建設工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 建筑電氣 > 正文
2007-02-01 14:11 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
地下水位在地下0.5-2米,隨漲潮落潮而變化,考慮到地下水主要是海水,且水位變化范圍恰在接地體敷設范圍之內,對接地體腐蝕性極大。故埋設的接地網(wǎng)由銅包鋼接地極和BV-1x70接地線(xiàn)組成,兩者連接采用放熱焊接。
建筑物頂部采用Φ10鍍鋅扁鋼做避雷網(wǎng),利用建筑物鋼筋作為引下線(xiàn),每根鋼筋都≥Φ10,上端與避雷網(wǎng)焊接,下端與70mm2裸銅絞線(xiàn)放熱焊接。每個(gè)引下點(diǎn)的裸銅絞線(xiàn)一端至少和一根鋼筋焊接,另一端引至室內接地銅排。再從接地銅排上分別引線(xiàn)至室外地下接地極(銅包鋼)和接地環(huán)線(xiàn)(BV-1x70)。由于是在地上“分別引線(xiàn)”,就可以在地上直接測量每根接地極的接地電阻以及腐蝕狀況,因為BV-1x70可視為不被腐蝕,從而也掌握了整個(gè)接地網(wǎng)的腐蝕狀況。
當然,這樣就沒(méi)有了水平接地體,相比之下,接地電阻會(huì )較高。但考慮到沿海地區土壤接地電阻很低(<100),故這方面問(wèn)題不大。
因為雷電流通過(guò)接地金屬體時(shí),導致周?chē)寥辣浑婋x,產(chǎn)生很大的電抗。故沖擊接地電阻只能計算一定區域內的接地體,按照建筑物防雷規范,區域半徑與土壤電阻率的開(kāi)方成正比。但由于這里采用的是BV-1x70導線(xiàn)而不是水平接地體,包圍導體的不是土壤而是PVC,電阻率幾乎可視為無(wú)窮大,因此沖擊接地電阻的計算范圍可包括整個(gè)接地網(wǎng)。由于土壤電阻率≤100時(shí),接地體沖擊接地電阻等于其工頻接地電阻,故每根引下線(xiàn)的沖擊接地電阻均可等同于全廠(chǎng)接地網(wǎng)的工頻接地電阻。
此工程工頻接地電阻<1 ohm以上表述有無(wú)錯誤?雷電流通過(guò)導線(xiàn)是否同樣也會(huì )產(chǎn)生較大的電感?是否也會(huì )有個(gè)計算范圍?如果有,這個(gè)范圍應該多大?BV-1x70是否過(guò)大?
下面再說(shuō)電涌保護。
此工程的配電控制樓共3層,一樓電纜層,二樓配電室,三樓中央控制室,該建筑物為二類(lèi)防雷。配電室內布置10kV和0.4kV開(kāi)關(guān)柜及Dyn11干式變壓器,低壓TN-S接地形式,10kV進(jìn)線(xiàn)電纜200米外埋地引入,低壓電纜通過(guò)金屬橋架引出,頂層橋架有金屬蓋板。
變壓器中性點(diǎn)通過(guò)一根BV-1x 120導線(xiàn)(考慮到短路電流熱穩定)引至一樓接地銅排,該銅排如上所述,與引下線(xiàn)和室外接地網(wǎng)相連,兼做等電位排。
當雷擊建筑物時(shí),通過(guò)避雷網(wǎng)——引下線(xiàn)——接地銅排——BV-120導線(xiàn),使雷電流傳遞到變壓器中性點(diǎn),中性點(diǎn)產(chǎn)生高電壓。雷電流分流至開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)上的L1,L2,L3,N,PE各線(xiàn),N線(xiàn)和PE線(xiàn)的電壓同時(shí)升高,電壓差為0,但是入侵相線(xiàn)的高頻雷電流,由于經(jīng)過(guò)變壓器低壓繞組,相位改變,和N線(xiàn)、PE線(xiàn)電位差超過(guò)了電氣設備的承受能力,產(chǎn)生電涌。
考慮到此處直擊雷不可能通過(guò)架空線(xiàn)直接進(jìn)入低壓系統,而直擊在建筑物上的雷電流,到達變壓器中性點(diǎn)時(shí)已經(jīng)大幅衰減,故LPZ0B和LPZ1的交界點(diǎn)不是電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān),而是在那個(gè)接地銅排上。因此低壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)處電涌保護器應選擇8/120波形。
1、“由于土壤電阻率≤100時(shí),接地體沖擊接地電阻等于其工頻接地電阻,故每根引下線(xiàn)的沖擊接地電阻均可等同于全廠(chǎng)接地網(wǎng)的工頻接地電阻!
對于這一點(diǎn)GB 50057附錄三的解釋條文中有一個(gè)注釋?zhuān)渲贿m用于引下線(xiàn)接地點(diǎn)距接地體最遠端距離不大于20米的情況。因此需妥善考慮。
2、“以上表述有無(wú)錯誤?雷電流通過(guò)導線(xiàn)是否同樣也會(huì )產(chǎn)生較大的電感?是否也會(huì )有個(gè)計算范圍?如果有,這個(gè)范圍應該多大?BV-1x70是否過(guò)大?”
