业内人士都知道雷电具有很强的破坏性,主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。其中又以感应雷和电压反击对弱电设备破坏能力最强。当天空的雷雨产生雷击时,其将携带高负荷雷电脉冲、电压及电流,以电磁波形式无规则释放,从而导致雷区域1~5公里范围内(视雷电波强度而定)所有带金属的导线(如高空架设天线、有线电视电缆、通信电缆、供电系统电缆等),在瞬间内感应到相应强度的脉冲电压及电流,这些电流沿着电器设备上的各种电源电线或信号电缆进入电器设备内部,在雷击电压超过电器设备额定抗电压的瞬间击坏内部器件;主要原因是由于连接在电器上所有电线电缆所带的电压高低不等,高电压就会往低压冲去,形成电流,从而将电器设备局部击坏,造成整个设备系统瘫痪,严重时甚至把整机击毁,甚至触及到人身安全。 一、雷电的几种防护方法 1、对直击雷的防护 雷雨云 对于直击雷可以采用避雷针,其结构如图所示:避雷针由三部份组成:最上部份叫受电端,中间是导电线,下部份是接地体。当雷雨云接近避雷针时,它会感应出大量的异性电荷,通过导电线和受电端向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度,达到防雷目的。如受电端果是直击雷,避雷针可以把雷电流引入大地,从而起到保护作用。 2、对感应雷的防护 为了防护感应雷对供电线路,传输电缆和架空天线及高层导电线建筑的破坏,可以在线路上安装碳化硅阀型避雷器或金属氧化物(如氧化锌)避雷器如图所示;对于高层建筑,可将建筑物内的金属设施联合接地;对于非金属屋顶,可加装金属防护网并可靠接地。这些措施虽然有效,但有时也难免遭受雷击,究其原因关键在于存在接地电阻,雷击电 接地体流经接地电阻产生很高电压,仍可将设备击坏,故避雷效果不理想。现在随着社会的进步,特别是电子技术迅速发展,防雷技术也在不断完善和提高。生产避雷器的厂家有增无减,各种类型用途的新型避雷器不断问世。等电位避雷器就是其中之一。 二、目前我国虽然有多种防雷技术,但原理不外乎三种方法避雷。 第一、分合式避雷器采用断开法,在雷击时快速将电源断开,保护设备。优点:工程简单。缺点:雷击时间极短(以纳秒计算),有时还来不及完全断开,雷电脉冲电流已经让电器设备遭到重创,同时当今人们的生活和工作,也不允许电器设备随意断电;因此缺点非常明显,并不能够较好防雷,效果也就可想而知。因此会被逐步放去选用。 第二、接地式避雷器是利用地泄法,原理:把雷击电流直接引入大地,避免电器受到雷击,但是需要有完善的埋地线工程。优点:可以把雷电完全泄放掉。缺点:会给高层楼宇的住户、或高山、黄土等放电不理想地方的安装带来极大施工不便,这种环境下释放雷电效果也不理想,且年久必将被腐蚀。没有谁会去经常检查地线是否被腐蚀,有时环境也不允,要做到国家标准(阻值≤4欧姆),完全合格的费用几乎都是避雷器本身造价的数倍,甚至几十倍。地线如果做得不好,就无法起到避雷效果,雷电将直接把设备打坏。如果有一种能够同时解决以上的弊端就是非常理想的了。 第三、等电位避雷器 雷圣HL-20K避雷系列是我公司根据高压输变电检修工人穿上用导电性能良好的特殊工作服,能在数万伏 避雷器高压上带电作业而不被电击,这一等电位原理而研制和生产的一种新型等电位避雷器。 1、等电位避雷器的主要优点: a、避雷效果与接地无关,避雷器由于采用“等电位”处理技术,它的避雷效果与设备有否接地无关,从而免去安装传统的避雷器必须接地的麻烦。因此安装简单,使用方便。 b、延长电器高设备的使用寿命 接地虽然电器没有遭受雷击损坏,但雷电脉冲长期冲击电器,致使各元器件电性能会受到一定破坏,影响电视机,电脑等设备的使用寿命。安装等电位避雷器后,对电器设备保护尽忠职守,万无一失。 c、体形虽小,但保护设备本事很大 电器都是因巨大的雷击电流作用下设备或元器件发热而损坏。发热的能量与电阻、电流和作用的时间成正比。雷击时电流虽然很大,但避雷内阻很少作用时间很(8~20微秒),发热量也很少,所以它既能保护设备,它自身也不会被损坏。再说,避雷器因为是电流型的,它能承受很高的雷击电压,只要不超过避雷器所承受的最大电流,即使雷击电压几万伏甚至更高都不怕。 d、电源。信号通道同时避雷,一举两得,免维护,既阻燃又防爆。 e、具有自动诊断和修改和修复内部故障功能。 f、安全警示功能:当防雷器完全损坏后,不输出任何电流,以此警告不能继续使用,这种警示功能是其他防雷器所不具备的
建筑工程雨季施工技术问题及解决措施论文
在学习、工作中,大家对论文都再熟悉不过了吧,论文的类型很多,包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。那么一般论文是怎么写的呢?以下是我为大家整理的建筑工程雨季施工技术问题及解决措施论文,欢迎阅读与收藏。
在雨季施工过程中会存在许多不可控因素,如特大暴雨和滑坡、泥石流等自然灾难,这给建筑工程带来了潜在的隐患。雨季施工需要提前做好各种防护措施,以便应对多变的气候,整个建筑结构需承受住雨水的冲刷,在施工时若发现地基遭受破坏需要及时采取正确措施,使整个损失将至最小。另外,为了保证施工的经济性,需在雨期时尽可能减少户外工作量,以避免大量时间浪费。整个施工计划可针对雨期特点制定合理的应对策略,对那些不宜在雨季施工的项目可以适当提前或推迟,合理的安排是保证工程顺利进行的先决条件。某工程雨季施工安全检査项目如下:
(1)检查项目:雨季前需对各项照明或电气设备进行检査,是否有漏电的问题;检查结果良好。
(2)检查项目:施工现场的机电设备是否有可靠的防雨措施;检查结果良好。
(3)检查项目:脚手架、井架底脚基础是否牢固;检查结果良好。
(4)检查项目:开挖的基坑排水设施是否良好;检查结果良好。
1雨季施工的容易出现的问题
雨季的施工会产生很多问题,下面介绍几种常见的问题:
(1)桩基出现塌孔问题。在进行深基坑施工时,由于桩基比较多,常常会出现人为原因导致开挖的孔粧后没有及时采用混凝土浇注,大雨过后易产生塌孔问题,如果不能够及时发现,就会出现大面积的停工,进而增加整个工程的工作强度。
(2)护坡出现塌方。在深基坑作业中,若遇大雨会使槽内积满水,当水泵抽水速度较慢时,就会出现大面积的塌方,严重的可能会影响塔吊的稳定性,从而造成施工中止。
(3)基础墙内水过多。由于深基坑作业时间比较长,雨季来临后将使底板钢筋出出现积水过多问题,这将影响整个工程的质量。
(4)塔吊发生倾斜。雨季-常常伴随着大风天气,因为没有提前做好防风措施,使钢塔发生倾斜无法进行正常施工。
(5)人防通道受阻。当雨量过大时,地下室积水过多将流人人防通道内。
(6)墙板出现倒塌问题。在进行高层施工时,由于需要大量的墙板,这些墙板堆放在墙架上,大雨过后墙架容易发生倾斜导致墙板坍塌,使墙板断裂给施工方带来巨大的经济损失。雨季施工还有很多问题如施工不方便等,总之,雨季施工会出现很多不稳定因素,各有关部门应该给予高度重视。
2雨季各工程施工措施
建筑基础及土方施工要点
雨水会对建筑基础及土方产生很大影响,如果不能够提前做好预防措施,将会影响到整个建筑的安全,为此在雨季施工过程中需要注意以下几点:第一,为了保证边坡的安全稳定,需要在雨期开挖多道管沟。与此同时,在不影响工程质量的情况下可适量降低边坡的角度,且需增加对边坡与支撑结构检查的次数。第二,为了防止边坡遭受雨水冲刷可在边坡处安放钢丝网,且用碎石进行铺盖。第三,建筑物施工量不宜过大,可采取分期、分阶段进行建造,当基坑挖到一定高度后应及时开展验收工作,当验收合格后及时用混凝土进行浇筑。第四,基坑长期浸泡不利于建筑物的安全,为此需要做好坑内的排水工作,通常采用安装排水管道或开挖排水沟。第五,当遇到大雨天气时,基坑的开挖工作需要停止。另外,当雨季到来时需提前运走基坑上方的积土,一旦基础完工后,应迅速进行基坑周围的回填。
混凝土施工要点
混凝土模板的隔离层需要进行涂刷工作,在进行该项工作之前需要提前了解天气信息,以防止暴雨将隔离层冲刷掉,混凝土浇筑时应预先了解4天内的天气,以便避开雨天。当然,若混凝土施工在雨天进行时,必须实时检测混凝土中原料的含水量,及时对用水量进行调整。此夕卜,雨天应禁止各种焊接作业,因为雨水会影响钢结构之间的焊接质量。
砌体施工要点
砌体的稳定程度与原料中的含水量紧密相关,雨期施工将影响砂浆和砌体材料含水量。因此,在雨期需要注意以下几点:
(1)所有砖块需一块放置且尽量不浇水。在砌墙时可选择干砖和湿砖搭配作业,湿度比较大的砖块不可适用。
