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高速公路防雷方案-高速機電係統防雷設計-SPD1,SPD2

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(一)、項目概況
本次收費站防雷更新改造涉及3條高速公路的13個收費站。
(二)、設計依據
1、 《建築物防雷設計規範》GB50057-2010
2、 《建築物電子信息係統防雷技術規範》GB50343-2004
3、 《民用閉路監視電視係統工程技術規範》GB50198-94
4、 《雷電電磁脈衝的防護》IEC-61312
5、 《建築與建築群綜合布線係統工程設計規範》GB/T50311-2000
6、 《電子計算機機房設計規範》GB50174-93
7、 《建築物防雷》IEC61024
8、 《電信大樓內的連接結構和接地》ITU K27
9、 《光纜的防雷》ITU K25
10、 《通信工程電源係統防雷技術規範》YD5078-98
11、 《氣象信息係統雷擊電磁脈衝防護規範》XQ3-2000

(三)、設計原則
1、 認真執行國家政策,法令和有關規定,嚴格按照國家規範和地方標準進行設計,並按照《中華人民共和國標準化法》的有關要求,積極采納國際標準,提高設計技術要求。
2 、在進行綜合防雷設計時,應堅持全麵規劃、綜合治理、優化設計、多重保護、技術先進、經濟合理、定期檢測、隨機維護的原則,進行綜合設計及維護。
3、 高速公路綜合防雷係統的防雷設計應采用直擊雷防護、等電位連接、屏蔽、合理布線、其用接地係統和安裝電湧保護裝置等措
施進行綜合防護。必須堅持預防為主、安全第一的指導方針。
4 、根據相應的防雷規範要求、地方標準及有關技術負責人員的介紹和現場實地勘察設計防雷方案。

(四)、設計範圍
1、本次設計將對各收費站的收費、監控係統防雷、接地保護進行完善。

(五)、現狀調查及設計方案
根據對各收費站防雷設施現狀的實地調查,AG游戏平台防雷發現有以下幾點問題:
1、由於高速各收費站已經建成運營5年多,大部分防雷設施損壞、老化、缺失;
2、收費廣場四周接地扁鋼裸露在外,存在安全隱患;
3、由於防雷設計規範的更新修訂,現有的部分防雷設施設計不滿足規範要求。
   
                             
                                                                         信號防雷浪湧器已缺失

           
收費站防雷係統的設計方案堅持全麵規劃、多重保護、技術先進、經濟合理的原則,進行綜合設計。將采用等電位連接、屏蔽、合理布線、共用接地係統和安裝(更換)電湧保護裝置等措施進行綜合防護。
1、電源係統的防護方案
在UPS電源前安裝一套單相電源防雷器,作為三級保護。SPD連接導線應短而直,SPD連接導線不宜大於0.5m,當長度大於0.5m 時應適當加粗線徑。當兩SPD間的線距大於5米時,應在兩SPD間加裝退耦裝置。為防止SPD老化造成短路,要求SPD安裝線路上應有過流保護裝置。
在收費亭內的供電線路上各安裝一套單相電湧保護器,保護各亭收費計算機、票據打印機、收費指示板、指示燈、自動攔杆、車道控製器、語音提示係統、對講機等電源線路安全。
攝像頭頭部低壓直流供電線路兩端各安裝一隻低壓電湧保護器,以保護低壓直流供電線路安全。在攝像頭供電線路上安裝一隻低壓電湧保護器以保護攝像頭供電線路安全。
2、信號傳輸線路的防護方案
所有監控攝像頭到控製中心的視頻傳輸電纜兩端應安裝視頻、信號各一個,以保護攝像頭。在收費電腦視頻卡視頻輸入、輸出BNC端口安裝視頻信號防雷器各1個,保護收費電腦。在監控中心機房計算機網絡服務器至網絡交換機(HUB)間安裝一隻AG游戏平台計算機網絡信號防雷器以保護服務器。
3、屏蔽措施、等電位連接與共用接地係統的防護方案
屏蔽措施、等電位連接是現代防雷技術重要的防護措施之一。為減少電磁幹擾,所有與建築物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起,並與接地裝置相連。監控係統設備的金屬外殼,應用最短的導線將其與等電位連接帶連接。計算機、通信、監控機房的設備應與建築物外牆保護1m左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外牆泄流入地的引下線周圍產生較強的電磁場而損壞微電子設備。將進入監控中心大樓的各類電纜的金屬外皮和各類金屬管道在進入大樓前與接地裝置相連接。將攝像頭輸出的同軸電纜的金屬外層在進入大樓前與接地裝置相連接。利用建築物的基礎鋼筋地網作為共用接地係統,在監控中心大樓四周埋設人工接地體。接地體的接地電阻不宜大於4Ù。人工水平接地體宜采用40×4mm 鍍鋅扁鋼。人工垂直接地體間的距離宜為2m,當受條件限製時可適當減小。人工接地體在土壤中的埋設深度不應小於0.5m。接地電阻值<4 歐。此地網作為監控中心大樓和收費亭所有防雷裝置的共用接地係統。

