一、防雷接地设计标准及规范
(GB50057-2010)《建筑物防雷设计规范》
(GB50343-2012)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
(GB50169-2010)《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
( 99D501-1)标准《国家建筑标准设计图集(防雷与接地安装)》
二、接地分类
1)工作接地
2)保护接地
3)直流接地
4)防雷接地
5)防静电接地
6)屏蔽接地
三、1欧姆接地概述
1欧姆防雷接地对技术要求比较高。一般用于风力发电、钻井、石油、通讯、部队、铁路、桥梁等特殊场合。
接地施工分为以下几个方面:
1)根据实际现场情况,测试土壤或砂石土壤电阻率。
2)测试土壤的腐蚀度、考虑地区的气象环境如:干旱少雨、冰冻深度、雷雨季节。
3)根据环境选择施工工具、材料并制定挖掘方案,一般采用深井、环形、L型接地较多。
4)选择接地材料。主要考虑:对环境的污染、使用寿命、施工难度、运输、造价成本等。
从施工难易度分析:
1、高风沙高腐蚀高地阻材料使用:烧制接地模块+锌包钢或绝缘线缆+高纯石墨降阻剂+阴极接地材料+石墨线缆导线+热焊接(此套餐优点:使用寿命长、容易降低接地电阻。缺点:造价高、材料市场少,一般厂家生产模块为压制模块)
2、高地阻石块地区使用材料:离子接地棒+镀铜绞线+镀锌管+石墨降阻剂+普通接地模块(优点:导电性能好、使用寿命长。缺点:施工难度大、造价高)
3、砂质土壤高地阻环境使用材料:A:烧制接地模块+高纯降阻剂+镀铜或镀锌材料连接。B:深井铜包钢+离子接地棒+高纯降阻剂结合。
4、红土泥土或电阻率低的环境下:镀锌、镀铜、烧制模块都可以使用,效果好。
国内优秀防雷接地材料或施工品牌:扬博防雷、万佳防雷、腾辉智能防雷、捷力通防雷
四、测试土壤电阻率
土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值,单位是 欧姆·米。
土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数,直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。
土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素,为了合理设计接地装置,必须对土壤电阻率进行实测,以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。
测量土壤电阻率的方法之一是对接地体进行接地电阻测量,测得接地体接地电阻后,再按下面的公式计算土壤电阻率。
用钢管或圆钢作接地体时ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm
其中L为钢管或圆钢入地长度,单位m
d为钢管或圆钢直径,单位m
Rj为测出的接地电阻值,单位Ω
用扁钢作接地体时:
ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm
其中 L为扁钢长度,单位m
b为扁钢厚度,单位m
h为埋设深度,单位m。
然后要知道水平接地体的电阻,采用垂直接地体的电阻是多少,最后才能计算。
根据地网土层的土壤电阻率,采用下式计算接地模块用量:
水平埋置,单个模块接地电阻:
Rj =0.068×[ρ÷(a×b)-2]
并联后总接地电阻:Rnj = Rj /nη
式中:ρ―土壤电阻率(Ω/m)
a、b―接地模块的长、宽(m);
Rj―单个模块接地电阻(Ω);
Rnj―总接地电阻(Ω);
n―接地模块个数;
η―模块调整系数,一般取0.6―0.9。
五、防雷接地系统
接地是防雷的重要组成部分是防雷装置的基础,使雷电流更好的泻入大地,为保证机房或系统的接地阻值,还应尽量减小引下线的电阻值。依据防雷规范要求,引下线选用:50平、35平的铜芯地线:铜绞线、热镀锌扁钢、热镀锌圆钢、特殊行业或特殊设备采用腾辉智能绝缘引下线。接地体的具体位置和引下线的具体路由,在施工时以尽可能的减少引下线的长度。通过增大导线载面和减小引下线长度的措施,来尽量减小接地引线的电阻值。
1、垂直接地体材料
垂直接地体可采用烧制型YBD-01T膨胀石墨接地体、铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材(钢管、圆钢、角钢、扁钢)、离子接地棒、锌包钢或其它新型接地材料。
