍鋅扁鋼,焊縫為雙面焊接,搭接長(zhǎng)度為160mm。用鋼柱做引下線(xiàn),鋼柱和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)鋼筋連接,形成一個(gè)等電位的場(chǎng)合。外部做有均壓環(huán)。該車(chē)間外部架空金屬管道進(jìn)出建筑物處,就近與防雷的接地扁鋼相連,連接質(zhì)量完好。
6、浪涌保護(hù)器(SPD)
?、臩PD的主要性能參數(shù)是否符合國(guó)標(biāo)的要求。
?、茝S房?jī)?nèi)使用浪涌保護(hù)器,SPD安裝在被保護(hù)設(shè)備處,使線(xiàn)路能承受預(yù)期的電涌電壓。該車(chē)間電源采用TN系統(tǒng),從總配電盤(pán)(箱)開(kāi)始引出的配電線(xiàn)路和分支線(xiàn)路采用TN-S系統(tǒng),選擇220/380V三相系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器,電涌保護(hù)器連接于每一相線(xiàn)和中性線(xiàn)間,每一相線(xiàn)和PE線(xiàn)間,中性線(xiàn)和PE線(xiàn)間,小Uc值都滿(mǎn)足1.15 U。,U。指低壓系統(tǒng)相線(xiàn)對(duì)中性線(xiàn)的標(biāo)稱(chēng)電壓。
二、發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題
廠房建成至今已經(jīng)有十多年了,接地引下線(xiàn)扁鋼在地面銹蝕嚴(yán)重,屋面避雷帶及引下線(xiàn)已產(chǎn)生銹蝕,基本看不到鍍鋅層了,接地系統(tǒng)必須加強(qiáng)防腐,涂刷防銹漆,對(duì)確保接地裝置的可靠,設(shè)備及電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行,是十分必要的。
參考書(shū)目:
[1]《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB/T21431-2008)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ;
[2]《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-2010)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);
[3]《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50601-2010)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);
[4]《建(構(gòu))筑物防雷裝置竣工驗(yàn)收檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(DB51/T584-2006)。