(2)当遇到大雨或暴雨天气时,施工必须停止。砌砖工作完成后,在其上层可放置两层干砖,以防雨水冲掉灰浆。
(3)外墙和内墙必须同时进行施工,若遇恶劣天气时,应在墙体四周增加稳固结构。
房屋吊装施工要点
由于吊装绳索被雨水淋湿后,构件与绳索之间的摩擦力会降低,这样极易导致吊装物滑落问题,给地面人员带来严重的安全隐患,因此,雨天需避免吊塔工作。每次吊塔工作完成后,需对吊钩进行检査,确保无任何遗留物件,这主要是防止遗留物体在大风作用下发生摇晃,导致吊塔倾斜或坍塌。在地面设置许多观察点,发现吊塔出现小角度偏斜就需及时叫停工程施工并采取措施避免吊塔继续丨顷建筑屋面施工要点
建筑屋面的防水工程需在雨季到来前提前完工,且需完成屋面的排水管道安装。为防止屋面出现浸水问题,可采用湿铺的方法,如果实在无法避免雨季施工必须设置防雨水措施,防水材料的选择需要严格钯关。
脚手架施工要点
雨季工作时,脚手架应做好安全防护措施,可从以下几个方面入手:第一,尽量多增加脚手架与建筑物的连接杆,以预防脚手架发生倾覆的问题,另外,制定合理的检查时间间隔,确保连接杆正常工作。第二,脚手架上工人行走的`表面应做好防滑措施。第三,雨天施工时,必须控制好工作人数,并适当减少建筑材料。第四,金属材料的脚手架一定要做好防电工作,在与电线交汇处设置增加多种绝缘物质。
3雨季施工的安全防护措施
防雷击措施
在雨季期进行建筑施工不仅会遇到强降水,而且容易遇到雷暴天气。在雷雨到来时,必须禁止工作人员躲避到高树或建筑物墙角下,另外,避雷针接地30米之内不允许靠近,主要是防止雷电击中工人,造成人员伤亡。与此同时,雷电也会影响施工设备的安全,为此需要对施工处的电梯、脚手架、吊塔等安放避雷装置。其接地线需选择铜线或铝线,一般情况下铜线的截面积需要大于平方厘米,铝线的截面积需要大于平方厘米。
高空防护措施
在雨季施工时,高空作业通常会遇到各种危险,如脚手架发生倾斜或坍塌事故,因此高空作业人员必须带安全带工作且在脚手架四周安放安全防护网,定期做好维护与检修工作。另外,需要额外设置应急处理措施,针对突发事件要及时做出响应,避免出现重大安全事故。
运输通道管理办法
雨季施工作业应给机动车留足空间,通常情况下,汽车的通道宽度为4米左右。针对施工现场通道转弯半径可设置为14米,只有良好的运输通道才能确保工程按期竣工。
4结束语
总而言之,建筑工程通常会出现各种不良情况,有些可以通过规范施工操作可以避免的,但有些也确实无法避免。但从(下转第97页)到广泛的使用和良好的发展。本文主要阐述现代建筑的类型和外墙保温技术的施工工艺,在此基础上探讨对施工工艺流程和施工质量的有效控制策略,希望能够为提升我国建筑工程外墙保温施工策略提供一定的参考。
摘 要: 广东省茂名市春、夏两季为一年中多雨的季节,这一时期的建筑工程搞好防雨施工尤显重要。结合茂名市雍景花园A、B、C栋商品房的建设,谈谈建筑工程雨季施工技术。
关键词 :建筑工程;雨季;施工;技术
1、雨期施工的要求和准备工作
雨期施工的要求。根据雨期施工的特点,编制施工组织设计;合理进行施工安排;密切注意气象预报,做好防汛准备工作。
雨期施工的准备。做好现场排水工作;做好原材料、成品、半成品的防雨工作;制定现场房屋、设备的排水防雨措施;备足排水需用的水泵及有关器材,准备适量的塑料布、油毡等防雨材料。
2、雨期施工措施
对于大中型工程的施工现场必须做好临时排水系统的总体规划,其中包括阻止场外水流入现场和使现场水排出场外两部分。其原则是上游截水、下游散水;坑底抽水、地面排水。规划设计时,应根据各地历年最大降雨量和降雨时期,结合各地地形和施工要求通盘考虑。
施工现场的排水相对简单:低于地面的基坑排水只要确定相应流量就可选用相匹配的水泵和组织人工排水;高于地面的施工现场只要相应的排水渠道不使场内积水即可。
土方和基础工程
土方工程和基础工程受雨水影响较大,应注意以下几点:雨期开挖基槽(坑)和沟管时,应注意边坡稳定;为防止被雨水冲塌,可在边坡上加钉钢丝网片,并抹上10厘米细石砼;也可用塑料布遮盖边坡;雨期施工工作面不宜过大,应逐段、逐片分期完成。基础挖至标高后,及时验收并浇筑砼垫层。如被雨水浸泡后的基础,应做必要的挖方回填等恢复基坑承载力工作;为防止基坑浸泡,开挖时要在坑内做好排水沟、集水井并组织好必要的排水力量;位于地下的池子和地下室,施工时应考虑周到。对雨前回填的土方,应及时进行碾压并使其表面形成一定坡度,以便雨水能自动排出;降雨量大时,应停止大面积的土方施工;对于堆积在施工现场的土方,应在四周做好防止雨水冲刷的措施。
基础施工完毕,应抓紧基坑四周的回填工作。停止人工降水(排水)时应验收箱形基础抗浮稳定性、地下室对基础的浮力。抗浮稳定系数应不小于,以防止出现基础上浮或者倾斜的重大事故。如抗浮稳定系数不能满足要求时,应继续抽水,直至施工上部荷载加上后能满足抗浮稳定性要求为止。当遇到大雨,水泵不能及时有效地降低积水高度时,应及时将积水灌加到箱形基础内,以增加基础的抗浮能力。
砌体工程
砌体的整体稳定性多取决于砂浆的等粘结剂以及砌体材料的含水量,应掌握以下要点:砖在雨期必须集中堆放,不宜浇水。砌墙时要求干湿砖块合理搭配。砖湿度较大时不可上墙。砌筑高度不可超过1米;雨期遇大雨必须停工。砌砖收工时应在砖墙顶盖一层干砖,避免大雨冲刷灰浆。大雨过后受雨水冲刷过的新砌墙体应翻砌最上面两层砖;稳定性较差的窗间墙、独立砖柱,应架设临时支撑或及时浇筑圈梁;砌体施工时,内外墙要尽量同时砌筑,并注意转角及丁字墙间的连接要同时跟上。遇台风时,应在风向相反的方向加临时支撑;砌体砂浆的拌和量不宜过多,以能满足砌筑需要为宜。拌好的砂浆要注意防止雨水的冲刷;雨后继续施工,须复核已完工砌体垂直度和标高,并检查砌体灰缝,受雨水冲刷严重之处须采取必要的补救措施。
砼工程
模板隔离层在涂刷前要及时掌握天气预报,以防隔离层被雨水冲走;遇到大雨应停止浇筑砼,已浇部位应加以覆盖。现浇砼应根据结构情况和可能,多考虑几道施工缝留设位置;雨期施工时,应加强对砼粗骨细料含水量的测定,及时调整用水量;大面积砼浇筑前,要了解2~3天的天气预报,尽量避开大雨。砼浇筑现场要预备大量防雨材料,以便浇筑时突然遇雨进行覆盖;模板支撑下回填要夯实,并加好垫板,雨后及时检查有无下沉;下雨时不得进行钢筋焊接、对接等工作,急需时应做好防雨工作或将施工场所移至室内进行;刚焊好的钢筋接头部位应防雨水浇淋,以免接头骤冷发生脆裂影响建筑物质量。
吊装工程
构件堆放场地要平整坚实,周围要做好排水工作,严禁构件堆放区积水、浸泡,防止泥土粘到预埋件上;塔吊基础必须高出自然地面15厘米,严禁雨水浸泡基础;雨后吊装时,应首先检查塔吊本身稳定性,确认塔吊本身安全未受到雨水破坏时再做试吊,将构件吊至1米左右,往返上下多次稳定后再进行吊装工作;雨天可能会影响驾驶员的视线,如果司机没有在雨天吊装的经验,最好停止吊装工作;或请有经验的司机来进行;停止施工时,应将塔吊的吊钩收回靠拢塔身,不得在吊钩上遗留吊索、建筑构件等任何物体;雨天由于构件表面及吊装绳索被淋湿,导致绳索与构件之间摩擦系数降低,可能发生构件滑落等严重的质量安全事故,必要时可采取增加绳索与构件表面粗糙度等措施;雨天吊装应扩大地面的禁行范围,必要时增派人手进行警戒。
屋面工程
卷材防水屋面尽量在雨季前施工,并同时安装屋面的落水管;雨天严禁油毡屋面施工,油毡、保温材料不准水淋;雨期屋面工程应采用湿铺法施工工艺。湿铺法就是在潮湿的基层上铺设卷材,先喷刷1~2道冷底子油,喷刷工作宜在水泥砂浆凝结初期进行操作,以防基层浸水。
抹灰工程
雨天不准进行室外抹灰,至少应能预计1~2天的天气变化情况。对已经施工的墙面,应注意防止雨水污染;室内抹灰尽量在做完层面后进行,至少已做完层面找平层,并已铺一层油毡;雨天不宜做罩面油漆。
脚手架
雨期施工,脚手架应采取以下措施:加固脚手架基础。在脚手架底部加垫钢板或以条石为基础;适当添加与建筑物的连接杆件。脚手架上的马道等供人通行的地方应做好防滑与防跌落措施;检查脚手架连接处的连接件,如发现松动或位移应立即加固和恢复;雨期不得在脚手架进行过多施工,工作面不宜铺得过大,要控制脚手架上的人员、构件及其它建筑材料数量,在脚手架上的动作不宜过于激烈;金属脚手架要做好防漏电措施。脚手架与现场施工电缆的交接处应有良好的绝缘介质隔离,并配以必要的漏电保护装置;或重新布置施工电缆,避免与金属脚手架的交接。
施工机械的防雨防雷及施工现场的用电
