防雷接地網(wǎng)優(yōu)化完善方法探究

任玉強(qiáng)(中材建設(shè)有限公司,北京 100176)

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防雷接地網(wǎng)優(yōu)化完善方法探究

任玉強(qiáng)
(中材建設(shè)有限公司,北京 100176)

【摘 要】本文基于多年防雷設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)出發(fā),對(duì)防雷接地網(wǎng)的地形制約、巖土形式等方面展開(kāi)分析,探究相關(guān)因素對(duì)地網(wǎng)建設(shè)影響,具體分析其土層結(jié)構(gòu)、接地網(wǎng)形狀等,針對(duì)工程中的防雷系統(tǒng)和接地系統(tǒng),提出在接地網(wǎng)和引下線(xiàn)工程實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題,對(duì)如何利用建筑工程自身鋼筋、鋼柱等來(lái)實(shí)現(xiàn)防雷接地目的,并促使防雷接地施工和主體結(jié)構(gòu)工程施工之間既達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理目的,又可以實(shí)現(xiàn)兩者預(yù)期功能作。在對(duì)雷電危害性介紹急促上,對(duì)接地網(wǎng)優(yōu)化和完善方法進(jìn)行理論分析,同時(shí)提出針對(duì)防雷地接網(wǎng)方面具體的改進(jìn)完善措施。

【關(guān)鍵詞】防雷接地網(wǎng) 優(yōu)化 方法

1 防雷接地網(wǎng)的作用

防雷接地工程具備高度重要性和適用廣泛性,防雷工作的整體過(guò)程中防雷器件和防雷效果的作用與否,都取決于其接地工程的實(shí)施狀況。

(1)防雷接地網(wǎng)的設(shè)置目標(biāo),主要是為規(guī)避機(jī)器設(shè)備、工作線(xiàn)路以及工作人員遠(yuǎn)離靜電感應(yīng)和免遭雷電襲擊,進(jìn)而保障系統(tǒng)工作得以正常運(yùn)行。

(2)在防雷接地設(shè)置中,被保護(hù)設(shè)備和裝置遭遇雷電襲擊的可能性直接取決于接地網(wǎng)電阻阻值的高度,阻值越小,則免遭雷擊可能性也越少,為此確定防雷接地網(wǎng)符合標(biāo)準(zhǔn)與否,是判定防雷裝置究竟是否起到保護(hù)作用的主要依據(jù)之一。

2 在防雷接地網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)關(guān)注的要素

防雷接受裝置一般包括或間接或直接接受雷電的接閃器和引下線(xiàn),此裝置的主要作用是將通過(guò)雷電接收裝置接受的雷電,傳遞到接地體和接地裝置上。接地裝置的作用是將雷擊電流向大地分流,當(dāng)前主要采用的接地裝置主要分為垂直、延長(zhǎng)、水平、基礎(chǔ)等方式的接地極。

3 對(duì)防雷接地網(wǎng)建設(shè)安全運(yùn)行產(chǎn)生影響的主要因素

接地裝置的質(zhì)量直接影響運(yùn)行穩(wěn)定的安全,為此須在接地形式和材料選擇上,在設(shè)計(jì)中和工程交接驗(yàn)收環(huán)節(jié)中,在管理施工工程質(zhì)量過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),保證接地裝置的高質(zhì)。

在防雷接地裝置中,接地網(wǎng)為其主要構(gòu)成部分,通常可由接地體、防雷引下線(xiàn)和接地環(huán)三者組成,在環(huán)境狀況良好或防雷要求級(jí)別較低情況中,開(kāi)展防雷工作時(shí)可以用接地環(huán)來(lái)帶起接地體。通常狀況下,接地環(huán)只是接地體的后備補(bǔ)充,而防雷主導(dǎo)工作還是更多應(yīng)通過(guò)接地體來(lái)完成。

影響接地電阻大小的因素較多,通過(guò)防雷接地電阻的常規(guī)公式我們可以知道,在公式中ρ(Ω.m)--土壤電阻率;d(m)--鋼材等效直徑;S(m2)---地網(wǎng)面積;H(m)--埋設(shè)深度;L(m)--接地極長(zhǎng)度(m);A--形狀系數(shù)公式,由此可得出在周邊環(huán)境土壤的電阻率固定基礎(chǔ)上,若防雷接地裝置接地電阻欲以降低,則必須將接地面積擴(kuò)大;若是想以其他方式降低接地電阻,可采用加大接地裝置材料尺寸的方式進(jìn)行。但此種方式會(huì)加劇成本、耗材嚴(yán)重,導(dǎo)致資源被浪費(fèi),所獲得的防雷效果也乏善可陳。