你說(shuō)的很清楚,難得有說(shuō)這么清楚的。如果你使用的是BV-1×70電纜,且從接地銅排到接地體的電纜長(cháng)度不大于20米的話(huà),這段電纜上的壓降是很小的,可以滿(mǎn)足使用要求。不過(guò)一般是使用BV-2的電纜。對于接地連接線(xiàn),個(gè)標準要求不一樣,一般在65平方到105平方之間。
3、“當雷擊建筑物時(shí),通過(guò)避雷網(wǎng)——引下線(xiàn)——接地銅排——BV-120導線(xiàn),使雷電流傳遞到變壓器中性點(diǎn),中性點(diǎn)產(chǎn)生高電壓。雷電流分流至開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)上的L1,L2,L3,N,PE各線(xiàn),N線(xiàn)和PE線(xiàn)的電壓同時(shí)升高……”
你這個(gè)路徑我感覺(jué)有問(wèn)題。線(xiàn)路上的阻抗怎么都比接地阻抗大,那雷電流為什么不流向大地反要流向設備呢?我感覺(jué)你混淆了‘反擊電壓’和‘反擊電流’這兩個(gè)概念。這種路徑不成立。
4、“考慮到此處直擊雷不可能通過(guò)架空線(xiàn)直接進(jìn)入低壓系統,而直擊在建筑物上的雷電流,到達變壓器中性點(diǎn)時(shí)已經(jīng)大幅衰減,故LPZ0B和LPZ1的交界點(diǎn)不是電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān),而是在那個(gè)接地銅排上!
這個(gè)是確立不使用10/350波形電涌保護器的理由嗎?未免有點(diǎn)牽強……
5、“似乎全世界的低壓開(kāi)關(guān)柜都是通過(guò)架空線(xiàn)引入,而且還是低壓架空線(xiàn).”
這個(gè)說(shuō)的太絕對了。沒(méi)有見(jiàn)過(guò)不等于沒(méi)有。至少我見(jiàn)過(guò)全線(xiàn)地埋鎧裝32千米的線(xiàn)路。
1.“只適用于引下線(xiàn)接地點(diǎn)距接地體最遠端距離不大于20米的情況”
這點(diǎn)我覺(jué)得有疑問(wèn):所謂20米是怎么出來(lái)的?如果把上述話(huà)改成“只適用于鍍鋅扁鋼從引下線(xiàn)接地點(diǎn)到接地極最遠端距離不大于20米的情況”,那就比較容易理解了,因為在土壤電阻率為100的情況下,如果有水平接地體的話(huà),沖擊接地電阻有效范圍半徑恰恰是20米。而現在我通過(guò)BV線(xiàn)連接接地銅排和接地極,這樣的20米距離限制是否還有必要呢?
2.BV線(xiàn)從接地銅排上直接引至地下直埋,連接到20米外的一根接地極;和BV線(xiàn)從接地銅排引出,在地上敷設20米,再引入地下與接地極連接,兩者接地效果有何不同呢?或許,規范上所謂的“引下線(xiàn)接地點(diǎn)”,在這里應該是BV線(xiàn)和接地極之間的焊接點(diǎn),而不是BV線(xiàn)和接地銅排之間的連接點(diǎn)。
3.這里我可能沒(méi)說(shuō)清楚,大部分雷電流自然會(huì )從建筑物基礎和人工接地極分流,但是還有一部分會(huì )分流至變壓器中性點(diǎn)以及其它等電位連接的金屬體。
4. 牽強嗎?也許吧,那么用10/350是否就不牽強呢?按照我的理解(當然理解未必正確),10/350電涌保護器是為了在該點(diǎn)遭到未衰減的直擊雷電流情況下,能夠卸放大部分雷電流,使雷電流衰減,形成一個(gè)LPZ0B和LPZ1的交界點(diǎn),從而在下一級使用8/120電涌保護。如果說(shuō)不管是在LPZ1區內還是在LPZ0B和LPZ1的交界點(diǎn),只要是電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān),就要加10/350,那我覺(jué)得很難理解。對于雷電流而言,決定它強弱的是LPZ各區劃分,到底是進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)還是出線(xiàn)開(kāi)關(guān),對雷電流大小而言毫無(wú)意義。
5. 我只是覺(jué)得很多防雷文章甚至防雷規范,都只知道論述“低壓架空線(xiàn)引入”,對其它情況的進(jìn)線(xiàn)帶來(lái)的變化視而不見(jiàn)。就像是上面論述的情況,如果低壓架空線(xiàn)引入,進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)用10/350是理所當然的,因為架空線(xiàn)在連接電涌保護器之前,不可能像建筑物那樣也搞個(gè)接地排分流。我冒昧的揣測一下,雷電對電力系統的傷害最初就是從雷擊架空線(xiàn)引起的,防雷產(chǎn)業(yè)由此起步,是否防雷界也就認定了這個(gè)最原始的配電方式?總是對此津津樂(lè )道,對其它進(jìn)線(xiàn)方式總是那么含糊其辭。
那么這個(gè)入侵電力系統的雷電流到底有多大呢?《建筑物防雷設計規范》P34要求按照附錄6估算,可問(wèn)題是附錄6根本沒(méi)說(shuō)怎么估算,幸好接著(zhù)說(shuō)了句“當無(wú)法估算時(shí)……”。我不明白編規范的專(zhuān)家為什么要繞這么個(gè)圈子,直接告訴我們“按照附錄6參數,根據以下方法估算”不就得了?