所有机械操作棚要搭设牢固,防止倒塌漏雨。机电设备应采取防雨、防淹措施,安装接地安全装置、机动电闸箱的漏电保护装置要可靠;雨天要防止雷电袭击造成事故,在施工现场高出建筑物的塔吊、人货电梯、钢管脚手架等必须装设防雷装置;施工机械的排气孔要用塑料布或其他防雨材封堵;坑、沟内的机械最好移至地面、以防雨过大被淹没;现场施工电缆要集中摆设,防止杂乱无章、及时更换绝缘外套老化或破损的电缆线;不必要的电缆线要及时收回。
3、雨期施工的安全措施
雨期施工主要应做好防雨、防风、防雷、防电、防汛等工作。基础工程应开设排水沟、基槽、坑沟等,雨后积水应设置防护栏和警告标志,超过1米的基槽坑井应设支撑;一切机械设备应设置在地势较高、防潮避雨的地方,要搭设防雨棚。机械设备的电源线路要绝缘良好,要有完善的保护接零;脚手架经常检查,发现问题要及时处理或更换加固;高层建筑、脚手架和构筑物要按电气专业规定设临时避雷装置;脚手架上马道要采取防滑措施,下雨后及时清扫,并随时检查脚手架、电气设备的安全措施;现场严禁使用裸线,并设专人维护管理用电设施,严禁私自改拆线路,严控各种规程制度;凡参加施工人员一律禁穿拖鞋、硬质等易滑鞋。
摘要: 在目前建筑市场工程施工中,尤其是在雨季经常会在施工的过程中存在一些限制性因素,而且也制约着工程的施工进度,进而延长工程的施工工期,甚至会影响到建筑整体质量,本文通过阐述建筑工程雨季施工技术存在的问题及解决对策,旨在为提高雨季施工技术得到进一步的提高。
关键词: 建筑工程;雨季施工;施工技术
建筑工程在雨季施工的过程中,必要要严格按照建筑的基础进行施工以及结构施工等,如果降雨量降低时,我们应该停止室外施工,改为室内施工。因此,在施工的过程中,我们应该根据工程的实际概况,找出在雨季施工中存在的问题,及时制定相应的解决措施,进而保证在雨季施工时可以保质保量,尽量不延迟工期,按时完成施工工程进度。
1建筑工程雨季施工的特点
由于我国的气象监测技术还存在一些漏洞和缺陷,有些地方的气象部门对于天气预报不能提供正确的信息,这样就会出现暴雨、山洪暴发等特别恶劣的天气。因此,在建筑施工过程中,需要提前收看天气预报,做好在雨季施工过程中的防护措施。如果下雨天,雨水会对地基基础和建筑结构不断的进行冲洗,时间一长还会损坏建筑物。所以在雨季施工的时候,提前做好防雨工作,这样可以有效的避免因为雨季导致工程出现质量问题。下雨还会对土方工程等产生很大的影响,为了可以顺利施工,就需要提前做好雨季防护工作。
2雨季施工前期的准备工作
2.1施工进度的合理计划安排
在雨季施工过程中,相关施工人员需要提前考虑雨季施工中的各种因素。在建筑施工过程中,如果天气比较好,可以对地基进行施工、混凝土施工等等。但如果遇到下雨,就需要安排施工人员进行室内施工,如打桩、吊装等等。但由于自然环境所带来的不利因素,无法得到有效的控制,尤其是在雨季,这就需要在施工前要求相关的管理人员需要提前制定施工计划,这样才能掌握好施工进度,并按期完工。
2.2施工过程中的排水工程
在建筑施工的过程中,只要遇到下雨都会给建筑施工带来不同程度的影响,特别是地基排水问题,需要相关技术人员一定要处理好,如果处理不好,容易造成建筑质量问题。工程师在设计的时候,需要设计合理的排水管道,这样遇到下雨就可以使雨水得到及时的排出,防止雨水给地基带来一些危险因素。
2.3保证雨季道路的坚固
在雨季施工的过程中,为了进一步保证施工顺利开展,还需要施工道路具有一定的安全性。尤其是雨季的时候,必须要对施工道路进行实时监控,一旦路面出现不平整的状况,要能够及时采取相应的措施,这样才能保证在下雨天施工道路安全。
3雨季施工技术的有效措施
3.1利用土方工程的技术措施
在建筑施工的过程中,雨季施工对工程项目的土方作业存在一定的影响,如果在雨季施工的时候并没有应用相应的解决方法,严重威胁到房屋质量问题。同时在雨季施工时候,在基坑开挖作业的时候,要将边坡的坡度逐渐减小,还需要对房屋建筑的支撑和边坡进行全面的检查,在开挖完的基坑中,就必须要采取减少边坡的方法,并采用一些支撑作为辅助,为了减少雨季对边坡稳定性的影响,可以在边坡上设置一些钢丝网片和对混凝土进行加固[1]。在雨季进行施工的时候,要尽量的减少施工的工作面,还需要对工程项目进行分开施工,当其中某一个项目合格以后,需要及时的进行验收,这样才能进行下一步的施工工作,即用混凝土进行浇筑。为有效的避免雨水对基坑造成严重的危害,因此在设计基坑的时候,需要请相关专业的技术人员对基坑进行排水,通过这样,才能保证地基的牢固性。避免雨水对基坑造成一定的影响。对地下室地基进行施工的时候,在完成混凝土施工以后,还需要采取防浮措施。如果雨量过大,造成地下室水位逐渐上升的时候,就必须要停止施工。然而对于在软地基施工作业的时候,由于降水量比较大,也需要立即停止施工作业,并对基坑及时的进行回填。如果施工设计不符合其相关要求,要对其进行抽水施工作业,这样才能达到验收结果标准[2]。
3.2利用混凝土工程的技术性研究
在对混凝土模板进行隔离层的处理的时候,还应该密切关注当时的天气情况,最好不好在下雨天进行施工作业,防止雨水把模板中的隔离层冲掉。如果出现雨量过大,需要进一步对其进行混凝土施工作业,但一定要严格按照混凝土的要求进行施工,在浇筑完以后,要用防雨布进行保护,不能被雨淋湿。另外,在对混凝土施工的时候,最后不要选择在雨天施工。因此,在雨季进行混凝土施工作业时,还需要对混凝土中的骨料进行科学的检验,使其可以更好的调整混凝土吸水量。当雨停止以后,还需要认真检查施工现场中有没有那块土层出现松软的现象,此外,在下雨天不能进行焊接、钢筋对接等方面的工作。如果一定要进行该方面作业,就必须要在雨棚内进行作业,保证施工人员的安全性[3]。
3.3对于避雷接地装置的安装
在雨季来临之前,我们应该对天气情况进行再次检查,如果在施工过程中,由于天气较差就必须要避免在露天进行高空作业,当降雨结束后,就需要对现场临时设置的道路、护栏、排水等方面进行检测。如果发现问题我们就必须要及时做好处理工作,而且还需要注意对边坡应严格进行检查,并分析其所产生的原因。同时,对于塔吊基础、宿舍、围墙等方面还需要认真检查,对存在的变形和下陷问题,应及时处理。所以在施工的设备、电气方面的装置都具有防雨的效果。
3.4对于屋面工程的技术措施
在进行施工的时候,应提前做好雨季前的准备工作,严格按照设计所要求的进行铺设排水管道。在天气良好的情况下可以对油站屋面进行施工,施工以后不会被淋雨。如果在雨季施工的过程中,我们应该采用“湿铺法”进行施工作业,可以避免出现基层渗水现象[4]。
4雨季施工过程中的安全防护措施
在雨季施工的过程中,需要提前做好相关的防雨措施。还需要进一步完善施工现场的规章制度,严格要求施工作业人员在进入现场以后不能随便穿拖鞋或比较容易打滑的鞋。对于施工现场中的大型设备所安放的地方,仔细检查操作棚是否较为牢固,避免造成棚倒塌和漏雨现象,施工现场的机械设备要设置必要的防雨安全措施,还要对其接地的安全装置及漏电保护装置确保其安全可靠。在雨季施工的过程中,我们还应该用塑料布等防雨材料对排气孔进行封堵,而且在基坑内的机械设备在降雨的过程中一定要移到地面上来,以免造成机械设备在基坑内被淹没,对于现场中的电缆要进行集中管理,不能随便堆放在施工现场,尤其是对于一些电缆外套老化或表皮磨损等等都要进行及时的更换,保证施工人员的人身安全,避免施工人员触电。对于施工现场所发现的问题要及时进行调整。
5结束语
综上所述,在雨季施工的过程中,由于降雨会影响建筑工程的施工进度和质量,因此在实际施工的过程中,我们要必须结合工程实际的状况,并制定有效的施工计划。确保施工的安全性和施工进度及施工质量,防止出现其他方面的安全事故,最终保证在雨季进行施工的时候并保证其施工质量。
参考文献:
[1]马兴达.房地产建筑工程雨季施工技术问题探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013(8).
[2]时佳兴.建筑工程雨季施工问题探讨[J].新材料新装饰,2014(1):73-73.
[3]杨志.房地产建筑工程雨季施工技术问题探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2014(36):5511-5511.
[4]王美康.房地产建筑工程雨季施工技术问题探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2014(24):3962-3963.
