一、防雷接地設計標準及規范
(GB50057-2010)《建筑物防雷設計規范》
(GB50343-2012)《建筑物電子信息系統防雷技術規范》
(GB50169-2010)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》
( 99D501-1)標準《國家建筑標準設計圖集(防雷與接地安裝)》
二、接地分類
1)工作接地
2)保護接地
3)直流接地
4)防雷接地
5)防靜電接地
6)屏蔽接地
三、1歐姆接地概述
1歐姆防雷接地對技術要求比較高。一般用于風力發電、鉆井、石油、通訊、部隊、鐵路、橋梁等特殊場合。
接地施工分為以下幾個方面:
1)根據實際現場情況,測試土壤或砂石土壤電阻率。
2)測試土壤的腐蝕度、考慮地區的氣象環境如:干旱少雨、冰凍深度、雷雨季節。
3)根據環境選擇施工工具、材料并制定挖掘方案,一般采用深井、環形、L型接地較多。
4)選擇接地材料。主要考慮:對環境的污染、使用壽命、施工難度、運輸、造價成本等。
從施工難易度分析:
1、高風沙高腐蝕高地阻材料使用:燒制接地模塊+鋅包鋼或絕緣線纜+高純石墨降阻劑+陰極接地材料+石墨線纜導線+熱焊接(此套餐優點:使用壽命長、容易降低接地電阻。缺點:造價高、材料市場少,一般廠家生產模塊為壓制模塊)
2、高地阻石塊地區使用材料:離子接地棒+鍍銅絞線+鍍鋅管+石墨降阻劑+普通接地模塊(優點:導電性能好、使用壽命長。缺點:施工難度大、造價高)
3、砂質土壤高地阻環境使用材料:A:燒制接地模塊+高純降阻劑+鍍銅或鍍鋅材料連接。B:深井銅包鋼+離子接地棒+高純降阻劑結合。
4、紅土泥土或電阻率低的環境下:鍍鋅、鍍銅、燒制模塊都可以使用,效果好。
國內優秀防雷接地材料或施工品牌:揚博防雷、萬佳防雷、騰輝智能防雷、捷力通防雷
四、測試土壤電阻率
土壤電阻率是單位長度土壤電阻的平均值,單位是 歐姆·米。
土壤電阻率是接地工程計算中一個常用的參數,直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網地面電位分布、接觸電壓和跨步電壓。
土壤電阻率是決定接地體電阻的重要因素,為了合理設計接地裝置,必須對土壤電阻率進行實測,以便用實測電阻率做接地電阻的計算參數。
測量土壤電阻率的方法之一是對接地體進行接地電阻測量,測得接地體接地電阻后,再按下面的公式計算土壤電阻率。
用鋼管或圓鋼作接地體時ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm
其中L為鋼管或圓鋼入地長度,單位m
d為鋼管或圓鋼直徑,單位m
Rj為測出的接地電阻值,單位Ω
用扁鋼作接地體時:
ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm
其中 L為扁鋼長度,單位m
b為扁鋼厚度,單位m
h為埋設深度,單位m。
然后要知道水平接地體的電阻,采用垂直接地體的電阻是多少,最后才能計算。
根據地網土層的土壤電阻率,采用下式計算接地模塊用量:
水平埋置,單個模塊接地電阻:
Rj =0.068×[ρ÷(a×b)-2]
并聯后總接地電阻:Rnj = Rj /nη
式中:ρ―土壤電阻率(Ω/m)
a、b―接地模塊的長、寬(m);
Rj―單個模塊接地電阻(Ω);
