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監獄設計方案
來源: | 發布日期:2017-09-10 次 | 人氣:717
 監獄設計方案

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南京寧翔防雷

一、雷電的危害

雷電危害分類及途徑

直擊雷

雷電直接擊在建筑物上,產生電效應、熱效應和機械力。

雷電感應

雷電放電時,在附近的導體上產生靜電感應和電磁感應,它可以是金屬部件產生火花。

靜電感應

由于雷云的先導作用,使附近導體感應出與先導符號相反的電荷,雷云主放電荷時,先導通道中的電荷迅速中和,在導體上感應的感應電荷得到釋放,否則就反泄入地中就會產生很高的電位。

電磁感應

由于雷電迅速變化,在其周圍空間產生瞬變得強電磁場,使附近導體上感應出很高的電動勢。

雷電波侵入

由于雷電對架空線路或金屬管道的作用,雷電波可能沿這些管線侵入室內危及人身安全和損壞設備。

防范原則

整體防御、綜合治理、多重保護。

二、雷電防護途徑

1、直擊雷主要防護措施

1)直擊雷的防護措施裝置主要用接閃器(接閃桿、接閃帶、網、線、引下線、均壓帶)作為直擊雷雷閃的攔截(依據GB50057-2012第4.0建筑物的防雷措施之規定),引導雷電流經規定的引下線向大地泄放而不危害被保護的設備。

2)直擊雷防護措施的泄流裝置是將接閃器攔截到的雷閃電流經專設的或自然的雷電流引下線引向接地裝置(依據GB50057-2010第5.3條和GB50343-2012第6.2、6.3條之規定)使雷電能量釋放到大地。

3)直擊雷防護措施裝置的作用是防止雷閃直接擊在建筑物、構筑物、電氣網絡或電氣裝置上。直擊雷防護技術主要是保護建筑物本身不受雷電損害,直擊雷防護措施是防雷體系的第一部分。

4)可防直擊雷的防雷器通常用于可能被直擊雷擊中的線路保護,如LPZOA區與LPZ1區交界處的保護。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力和響應時間(依據GB50343-2012第5.4.3-3表)。

2、感應雷主要防護措施

1)感應雷的防護措施是對雷云發生自閃、云際閃、云地閃時,在進入建筑物的各類金屬管、線上所產生雷電脈沖起限制作用,從而保護建筑物內人員及各種電氣設備的安全。

2)感應雷防護措施裝置是內部防雷系統為了保護建筑物內部的設備及人員的安全而設置的。通過在需要保護設備的前端安裝合適的(SPD)防雷器(依據GB50343-2012第5.4.3-3表),使設備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外,將因雷擊而使內部設施所感應到的雷電流得以安全泄放入地,確保后續設備的安全運行。

3)防感應雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護,如LPZOB區與LPX1區、LPZ1區交界處的保護。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應時間,防雷器對瞬態現象起控制作用所需的時間,與波形性質有關。殘壓,防雷器對瞬態現象的電壓限制能力,與雷電流幅值及波形性質有關。

4)浪涌防護措施裝置分為四部分(依據GB50343-2012第5.4.1-1表):

1》在高壓變壓器后端到二次低壓設備的總配電盤間的電纜內芯線兩端應對地加裝10/35μs電流波形的防雷器或保護器。作為電源系統的浪涌一級保護,初步衰減從電源線路引入的強雷電流和高電壓。

2》在二次低壓設備的總配電盤至二次低壓設備的配電箱間電纜內芯線兩端應對地加裝8/20μs電流波形的防雷器或保護器。作為電源系統的浪涌二級保護,進一步衰減從第一級分流下來的強雷電流和過電壓,把雷電流脈沖降低到設備能承受的水平。

3》在所有重要的末端電源箱、精密的設備以及UPS的前端對應地加裝8/20μs電流波形的防雷器或保護器。作為電源系統的浪涌三級保護,衰減從第二級分流下來的殘電流和殘電壓,把雷電流脈沖降低到設備能正常運行的工作條件。

4》在所有的末端設備、儀器電源的前端應對地加裝8/20μs電流波形的防雷器(防雷插座)或保護器。作為電源末端的精細保護,使設備、儀器和操作人員能安全有效地運行及造作不受雷電脈沖的侵害。