(六)、收費、監控係統設施防雷與接地技術要求
防雷係統是個係統性工程,應根據最新防雷規範要求,對線路上各級防雷進行檢測,對於不滿足規範要求或使用年限超過5年的原有防雷組件予以更換。
按《低壓配電係統的電湧保護器 第一部分:性能要求和試驗方法》GB18802.1-2011之規定進行定性試驗。

(1)防雷器類型定義
①  SPD1:三相開關型(10/350us)和限壓型(8/20us)防雷器件組;
②  SPD2:單相開關型(10/350us)和限壓型(8/20us)防雷器件組;
③  SPD3:三相限壓型(8/20us)防雷器件組;
④  SPD4:單相限壓型(8/20us)防雷器件組;
⑤  SPD5:視頻信號防雷器;
⑥  SPD6:數據信號防雷器;
⑦  SPD7:網絡信號防雷器
⑧  SPD8:音頻信號防雷器。

(2)防雷器配置要求
本係統應采用國際知名品牌防雷器件,由電源防雷器、數據信號防雷器、視頻信號防雷器等所組成。本工程中收費係統的供配電係統、車道收費設備及計重設備的供電均由收費站內UPS供電,計重設備的計重設備控製器、車牌自動識別處理單元、計重設備的紅外線車輛分離器和雨棚攝像機的供電由車道控製機引出。
① 電源室
在收費站交流配電櫃中,即電源機房的總輸入端供電回路安裝防雷器件組SPD1。
在收費站配電櫃至收費廣場配電櫃電源輸出回路安裝防雷器件組SPD2。
② 收費監控機房
在收費站機房UPS配電箱電源輸出回路安裝防雷器件組SPD2。
在分中心監控UPS電源輸出回路安裝SPD4(或SPD3,視回路相數確定)。
③ 車道設備
在收費亭配電箱的電源進線端安裝防雷器SPD4。
在車道控製機和計重控製箱的電源輸入端安裝防雷器件組SPD2。
在車道攝像機的視頻信號輸入端安裝視頻信號防雷器SPD5。
在計重設備的兩端的數據信號輸入端安裝數據信號防雷器SPD6。
在車道控製機與廣場以太網交換機、車牌識別攝像機與車道控製機之間網線的數據信號輸入端安裝網絡信號防雷器SPD7。
在拾音器與音視頻編碼器之間的音頻電纜兩端的數據信號輸入端安裝音頻信號防雷器SPD8。
在ETC車道天線及ETC信息顯示屏設備的數據線纜兩端安裝數據信號防雷器SPD6。
在車道可變信息屏電源輸入端安裝防雷器SPD2,與車道控製機之間網線的數據信號輸入端安裝網絡信號防雷器SPD7。
④ 收費廣場攝像機
在廣場攝像機的交流電源輸入端安裝防雷器件組SPD2。
在廣場攝像機的視頻信號輸入端安裝視頻信號防雷器SPD5。
在廣場攝像機的控製信號輸入端安裝數據信號防雷器SPD6。

