浅谈铁路站房及雨棚防雷接地(2)

2019-06-05 10:46

置可靠连接。接地电阻不应大于1欧,当实测不满足要求时,利用外甩钢筋,加人工接地极。总等电位联接应将保护干线、接地干线、各种公用设施的金属管道,建筑物金属结构,钢筋混凝土基础钢筋等可靠连接。设有洗浴设备的卫生间作局部等电位联接,等电位端子箱下端局地0.3米,将卫生间内金属管道及联接件、PE线、地板内钢筋与端子板连接。电气竖井及水暖井内,从底部至顶端,明敷一根接地镀锌扁钢(40×4)供接地用,其下端与接地装置连接,上端每层与楼板钢筋可靠连接。电子信息机房设局部等电位(网络)端子板,机房内电气与电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端等一最短的距离与局部等电位端子板连接。

4 等电位联结

在站房内必须进行等电位联结,一方面是人身安全防护需要,减少跨步电位差(接触电压差);另一方面,也是强弱电设备雷击电磁脉冲防护的需要,减少电气与电子系统中产生暂态电位差;由于10KV小电阻接地系统引入站房,为了避免10KV单相接地故障电流大,影响人身安全,依应强调设置等电位联结。即在整个站房特别是110KV电力远动间内设置铜接地线等电位联结。

4.1 等电位的理念

等电位联结是将建筑物中各电气设备和其他装置外漏的金属及可导电部分与人工或自然接地体用导体连接起来,以达到减少等电位差。等电位联结有总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结之分。

总等电位联结是将建筑物内的金属构件、金属管道、混凝土内钢筋网等导电部分汇接到进线配电箱(变电所)近旁的接地母排(总接地端子板)上而与相联结;局部等电位联结是在建筑物内的局部范围内按总等电位联结的要求在做一次等电位联结;辅助等电位联结则是在伸臂范围内有可能出现危险电位差的 同时接触的电气设备之间或电气设备与装置外可导电部分(如金属管道、金属结构件)之间直接用导体作联结。

4.2 等电位联结的作用

4.2.1 降低预期接触电压

由于在总等电位联结范围内,电气装置外露可导电部分和装置外可导电部分都和接地母排连通,其点位基本处于同一点位上,人体接触这些导电部分时,没有接触不同点位,不存在电击危险。

4.2.2 消除自建筑物外沿PE线或PEN线窜入的危险故障电压

TN系统内因绝缘损坏发生接地故障,即使PE线或PEN线上存在危险故障电压,但由于PEN线或PE线在建筑物内均已等电位联结,在等电位联结范围内人体同时可触及的电气装置内、外露可导电部分基本上处于同一点位,火灾及人身电击自然不会产生。

4.2.3 等电位联结是雷击电磁脉冲防护的主要措施之一

(1)有利于消除雷击电磁脉冲感染

等电位联结减小建筑物内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区界面的金属物和系统,以及在一个防雷区内部的金属物及系统均应在界面处做符合要求的等电位联结。

电子设备的电磁兼容

电子设备可能因为在设备中或互连的设备间感应产生的电流或电压而出错。干扰的原因包括雷电或负荷的通断、静电放电、工频接地电位差、磁场和射频场等导致的在电源和接地导体带来的瞬变电涌。

5 接地电阻

为了保证人身和电气设备安全,我国和世界各国一样,都要求在建筑物内的所有电气设备和电子信息系统必须共用一个接地装置,以避免发生电气故障或雷击时各设备间或各系统间出现危险的电位差引发事故。因此供配电系统、防雷接地、信息系统共用接地装置。

综合站房的接地电阻有三个概念,工频接地电阻用于变配电系统,冲击接地电阻用于防雷系统,高频低阻抗用于电子信息设备系统。

6 铁路站场雷电防护的分析

铁路站场设备遭受过电压和过电流攻击的途径可分为直击雷、感应雷、操作

过电压三种。结合站场设备的分布特点及雷电攻击的途径类型,铁路站场雷电防护存在以下特点。

a、铁路站场占地面积较大,站场主要设备(如数字微波通信、车站数字通信分系统、站场广播机、无线列调通信、平面调车通信、信号微机联锁等设备)集中在信号楼、通信楼。信号楼、通信楼的避雷针应能满足对整个信号楼、通信楼区域的保护,有效防止直击雷的袭击。

b、铁路道轨是接受直击雷和传导雷感应雷的良好导体。与道轨连接的相关铁路信号设备,如信号机、轨道电路箱、道岔电动转辙机等,将受到雷击的严重威胁。

c、信号楼微机联锁及通信机房、通讯楼通讯机房等重要区域的户外线路可能遭受到直击雷后,线路中的大电流串入各机房内部,从而引起对内部设备的损坏。当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时,雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间或室内的电源线、信号线、数据线上产生远远超过设备抗电强度的感应雷击过电压,使设备损坏。

d、雷电防护的原则是“等电位”。由于机房存在多类接地系统,其冲击接地电阻不均衡,在雷击发生时,雷电流引起地电位差,造成“地电位反击”,使人员和设备遭受损害。

e、操作过电压引起的危害,如储藏设备的开关、输电线路的短路、周围大容量设备运行时产生的工业干扰或操作过电压在电源线上会产生5000~6000V、3KA的浪涌过电压及浪涌电流,它们的窜入也会将信号楼、通信楼内的设备产生很大的破坏后果。

从以上分析中可以得出:为了提高铁路站场建筑物安全及机房设备及计算机、通信网络的运行可靠度,整个站场的雷电防护系统一定要有良好的避雷针、引下线和统一的接地网,采取完善的直击雷防护措施。同时必须在车站的供电系统、天馈系统、信号采集传输系统、程控交换系统、计算机网络系统、机房接地系统等进行可靠有效的多级综合防护。在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面作完整的,多层次的综合防护。

铁路站场雷电防护总的原则是经等电位连接,使过电压(或电流)以最直接的路径尽快泄漏到大地,达到保护设备的目的。电磁兼容防护总的原则是利用室内的金

属物有机地构成一个“法拉第笼”,进行接地连接。站场综合防雷设计本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则,达到防御或减轻雷电灾害、提高防雷安全度的目的。

7 结语

铁路综合站房的雷电防护应采用外部防雷和内部防雷相结合的手段。采用接闪器、引下线、接地装置构成外部防雷系统。通过设置浪涌保护器、屏蔽系统、等电位联结构成内部防雷系统。只有采用综合防雷的手段,才能最大限度防止雷电危害。

等电位联结是所有防雷措施中最为关键的一条,是设计师及施工单位必须高度重视的。通过对南充北站防雷接地的分析,铁路综合站房应该采用综合接地,采用等电位联结,减小各接地系统的电位差。对于土壤电阻率较高的地区,从建筑防雷的角度上来说,不必强调1欧的接地要求。但由于电力远动间10KV采用小电阻接地系统,为了防止10KV单项接地电流对人身安全的危害,应该强调综合接地电阻1欧要求。

参考文献

[1] 王厚余.低压电气装置的安装和检验[M].北京;中国电力出版社,2003. [2] GB50057-2010,建筑物防雷设计规范[S]. [3] GB50174-2008,电子信息系统机房设计规范[S]. [4] GB50343-2004,建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].


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