3、地電位(等電位)反擊防護措施主要為:

1)接地裝置(依據GB50057-2010第5.4節和GB50343-2012第5.4條之規定)的作用是把從雷電流引下線或其他防雷器件來的雷電能量最終是經接地裝置釋放到大地的。低接地電阻對降低地電位升高,減少反擊危險性有很大的作用。

2)接閃器、雷電流引下線和接地裝置是外部防雷三個必要的組成部分,也是內部防雷的前提和基礎防線。

3)等電位(均壓環)裝置的連接是防止雷電流在防雷接地裝置上產生的暫態地電位抬高容易在防雷系統中引起危險的電位差,為了防護這種危險的電位差需要采取等電位連接措施來均衡電壓。

4)外部環形接地體和內部環形接地體連接到鋼筋或金屬立面等其它屏蔽體上,宜每隔5m連接一次,新建建筑物應在一些適合的地方預埋等電位預留件。

4、泄流系統(接地裝置)防護措施

1)泄流系統防護措施(依據GB50057-2010第5.4節和GB50343-2012第5.4條之規定)的作用是把從雷電流引下線或其他防雷器件來的雷電能量最終經接地裝置釋放到大地。

2)接地裝置是所有防雷措施的重要基礎,接地的好壞(地電阻值是否符合防雷規范要求和設計值),直接影響到防雷效果。

5、微電子(弱電)設備防雷措施

1)弱電外部防護是指對安裝弱電設備的建筑物本體的安全防護,可采用接閃裝置、分流、屏蔽網、均衡電位、接地裝置防護措施。

2)弱電內部防護是指在建筑物內部弱電設備對過電壓(雷電或電源系統內部過電壓)的防護,其措施有:浪涌、等電位聯結、屏蔽、保護隔離、合理布線和設置過電壓保護器等措施。

3)弱電傳輸系統的感應雷防護措施主要在微電子設備的設備端和線路端安裝對應的弱電浪涌,防止雷電流對弱電系統傳輸線路和微電子設備的侵害。

三、雷暴日等級劃分

◆(依據GB50343-2012第3.1.2條)

1、少雷區:年平均雷暴日在25d及以下的地區。

2、中雷區:年平均雷暴日大于25d,不超過40d的地區。

3、多雷區:年平均雷暴日大于40d,不超過90d的地區。

4、強雷區:年平均雷暴日超過90d以上的地區。

四、現場踏勘

1、辦公樓總電源系統裝置未有浪涌防護措施。

2、三號樓建筑物未有直擊雷防護裝置。

3、電臺設施電源系統未有浪涌防護裝置,信號傳輸線纜未有有效地屏蔽保護措施,電臺值班室未有靜電專用防護裝置。

4、生活區《一監區、集訓中心、三監區、五監區、七監區》低壓電源總電源柜未有浪涌防護裝置,集訓中心建筑物未有直擊雷防護措施。

5、生產區《零號廠房、一號廠房、二號廠房、三號廠房、四號廠房、五號廠房》總電源配電柜未有浪涌防護裝置,《六號廠房》原有浪涌已經損壞不符合防護條件和要求,《輔助車間、金工車間、倉庫》電源配電柜已有浪涌防護裝置。

五、雷電防護設計依據

1、技術規范依據

   GB50057-2010      建筑物防雷設計規范

GB50343-2012      建筑物電子信息系統的防雷設計規范

D501-1-4         防雷接地與安裝

2、技術要求實施依據

1)建筑物直擊雷(接閃帶-接閃小針)實施依據

建筑物直擊雷防護裝置防護措施依據GB50057-2010第4.4.1、4.4.2、4.4.3條相關技術參數防雷建筑物外部防雷的措施宜采用接閃帶(網)作為建筑物的直擊雷防護措施和附錄B第B.0.2條為設計技術措施條件。

2)低壓電源系統電源浪防護裝置(SPD)實施依據

依據GB50343-2012第5.4節第5.4.3-3技術要求,進入建筑物的交流供電線路,在線路的總配電箱等LPZOA 或 LPZOB 與 LPZ1 區交界處,應設置 I 類試驗的浪涌保護器或Ⅱ類試驗的浪涌保護器作為第一級保護,在配電線路分配電箱、電子設備機房配電箱等后續防護區交界處,可設置Ⅱ類或Ⅲ類試驗的浪涌保護器作為后級保護,特殊重要的電子信息設備電源端口可安裝Ⅱ類或Ⅲ類試驗的浪涌保護器作為精細保護。