法律分析:由中国气象局主持编制的国家标准《建筑物防雷装置检测技术规范》已经由国家标准化管理委员会批准发布,于2008年10月1日起正式实施。《地面气象观测规范》等48项气象行业标准也已经由中国气象局批准发布实施。据了解,我国雷暴活动十分频繁,全国有21个省会城市年最多雷暴日均在50天以上,最多达到了134天。随着国民经济的发展,雷电灾害造成的经济损失和人员伤亡事故日益严重。因此,为了规范建筑物防雷装置检测,提高雷电灾害防御能力和水平,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布了《建筑物防雷装置检测技术规范》,全面系统地规定了建筑物防雷装置检测工作技术要求和工作流程。这项标准的制定与实施不仅是规范建筑物防雷装置检测工作的基本准则,更是做好建筑物防雷装置检测工作的基本保证。
法律依据:《中华人民共和国气象法》第三十一条 各级气象主管机构应当加强对雷电灾害防御工作的组织管理,并会同有关部门指导对可能遭受雷击的建筑物、构筑物和其他设施安装的雷电灾害防护装置的检测工作。安装的雷电灾害防护装置应当符合国务院气象主管机构规定的使用要求。
《气象灾害防御条例》第二十三条 各类建(构)筑物、场所和设施安装雷电防护装置应当符合国家有关防雷标准的规定。对新建、改建、扩建建(构)筑物设计文件进行审查,应当就雷电防护装置的设计征求气象主管机构的意见;对新建、改建、扩建建(构)筑物进行竣工验收,应当同时验收雷电防护装置并有气象主管机构参加。
《气象灾害防御条例》第二十四条 专门从事雷电防护装置设计、施工、检测的单位应当具备相应的条件,取得国务院气象主管机构或者省、自治区、直辖市气象主管机构颁发的资质证。
破格评定申请,主要写明自己的基本情况、然后是写自己的主要科研成果、学术论文论著情况、破格晋升所具备的条件。为了不拘一格选拔人才,对确有真才实学,成绩显著、贡献突出的人员,可以不受学历、资历的限制破格申报高、中级职务任职资格。破格申报高级职务者必须具有下列条件:1、获得部、省级表彰的学科带头人;地市级以上有突出贡献的中、青年专家;荣获国家、省级表彰的乡镇企业家或优秀厂长、经理。2、获得国家科技进步三等奖以上;省、部二等奖以上;地市一等奖以上(含发明奖、成果奖、自然科学奖、星火奖)项目的主要完成者;获得国家级金、银产品奖或省、部级名牌产品奖或优秀工程奖的主要生产技术负责人;创国家级、省级新产品奖的主要生产技术负责人。职称定义职称最初源于职务名称,在理论上职称是指专业技术人员的专业技术水平、能力以及成就的等级称号,反映专业技术人员的学术和技术水平、工作能力的工作成就。就学术而言,它具有学衔的性质;就专业技术水平而言,它具有岗位的性质。专业技术人员拥有何种专业技术职称,表明他具有何种学术水平或从事何种工作岗位,象征着一定的身份。在中国的现状下,职称主要代表社会地位,有高职称的人享有较高的社会经济和福利待遇,与实际技能未必有直接关联。
在我国气象部门,对于防雷检测、防雷工程等,一直采用传统的人工方式管理文件档案。对需要长期保存的防雷业务信息由于文档数量庞大、种类繁多,不仅需要较大和较好的场所来储存,而且需要花大量的人力进行维护管理。尽管如此由于自然环境和人为因素以及年代久远等原因,总会有一些图档流失或不同程度的损坏。更为重要的是,每次浏览、借阅、整理、分类、审批、归档等都十分不方便。为了解决上述诸多问题,迫切需要实施文档的电子化管理。Manpower way administration document file always adopt tradition to lightning protection detecting , lightning protection project etc. in our country meteorological department . Kind is numerous to needing the lightning protection business information that the long range preserves since document quantity is ample,not only requiring that big and fairly good lieu comes to store up, and the manpower go along upkeep needing to spend a great quantity manages. Although waiting for cause since the natural environment and the artificial factor are as well as age-old this way,the general association pursues the run off or to varying degrees breakdown of archives a little bit. Be important being more , browse , borrow each time go over, arranging , classifying and examining and approving, filing and so on does not go to the lavatory all very. For resolving as said or narrated above a lot of problems, urgent need puts electronization document administration into practice.利用计算机对防雷办公信息进行管理,具有手工管理所无法比拟的优点。例如:检索迅速,查找方便,可靠性高,存储量大,保密性好,寿命长,成本低等。这些优点能够极大提高防雷业务管理的效率。因此,开发这样一套业务管理软件成为很有必要的事情。The information go along making use of a computer to handle official business to lightning protection is managed , is has unable parallel handwork administration merit. For example: The retrieval is prompt , seek reliability is high , store reserves conveniently, to keep secret greatly, nature is good , life-span is long , cost waits low. These merit can the maximum improves the efficiency that lightning protection business manages. The management software therefore, developing such set of business becomes the thing being necessary very much.本文在防雷业务管理系统的操作系统平台选择、开发环境设计、后台数据库设计、架构选择、实现B/S架构的技术和信息管理系统的程序设计方面进行了深入的研究,设计开发了一套基于WEB的防雷业务管理系统。开发的功能模块主要包括:防雷执法、工程管理、检测管理、建审管理、远程监测、系统管理、用户及权限管理功能模块等。The platform in lightning protection business management system chooses the main body of a book , exploitation environment designs , the data base designs on the backstage , the frame chooses B/S frame technology and information management system , realizes programming aspect be in progress thorough go into, design develop the same stuff WEB-based lightning protection business management system. The development function module is included mainly: Guard against thunder enforcing the law, schedule control, checks administration , build to try administration, long-range monitor, system administration , consumer and the module managing a function within the power of etc.目前,该系统基本开发完毕,其功能符合了客户的需求,能够完成需求中要求的各种信息的输入,查询和统计,以及各类相关报表的打印。并提供了系统维护的功能,使用户方便进行数据备份、恢复和删除。本系统在**市防雷减灾中心投入使用已经有半年多的时间,用户反应良好,对防雷业务管理提供了极大的方便。 At present, fundamental exploitation of that system has been finished , whose function has conformed to customer's need, the entering being able to accomplish the various information demanding in need , the printing inquiring about and counting, as well as of all kinds the relevance form for report's. Have provided system upkeep function and , have made a consumer carry out the data back-up conveniently , have recovered and have deleted. Originally, system is put in use in city lightning protection disaster alleviation centre * * already having much time the half a year , consumer reaction is fine , business manages to lightning protection to have provided immense going to the lavatory.可以吗
避雷器在电力系统应用中的问题分析论文
摘要:文中阐述了避雷器自身防护问题及其对电力系统的影响,简单的论述了避雷器的保护特性,分析了氧化锌避雷器在应用中的问题及解决问题的技术措施,探讨了防雷界的热点问题。
关键词:避雷器特性应用问题分析技术措施
1.应用中的问题探讨
避雷器自身过电压防护问题
避雷器是过电压保护电器,其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压,避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压,如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称),其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍,与工频电源频率总有合拍的时候,如因某些原因而激发暂态过电压,工频电源能自动补充过电压能量,即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减,暂态过电压如果进入避雷器保护动作区,势必长时反复动作直至热崩溃,避雷器损坏爆炸,因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器,称之为暂态过电压承受能力强,反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强,但由于运行中动作特性稳定性差,常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降,仍可能遭受暂态过电压危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低,仅~(最大相电压),而有些暂态过电压最大值达~,故有暂态过电压承受能差的缺点。对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内,使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。
避雷器自身对电力系统不安全影响