Rnj―總接地電阻(Ω);
n―接地模塊個數;
η―模塊調整系數,一般取0.6―0.9。
五、防雷接地系統
接地是防雷的重要組成部分是防雷裝置的基礎,使雷電流更好的瀉入大地,為保證機房或系統的接地阻值,還應盡量減小引下線的電阻值。依據防雷規范要求,引下線選用:50平、35平的銅芯地線:銅絞線、熱鍍鋅扁鋼、熱鍍鋅圓鋼、特殊行業或特殊設備采用騰輝智能絕緣引下線。接地體的具體位置和引下線的具體路由,在施工時以盡可能的減少引下線的長度。通過增大導線載面和減小引下線長度的措施,來盡量減小接地引線的電阻值。
1、垂直接地體材料
垂直接地體可采用燒制型YBD-01T膨脹石墨接地體、銅包鋼接地棒、銅材、熱鍍鋅鋼材(鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼)、離子接地棒、鋅包鋼或其它新型接地材料。
2、水平接地體材料
水平接地體一般采用純銅線、鍍銅線、熱鍍鋅扁鋼、鋅包鋼等。
3、接地材料有以下要求:
a、采用熱鍍鋅鋼管時,鋼管壁厚不小于3.5m;
b、采用熱鍍鋅角鋼管,角鋼不小于50mm*50mm*5mm;
c、采用熱鍍鋅扁鋼時,扁鋼不小于40mm*4mm;
d、采用熱鍍鋅圓鋼時,圓鋼直徑不小于8m;
e、石墨接地模塊分為燒制型與壓制型,
燒制模塊規格:600mm*150mm*100mm,ф600*40mm,300mm*500mm*40mm
f、銅包鋼接地棒,鍍銅厚度;≤0.25mm,ф16*1500mm型號:YBD-01B
g、離子接地棒時,YBD-Lф50*1500mm
h、采用物理降阻劑時,電阻率R=0.45,降阻率在60-95%之間,石墨含量70%,型號:YBD-Z25與YBD-Z10
I、特殊地區采用高純石墨降阻劑等
4、地網施工布置
地網布置依據地形設計為 L型、口型、一字、H型或圓型
5、地網挖掘
接地地網挖掘深度大于0.8米,根據土壤如:石頭、沙土、建筑垃圾、黃土等情況,北方城市一定要達到凍土層以下。
6、焊接與防腐處理
接地體(線)的連接應采用焊接,焊接處焊縫應飽滿并有足夠的機械強度,常見的焊接分為:電焊與放熱焊接。焊接不得有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷,焊接處的藥皮敲凈后,刷瀝青做防腐處理。
采用搭接焊時,其焊接長度如下:
1)鍍鋅扁鋼不小于其寬度的2倍,三面施焊。(當扁鋼寬度不同時,搭接長度以寬的為準)。敷設前扁鋼需調直,煨彎不得過死,直線段上不應有明顯彎曲,并應立放。
2)、鍍鋅圓鋼焊接長度為其直徑的6倍并應雙面施焊(當直徑不同時,搭接長度以直徑大的為準)。
3)鍍鋅圓鋼與鍍鋅扁鋼連接時,其長度為圓鋼直徑的6倍。
4 )鍍鋅扁鋼與鍍鋅鋼管焊接時,為了連接可靠,除應在其接觸部位兩側進行焊接處,還應直接將扁鋼本身彎成弧形與鋼管焊接
四、影響接地電阻原因
1)選擇地網接地線及導體截面不足,或對系統發展規劃的短路電流分析結果偏差較大,使接地線及導體的截面不能滿足熱穩定校驗的要求。
2)對接地裝置施工防機械損傷、防腐蝕問題重視不夠,或根本沒有采取必要的防腐措施。
3)接地裝置敷設時埋設深度不夠,垂直接地體間距過小,焊接質量不合格,沒按設計規定進行規范施工,防雷地網材料選用了不合格的接地材料.