3)微電子(信號)設備浪涌防護措施

依據GB50343-2012第5.4.4-2和第5.5.2-1與第5.5.3-3技術要求,電子信息系統信號線路浪涌保護器宜設置在雷電防護區界面處,根據雷電過電壓、過電流幅值和設備端口耐沖擊電壓額定值,可設單級浪涌保護器,也可設能量配合的多級浪涌保護器。網絡交換機、集線器、光電端機的配電箱內,應加裝電源浪涌保護器。系統視頻、控制信號線路及供電線路的浪涌保護器,應分別根據視頻信號線路、解碼控制信號線路及攝像機供電線路的性能參數來選擇信號浪涌保護器。

六、防護技術措施

根據氣象部門出具的防雷整改報告編號(現場踏勘)內容,依據國家防雷規范標準GB50057-2010和GB50343-2012及D501-1-4防雷接地與安裝的技術參數現對《監獄》雷電防護裝置整改工程技術解決方案設計分為五部分:

1辦公樓總電源系統裝置浪涌防護裝置(SPD、接地泄流裝置)

1、在辦公樓低壓電源系統總電源裝置處安裝一套電源一級浪涌保護器,標稱放電電流In(KA)25KA(10/350us),最大持續運行電壓uc(V) 275V/AC,電壓保護水平up(KV)≤2.0KV。作為電源系統單元的一級浪涌保護措施,初步衰減從電源線路引入的強雷電流和高電壓。(后續保護開關采用DZ47-100/4P,線徑采用L、N為BV16mm2、PE線為BV25mm2,電源一級浪涌計1套)。

2、辦公樓電源系統供電制式為TN-S系統,安裝浪涌的接地(PE)線接至被保護的電源裝置的(箱、柜)的接地PE點作為雷電防護泄流系統的裝置(接地阻抗值參照電氣設施設計值),本案不作設計與施工。

2三號樓建筑物天面接閃裝置(接閃帶-接閃小針-接地泄流裝置)

1、在《三號樓》建筑物女兒墻(挑檐)的沿角采用鍍鋅圓鋼Φ8作為水平接閃帶的主要材料沿著建筑物(挑檐)周圍布設,水平接閃帶支撐架每隔一米安裝一個,水平接閃帶的曲徑值符合防雷規范要求(天面水平接閃帶566m)。

2、在《三號樓》建筑物天面接閃帶90C0處(女兒墻坡度最高點)最易遭受雷擊的部位安裝一根接閃小針作為建筑物拐角的直擊雷的接閃防護,接閃小針高度為600mm,采用Q235材質制作(接閃小針計12組)。

3、在《三號樓》建筑物北側制作三組接地裝置作為天面接閃帶的泄流體,接地裝置實施位置距離建筑物(或路邊)外圍>3m(適合制作垂直接地極)的地方制作,接地體埋深≥0.5m,接地裝置垂直接地體采用國標熱鍍鋅角鋼L50*5制作,水平連接帶國標熱鍍鋅扁鐵40*4制作,接地裝置阻抗設計值為≤10Ω(泄流接地裝置計3組)。

3電臺設施雷電防護裝置(SPD、等電位、接地泄流、屏蔽)

1、在電臺設施總電源配電箱處安裝一套電源防雷器,最大通流量Imax(8/20μs)80KA,保護水平≤2.2 kV,屏內導軌安裝,作為電源系統單元的雷電感應保護裝置, 衰減從電源線路上感應分流下來的強雷電流和過電壓,把雷電流脈沖降低到設備能承受的水平(后續保護開關采用DZ47-63/4P,線徑采用L、N為BV10mm2、PE線為BV16mm2,電源浪涌計1套)。

2、在電臺設備電源前端并聯安裝一套單相電源防雷器,最大通流量Imax(8/20μs)40KA,保護水平≤1.8kV,35mm導軌安裝),作為電臺信號傳輸機電源裝置電涌的防護措施,深度衰減從線路上感應的雷電流,把雷電流脈沖降低到微電子設備能正常運行的工作條件(后續保護開關采用DZ47-32/4P,線徑采用L、N為BV10mm2、PE線為BV16mm2,單相電源浪涌計1套)。