保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后,保护回路再也没有限流元件,保护动作都要造成接地故障或相间短路故障,保护作用增多电力系统故障率,影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器,从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障,且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。
避雷器其连续雷电冲击保护能力
有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击,连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs,间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放工频续流,切断续流时耗最大达10000μs,一次保护循环时间要远大于10000μs才能恢复到可进行再次动作能力,故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流,雷电流泄放(小于100μs)完毕,立即恢复到可进行再次动作能力,故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力,这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。
工频能源的浪费
只关注防雷器件泄放雷电流的限(降)压保护作用,轻视或忽视有些器件同时泄放工频电流浪费能源作用。保护间隙或管型避雷器保护动作可能伴随短路电流(几kA至几十kA)对地放电,碳化硅避雷器保护动作有工频续流(避雷器FS型为50A,FZ型为80A,FCD型为250A)对地放电,而造成能源浪费,使用氧化锌避雷器可彻底避免保护作用带来的工频能源浪费。
2.避雷器保护特性
避雷器的保护特性参数
各种型号的避雷器在同用途同电压级时,其雷电残压参数相同或接近,这是因为各生产厂都是按国标规定决定残压值的。有人认为既然雷电残压值一样,它们的保护作用和效果也应是一样的,随意选用哪种型号都可以。这是一种偏见,因为除雷电残压外,还有其它保护参数,如工频放电电压值,冲击放电电压值,是考察避雷器暂态过电压承受能力,保证其长期正常运行的参数;又如是否有雷电陡波残压值,是标示避雷器防雷保护功能完全的重要参数。综合来看,只有串联间隙氧化锌避雷器齐备上述保护特性参数,也就是说它有齐全的防护功能。
避雷器动作特性运行稳定性
碳化硅避雷器保护动作要泄放雷电流和工频续流,动作负载重,经计算每次动作泄放雷电流为~电荷量,工频续流为~电荷量,后者与前者相比一般为11~17倍,且其间隙数量多隙距,常因动作负载重使部分间隙烧毛烧损,另外瓷套外壳脏污潮湿也会影响内间隙电容分布,这些都可能使部分间隙失效而降低冲击放电电压值,即动作特性稳定性差,可能增加保护动作频度,或遭受暂态过电压危害,而加速损坏。串联间隙氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流而无续流,动作负载轻,间隙不需具有灭弧及切断续流能力,故间隙数量特少,3~10kV避雷器仅一个间隙,35kV避雷器为3个间隙串联,间隙的工频放电电压值与碳化硅避雷器相同,符合GB7327规定,故间隙隙距大,动作特性可保持长期运行稳定。
串联间隙氧化锌避雷器
碳化硅避雷器因其间隙结构(隙距小,数量多)带来一些缺点:如没有雷电陡波保护功能;没有连续雷电冲击保护能力;动作特性稳定差可能遭受暂态过电压危害;动作负载重寿命短等。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压较低,有暂态过电压承受能力差,损坏爆炸率高和寿命短等缺点。串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用ZnO阀片,其间隙结构不同于碳化硅避雷器,因其间隙数量少,当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿,同时因隙距大动作特性稳定,故它可避免碳化硅避雷器间隙带来的一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害,故它可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器仍有前两种避雷器保护性能优点,而避免它们的缺点。
避雷器运行工况监测
避雷器失效的主要特征是泄漏电流增大,运行中不易发现,有可能长时带病运行,以致扩大事故,故有必要监察其运行工况。碳化硅避雷缺乏监察手段,靠每年定期普遍测试筛选淘汰这样作事倍功半,还不能随时剔除失效品。氧化锌避雷器可附带脱离器,当其失效损坏时,脱离器自动动作(30mA时不大于8min)退出运行,以免造成更大损失和事故,提高运行安全可靠性。
3.避雷器应用
避雷器外形尺寸
制造避雷器均按户内外两用条件决定其瓷套绝缘强度,其外形尺寸与阀片材料有关。当其用于架空线路或户外变配电设备时,因其相间距大,避雷器外形尺寸不会带来不良影响。户内手车式开关柜因其体积尺寸较小,避雷器外形尺寸大时会带来不良影响。碳化硅避雷器的SiC阀片其单位通流容量仅为ZnO阀片的1/4,在相同通流能力(5kA)条件下,SiC阀片直径较大,避雷器外径也大;在相同额定电压和残压条件下,碳化硅避雷器高度比氧化锌避雷器大。尤以35kV级的更为显著。如JYN1-35型手车柜的112方案,原用FYZ1-35型无间隙氧化锌避雷器,高仅650mm,装在柜后部隔室内简易手车上,上部有隔离插头,因该产品已停产,工程设计坚持改用FZ3-35型碳化硅避雷器,高1500mm,隔室高度不够,只得将母线室与隔室间隔板取消,避雷器直接与主母线相联,这样避雷器的测试或更换必需在整段主母线断电下进行,运行维护困难,而避雷器外径较大,相间空气净距不够,加装的相间绝缘隔板,有老化受潮绝缘事故隐患。氧化锌避雷器外径和高度相对较小,35kV级还可作成悬挂式,如Y5CZz-42/110L型串联间隙氧化锌避雷器,高度仅640mm。小型化避雷器更有利于手车柜内安装使用。
避雷器性能价格比
无间隙氧化锌避雷器的阀片运行中长期承受电网电压,工作条件严酷,产品制造时要对阀片严格测试筛选,合格率低成本高,故价格也高;因它有暂态过电压承受能力差的致命弱点,不适于在我国3~35kV电网中推广使用。串联间隙氧化锌避雷器因有间隙,大大改善阀片长期工作条件,产品制造时对阀片测试筛选要求相对低些,合格率高成本低,价格也就便宜,串联间隙氧化锌避雷器价格比无间隙氧化锌避雷器普遍便宜,有时也比碳化硅避雷器(如3~10kV的FZ型)便宜,同时它对其它防雷器件都有扬长避短作用,实为当代最先进防雷电器,具有高的性能价格比,是避雷器更新换代的普及和推广产品。
避雷器使用寿命问题
避雷器使用寿命与许多因素有关,除制造质量,密封失效受潮及其它外界因素外,避雷器阀片的老化速度是影响寿命的关键因素。碳化硅避雷器因其动作和负载重,续流大,动作特性稳定差,可能遭受暂态过电压危害等原因,加速阀片老化,寿命不长,一般7~10年,甚致有仅3~5年的。无间隙氧化锌避雷器的阀片长期承受电网电压,工作条件严酷,拐点电压低,动作频度大,还可能遭受暂态过电压危害,温度热损伤等原因,迅速加快阀片老化,寿命较短,有的比碳化硅避雷器还短。串联间隙氧化锌避雷器的间隙可保证阀片只在过电压保护动作过程承受高电压,时间极短(100μs内),在其它情况下阀片对于电网电压,或处于隔离状态(纯间隙时),或处于低电位状态(复合间隙电阻分压),大大改善阀片长期工作条件,还可免受暂态过电压危害和温度热损伤,保证阀片温度不超过55℃,从而保证避雷器寿命达20年以上。
4.氧化锌避雷器运行中的问题分析
我公司应用氧化锌避雷器始于80年代,运行至今在110KV母线上共发生6起事故,均为氧化锌避雷器本体爆炸,其运行寿命最长达110个月,最短的仅有11个月煴1为我公司110KVⅢ段母线避雷器爆炸统计表。
从运行时间上、安装的环境、气候、及生产厂,对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析,造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项:
氧化锌避雷器的密封问题
氧化锌避雷器密封老化问题,主要是生产厂采用的密封技术不完善,或采用的密封材料抗老化性能不稳定,在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期,造成其密封不良而后使潮气浸入,造成内部绝缘损坏,加速了电阻片的劣化而引起爆炸。
电阻片抗老化性能差
在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期,电阻片劣化造成泄漏电流上升,甚至造成与瓷套内部放电,放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高,而引起氧化锌避雷器本体爆炸,内部放电不太严重时可引起系统单相接地。
瓷套污染
由于工作在室外的氧化锌避雷器,瓷套受到环境粉尘的污染,特别是设置在冶金厂区内变电所,由于粉尘中金属粉尘的比例较大,故给瓷套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀,而使沿瓷套表面电流也不均匀分布,势必导致电阻片中电流IMOA的不均匀分布(或沿电阻片的电压不均匀分布),使流过电阻片的电流较正常时大1—2个数量级,造成附加温升,使吸收过电压能力大为降低,也加速了电阻片的劣化。
高次谐波
冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等的影响,使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性,当正弦电压作用时,还有一系列的奇次谐波,而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。
抗冲击能力差
氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故,其原因是因电阻片在制造工艺过程中,由于其各工艺质量控制点控制不严,而使电阻片的耐受方波冲击能力不强,在频繁吸收过电压能量过程中,加速了电阻片的劣化而损坏,失去了自身的技术性能。
5.技术措施
针对冶金电网的特点及氧化锌避雷器几次事故分析的.结论,要保证氧化锌避雷器在网上安全可靠运行,应采取以下措施:
设计选型
在设计选型上,应首选有多年稳定运行实践的产品,在选择生产厂时,应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂,才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能,以使在产品的寿命周期内稳定运行。
在线监测
增设氧化锌避雷器的在线监测仪,并加强对在线监测仪的巡检力度,特别是在雷雨后和易发生故障的部位(有电弧炉负荷的母线段、氧化锌避雷器寿命已到后期)增加巡次数。定期给氧化锌避雷器进行各项电气性能测试及在线监测仪的校验。
防污措施
采用必要的避雷器瓷套的防污措施,如定期清扫或涂以防污闪硅油,在氧化锌避雷器选型上选用防污瓷套型的氧化锌避雷器。
谐波治理
加强电网谐波的治理力度,在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置,以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。
技术管理
加强对氧化锌避雷器的技术管理工作,即对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案,对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案,直至该避雷器退出运行。
据国外有关技术资料统计,氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压,受潮、污闪、系统条件、本身故障等,但仍有一定比例损坏的原因不详,故仍有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性,及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性,都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性,故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结,以使得其在运行中的不安全因素可得以预防和完善。
破格评定申请,主要写明自己的基本情况、然后是写自己的主要科研成果、学术论文论著情况、破格晋升所具备的条件。为了不拘一格选拔人才,对确有真才实学,成绩显著、贡献突出的人员,可以不受学历、资历的限制破格申报高、中级职务任职资格。破格申报高级职务者必须具有下列条件:1、获得部、省级表彰的学科带头人;地市级以上有突出贡献的中、青年专家;荣获国家、省级表彰的乡镇企业家或优秀厂长、经理。2、获得国家科技进步三等奖以上;省、部二等奖以上;地市一等奖以上(含发明奖、成果奖、自然科学奖、星火奖)项目的主要完成者;获得国家级金、银产品奖或省、部级名牌产品奖或优秀工程奖的主要生产技术负责人;创国家级、省级新产品奖的主要生产技术负责人。
建议看一下于万聚写的《高速电气化铁道接触网》一书,上面有详细的关于接触网防雷的探讨!
