屋顶金属设备隔离防雷措施分析

2017-09-09 温州创捷防雷电器有限公司 2
浪涌保护器,防雷器,压敏电阻
国家标准和IEC标准对屋顶金属设备(GB 50057 - 2010标准中称“有金属外壳或保护网罩的用电设备”)的防雷有不同的请求,国家标准不请求屋顶金属设备由接闪器保护,但应与屋顶防雷装配衔接;而IEC标准请求屋顶金属设备应处于接闪器保护范畴内,并且尽可以不与屋顶防雷装配衔接。由此爆发两种不同的思路,以及相应的闪电电涌防护办法。
屋顶金属设备直击雷防护
GB 50057 - 2010《建筑物防雷方案规范》(如下简称《雷规》)4. 5. 4条请求:“无金属外壳或保护网罩的用电设备应处在接闪器的保护范畴内。”
对付有金属外壳或保护网罩的用电设备则不作请求。笔者就教规范主编,回函以为:“屋顶有金属外壳的用电设备能否设接闪器保护应按照实践征兆确定,例如,金属外壳的厚度、遭雷击穿孔的损害性、用电设备的首要性等等。能否设接闪器保护,由方案人及相关人员决定。”
为了住手上述雷击穿孔迫害,应按《雷规》第5. 2. 7条3款请求,热镀锌钢厚度不应小于4 mm 。遗憾的是,在方案之初,方案人员通常不了解设备金属外壳的细心征兆,厂家也短少相关的袭击试验和阐明。据工程现场教训,通常这类设备金属外壳的厚度在0. 8 ~ 2 mm。实践工程中,住手雷击穿孔方面的细心请求和把关是缺失的。
按照GB / T 21714. 4 - 2015 / IEC 62305 - 4:2010《雷电防护 第4部分:建筑物内电气和电子系统》B. 12. 2“只需有可以,就应将设备置于雷电防护地域(LPZ0B)的保护范畴内,例如,给与部分接闪器,住手其遭遇直接雷击。”
GB / T 21714. 3 - 2015 / IEC 62305 - 3:2010《雷电防护 第3部分:建筑物的物理毁坏和生命损害》E. 5. 2. 4. 2. 5“不论是绝缘材料照旧导电材料的屋顶平稳装配,若是装有电气设备或信息措置设备,应处于接闪器保护范畴内。”
“直击雷不仅毁坏屋顶设备,还可以毁坏与之相连的屋顶装配内的电气电子设备及建筑物内的电气电子设备。”
绝对来说,IEC标准上述条则可试验性更强,供给了更恬适的直击雷防护。
隔绝间距
1 引下线处的隔断
引下线上的不同电压降通经常使用隔断来施展阐发。接闪器、引下线和建筑物的金属部件、金属装配及外部系统间的电气绝缘可以通过在每个部分之间的隔断s来完成:
s = (ki / km)*  kc l
式中:ki —— 取决于所决定的雷电防护装配(LPS)分类,第2、三类防雷建筑物ki分袂为0. 06和0. 04;
km —— 取决于电气绝缘材料;
kc —— 取决于流经接闪器和引下线的雷电流;
l —— 从选定隔断的点沿接闪器或引下线到比来等电位衔接点或接所在的长度,m。
前文中IEC标准以为,创议每隔20 m配置等电位衔接环,一般征兆下都惬心隔断请求。可是,未明晰隔断细心值,即建筑物内未与防雷装配试验等电位衔接的建筑物金属体、金属装配、建筑物内系统等与引下线应摒弃最小的隔断。下口试做阐发。
第二类防雷建筑物,ki = 0. 06,空气绝缘系数km = 1;对付网状接闪器,引下线取4根,取n = 4,引下线间距c = 18 m;环形导体隔断取20 m。
第三类防雷建筑物,ki = 0. 04;引下线间距25 m;环形导体隔断取20 m。其余前提不乱。
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可见,第二类和第三类防雷建筑物防雷引下线的隔断s参考值为0. 5 m和0. 35 m;对付存在多个互连环形导体时,分流系数取kc 2 ~ kc m时,s值会更小。
2 屋顶金属设备隔断
2. 1 摒弃隔断的运用
屋顶金属设备若是和屋顶防雷装配衔接,势必会引入雷电流。
IEC 62305 - 4 Ed. 3 B. 12. 3请求:“摒弃防雷装配和建筑物金属部分,蕴含建筑物引入的金属导管、金属水管和电缆等引入举措措施之间的金属来到,无利于在建筑物内缩小电磁搅扰,并将引入建筑物的雷电流减到最小。”
摒弃电气拒却可寄托拆散的防雷装配,可以在部分摒弃隔断。
图4为屋顶金属设备惬心隔断透露施展阐发图,图中电源路线穿线钢管两端都不应与防雷装配等电位衔接,不然,又会引入引下线中的雷电流。
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2. 2 隔断
屋顶金属设备和防雷装配需求摒弃隔绝间距时,不仅蕴含空气中的间距,还蕴含楼板混凝土中的间距。这就请求首先应确定屋顶金属设备的范围和地位;尔后对楼板中的金属线管和其余金属管的路由举办无效结构;对屋面板内钢筋的布置举办适宜调剂;配置砖或素混凝土支柱增大隔断等。以上相关办法需求各业余方案人员以及设备供给商协商处置。
为了探索屋顶金属设备的隔断,如下把持GB / T 21714. 3 - 2015 / IEC 62305 - 3:2010图C. 5屋面网状接闪器的分流系数模型作相应阐发。
对付第二类防雷建筑物,ki = 0. 06;引下线共20根,平均间距不大于18 m,环形导体隔断取20 m;屋顶金属设备高度取1. 5 m(蕴含非金属支座的高度),见图5。
