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工廠廠房的防雷接地檢測是否符合國家標準以內,接地電阻值測量是否達到設計要求,直接關系到用電設備和設施的安否得到保障。因工廠的建筑物有混凝土結構、鋼結構、煙囪等,層數不高,跨度較大,本文主要針對工廠防雷接地檢測相關內容作分析。
檢測執(zhí)行的相關標準有:《建筑物防雷裝置檢測技術規(guī)范》(GB/T21431-2008)、《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB50057-2010)、《建筑物防雷工程施工與質量驗收規(guī)范》(GB 50601-2010)、《建(構)筑物防雷裝置竣工驗收檢測技術規(guī)范》(DB51/T584-2006)。
工廠防雷接地檢測具體分為外部檢測和內部檢測兩個方面:外部檢測包括接閃器、引下線、接地裝置等,內部檢測包括等電位連接、過電壓保護等。外部主要針對直擊雷,內部主要針對雷電感應。
一、檢測項目包括以下內容
a)建筑物的防雷分類;b)接閃器;c)引下線;d)接地裝置;e)等電位連接;f)浪涌保護器(SPD)。下面以化三車間――(含氯甲烷儲罐區(qū)、?;穾旆浚槔f明其檢測過程。
1、首先應明確檢測的建筑物防雷類別,按照《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB50057-2010)的要求,不同類別建筑物接閃器的布置要求不同(見表1)。通過查設計圖紙要求和施工驗收資料可知,化三車間廠房防雷類型屬于Ⅱ類防雷建筑物。
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,測量有效高度,測量避雷網的網格尺寸;暗敷的敷設,接閃器的焊接,接閃導線的平正順直,無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,保護屋脊、挑檐、女兒墻和屋面等易受雷擊的部位,儲罐區(qū)為單層鋼結構廠房,長30.5m×寬15m×高9.8m,局部設有防爆區(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,厚度要達到4mm,而該廠房彩鋼板厚度只有1mm,因此增設了避雷帶,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,測量網格間距為6.3×7.5m,網格尺寸符合要求(見表1),避雷帶四周轉角彎曲處大于90°,彎曲半徑為Ф10mm圓鋼直徑的10倍。接閃器直線部份焊接固定點支持件間距為1m,間距均勻。利用鋼柱做為引下線,鋼柱與基礎接地可靠連接,該車間內有氯甲烷儲罐,儲罐兩側各做50mm鍍鋅扁鐵接地,與鋼柱連接,焊接長度大于扁鋼寬度的2倍,為100mm。
危化品庫房為磚砌體,長36m×寬15m×高7.7m,防雷類型Ⅱ類,避雷帶采用Ф10mm圓鋼,明敷高度200mm,網格間距為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連接。
?、菍α硗庖恍┙ㄖ?,如磚砌體煙囪、配電室等,采用獨立避雷針來保護,在其頂部架設有避雷針,作為接閃器和引下線。應使用滾球法驗證其是否在避雷針的保護范圍內。用滾球從屋頂垂直下落會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得到。
按GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》滾球法計算,避雷針在hx高度的保護半徑按下列計算式確定: ; ;
式中 :避雷針的高度,計算中避雷針高度的取值取建筑物 高點的標高來確定高度。 :避雷針在hx高度的保護半徑; :滾球半徑;類防雷建筑物滾球半徑30M,第二類45M,第三類60M; :被保護物的高度(m); ―避雷針在地面上的保護半徑(m)。
如煙囪高度為25m,避雷針高度為1.5m,第二類防雷,避雷針在25m高度上的保護半徑為: =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,每支避雷針外側的保護范圍和單支避雷針的保護范圍相同,用滾球法計算。
3、引下線
?、艡z查接下線的平均間距,敷設、固定、防腐等措施,明敷防接觸電壓、閃絡電壓危害的措施,測量引下線連接處的電氣連接狀況,引下線附著其他線路的防雷電波引入措施。
?、苾迏^(qū)鋼結構的廠房,利用鋼柱、鋼梁等金屬物體作為自然引下線,引下線間距檢測時用卷尺測量每相鄰兩根引下線之間的距離,平均間距為12 m,間距滿足表1要求。鋼梁、鋼柱、操作平臺金屬構件之間均連成電氣通路。鋼柱和基礎結構鋼筋連接,形成一個等電位的場合。