避雷器在电力系统应用中的问题分析论文
摘要:文中阐述了避雷器自身防护问题及其对电力系统的影响,简单的论述了避雷器的保护特性,分析了氧化锌避雷器在应用中的问题及解决问题的技术措施,探讨了防雷界的热点问题。
关键词:避雷器特性应用问题分析技术措施
1.应用中的问题探讨
避雷器自身过电压防护问题
避雷器是过电压保护电器,其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压,避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压,如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称),其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍,与工频电源频率总有合拍的时候,如因某些原因而激发暂态过电压,工频电源能自动补充过电压能量,即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减,暂态过电压如果进入避雷器保护动作区,势必长时反复动作直至热崩溃,避雷器损坏爆炸,因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器,称之为暂态过电压承受能力强,反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强,但由于运行中动作特性稳定性差,常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降,仍可能遭受暂态过电压危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低,仅~(最大相电压),而有些暂态过电压最大值达~,故有暂态过电压承受能差的缺点。对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内,使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。
避雷器自身对电力系统不安全影响
保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后,保护回路再也没有限流元件,保护动作都要造成接地故障或相间短路故障,保护作用增多电力系统故障率,影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器,从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障,且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。
避雷器其连续雷电冲击保护能力
有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击,连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs,间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放工频续流,切断续流时耗最大达10000μs,一次保护循环时间要远大于10000μs才能恢复到可进行再次动作能力,故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流,雷电流泄放(小于100μs)完毕,立即恢复到可进行再次动作能力,故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力,这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。
工频能源的浪费
只关注防雷器件泄放雷电流的限(降)压保护作用,轻视或忽视有些器件同时泄放工频电流浪费能源作用。保护间隙或管型避雷器保护动作可能伴随短路电流(几kA至几十kA)对地放电,碳化硅避雷器保护动作有工频续流(避雷器FS型为50A,FZ型为80A,FCD型为250A)对地放电,而造成能源浪费,使用氧化锌避雷器可彻底避免保护作用带来的工频能源浪费。
2.避雷器保护特性
避雷器的保护特性参数
各种型号的避雷器在同用途同电压级时,其雷电残压参数相同或接近,这是因为各生产厂都是按国标规定决定残压值的。有人认为既然雷电残压值一样,它们的保护作用和效果也应是一样的,随意选用哪种型号都可以。这是一种偏见,因为除雷电残压外,还有其它保护参数,如工频放电电压值,冲击放电电压值,是考察避雷器暂态过电压承受能力,保证其长期正常运行的参数;又如是否有雷电陡波残压值,是标示避雷器防雷保护功能完全的重要参数。综合来看,只有串联间隙氧化锌避雷器齐备上述保护特性参数,也就是说它有齐全的防护功能。
避雷器动作特性运行稳定性
碳化硅避雷器保护动作要泄放雷电流和工频续流,动作负载重,经计算每次动作泄放雷电流为~电荷量,工频续流为~电荷量,后者与前者相比一般为11~17倍,且其间隙数量多隙距,常因动作负载重使部分间隙烧毛烧损,另外瓷套外壳脏污潮湿也会影响内间隙电容分布,这些都可能使部分间隙失效而降低冲击放电电压值,即动作特性稳定性差,可能增加保护动作频度,或遭受暂态过电压危害,而加速损坏。串联间隙氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流而无续流,动作负载轻,间隙不需具有灭弧及切断续流能力,故间隙数量特少,3~10kV避雷器仅一个间隙,35kV避雷器为3个间隙串联,间隙的工频放电电压值与碳化硅避雷器相同,符合GB7327规定,故间隙隙距大,动作特性可保持长期运行稳定。
串联间隙氧化锌避雷器
碳化硅避雷器因其间隙结构(隙距小,数量多)带来一些缺点:如没有雷电陡波保护功能;没有连续雷电冲击保护能力;动作特性稳定差可能遭受暂态过电压危害;动作负载重寿命短等。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压较低,有暂态过电压承受能力差,损坏爆炸率高和寿命短等缺点。串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用ZnO阀片,其间隙结构不同于碳化硅避雷器,因其间隙数量少,当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿,同时因隙距大动作特性稳定,故它可避免碳化硅避雷器间隙带来的一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害,故它可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器仍有前两种避雷器保护性能优点,而避免它们的缺点。
避雷器运行工况监测
避雷器失效的主要特征是泄漏电流增大,运行中不易发现,有可能长时带病运行,以致扩大事故,故有必要监察其运行工况。碳化硅避雷缺乏监察手段,靠每年定期普遍测试筛选淘汰这样作事倍功半,还不能随时剔除失效品。氧化锌避雷器可附带脱离器,当其失效损坏时,脱离器自动动作(30mA时不大于8min)退出运行,以免造成更大损失和事故,提高运行安全可靠性。
3.避雷器应用
避雷器外形尺寸
制造避雷器均按户内外两用条件决定其瓷套绝缘强度,其外形尺寸与阀片材料有关。当其用于架空线路或户外变配电设备时,因其相间距大,避雷器外形尺寸不会带来不良影响。户内手车式开关柜因其体积尺寸较小,避雷器外形尺寸大时会带来不良影响。碳化硅避雷器的SiC阀片其单位通流容量仅为ZnO阀片的1/4,在相同通流能力(5kA)条件下,SiC阀片直径较大,避雷器外径也大;在相同额定电压和残压条件下,碳化硅避雷器高度比氧化锌避雷器大。尤以35kV级的更为显著。如JYN1-35型手车柜的112方案,原用FYZ1-35型无间隙氧化锌避雷器,高仅650mm,装在柜后部隔室内简易手车上,上部有隔离插头,因该产品已停产,工程设计坚持改用FZ3-35型碳化硅避雷器,高1500mm,隔室高度不够,只得将母线室与隔室间隔板取消,避雷器直接与主母线相联,这样避雷器的测试或更换必需在整段主母线断电下进行,运行维护困难,而避雷器外径较大,相间空气净距不够,加装的相间绝缘隔板,有老化受潮绝缘事故隐患。氧化锌避雷器外径和高度相对较小,35kV级还可作成悬挂式,如Y5CZz-42/110L型串联间隙氧化锌避雷器,高度仅640mm。小型化避雷器更有利于手车柜内安装使用。
避雷器性能价格比
无间隙氧化锌避雷器的阀片运行中长期承受电网电压,工作条件严酷,产品制造时要对阀片严格测试筛选,合格率低成本高,故价格也高;因它有暂态过电压承受能力差的致命弱点,不适于在我国3~35kV电网中推广使用。串联间隙氧化锌避雷器因有间隙,大大改善阀片长期工作条件,产品制造时对阀片测试筛选要求相对低些,合格率高成本低,价格也就便宜,串联间隙氧化锌避雷器价格比无间隙氧化锌避雷器普遍便宜,有时也比碳化硅避雷器(如3~10kV的FZ型)便宜,同时它对其它防雷器件都有扬长避短作用,实为当代最先进防雷电器,具有高的性能价格比,是避雷器更新换代的普及和推广产品。
避雷器使用寿命问题
避雷器使用寿命与许多因素有关,除制造质量,密封失效受潮及其它外界因素外,避雷器阀片的老化速度是影响寿命的关键因素。碳化硅避雷器因其动作和负载重,续流大,动作特性稳定差,可能遭受暂态过电压危害等原因,加速阀片老化,寿命不长,一般7~10年,甚致有仅3~5年的。无间隙氧化锌避雷器的阀片长期承受电网电压,工作条件严酷,拐点电压低,动作频度大,还可能遭受暂态过电压危害,温度热损伤等原因,迅速加快阀片老化,寿命较短,有的比碳化硅避雷器还短。串联间隙氧化锌避雷器的间隙可保证阀片只在过电压保护动作过程承受高电压,时间极短(100μs内),在其它情况下阀片对于电网电压,或处于隔离状态(纯间隙时),或处于低电位状态(复合间隙电阻分压),大大改善阀片长期工作条件,还可免受暂态过电压危害和温度热损伤,保证阀片温度不超过55℃,从而保证避雷器寿命达20年以上。
4.氧化锌避雷器运行中的问题分析
我公司应用氧化锌避雷器始于80年代,运行至今在110KV母线上共发生6起事故,均为氧化锌避雷器本体爆炸,其运行寿命最长达110个月,最短的仅有11个月煴1为我公司110KVⅢ段母线避雷器爆炸统计表。
从运行时间上、安装的环境、气候、及生产厂,对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析,造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项:
氧化锌避雷器的密封问题
氧化锌避雷器密封老化问题,主要是生产厂采用的密封技术不完善,或采用的密封材料抗老化性能不稳定,在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期,造成其密封不良而后使潮气浸入,造成内部绝缘损坏,加速了电阻片的劣化而引起爆炸。
电阻片抗老化性能差
在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期,电阻片劣化造成泄漏电流上升,甚至造成与瓷套内部放电,放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高,而引起氧化锌避雷器本体爆炸,内部放电不太严重时可引起系统单相接地。
瓷套污染
由于工作在室外的氧化锌避雷器,瓷套受到环境粉尘的污染,特别是设置在冶金厂区内变电所,由于粉尘中金属粉尘的比例较大,故给瓷套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀,而使沿瓷套表面电流也不均匀分布,势必导致电阻片中电流IMOA的不均匀分布(或沿电阻片的电压不均匀分布),使流过电阻片的电流较正常时大1—2个数量级,造成附加温升,使吸收过电压能力大为降低,也加速了电阻片的劣化。
高次谐波
冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等的影响,使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性,当正弦电压作用时,还有一系列的奇次谐波,而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。
抗冲击能力差
氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故,其原因是因电阻片在制造工艺过程中,由于其各工艺质量控制点控制不严,而使电阻片的耐受方波冲击能力不强,在频繁吸收过电压能量过程中,加速了电阻片的劣化而损坏,失去了自身的技术性能。
5.技术措施
针对冶金电网的特点及氧化锌避雷器几次事故分析的.结论,要保证氧化锌避雷器在网上安全可靠运行,应采取以下措施:
设计选型
在设计选型上,应首选有多年稳定运行实践的产品,在选择生产厂时,应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂,才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能,以使在产品的寿命周期内稳定运行。
在线监测
增设氧化锌避雷器的在线监测仪,并加强对在线监测仪的巡检力度,特别是在雷雨后和易发生故障的部位(有电弧炉负荷的母线段、氧化锌避雷器寿命已到后期)增加巡次数。定期给氧化锌避雷器进行各项电气性能测试及在线监测仪的校验。
防污措施
采用必要的避雷器瓷套的防污措施,如定期清扫或涂以防污闪硅油,在氧化锌避雷器选型上选用防污瓷套型的氧化锌避雷器。
谐波治理
加强电网谐波的治理力度,在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置,以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。
技术管理
加强对氧化锌避雷器的技术管理工作,即对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案,对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案,直至该避雷器退出运行。