(3)防雷器組件技術要求
SPD1防雷器組件
①  安裝4隻開關型和3隻限壓型防雷器;
②  每一隻開關型防雷器可以抵禦和吸收10/350微秒的直擊雷電流50千安培;
③  每一隻限壓型防雷器可以抵禦和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培;
4  具有能量配合型的防雷器件組,保護電平小於等於1.5Kv;
5  在輸入端地線上安裝雷電峰值電流傳感器(具備計數功能);
6  具備故障指示功能。
SPD2防雷器組件
①  安裝2隻開關型與1隻限壓型防雷器;
②  每一隻開關型防雷器可以抵禦和吸收10/350微秒的直擊雷電流50千安培;
③  每一隻限壓型防雷器可以抵禦和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培;
4  具有能量配合型的防雷器件組,保護電平小於等於1.5kV;
5  在輸入端地線上安裝雷電峰值電流傳感器(具備計數功能);
6  具備故障指示功能。
SPD3 電源防雷器組件
①  安裝4隻限壓型防雷器。
②  每一隻限壓型防雷器可以抵禦和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培。
③  具備故障指示功能
SPD4 電源防雷器組件
①  安裝2隻限壓型防雷器。
②  每一隻限壓型防雷器可以抵禦和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培。
③  具備故障指示功能
SPD5:視頻防雷器
1防雷器設定電壓Uc:(DC/AC)≤6.0V
2插入損耗(10MHz):≤0.5 dB
③額定放電電流In(8/20)us: 5KA;
④最大放電電流Imax(8/20)us(8/20)us: 10KA;
5響應時間ta:芯-屏蔽線/芯-地 ≤1 ns /≤100 ns
6溫度範圍:-40℃至+80℃
7保護等級:IP20
SPD6:數據信號防雷器
①最大持續運行電壓Uc:24V;
②最大負載電流IN:500mA;
③額定放電電流In(8/20)us: 5KA;
④最大放電電流Imax(8/20)us(8/20)us: 10KA;
5響應時間ta:芯-芯/芯-地 ≤500 ns /≤500 ns;
6溫度範圍在-40℃至+85℃;
7保護等級為IP20。
SPD7: 網絡信號防雷器
1In時的保護電壓Up:500V;;
2最大持續耐壓Uc:單模塊75V;
③額定放電電流In(8/20)us: 5KA;
④最大放電電流Imax(8/20)us(8/20)us: 10KA;
5溫度範圍在-40℃至+85℃;
6保護等級為IP20。
SPD8:音頻電源防雷器
1防雷器設定電壓Uc:(DC/AC)≤6.0V/4.2V
2插入損耗(10MHz):≤0.5 dB
③額定放電電流In(8/20)us:芯-屏蔽線/芯-地5KA;
④最大放電電流Imax(8/20)us(8/20)us:芯-地10KA;
5溫度範圍:-40℃至+85℃
6保護等級:IP20

(4)接地要求
在收費站係統中,主要有以下幾個建築物:配電房、綜合樓、收費車道,接地係統的采用如下措施:
1供電電纜應做屏蔽接地、防雷接地,可在外場設備處將鎧裝層接地。
2進入電氣設備的電力電纜及通信電纜在設備處應采取防雷電、過電壓的措施,其避雷裝置、過電壓吸收裝置等都應可靠接地。
3廣場攝像機防雷接地要求:當攝像機保護接地與避雷針接地係統單獨接地時,其接地電阻分別不大於4歐姆和10歐姆;當共用接地體時,其接地電阻不大於1歐姆。接地極以L50×50×5長2.5m鍍鋅角鋼(端頭為尖端)打入土層,接地極頂端埋深應大於0.7m。各樁相距>5m。角鋼之間及角鋼與基礎地腳螺栓之間用4×40的鍍鋅扁鋼以焊接方式連接。
5收費車道的基礎鋼筋應與公路路麵的鋼筋網相連接。
6收費車道的所有金屬件均應接地。可利用地基的鋼筋網,收費亭、自動欄杆、紅綠燈等等均在安裝時與鋼筋網相連,形成等電位狀態。
7所有暴露於室外的供電電纜、信號電纜均應采取屏蔽措施,如采用屏蔽電纜、穿金屬管屏蔽等,並采用埋地走線的形式。屏蔽層兩端就近接地。