?;穾旆?,利用柱內鋼筋作為引下線,避雷帶與柱內2Φ16mm的主筋焊接。引下線平均間距短距離按實際路徑(即兩個引下線之間的避雷線的長度)計算。實際路徑滿足了,短距離肯定滿足。沿建筑物四周做均壓環(huán),用環(huán)的周長除以引下線的數量,平均間距不大于Ⅱ類18m就滿足要求了。
?、钱攺S房無自然引下線,無法利用梁、柱等構件作為防雷引下線時就應設‘專設引下線’了。專設引下線首先應考慮明敷,且要設斷接卡。
4、接地裝置
?。?)檢查測量和等電位連接用的連接板的數量和位置是否符合設計要求;測量接地電阻值,防跨步電壓的措施,檢查整個接地網規(guī)格、防腐,與同一接地網連接的各相鄰設備連接線的電氣貫通狀況。
1)儲罐區(qū)廠房沒有樁基,基礎為杯形基礎,全部鋼柱基礎的鋼筋作為接地體,鋼柱基礎的鋼筋網通過鋼柱,鋼屋架等構件的防雷裝置互相連成整體。杯形基礎和地圈梁連接,利用基礎梁下層鋼筋沿建筑物外圈焊接成環(huán)形接地線,地圈梁做為防側雷均壓環(huán)。 ?;穾旆炕A,利用基礎鋼筋做自然接地體,安裝有引下線和接地裝置,與接地網兩點連接。外圍用規(guī)格L75的角鋼,長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,當庫房利用建筑自身基礎難以滿足接地電阻要求時,才做的人工接地,并且接地體做在遠離由于高溫影響(如煙道等)使土壤電阻率升高的地方。
?。?)接地電阻測量
接地電阻值測量采用三極法和使用接地電阻表法,其測得的值為工頻接地電阻值。
每次檢測都應固定在同一位置,采用同一臺儀器,采用同一種方法測量,記錄在案以備下一年度比較性能變化。
接地電阻測試采用ZC-8型接地電阻搖表,搖表上E端鈕接5m的測試導線,另一端接被測物體;P端鈕接20m線,另一端接電位探棒P;C端鈕接40m線,另一端接電流探棒,且E、P、C保持直線,其間距為20m。
當接地電阻搖表測試線長度不夠時,有時采用加長測試線的方法測量避雷針、避雷帶,這時必須減去加長線的線電阻,但加長線會隨現場電磁環(huán)境變化而變化,測量誤差較大,影響測試結果的準確性。是加長電流極(C)、電位極(P)的連接線,P點選在C點至地網的中間進行測量。
在地方標準《建(構)筑物防雷裝置竣工驗收檢測技術規(guī)范》(DB51/T584-2006)上還介紹了另一種方法,當建筑物周邊為水泥地面時,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,并用水濕潤后實施檢測。我們用日本共立4102A接地電阻測試儀對水泥地面按上述方法進行了檢測,在水泥地面下回填土深度達到5米的地方測得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得2.2Ω。所以用此方法時還須注意使用水泥地面下回填土的深度和材料,多換幾個點測量,以便于得出準確的測量數據。
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、各防雷區(qū)、電氣系統(tǒng)設備機房等電位連接,導線之間等電位連接的有效性。
?、苾迏^(qū)鋼結構彩鋼板的屋頂表面、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。鋼結構之間敷設的金屬管道、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,搭接長度為160mm。用鋼柱做引下線,鋼柱和基礎結構鋼筋連接,形成一個等電位的場合。外部做有均壓環(huán)。該車間外部架空金屬管道進出建筑物處,就近與防雷的接地扁鋼相連,連接質量完好。
6、浪涌保護器(SPD)
⑴SPD的主要性能參數是否符合國標的要求。
⑵廠房內使用浪涌保護器,SPD安裝在被保護設備處,使線路能承受預期的電涌電壓。該車間電源采用TN系統(tǒng),從總配電盤(箱)開始引出的配電線路和分支線路采用TN-S系統(tǒng),選擇220/380V三相系統(tǒng)中的電涌保護器,電涌保護器連接于每一相線和中性線間,每一相線和PE線間,中性線和PE線間,小Uc值都滿足1.15 U。,U。指低壓系統(tǒng)相線對中性線的標稱電壓。
二、發(fā)現的問題
廠房建成至今已經有十多年了,接地引下線扁鋼在地面銹蝕嚴重,屋面避雷帶及引下線已產生銹蝕,基本看不到鍍鋅層了,接地系統(tǒng)必須加強防腐,涂刷防銹漆,對確保接地裝置的可靠,設備及電氣系統(tǒng)的安全運行,是十分必要的。
參考書目:
[1]《建筑物防雷裝置檢測技術規(guī)范》(GB/T21431-2008)國家標準 ;
[2]《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB50057-2010)國家標準;
[3]《建筑物防雷工程施工與質量驗收規(guī)范》(GB 50601-2010)國家標準;
[4]《建(構)筑物防雷裝置竣工驗收檢測技術規(guī)范》(DB51/T584-2006)。