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按照《Lightning Protection Guide》5. 6:“接闪器基座和屋顶设备之间的固体材料的绝缘个性为km = 0. 5。” 屋顶防雷装配与金属设备隔断透露施展阐发图见图6。
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如下分袂打算空气中km = 1和固体材料内km = 0. 5时的隔断,区别是,取空气介质时仅思索屋顶金属设备上边缘与接闪器之间的最小隔断(即图6中BD长度);取固体介质则需求思索设备底部和接闪器基座之间的最小隔断(即图6中AC长度)。
部分金属设备接闪杆约略有三种布置规划。
规一概:金属设备设于屋顶中部,接闪器设于图中A - A地位,目的是尽可以多配置分流节点。打算隔断的引下线总长度49 m。
ss = ki / km (kc 1 l1 + kc 2 l2 + …… + kc n ln)
= 0. 06 / 0. 5 (0. 5 × 4 + 0. 25 × 5 + 0. 125 × 10+ 0. 063 × 10 + 0. 05 × 20)
= 0. 74 m
sa = ki / km (kc 0 l0 + kc 1 l1 + …… + kc n ln)
= 0. 06 / 1(1 × 1. 5 + 0. 5 × 4 + 0. 25 × 5 + 0. 125× 10 + 0. 063 × 10 + 0. 05 × 20)
= 0. 46 m
规划二:金属设备地位不乱,接闪器设于图中B - B地位,目的是使分流节点较少。打算隔断的引下线总长度40 m。
ss = ki / km (kc 1 l1 + kc 2 l2 + …… + kc n ln)
= 0. 06 / 0. 5 (0. 5 × 10 + 0. 25 × 10 + 0. 125 × 20)
= 1. 2 m
sa = ki / km (kc 0 l0 + kc 1 l1 + …… + kc n ln)
= 0. 06 / 1 (1 × 1. 5 + 0. 5 × 10 + 0. 25 × 10 + 0. 125 × 20)
= 0. 69 m
规划三:金属设备设于屋顶边缘,接闪器设于图中C - C地位,使分流节点最少。打算隔断的引下线总长度20 m。
ss = ki / km (kc 1 l1 + kc 2 l2 + …… + kc n ln)
= 0. 06 / 0. 5(0. 5 × 20)
= 1. 2 m
sa = ki / km (kc 0 l0 + kc 1 l1 + …… + kc n ln)
= 0. 06 / 1 (1 × 1. 5 + 0. 5 × 20)
= 0. 69 m
论断:
a. 引下线长度和隔断的大小没有直接相干;等同前提下,屋面分流节点越多,隔断越小;
b. 屋面固体介质的隔断通过公允配置防雷网格和分流节点,可获得无效刷新;
c. 屋顶固体绝缘材料的打算隔断比空气中大,应综合思索蕴含屋面金属设备基础和接闪器基座等固体绝缘材料在内的总长度,按较残酷的征兆取值。
2. 3 拆散式接闪器
实践工程中,摒弃隔断可以会有确定难度,例如,屋面有设备的金属线缆系统、其余设备金属管道、钢筋混凝土楼板内钢筋网,以及设备系统接地请求等,这些现场前提可以严重影响隔断切实其实定。这类征兆下,在建筑物上安装拆散式接闪器,也是一种决定。
国外某防雷公司斥地了拆散式接闪装配,蕴含拆散式接闪杆、拆散式接闪带等标准件和标准做法,使得施工更易,办法更机动,品质更有担保,屋顶拆散式防雷装配示例见图7。图中的拒却棒由玻璃纤维增强塑料制成,用于将接闪带支撑起来,和屋面金属件摒弃隔断。
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拒却棒上端配置导线夹持器,用来平稳接闪带;拒却棒下端插入附带垫盘的混凝土基座内,平稳方便,住手滑动,且无庸土建共同施工。拆散式接闪杆下部的支撑管一样由玻璃纤维增强塑料制成,使得接闪杆和屋面拆散。
玻璃纤维增强塑料产品的绝缘性能比混凝土等固体材料更好,绝缘系数0. 7,无利于在担保隔断的前提下,减小拒却棒的长度。
拆散式接闪装配分外适宜屋顶光伏系统等大面积安装的屋顶敏感设备,能无效住手雷电流不冀望地侵入金属设备和建筑物内。
a. 屋顶金属设备应配置直击雷防护,以保护屋顶设备及与之相连的建筑物内的电气电子设备。
b. 第二类和第三类防雷建筑物防雷引下线的隔断s可取不小于0. 5 m和0. 35 m作为工程常例运用。
c. 为住手雷电流侵入建筑物内,屋顶金属设备可与防雷装配摒弃隔断,或配置拆散式接闪器。屋顶金属设备宜设于屋面防雷网格中央部位,并配置完善的分流节点,便于雷电分流荒僻冷僻衡,以便掌握隔断。
d. 部分小面积安装的屋顶金属设备可给与砖或素混凝土支柱等要领摒弃隔断。
e. 大面积安装的屋顶敏感设备适宜给与拆散式接闪器,此时,可以忽略屋面设备金属线缆系统、设备金属管道、钢筋混凝土内天然金属布局,以及设备接地系统等对摒弃隔断的倒运影响。
f.  当无前提摒弃隔断时,屋顶金属设备应与防雷装配衔接,其电源路线在靠拢屋面处应配置Ⅰ级试验的SPD;按照设备耐袭击电压请求,也可配置T1 + T2的复合型SPD。
作者:
温州创捷防雷电器有限公司 www.cuaje.com