2、水平接地体材料
水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等。
3、接地材料有以下要求:
a、采用热镀锌钢管时,钢管壁厚不小于3.5m;
b、采用热镀锌角钢管,角钢不小于50mm*50mm*5mm;
c、采用热镀锌扁钢时,扁钢不小于40mm*4mm;
d、采用热镀锌圆钢时,圆钢直径不小于8m;
e、石墨接地模块分为烧制型与压制型,
烧制模块规格:600mm*150mm*100mm,ф600*40mm,300mm*500mm*40mm
f、铜包钢接地棒,镀铜厚度;≤0.25mm,ф16*1500mm型号:YBD-01B
g、离子接地棒时,YBD-Lф50*1500mm
h、采用物理降阻剂时,电阻率R=0.45,降阻率在60-95%之间,石墨含量70%,型号:YBD-Z25与YBD-Z10
I、特殊地区采用高纯石墨降阻剂等
4、地网施工布置
地网布置依据地形设计为 L型、口型、一字、H型或圆型
5、地网挖掘
接地地网挖掘深度大于0.8米,根据土壤如:石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况,北方城市一定要达到冻土层以下。
6、焊接与防腐处理
接地体(线)的连接应采用焊接,焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度,常见的焊接分为:电焊与放热焊接。焊接不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷,焊接处的药皮敲净后,刷沥青做防腐处理。
采用搭接焊时,其焊接长度如下:
1)镀锌扁钢不小于其宽度的2倍,三面施焊。(当扁钢宽度不同时,搭接长度以宽的为准)。敷设前扁钢需调直,煨弯不得过死,直线段上不应有明显弯曲,并应立放。
2)、镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍并应双面施焊(当直径不同时,搭接长度以直径大的为准)。
3)镀锌圆钢与镀锌扁钢连接时,其长度为圆钢直径的6倍。
4 )镀锌扁钢与镀锌钢管焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接处,还应直接将扁钢本身弯成弧形与钢管焊接
四、影响接地电阻原因
1)选择地网接地线及导体截面不足,或对系统发展规划的短路电流分析结果偏差较大,使接地线及导体的截面不能满足热稳定校验的要求。
2)对接地装置施工防机械损伤、防腐蚀问题重视不够,或根本没有采取必要的防腐措施。
3)接地装置敷设时埋设深度不够,垂直接地体间距过小,焊接质量不合格,没按设计规定进行规范施工,防雷地网材料选用了不合格的接地材料.
4)接地体(线)连接不正确,在一个接地线中串接了几个需要接地的电气设备,直接接地或经消弧线圈接地的变压器,没有采用专用的接地线。
5)独立避雷针没有设独立的集中接地装置,或该接地装置与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度小于15m。
6)土壤电阻率偏高,没有按规程要求正确选用高效降阻剂。降阻剂现在市场价格混乱,建议采用石墨含量高的YBD-Z25物理降阻剂。
五、部分接地材料技术
1)烧制膨胀石墨接地模块
产品分类:烧制型膨胀石墨接地模块
常用尺寸:600mm*150mm*100mm、300mm*500mm*40mm,
400mm*260mm*40mm,ф600*40mm,500mm*100mm*80mm
规格型号:YBD-01T或YBD-01M
烧制接地模块是目前市场上最佳接地体,具有长寿命、无污染、高泄流雷电能力、不变形等特点,选用纯度在99%以上的鳞片石墨,经水洗、酸洗、烘干等数道工序后,经1400度的高温烧制而成。接地体不仅保留了天然鳞片石墨材料所固有的耐高、低温、耐酸、耐腐蚀,导热、导电、自润滑和抗辐射等诸多优点,而且其特殊的网络状孔结构,还赋予良好的压缩性、回弹性、低应力、高松弛率、很好的吸水和保湿性能、吸油、抗腐蚀及热、电导能力的高度异向性等许多独特功能,还有石墨本身的稳定性、抗老化性、自身低电阻特性更是其他材料无法代替的。
烧制接地模块产品优特点:
1、电阻率小于40μΩ ,相当于一个良好的金属导体(不锈钢、纯铜等),有利于建设高品质的地网。
2、具有抗压强度高,能达到20MP以上的抗压力,在接地网施工中,可以充分夯实,提高大突波电流的宣泄!