据国外有关技术资料统计,氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压,受潮、污闪、系统条件、本身故障等,但仍有一定比例损坏的原因不详,故仍有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性,及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性,都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性,故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结,以使得其在运行中的不安全因素可得以预防和完善。
不在大树下,输电架线塔下,空旷地里停留,也不要在雷雨天使用卫星接收系统(电视,广播等),雷雨天不要暴露在户外使用随身电子产品,避雨时要进入避雷针的“伞形保护区”
不在大树下,输电架线塔下,空旷地里停留,也不要在雷雨天使用卫星接收系统(电视,广播等),雷雨天不要暴露在户外使用随身电子产品,避雨时要进入避雷针的“伞形保护区”
业内人士都知道雷电具有很强的破坏性,主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。其中又以感应雷和电压反击对弱电设备破坏能力最强。当天空的雷雨产生雷击时,其将携带高负荷雷电脉冲、电压及电流,以电磁波形式无规则释放,从而导致雷区域1~5公里范围内(视雷电波强度而定)所有带金属的导线(如高空架设天线、有线电视电缆、通信电缆、供电系统电缆等),在瞬间内感应到相应强度的脉冲电压及电流,这些电流沿着电器设备上的各种电源电线或信号电缆进入电器设备内部,在雷击电压超过电器设备额定抗电压的瞬间击坏内部器件;主要原因是由于连接在电器上所有电线电缆所带的电压高低不等,高电压就会往低压冲去,形成电流,从而将电器设备局部击坏,造成整个设备系统瘫痪,严重时甚至把整机击毁,甚至触及到人身安全。 一、雷电的几种防护方法 1、对直击雷的防护 雷雨云 对于直击雷可以采用避雷针,其结构如图所示:避雷针由三部份组成:最上部份叫受电端,中间是导电线,下部份是接地体。当雷雨云接近避雷针时,它会感应出大量的异性电荷,通过导电线和受电端向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度,达到防雷目的。如受电端果是直击雷,避雷针可以把雷电流引入大地,从而起到保护作用。 2、对感应雷的防护 为了防护感应雷对供电线路,传输电缆和架空天线及高层导电线建筑的破坏,可以在线路上安装碳化硅阀型避雷器或金属氧化物(如氧化锌)避雷器如图所示;对于高层建筑,可将建筑物内的金属设施联合接地;对于非金属屋顶,可加装金属防护网并可靠接地。这些措施虽然有效,但有时也难免遭受雷击,究其原因关键在于存在接地电阻,雷击电 接地体流经接地电阻产生很高电压,仍可将设备击坏,故避雷效果不理想。现在随着社会的进步,特别是电子技术迅速发展,防雷技术也在不断完善和提高。生产避雷器的厂家有增无减,各种类型用途的新型避雷器不断问世。等电位避雷器就是其中之一。 二、目前我国虽然有多种防雷技术,但原理不外乎三种方法避雷。 第一、分合式避雷器采用断开法,在雷击时快速将电源断开,保护设备。优点:工程简单。缺点:雷击时间极短(以纳秒计算),有时还来不及完全断开,雷电脉冲电流已经让电器设备遭到重创,同时当今人们的生活和工作,也不允许电器设备随意断电;因此缺点非常明显,并不能够较好防雷,效果也就可想而知。因此会被逐步放去选用。 第二、接地式避雷器是利用地泄法,原理:把雷击电流直接引入大地,避免电器受到雷击,但是需要有完善的埋地线工程。优点:可以把雷电完全泄放掉。缺点:会给高层楼宇的住户、或高山、黄土等放电不理想地方的安装带来极大施工不便,这种环境下释放雷电效果也不理想,且年久必将被腐蚀。没有谁会去经常检查地线是否被腐蚀,有时环境也不允,要做到国家标准(阻值≤4欧姆),完全合格的费用几乎都是避雷器本身造价的数倍,甚至几十倍。地线如果做得不好,就无法起到避雷效果,雷电将直接把设备打坏。如果有一种能够同时解决以上的弊端就是非常理想的了。 第三、等电位避雷器 雷圣HL-20K避雷系列是我公司根据高压输变电检修工人穿上用导电性能良好的特殊工作服,能在数万伏 避雷器高压上带电作业而不被电击,这一等电位原理而研制和生产的一种新型等电位避雷器。 1、等电位避雷器的主要优点: a、避雷效果与接地无关,避雷器由于采用“等电位”处理技术,它的避雷效果与设备有否接地无关,从而免去安装传统的避雷器必须接地的麻烦。因此安装简单,使用方便。 b、延长电器高设备的使用寿命 接地虽然电器没有遭受雷击损坏,但雷电脉冲长期冲击电器,致使各元器件电性能会受到一定破坏,影响电视机,电脑等设备的使用寿命。安装等电位避雷器后,对电器设备保护尽忠职守,万无一失。 c、体形虽小,但保护设备本事很大 电器都是因巨大的雷击电流作用下设备或元器件发热而损坏。发热的能量与电阻、电流和作用的时间成正比。雷击时电流虽然很大,但避雷内阻很少作用时间很(8~20微秒),发热量也很少,所以它既能保护设备,它自身也不会被损坏。再说,避雷器因为是电流型的,它能承受很高的雷击电压,只要不超过避雷器所承受的最大电流,即使雷击电压几万伏甚至更高都不怕。 d、电源。信号通道同时避雷,一举两得,免维护,既阻燃又防爆。 e、具有自动诊断和修改和修复内部故障功能。 f、安全警示功能:当防雷器完全损坏后,不输出任何电流,以此警告不能继续使用,这种警示功能是其他防雷器所不具备的
移动通信基站的防雷与接地问题探讨工学论文
摘要: 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题,介绍了移动通信基站防雷接地的重要性,防雷接地系统的构成和基本要求,并结合多年运维经验提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。
关键词: 移动通信;基站;防雷;接地
简介由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上,还有一部分安装在铁塔上,相对周围环境而言,形成十分突出的目标,从而导致雷击概率增多。通信设备损坏,耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害,确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们:必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统,实施基站针对性防雷。
1认清移动基站雷害的主要原因
移动基站防雷是一个复杂的系统工程,过去我们按照防雷理论[1],尽量提高基站防雷系统的泄流能力,选用了80kA甚至100kA的大型防雷器,但是防雷效果却不尽人意,经常出现基站防雷器没有明显动作,基站设备却已经发生损坏[2]。是防雷器不好吗?不,防雷器都是检测合格的入网产品。原因是没有按照基站的实际情况设计防雷系统。经调查统计了黑龙江省近两年来的雷击事故,得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低[3],完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放,所以基站设备很难遭到直击雷损害。
2防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题
当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时,由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高,基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容,这些设备一端接工作接地,无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差,因而产生差模脉冲电压[5]。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上,当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时,变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高,因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。
若把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆,防雷器对地的泄放电流为2kA,这时基站的接地排的瞬间电压为U=1×r=4kV,可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV,如不采取措施,必然造成设备损坏。
3因地制宜消减反击电压
怎样才能避免地电压反击造成的`损失呢?一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器,即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装,避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接,这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知,雷电电流沿地网泄放时,在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场,距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开,可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出:基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m,条件允许时宜间距10~15m。实际上除电力线路外,基站的铁塔遭雷击次数最多,与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害,如果铁塔地网边缘距离基站大于5m,应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线,补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。
对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开,因为山顶基站的接地电阻较大,接地引线较长,雷电流泄放相对缓慢,所以地电压反击比较严重。
降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站,可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体,埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑,最好选择阴暗潮湿的地方,制作横向辐射接地网,辐射接地网长度应小于30m,塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。
4适当地选用电源线路保护空开
防止雷电波侵入避雷的响应特性有远近软硬之分:气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙,当线中电压超过防雷器的击穿电压后,防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降,放电能力较强,残压相对较高,恢复电压低于原来的击穿电压,属于硬响应特性;属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管,其特点是响应时间短,放电电流小,残压低,而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路,所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度,应设避雷器分路保护空开。
5实现分级防雷
防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数,一般来讲,泄流能力强的防雷器,响应时间长,残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求,所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次,实现多级防护,对雷电能量逐级减弱,使各级防雷器残压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况,从交流电力网高压线路开始,根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求,采取分级协调的防护措施,进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求,选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。
实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时,要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的,如两级防雷器靠近或线缆长度较短时,可利用专门的退耦器件,这是无距离要求。
参考文献
[1]YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范[S].
[2]张殿富.移动通信基础[M].北京:中国水利水电出版社.
[3]金山,刘吉克,陈强.YD/T 1429-2006通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法[S].2006.
[4]曹和生,吴少丰,匡本贺.GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].2008.
[5]张农.关于基站防雷接地的问题[J].邮电设计技术,2004(4).