4)接地體(線)連接不正確,在一個接地線中串接了幾個需要接地的電氣設備,直接接地或經消弧線圈接地的變壓器,沒有采用專用的接地線。
5)獨立避雷針沒有設獨立的集中接地裝置,或該接地裝置與主接地網的地下連接點至35kV及以下設備與主接地網的地下連接點,沿接地體的長度小于15m。
6)土壤電阻率偏高,沒有按規程要求正確選用高效降阻劑。降阻劑現在市場價格混亂,建議采用石墨含量高的YBD-Z25物理降阻劑。
五、部分接地材料技術
1)燒制膨脹石墨接地模塊
產品分類:燒制型膨脹石墨接地模塊
常用尺寸:600mm*150mm*100mm、300mm*500mm*40mm,
400mm*260mm*40mm,ф600*40mm,500mm*100mm*80mm
規格型號:YBD-01T或YBD-01M
燒制接地模塊是目前市場上最佳接地體,具有長壽命、無污染、高泄流雷電能力、不變形等特點,選用純度在99%以上的鱗片石墨,經水洗、酸洗、烘干等數道工序后,經1400度的高溫燒制而成。接地體不僅保留了天然鱗片石墨材料所固有的耐高、低溫、耐酸、耐腐蝕,導熱、導電、自潤滑和抗輻射等諸多優點,而且其特殊的網絡狀孔結構,還賦予良好的壓縮性、回彈性、低應力、高松弛率、很好的吸水和保濕性能、吸油、抗腐蝕及熱、電導能力的高度異向性等許多獨特功能,還有石墨本身的穩定性、抗老化性、自身低電阻特性更是其他材料無法代替的。
燒制接地模塊產品優特點:
1、電阻率小于40μΩ ,相當于一個良好的金屬導體(不銹鋼、純銅等),有利于建設高品質的地網。
2、具有抗壓強度高,能達到20MP以上的抗壓力,在接地網施工中,可以充分夯實,提高大突波電流的宣泄!
3、吸水保濕性能好,由于本產品是膨脹石墨燒制而成,因此在模塊內部充滿很多氣孔,這樣和水的親和程度很好,能夠起到保水的作用,在特別適合干燥土壤的接地使用。
4、無污染、對周邊的土壤不會改變,適應很多特殊高要求環境。
5、采用紙箱或者木箱包裝,節約了模塊運輸成本。
6、長壽命、不容易碎,可使用壽命50年。
7、鏈接可熱熔焊接或電焊都可以,施工便利。
2)鋅包鋼接地材料
鋅包鋼接地極是山西捷力通防雷科技有限公司根據石油化工、高腐蝕地質及電力系統的接地特點而推出的一種新型防雷接地產品,它以特殊鋼和特殊鋅為原料,通過特殊工藝形成雙金屬復合材料。該產品綜合了鋅帶陽極和傳統鍍鋅鋼的優點,既具有鋼的高強度、較高的熱穩定性,又具有陰極保護的功能。避免了接地裝置與陰極保護重復投資和施工的浪費和麻煩。因此使用鋅包鋼復合接地線(極)做接地裝置,比其他接地材料更科學、更經濟、使用年限更長。鋅包鋼接地極(線)可廣泛應用于接地及陰極保護共同存在的場所,也可分別作為接地產品和陰極保護產品。
產品優點:
1、鋅包鋼接地極以特殊鋼為鋼芯,具有鋼的強度及熱穩定性,保證接地裝置的泄流功能。
2、鋅作為覆蓋層金屬,其導電性能是鋼的2.5倍,因此導電性能大大提高。
3、鋅作為覆蓋層金屬,具有較強的耐腐蝕性,使用壽命大大延長。
4、由于有一定厚度的鋅層可以作為犧牲陽極體,可保護接地裝置、地下金屬物和相關鋼鐵設備等不受腐蝕。
5、采用特殊的制造工藝形成雙金屬復合材料,具有良好的可塑性能,保證施工和應用過程中覆蓋鋅層不會脫落。
3)銅包鋼接地
銅包鋼接地棒有組合式和單根式的兩種,組合式接地棒施工更加方便,配有同軸連接管、驅動頭和鉆頭等配件,根據不同地質及使用要求可以通過硅黃銅連接管連接,任意增加鍍銅接地棒的長度。頂端采用驅動頭(連接螺栓)連接,供接地棒打深時打擊使用。末端采用特制鉆頭(連接螺栓)連接,將接地棒打深。