3、在電臺設施房內的靜電板下用40*4的銅排分別制作成一組《一字型》均壓環作為《電臺》內的金屬導體、網絡設備設施PE點、電信設備設施PE點、電源電氣裝置和傳輸線纜鎧裝帶的接地裝置(等電位)防雷保護的等電位連接體,銅排每隔一米用絕緣子固定安裝,均壓環主匯流排與接地裝置引下連接線可靠連接形成有效地等電位防雷專用接地裝置系統,機房內用金屬導線BVR16mm2把金屬導體、網絡設備設施PE點、電信設備設施PE點、電源電氣裝置和傳輸線纜鎧裝帶的接地裝置與均壓環作可靠連接形成有效的等電位防止反擊,保護設備、設施、線纜傳輸的運行正常(銅排40*4計12m)。

4、在《電臺》建筑物西側制作一組接地裝置作為等電位裝置的泄流體,接地裝置實施位置距離建筑物(或路邊)外圍>3m(適合制作垂直接地極)的地方制作,接地體埋深≥0.5m,接地裝置垂直接地體采用國標熱鍍鋅角鋼L50*5制作,水平連接帶國標熱鍍鋅扁鐵40*4制作,接地裝置阻抗設計值為≤4Ω(泄流接地裝置計1組)。

5、用金屬材料導體(金屬橋架或金屬管)對架設在室外祼露的電臺信號傳輸(接收與發射)同軸線纜實施屏蔽防護措施,屏蔽長度>20m,屏蔽金屬導體的兩端與接地裝置施行可靠的連接。

6、電臺信號接發主機傳輸線纜端口屬于非通用端口,信號防雷器經與甲方商定后選型(待定)。

4生活區雷電防護裝置(電源SPD、接閃帶-接閃小針、接地裝置)

1、在生活區《一監區、集訓中心、三監區、五監區、七監區》低壓電源柜處安裝一套電源防雷器,最大通流量Imax(8/20μs)80KA,保護水平≤2.2 kV,屏內導軌安裝,作為電源系統單元的雷電感應保護裝置, 衰減從電源線路上感應分流下來的強雷電流和過電壓,把雷電流脈沖降低到設備能承受的水平(后續保護開關采用DZ47-63/4P,線徑采用L、N為BV10mm2、PE線為BV16mm2,電源浪涌計9套)。

2、生活區電源系統供電制式為TN-S系統,安裝浪涌的接地(PE)線接至被保護的電源裝置的(箱、柜)的接地PE點作為雷電防護泄流系統的裝置(接地阻抗值參照電氣設施設計值),本案不作設計與施工。

3、在《集訓中心》建筑物女兒墻(挑檐)的沿角采用鍍鋅圓鋼Φ8作為水平接閃帶的主要材料沿著建筑物(挑檐)周圍布設,水平接閃帶支撐架每隔一米安裝一個,水平接閃帶的曲徑值符合防雷規范要求(天面水平接閃帶329m)。

4、在《集訓中心》建筑物天面接閃帶90C0處(女兒墻坡度最高點)最易遭受雷擊的部位安裝一根接閃小針作為建筑物拐角的直擊雷的接閃防護,接閃小針高度為600mm,采用Q235材質制作(接閃小針計7組)。

5、在《集訓中心》建筑物南北側制作二組接地裝置作為天面接閃帶的泄流體,接地裝置實施位置距離建筑物(或路邊)外圍>3m(適合制作垂直接地極)的地方制作,接地體埋深≥0.5m,接地裝置垂直接地體采用國標熱鍍鋅角鋼L50*5制作,水平連接帶國標熱鍍鋅扁鐵40*4制作,接地裝置阻抗設計值為≤10Ω(泄流接地裝置計2組)。

5生產區低壓總電源柜浪涌防護裝置(SPD)

1、在生產區《零號廠房、一號廠房、二號廠房、三號廠房、四號廠房、五號廠房、六號廠房》低壓總電源柜處安裝一套電源浪涌保護器,標稱放電電流In(KA)25KA(10/350us),最大持續運行電壓uc(V) 275V/AC,電壓保護水平up(KV)≤2.0KV。作為電源系統單元的一級浪涌保護措施,初步衰減從電源線路引入的強雷電流和高電壓。(后續保護開關采用DZ47-100/4P,線徑采用L、N為BV16mm2、PE線為BV25mm2,電源一級浪涌計10套)。