3、吸水保湿性能好,由于本产品是膨胀石墨烧制而成,因此在模块内部充满很多气孔,这样和水的亲和程度很好,能够起到保水的作用,在特别适合干燥土壤的接地使用。
4、无污染、对周边的土壤不会改变,适应很多特殊高要求环境。
5、采用纸箱或者木箱包装,节约了模块运输成本。
6、长寿命、不容易碎,可使用寿命50年。
7、链接可热熔焊接或电焊都可以,施工便利。
2)锌包钢接地材料
锌包钢接地极是山西捷力通防雷科技有限公司根据石油化工、高腐蚀地质及电力系统的接地特点而推出的一种新型防雷接地产品,它以特殊钢和特殊锌为原料,通过特殊工艺形成双金属复合材料。该产品综合了锌带阳极和传统镀锌钢的优点,既具有钢的高强度、较高的热稳定性,又具有阴极保护的功能。避免了接地装置与阴极保护重复投资和施工的浪费和麻烦。因此使用锌包钢复合接地线(极)做接地装置,比其他接地材料更科学、更经济、使用年限更长。锌包钢接地极(线)可广泛应用于接地及阴极保护共同存在的场所,也可分别作为接地产品和阴极保护产品。
产品优点:
1、锌包钢接地极以特殊钢为钢芯,具有钢的强度及热稳定性,保证接地装置的泄流功能。
2、锌作为覆盖层金属,其导电性能是钢的2.5倍,因此导电性能大大提高。
3、锌作为覆盖层金属,具有较强的耐腐蚀性,使用寿命大大延长。
4、由于有一定厚度的锌层可以作为牺牲阳极体,可保护接地装置、地下金属物和相关钢铁设备等不受腐蚀。
5、采用特殊的制造工艺形成双金属复合材料,具有良好的可塑性能,保证施工和应用过程中覆盖锌层不会脱落。
3)铜包钢接地
铜包钢接地棒有组合式和单根式的两种,组合式接地棒施工更加方便,配有同轴连接管、驱动头和钻头等配件,根据不同地质及使用要求可以通过硅黄铜连接管连接,任意增加镀铜接地棒的长度。顶端采用驱动头(连接螺栓)连接,供接地棒打深时打击使用。末端采用特制钻头(连接螺栓)连接,将接地棒打深。
技术参数
1.镀铜层厚度≥0.254mm(符合UL 467《接地与搭接设备安全标准》)2.抗拉强度60000n/cm23.平直度误差≤1mm/m4.铜层可塑性:接地棒(线)弯曲30度时,折角内外缘无裂缝现象5.铜层结合度:经附着力试验,除虎口钳钳口咬合处出现剥落铜层,其余部分铜钢结合良好,未出现剥离现象。可以按要求的长度连接接地棒,接地棒可以深入地下30m,而不受任何可能增加土壤电阻率及接地电阻的气候条件(如干旱和霜)的影响
4)高纯石墨降阻剂
高纯降阻剂由多种成份组成,其中含有电解质、石墨、固化剂、润滑剂、高效防腐剂及填充材料等。它呈黑色粉末状,是一种良好的导电体。将它施于接地体和土壤之间,一方面能与金属接地体紧密结合,形成足够大的电流流通面;另一方面又能向周围土壤渗透,有效降低周围土壤电阻率,在接地体周围形成了一个变化平缓的低电阻区域,从而达到降低接地电阻值的目的。
产品优点
降阻效果明显,能减少施工工作量,可少打接地体,尤其可用水平接地体代替难于施工的垂直接地体(在山区及岩石地区等)。施工方便,可解决施工场地受局限的困难,可大量节省金属材料,具有长效性与稳定性,防腐性能好。具有良好的吸水性和保水性,不易随水土流失,较少受气候的影响。综合技术经济性好等。
降阻剂的使用方法:
1、先按接地工程设计要求,参照以下施工图的方法,挖好水平接地沟或垂直接地孔。
2、焊接、支撑好金属接地体,金属接地体焊接牢固,表面干净无锈迹;接地装置的焊接长度:对扁钢为宽边的2倍;对圆钢为其直径的10倍。
3、降阻剂与水按1:(0.5~1)比例在容器内搅拌均匀成浆体状,否则影响降阻效果和防腐蚀效果;
4、将搅拌均匀的降阻剂敷于接地沟或孔内,将金属接地体包裹均匀,6~12小时后封土夯实。在敷设过程中,不得将泥沙等杂物接触金属接地体或混入降阻剂中。
5、对于深井接地,通常井深由找到电阻率低的地层或地下水来决定,一般达数十米。施工时用专用机械钻孔,孔径为100~200mm。金属接地体一般采用φ50×3.5mm的钢管,用压力将调制好的降阻剂注入管内,使降阻剂从内到外两侧包围钢管并充实整个接地深井。有时要配以局部爆破,炸松四周土壤,以填充降阻剂,扩大降阻效果。
绝缘引下线
超绝缘引下线采用多层特殊材质的绝缘材料,保证了它强大的绝缘性能,满足了产品设计要求的相当于0.75米空气的绝缘距离。
产品外部设计特殊的防紫外线和抗老化层,有效的提高了产品抗老化性能,使用寿命大大提高。
产品配置清单:
序号 描述 图片 材质 用途
1 isCon绝缘下引线 超绝缘
VPE、EVA 引下线
2 等电位线连接件 V2A 做Iscon表皮等电位连接用
3 绝缘杆固定件 V2A 固定风杆与绝缘杆
4 顶端连接件 V2A Iscon线缆连接头
5 带接闪针的绝缘杆套装
6 isCon线连接板 V2A 连接接闪器与Iscon线缆
7 isCon线管道固定 V2A或PA 在风干上固定Iscon线缆
8 M-Quick墙面快速固定夹 PA 在风干上固定Iscon线缆
现场制作Iscon超绝缘引下线
a) 现场即时制作封装,可快速提供高强度的良好电气绝缘
b) 省时、省力、省费用,缩短订制与施工周期、节省成本开支
①调整线钳的切割深度,横向切割线缆皮
②90度旋转切割头,纵向切割线缆皮
③完成切割
④安装配件:接头+固定螺丝+热缩套管
⑤扭动接头,使其旋至线缆上
山西捷力通防雷科技有限公司