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铁路红外线探测站房防雷接地工程设计方案
作者:管理员    发布于:2014-05-11 23:11:34    文字:【】【】【

一、系统说明及站房接地网现状
铁路红外线轴温探测系统(THDS)探测站位于沿线铁路两旁,间距30公里。探测站房的接地系统大部分不符合铁路相关规范要求,主要体现在以下几个方面:
1、由于站房所处的土壤接地电阻率较高,大部分站房的接地电阻值R大于4Ω,不能满足设备接地要求甚至是防雷要求,设备的安全运行受到威胁,影响铁路运输;
2、地下接地体腐蚀严重,部分站点出现接地体断开现象,需要及时修复整改;
3、室内等电位接地线的设置不规范,存在安全隐患;为避免或减弱过电流在流动过程造成的二次感应,各类线路(电源线、信号线、接地线)不宜相互盘绕布线,布线时应适当保持一定的安全距离。
4、原接地网设置的位置及接地体走向没有明确标志,存在安全隐患;
5、其它:
探测站房的各类接地(防雷接地、设备接地、交流接地等)采用共用接地系统接地电阻值满足R≤4Ω。建议在高土壤电阻率地区的站房接地系统,采用高效降阻离子地极来降低接地电阻。
针对站房接地系统存在的问题,提出整改设计方案。
二、 红外线轴温探测系统探测站房其他问题
1、站房建筑物避雷带:探测站房位于沿线铁路两旁,占地面积约10m2,高约4米,部分站房顶没有避雷带,大部分站房顶已安装避雷带(网),但没有设计网格状,不能有效屏蔽雷电电磁脉冲,不符合铁路规范规定的网格小于3×3米要求;
建议:在建筑物顶设置安装均压闭合环形避雷网(建筑物顶四周避雷带上不设小避雷针, 避雷网呈“田”字型),环形网除了可以接闪雷电直击,还可以屏蔽雷电电磁脉冲,使站房内的电磁场衰减和减弱,减少电磁脉冲对设备和线路的感应。
2、低压供电系统的雷电浪涌保护问题
    配电系统:
探测站房的220V低压配电系统采用双回路架空线引入,极易遭受系统过电压波入侵(包含雷电过电压和电力系统操作过电压及系统振荡谐波干扰),站房内的设备(如电源双回路切换器、工控机、调制解调器、控制板及串口板等)损坏事故大多数由于电源线路的过电压和过电流引起。建议在低压配电系统安装浪涌保护器。
三、设计技术方案
(一)红外探测站房接地网改造(接地要求R≤4Ω)
部分红外线轴温探测房的接地系统采用独立接地方式,设有电力接地、通信设备接地防雷接地,“三地”在室外的接地体相距20米以上。为防止直击雷的大电流引起的高电位反击现象,建议采用等电位联合接地
机房的接地装置包括机房内接地汇集排、设备接地线接地引下线及室外人工接地体
1、接地汇集排
1)采用50×5的铜排作为机房设备及接地汇集排(公共接地汇集点)。
2)紫铜排包括螺杆、螺丝、绝缘垫、膨胀螺钉等配套器件,成套供应。
2、接地线
1)采用BV-6mm2的铜线作为机房内正常工作不带电的金属外壳(如机房的金属门窗、金属吊顶、防静电地板支撑架、机柜及设备外壳等)的接地线,接到接地汇集排上。
2)机房内的原电源防雷箱、新安装过电压保护器的接地线采用BV-25mm2的铜线接到接地汇集排,原信号防雷箱的接地线采用BV-25mm2的铜线与接地汇集相连,长度不宜超过1米。
3、接地引下线
1)采用BV-70mm2的铜线作为机房接地引下线,把机房内的接地汇集排接入室外接地网的接地端子。
2)采用铜铁过渡接头作为室外人工地网的接地端子,引下线接至接地端子。
4、室外人工接地体(网)
1)室外人工接地体的形状可设置为水平带状型、放射型或闭合环型(现场条件不允许可设计U型状),可根据现场具体情况而定。本方案设计环绕站房建筑物四周作环形闭合接地装置,在环形闭合接地装置上外引接地体,外引长度共约30-50米,可外引2个方向
2)水平接地体采用-40×4的热镀锌扁钢,共100米;垂直接地体采用L50×5×2500热镀锌角钢,间隔5米,共20根。如接地电阻不满足要求,应增加接地体
3)接地体的焊接处要做好防腐处理。
4)接地沟挖0.8米,并保证在冻土层以下。
5)人工接地体与机房建筑物基础钢筋作等电位连接
6)在高土壤电阻率地区,建议采用高效降阻离子地极来降低土壤电阻率,从而降低接地电阻,并保持长期保持稳定,不因气象环境改变而上升。
(二)避雷针塔接地网改造:
1、避雷针塔的接地电阻要求R≤10Ω
2、避雷针塔接地装置站房接地网分开,设置独立接地体,与站房接地网的地下安全距离不应小于4米;
3、水平接地体采用-40×4的热镀锌扁钢,共100米;垂直接地体采用L50×5×2500热镀锌角钢,间隔5米,共20根。如接地电阻不满足要求,应增加接地体
4、在地网接地体的地面上设置地线标志水泥墩,间距为每隔5米一个。
5、避雷针塔接地装置详见施工图-03。
(三)均压
在红外探测站房内,采用不小于6mm2的多股软铜线将所有正常不带电的金属外壳如:机柜、工控机、稳压器、金属门窗、配电箱等,就近接到站房内接地汇集排,使其上面的电势(电压)均衡起来。不允许有孤独的金属导体存在,即不允许有与地绝缘的或相邻的导体不相连接成电气通路的金属导体存在,否则有可能造成高电位放电。
(四)屏蔽接地及合理布线
良好的屏蔽接地措施可有效减弱雷电电磁脉冲的感应,红外探测站房内的供电电源线路应入,应尽可能采用铠装电缆埋地或导线穿钢管埋地引入(目前基本上采用架空线引入),电缆铠装及保护管两端均应可靠接地
 (五)避雷带改造:
1、探测站房建筑物应有能接闪直击雷击的避雷针避雷带,由于站房的建筑面积较小,设计采用避雷带(网)和引下线组成的屏蔽网(在建筑物顶呈“田”字型)作为建筑物防雷措施,可对雷电电磁脉冲起屏蔽作用;避雷网材料采用Φ10的热镀锌圆钢(用支撑架支撑),(探测房长4.4米,宽3.3米,高4米)。
2、采用Φ10的热镀锌圆钢作为避雷带引下线,引下线沿两角对称引下;
3、引下线与站房环型接地网连接。
4、已安装有避雷带的站房,只需要做网格改造。
站房避雷网及达到的屏蔽效果下图:
 

(六)电源线路安装两级过电压保护器
1、在探测房的总电源双回路切换器前端安装2台浪涌保护器
2、在稳压器的电源进线端安装1台浪涌保护器
3、退藕器的安装
为保证过电压保护器与原安装的防雷箱能有效动作及考虑能量配合问题,两者之间的安装线间距离应大于5米,如现有配电电源线的长度不能满足要求,应安装退藕器

广西南宁雷宁电气(防雷)有限公司
2011年 1 月
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