2、生產區電源系統供電制式為TN-S系統,安裝浪涌的接地(PE)線接至被保護的電源裝置的(箱、柜)的接地PE點作為雷電防護泄流系統的裝置(接地阻抗值參照電氣設施設計值),本案不作設計與施工。

七、防雷裝置布置示意圖

1、浪涌防護布置系統圖

2、《三號樓》建筑物直擊雷(接閃帶)布置示意圖

3、《集訓中心》建筑物直擊雷(接閃帶)布置示意圖

4、接地裝置結構圖

八、防雷裝置施工流程

1、接閃帶施工流程

安裝人員確定→安裝計劃→材料確定→現場材料分類→安裝位置確定→確定安裝型號→安裝孔定位→支桿固定→水平連接帶(焊接)→固定件組裝、校正→引下線連接→防腐蝕處理→安裝自檢→安裝記錄

2、接閃小針施工流程

安裝人員確定→安裝計劃→材料確定→現場材料分類→安裝位置確定→確定安裝型號→管徑配比下料→法蘭基座固定→立桿連接(焊接)→接閃器組裝→固定件組裝→防腐蝕處理→針體復位→針體校正→針體與基座連接固定(纜繩對角固定)→引下線連接→防腐蝕處理→安裝自檢→安裝記錄

3、電源線路浪涌安裝流程

安裝人員確定→安裝計劃→材料確定→現場材料分類→安裝位置確定→確定安裝型號→線徑配比下料→導軌(明裝箱)固定→浪涌、后續保護開關固定→浪涌與后續保護開關控制線連接→浪涌PE點線連接→電源裝置斷電→后續保護開關與被保護裝置負荷端(L線N線)連接→安裝自檢→正常復位→安裝記錄

4、微電子(信號)線路浪涌安裝流程

安裝人員確定→安裝計劃→材料確定→現場材料分類→安裝位置確定→確定安裝型號→線料型號配比→浪涌固定→浪涌PE點線連接→網絡(視頻)斷網(斷信號)→浪涌與線路(IN)端連接→浪涌與設備(OUT)端連接→安裝自檢→正常復位→安裝記錄

5、等電位(均壓環)施工流程為

施工人員確定→安裝計劃→材料確定→現場材料分類→安裝位置確定→確定安裝材料型號→主材與輔材型號配比→均壓環平面間距定位→絕緣子固定→匯流排固定間距打孔→匯流排與絕緣子固定連接→主匯流排與分匯流排搭接與連接→主匯流排與接地裝置引下線裝置可靠連接→匯流排與等電位實施(設備)PE點連接→安裝自檢→正常復位→安裝記錄

6、接地裝置(泄流系統)施工流程為

施工人員確定→接地裝置技術設計參數→施工計劃→材料確定→現場材料分類→安裝位置確定→確定安裝材料型號→主材與輔材型號配比→接地裝置地溝開挖→垂直接地極預埋→水平連接帶焊接→與引下線裝置連接(斷接卡)→接地裝置水平連接帶瀝青防腐(絕緣)處理→Ω值測試→回填土→安裝自檢→正常復位→安裝記錄

友情建議:

雷電防護是一項系統工程,現代防雷技術主要分為外部防護和內部防護及過電壓保護的三道防護體系,三道防護體系在雷電防護裝置中相互配合、各盡其責、缺一不可。《監獄》建筑物處在雷電事故多發區域(宜興境內的年平均雷暴日在36.0天/a)。在氣象條件下易遭雷電(直擊雷效應和雷電產生的閃電電涌)的侵害,建議施行全方位(接閃、電磁脈沖、泄流裝置)的雷電防護綜合體系,雷電防護綜合體系的建成與完善能有效地預防雷電災害!!!

九、防雷工程材料匯總

1、辦公樓(三號樓)防雷整改工程材料明細

2、電臺防雷整改工程材料明細

3、生活區(集訓中心)防雷整改工程材料明細

4、生產區防雷整改工程材料明細

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