給出的估算方法看后的疑問(wèn):全部雷電流應該通過(guò)所有引下線(xiàn)分流吧?按照規范這個(gè)建筑物最少應該有8根引下線(xiàn),那么每根引下線(xiàn)上的電流就是150/8=18.75kA?那我把外墻的16根柱子全做成引下線(xiàn),是否就是 150/16=9.375kA?雷電流到了引下線(xiàn)接地處又開(kāi)始分流了,“全部雷電流的50%流入建筑物接地裝置”——為什么?引下線(xiàn)沖擊電阻10Ω、4Ω、1Ω的時(shí)候,是否分流的電流比例都一樣呢?這個(gè)比例能不能更大?能大多少?
接下來(lái),假設開(kāi)關(guān)柜有一支路給UPS配電,那么在這配電開(kāi)關(guān)前還要加一個(gè)8/120電涌保護器,這個(gè)電涌保護器通流容量能比進(jìn)線(xiàn)處的電涌保護器小多少?我看有文章說(shuō)上級電涌保護器“應該”已經(jīng)卸放掉90%的入侵雷電流了,下級只要10%計算就可以了。姑妄言之,姑妄聽(tīng)之吧。另外對于10/350和8/120的換算也是筆糊涂賬。
接下來(lái),從出線(xiàn)開(kāi)關(guān)引出電纜,TN-S配電,引至放在3樓控制室的UPS盤(pán)柜,UPS以及控制盤(pán)柜進(jìn)線(xiàn)處廠(chǎng)家已經(jīng)配備了自帶的電涌保護,不勞我們費神選型——反正選也是瞎選,呵呵呵!
然后就是控制室內等電位連接,保護接地工作接地最后都引到一個(gè)銅排上,由銅排上引出一條BV-1x70導線(xiàn)與全廠(chǎng)接地網(wǎng)相連,由于接地網(wǎng)工頻接地電阻小于1,這樣做是沒(méi)有問(wèn)題的……
但是慢著(zhù),這條BV-1x70導線(xiàn)具體應該引到哪個(gè)位置呢?引到一樓的接地銅排嗎?那么當雷擊建筑物時(shí),控制室的接地母排會(huì )遇到和變壓器中性點(diǎn)一樣的問(wèn)題——雷電流從一樓接地銅排分流、電壓升高,由這個(gè)方向入侵的雷電波絲毫不弱于從變壓器中性點(diǎn)入侵的雷電波。只不過(guò)在開(kāi)關(guān)柜進(jìn)線(xiàn)處有大容量的電涌保護器卸流,而在控制室這個(gè)方向,地線(xiàn)電壓大幅升高,相線(xiàn)、N線(xiàn)電壓不變,此處的電涌保護器通流容量卻都小的要命,結果只能被燒毀。也就是說(shuō),如果控制室的接地排和一樓的接地銅排直接相連,那么前者——包括與之連接的電子設備,其實(shí)處于LPZ1區,而不是LPZ3、LPZ4.如果它們在LPZ1區說(shuō)不會(huì )被燒毀,那么我們剛才從電源處開(kāi)始加了一級又一級的電涌保護又有什么意義呢?
那么我們直接把這條BV線(xiàn)接到外部的地下接地環(huán)網(wǎng)上,是否就沒(méi)問(wèn)題了呢?很遺憾,接地環(huán)網(wǎng)也是由BV-1x70連接起來(lái)的,無(wú)論選擇地下導線(xiàn)上哪一點(diǎn),和一樓的接地銅排還是等電位。也許,在連接點(diǎn)和接地銅排之間還會(huì )有幾根接地極,能夠再分流一部分,但我不認為靠幾根接地極就能起到上述多重電涌保護器的作用。
那么,這條儀表接地線(xiàn)應該連到哪呢?
另外,由于是TN-S供電,如果某臺戶(hù)外用電設備遭雷擊,比如路燈,那么雷電波完全可以通過(guò)電纜中的PE線(xiàn)傳至開(kāi)關(guān)柜PE母排,也就是說(shuō)任何一條支路都可能遭受雷電波入侵,并不只是進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)處才有可能。
1、凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:建設工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權均屬建設工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、鏈接、轉貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權的,應在授權范圍內使用,且必須注明“來(lái)源:建設工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉載,均盡力標明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權等問(wèn)題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實(shí)確認后會(huì )盡快予以處理。
本網(wǎng)轉載之作品,并不意味著(zhù)認同該作品的觀(guān)點(diǎn)或真實(shí)性。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉載使用,請與著(zhù)作權人聯(lián)系,并自負法律責任。
3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。