(七)、防雷施工注意事項
防雷施工設備大多都是電氣設備,各種防護對象都與電有著密切關係,操作不當不僅會造成電擊人身傷亡、被防護設備和係統的損壞或癱瘓等事故,也會造成一些次生災害。如在易燃易爆場所電火花造成的火災爆炸等災害。  AG游戏平台防雷www.tuodi-pir.com

防雷施工現場用電安全注意事項和防護措施: 1、安裝、巡檢、維修或拆除臨時用電設施和線路須由專業電工操作完成。2、臨時用電引自正常用電配電箱內時,應懸掛“禁止合閘”或“禁止斷電”等斷警示牌, 必要時有專人守護。 3、臨時用電采用三相五線製係統,用電設備較多、功率大、時間長的場所應采用三級配 電、兩級漏電保護防護措施,每台電氣設備須實行“一機、一閘、一漏、一箱”製,開關箱與其控製的用電設備間的距離不宜超過3 m,與二級配電櫃的距離不宜超過30m,漏電保護器應與所控製的設備容量匹配。4、安裝電源係統浪湧保護器時應理清線路走向,許多配電箱線路經多次改動或增減,線路複雜,布線紊亂、有些線路較隱藏,可能存在線路倒置、分閘不歸總閘管等不規範、不合理的情況,因此在未弄清線路的走向前絕不施工。即便是斷電情況下也必須使用電筆逐個測試,確認需要安裝的線路及手能觸及的地方斷電後,方可施工。

防雷施工現場的高處作業安全防護措施:高處作業是指在墜落高度基準麵2m以上(含2m,有可能墜落的高處進行的作業。 防雷施工很多都屬高處作業,樓頂屋麵上安裝避雷針、布設避雷帶、改造工程的引下線布設及監控係統攝像頭端監控欄杆上安裝信號避雷器等均屬高處作業。高處作業直接關係施工人員的人身安全,掌握高處作業安全操作規程已經成為防雷工程安全施工的重中之重。 

保護施工現場環境和設施:防雷工程是在已有的建築物、係統或設備上加裝防雷設備、采取防雷措施,免不了影響甚至破壞防雷對象,因此防雷工程施工中既要做好防雷措施,又要不對防護對象造成過多過重的影響和破壞,且完工後恢複其原有狀態。1、改造工程中安裝明敷引下線時,應避開人行通道,保持3~5m的安全防護距離。固定引下線不得破壞承重柱,並做好絕緣、防機械損壞、防腐、防水、美觀協調等處理。2、接地體施工過程中注意保護埋地的高、低壓電纜、通信光纖等線纜,完工後修複破壞的路麵、綠化帶、草坪等。3、安裝信息係統、監控係統等的浪湧保護器時注意保護被防護係統的設備安全和係統正常運轉,安裝前全麵了解被保護係統或設備,最好甲方的技術人員能在一旁協助配合,係統停電或斷開線路時必須征得甲方同意,重要的信息、數據備份後方可進行,以免造成不必要的損失;信號線及其接口較脆弱,弱電係統的抗幹擾能力差等,因此對信息係統的施工更應小心移動設備、插拔接口應輕拿輕放,接線確保正確規範,防止斷路、短路、錯接、反置等造成的無法啟動、無信號、係統癱瘓等事故。施工安裝造成的信號幹擾、係統不穩定、無信號等情況應在甲方技術人員的配合下及時排查原因,盡快恢複正常。

防雷施工涉及電工、焊工、高處作業等多個工種,建築物、配電係統、通信係統等不同對象,是一項係統而複雜的工作,必須做到細致、穩妥、謹慎、全麵,才能使防雷工程成為真正的安全工程。

 

 

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