不在大树下,输电架线塔下,空旷地里停留,也不要在雷雨天使用卫星接收系统(电视,广播等),雷雨天不要暴露在户外使用随身电子产品,避雨时要进入避雷针的“伞形保护区”
移动通信基站的防雷与接地问题探讨工学论文
摘要: 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题,介绍了移动通信基站防雷接地的重要性,防雷接地系统的构成和基本要求,并结合多年运维经验提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。
关键词: 移动通信;基站;防雷;接地
简介由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上,还有一部分安装在铁塔上,相对周围环境而言,形成十分突出的目标,从而导致雷击概率增多。通信设备损坏,耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害,确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们:必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统,实施基站针对性防雷。
1认清移动基站雷害的主要原因
移动基站防雷是一个复杂的系统工程,过去我们按照防雷理论[1],尽量提高基站防雷系统的泄流能力,选用了80kA甚至100kA的大型防雷器,但是防雷效果却不尽人意,经常出现基站防雷器没有明显动作,基站设备却已经发生损坏[2]。是防雷器不好吗?不,防雷器都是检测合格的入网产品。原因是没有按照基站的实际情况设计防雷系统。经调查统计了黑龙江省近两年来的雷击事故,得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低[3],完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放,所以基站设备很难遭到直击雷损害。
2防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题
当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时,由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高,基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容,这些设备一端接工作接地,无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差,因而产生差模脉冲电压[5]。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上,当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时,变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高,因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。
若把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆,防雷器对地的泄放电流为2kA,这时基站的接地排的瞬间电压为U=1×r=4kV,可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV,如不采取措施,必然造成设备损坏。
3因地制宜消减反击电压
怎样才能避免地电压反击造成的`损失呢?一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器,即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装,避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接,这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知,雷电电流沿地网泄放时,在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场,距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开,可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出:基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m,条件允许时宜间距10~15m。实际上除电力线路外,基站的铁塔遭雷击次数最多,与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害,如果铁塔地网边缘距离基站大于5m,应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线,补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。
对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开,因为山顶基站的接地电阻较大,接地引线较长,雷电流泄放相对缓慢,所以地电压反击比较严重。
降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站,可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体,埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑,最好选择阴暗潮湿的地方,制作横向辐射接地网,辐射接地网长度应小于30m,塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。
4适当地选用电源线路保护空开
防止雷电波侵入避雷的响应特性有远近软硬之分:气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙,当线中电压超过防雷器的击穿电压后,防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降,放电能力较强,残压相对较高,恢复电压低于原来的击穿电压,属于硬响应特性;属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管,其特点是响应时间短,放电电流小,残压低,而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路,所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度,应设避雷器分路保护空开。
5实现分级防雷
防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数,一般来讲,泄流能力强的防雷器,响应时间长,残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求,所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次,实现多级防护,对雷电能量逐级减弱,使各级防雷器残压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况,从交流电力网高压线路开始,根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求,采取分级协调的防护措施,进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求,选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。
实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时,要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的,如两级防雷器靠近或线缆长度较短时,可利用专门的退耦器件,这是无距离要求。
参考文献
[1]YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范[S].
[2]张殿富.移动通信基础[M].北京:中国水利水电出版社.
[3]金山,刘吉克,陈强.YD/T 1429-2006通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法[S].2006.
[4]曹和生,吴少丰,匡本贺.GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].2008.
[5]张农.关于基站防雷接地的问题[J].邮电设计技术,2004(4).
每年4~9月是华南地区雷电灾害的多发季节,雷电灾害给人民带来生命安全和财产损失。本文介绍雷电产生的原因,对施工机械的危害以及对雷电灾害的预防方法和技术,这些方法和技术对同行在施工过程中预防雷电灾害具有普遍的参考意义。 关键词:雷电施工机械危害预防 1雷电的产生 雷电是自然界中一种常见的放电现象。关于雷电的产生有多种解释理论,通常我们认为由于大气中热空气上升,与高空冷空气产生摩擦,从而形成了带有正负电荷的小水滴。当正负电荷累积达到一定的电荷值时,会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场,从而产生云团对云团和云团对地的放电过程,这就是通常所说的闪电和响雷。具体来说,冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的冻结、云体的碰撞等均可使云粒子起电。一般云的顶部带正电,底部带负电,两种极性不同的电荷会使云的内部或云与地之间形成强电场,瞬间剧烈放电爆发出强大的电火花,也就是我们看到的闪电。在闪电通道中,电流极强,温度可骤升至2万摄氏度,气压突增,空气剧烈膨胀,人们便会听到爆炸似的声波振荡,这就是雷声。 2雷电危害的种类 雷击的危害主要有三方面:第一是直击雷。是指雷云对大地某点发生的强烈放电。它可以直接击中设备,雷电击中架空线,如电力线,电话线等。雷电流便沿着导线进入设备,从而造成损坏。第二是感应雷。它可以分为静电感应及电磁感应。当带电雷云(一般带负电)出现在导线上空时,由于静电感应作用,导线上束缚了大量的相反电荷。一旦雷云对某目标放电,雷云上的负电荷便瞬间消失,此时导线上的大量正电荷依然存在,并以雷电波的形式沿着导线经设备入地,引起设备损坏。当雷电流沿着导体流入大地时,由于频率高,强度大,在导体的附近便产生很强的交变电磁场,如果设备在这个场中,便会感应出很高的电压,以致损坏。对于灵敏的电子设备,尤需注意。第三是地电位提高。当10kA的雷电流通过下导体入地时,我们假设接地电阻为10Ω,根据欧姆定律,我们可知在入地点A处电压为100kV。因A点与B、C、D点相连,所以这几点电压都为100kV。而E点接地,其电压值为0,设备的D点与E点间有100kV的电压差,足以将设备损坏。据有关统计表明:直击雷的损坏仅占15%,感应雷与地电位提高的损坏占85%。目前,直击雷造成的灾害已明显减少,而随着城市经济的发展,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷,而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及联网微机等弱电设备。 3防雷的方法和技术 在科学技术日益发展的今天,虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电,但是经过长期的摸索与实践,已积累起很多有关防雷的知识和经验,形成一系列对防雷行之有效的方法和技术。 (1)接闪接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。把一定保护范围的闪电放电捕获到,纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置,其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。 (2)接地接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地,目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是防雷设施安装验收规范中最基本的安全要求。 (3)均压连接接闪装置在捕获雷电时,引下线立即升至高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环,将处于地电位的导体等电位连接起来,一直到接地装置。金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时,则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时,所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导电部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。 (4)分流分流就是在一切从室外来的导线与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,将闪电电流分流入地。分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气电子设备的关键措施。由于雷电流在分流之后,仍会有少部分沿导线进入设备,这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的,所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。采用分流这一防雷措施时,应特别注意避雷器性能参数的选择,因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。 (5)屏蔽屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来,阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。 4雷电对施工机械的危害及预防 公路施工作业处在露天环境下进行。施工机械的电气控制系统特别是微电子控制装置受雷电直击或雷电感应过电压损害的几率很大。京珠高速公路清远段地处石灰岩山区,在雷雨季节是雷电袭击的高发地区,每当天空中乌云密布大雨来临时,雷电往往会对施工机械进行正面的袭击;而有时即使在天空中没有雨云又不下雨的情况下,感应雷也会时有发生,其产生的浪涌电压入侵并损坏路面摊铺机的微电控制装置,为此,防雷工作势在必行。 (1)在沥青混合料揽拌厂场安装避雷针装置由于沥青混合料搅拌设备及其配套机械集中在一个生产厂场使用,比较容易进行集中防雷,为此,在拌和厂场安装避雷针。避雷针的高度高于搅拌楼的最高点,达到有效的保护半径,防止雷电对任何一台作业机械直击。避雷针接地要可靠,由于石灰岩山区的地质土壤比较干硬,土壤电阻值过大,所以接地网的埋设与广珠东线的做法不尽相同。接地网的角钢桩点埋设土坑要求深左右,角钢在土坑内要露出20cm左右,在土坑内按比例填满木炭和颗粒生盐作为降阻介质,生盐与木炭的重量比例为1:10,即1kg生盐掺合10kg木炭,然后填土复盖。这样可以确保接地电阻值在4以下。当雷电袭击时由避雷针及其引线经过接地网迅速将强大的雷电电流引入大地,防止雷电对机电系统的直击。此外,还对沥青混合料搅拌操作控制室进行屏蔽,做法是将操作室内微电子控制系统的工作接地、保护接地与金属结构的控制室外壳用导体连接在一起,再通过接地引线引入地下接地网,使它们保持相等的地电位,预防静电及雷电。 (2)对路面摊铺机械电气控制装置装设过电压保护器由于路面摊铺机械是随时移动作业的,不可能集中避雷,而处在露天环境下的移动机械电气控制装置最容易受感应雷浪涌电压的入侵,例如沥青沥青摊铺机控制路面平整度和控制机械定位的压力传感器等就深受其害。为了保护这些控制灵敏度极高的机械微电子控制装置免遭感应雷浪涌电压入侵损毁,根据每台机械控制装置的不同构造特点,对其装设过电压保护器。 5结束语 雷电灾害对机械电气控制装置特别是微电子装置的侵害是一种常见的自然灾害,为避免雷电对其侵害,应根据机械电气控制设备的不同构造特点而采用不同的防雷方法。只要合理地选用防雷设备,应定期由专业防雷公司检测防雷设施,评估防雷设施是否符合国家规范要求,施工项目应设立防范雷电灾害责任人,负责防雷安全工作,建立各项防雷安全工作,建立各项防雷设施的定期检测,雷雨后的检查和日常的维护。施工单位在防雷设施的设计和建设时,应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点,雷电活动规律等因素综合考虑,采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。就会大大降低雷电灾害带来的损失。
请参阅相关标准GB50343和GB50057,若看不懂请咨询当地相关防雷中心或者防雷公司