技術參數
1.鍍銅層厚度≥0.254mm(符合UL 467《接地與搭接設備安全標準》)2.抗拉強度60000n/cm23.平直度誤差≤1mm/m4.銅層可塑性:接地棒(線)彎曲30度時,折角內外緣無裂縫現象5.銅層結合度:經附著力試驗,除虎口鉗鉗口咬合處出現剝落銅層,其余部分銅鋼結合良好,未出現剝離現象。可以按要求的長度連接接地棒,接地棒可以深入地下30m,而不受任何可能增加土壤電阻率及接地電阻的氣候條件(如干旱和霜)的影響
4)高純石墨降阻劑
高純降阻劑由多種成份組成,其中含有電解質、石墨、固化劑、潤滑劑、高效防腐劑及填充材料等。它呈黑色粉末狀,是一種良好的導電體。將它施于接地體和土壤之間,一方面能與金屬接地體緊密結合,形成足夠大的電流流通面;另一方面又能向周圍土壤滲透,有效降低周圍土壤電阻率,在接地體周圍形成了一個變化平緩的低電阻區域,從而達到降低接地電阻值的目的。
產品優點
降阻效果明顯,能減少施工工作量,可少打接地體,尤其可用水平接地體代替難于施工的垂直接地體(在山區及巖石地區等)。施工方便,可解決施工場地受局限的困難,可大量節省金屬材料,具有長效性與穩定性,防腐性能好。具有良好的吸水性和保水性,不易隨水土流失,較少受氣候的影響。綜合技術經濟性好等。
降阻劑的使用方法:
1、先按接地工程設計要求,參照以下施工圖的方法,挖好水平接地溝或垂直接地孔。
2、焊接、支撐好金屬接地體,金屬接地體焊接牢固,表面干凈無銹跡;接地裝置的焊接長度:對扁鋼為寬邊的2倍;對圓鋼為其直徑的10倍。
3、降阻劑與水按1:(0.5~1)比例在容器內攪拌均勻成漿體狀,否則影響降阻效果和防腐蝕效果;
4、將攪拌均勻的降阻劑敷于接地溝或孔內,將金屬接地體包裹均勻,6~12小時后封土夯實。在敷設過程中,不得將泥沙等雜物接觸金屬接地體或混入降阻劑中。
5、對于深井接地,通常井深由找到電阻率低的地層或地下水來決定,一般達數十米。施工時用專用機械鉆孔,孔徑為100~200mm。金屬接地體一般采用φ50×3.5mm的鋼管,用壓力將調制好的降阻劑注入管內,使降阻劑從內到外兩側包圍鋼管并充實整個接地深井。有時要配以局部爆破,炸松四周土壤,以填充降阻劑,擴大降阻效果。
絕緣引下線
超絕緣引下線采用多層特殊材質的絕緣材料,保證了它強大的絕緣性能,滿足了產品設計要求的相當于0.75米空氣的絕緣距離。
產品外部設計特殊的防紫外線和抗老化層,有效的提高了產品抗老化性能,使用壽命大大提高。
產品配置清單:
序號 描述 圖片 材質 用途
1 isCon絕緣下引線 超絕緣
VPE、EVA 引下線
2 等電位線連接件 V2A 做Iscon表皮等電位連接用
3 絕緣桿固定件 V2A 固定風桿與絕緣桿
4 頂端連接件 V2A Iscon線纜連接頭
5 帶接閃針的絕緣桿套裝
6 isCon線連接板 V2A 連接接閃器與Iscon線纜
7 isCon線管道固定 V2A或PA 在風干上固定Iscon線纜
8 M-Quick墻面快速固定夾 PA 在風干上固定Iscon線纜
現場制作Iscon超絕緣引下線
a) 現場即時制作封裝,可快速提供高強度的良好電氣絕緣
b) 省時、省力、省費用,縮短訂制與施工周期、節省成本開支
①調整線鉗的切割深度,橫向切割線纜皮
②90度旋轉切割頭,縱向切割線纜皮
③完成切割
④安裝配件:接頭+固定螺絲+熱縮套管
⑤扭動接頭,使其旋至線纜上
山西捷力通防雷科技有限公司