若想單獨(dú)通過(guò)接地環(huán)接地,如假設(shè)土壤的電阻率為200Ω.m,要想實(shí)現(xiàn)防雷接地網(wǎng)的接地電阻為1Ω,則必須建造出1萬(wàn)平方米的地網(wǎng)。此類(lèi)建筑物自身占地太大,或許存在其建設(shè)可能性,但在地形復(fù)雜的山地中,或在人口密集的城市中,此種方式耗時(shí)、耗工、耗材、耗錢(qián),往往收益與付出不成正比。

為此未達(dá)到規(guī)定設(shè)計(jì)要求,既要符合防雷裝置最佳保護(hù)效應(yīng),又想最大程度上控制成本開(kāi)支,避免不必要浪費(fèi),筆者認(rèn)為可以從以下方面著手:

(1)防雷接地阻值受制于季節(jié)因素的影響。防雷接地電阻通常要求為10Ω,某些要求嚴(yán)格的地方可能為1Ω或4Ω,但在一年四季不同季節(jié)中,相同區(qū)域的土壤電阻率也會(huì)呈現(xiàn)不同,為此為達(dá)到接地電阻最大門(mén)閾,防雷接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)表現(xiàn)在——R=Rmax/ω式中,Rmax--接地電阻最大值,ω--是季節(jié)系數(shù),一般為1.45;而針對(duì)施工要求接地電阻分析——R=6.9Ω--Rmax=10Ω;R=2．75 Ω--Rmax=4Ω;R=0.65Ω--Rmax=1Ω,這樣就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定,即便是在冬季土壤電阻率最高階段,也不會(huì)超出限制。

(2)受制于防雷接地網(wǎng)形式因素的影響。防雷接地網(wǎng)通常情況下可由環(huán)路式和外引式接地極組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)和形狀和差異,又可分為人工和自然兩種接地極。實(shí)踐中普遍采用的是水平垂直接地體與外部接地環(huán)相結(jié)合的方式展開(kāi),一般情形下會(huì)選擇接地環(huán)與接地體協(xié)調(diào)共用,以立體結(jié)構(gòu)模式開(kāi)展工作。

(3)深層含水量對(duì)地網(wǎng)建設(shè)的影響。濕潤(rùn)土壤的導(dǎo)電性通常情況下相較干燥土壤更明顯,但筆者在實(shí)際工作也因?yàn)榘l(fā)信,若土壤含水量超出飽和濃度后,接地效果反而會(huì)適得其反,若在地底下存在潮濕,且接地體接近此地層時(shí),電阻控制的效果更為突出。

4 控制接地電阻的措施建議

為保證施工工藝良好設(shè)計(jì)的應(yīng)用,同時(shí)降低接地電阻和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求,在進(jìn)行施工方案優(yōu)化時(shí)一般應(yīng)采用以下技術(shù)措施:外延接地;人工改進(jìn)土壤;深埋接地極;應(yīng)用基礎(chǔ)接地體;降阻劑降阻等方式。

再利用城市建筑物或排水管道的接地體進(jìn)行降阻工作的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用以下技術(shù)方式:在建筑物中將承臺(tái)鋼筋和基礎(chǔ)梁作為基礎(chǔ)接地體,用焊接的方式取代綁扎方式;用鋼筋混凝土內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)或鋼筋組成接地體;兩個(gè)連接上述兩種接地體方式,在特殊情況下也可單獨(dú)連接自然基礎(chǔ)接地體;采用同時(shí)接地網(wǎng),通過(guò)一點(diǎn)接地方式實(shí)施接地,但在具體操作中,引下線(xiàn)與引下線(xiàn)之間的柱位樁鋼筋不必采用一一對(duì)應(yīng)方式連接。

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作者簡(jiǎn)介:任玉強(qiáng)(1980—),男,漢,河南洛陽(yáng)伊川人,工學(xué)學(xué)士,本科,電氣工程師,研究方向: 水泥廠(chǎng)電氣設(shè)計(jì)。