一、光纜線路如何防雷
光纜線路的避雷防護光纜良好的防護性能使它的防雷工作不像同軸電纜和明線電路那樣明顯,因而在光纜線路迅速發(fā)展的過程中,安全接地往往被誤解,甚至被遺忘。隨著光纜的大量采用,近幾年光纜線路遭雷擊的情況時有發(fā)生。光纜線路具有很大的通信容量,而且最容易受雷擊的是直埋線路,搶修較為困難,因此一旦發(fā)生障礙,將會造成巨大損失。本文結(jié)合國內(nèi)對通信線路的防雷規(guī)范,談談光纜線路的防雷保護。 1光纜線路落雷的原因
光纖具有不導電性,可以免受沖擊電流。但為了使高容量的光纖免受環(huán)境事件(如動物的嚙咬,巖石、架空金屬附件的碰撞損害以及其它自然的和人為的事件等)的影響,光纜必須有鎧裝元件,主要有金屬鎧裝層、加強芯和業(yè)務銅線等,它們都是金屬導體。當電力線接近短路或雷擊金屬構(gòu)件時,會感應出交流電或浪涌電流,傷害人身安全或破壞線路設備。
雷電具有尋找阻抗最小路徑以泄放雷云電荷與地下異性電荷中和的趨勢。當雷擊附近大地或建筑物時,落雷點的電位升高,而光纜延伸到很遠,遠端電位可視為0,所以雷擊點附近的光纜電位也視為0。這樣落雷點與光纜之間形成極大的電位差,這一電位差若超過蔣雷點與光纜外護層間的耐壓強度,便會擊穿外護層,形成從落雷點到金屬構(gòu)件的電弧通道,使大量雷電流涌向光纜,造成光纜嚴重損壞。 光纜線路在施工中難免損傷PE(聚乙烯)護套,另外鼠咬、外力等均可能造成光纜中金屬元件暴露。這些暴露點易將強電或雷電荷引入光纜中,造成損害。
筆者曾參加過一次省內(nèi)干線直埋光纜雷擊故障的搶修工作。該光纜雷擊點距中繼局800m,相距20m有兩處雷擊點,損傷情況基本相同,光纜外皮和護套被燒毀,光纖被全部燒斷。中繼局終端盒(該線路光纜接頭處金屬構(gòu)件作電氣斷開處理)中固定加強芯和金屬護套的螺母被部分熔化,光纖的涂覆層被全部燒掉,纖芯暴露,其中6根纖芯已經(jīng)被燒斷。從落雷點的地形看,該地區(qū)屬丘陵地帶,距光纜10m左右有一條河平行接近,河邊有一排大樹距光纜很近。經(jīng)分析認為雷電是通過樹木或其它途徑引入大地擊穿土壤,由光纜外護套破損點引入金屬護套和加強芯(該光纜結(jié)構(gòu)為加強芯位于光纜兩側(cè))。 資料表明,在以下情況下,光纜線路容易受雷擊:
①金屬護套、加強芯或銅線對地絕緣較低的光纜。
②地形突變、土壤電阻率變化較大的地帶。
③光纜與單棵大樹或高聳建筑物隔距不夠時。
二、油庫防雷怎么做
防雷方面。
1、大型儲罐應做防雷接地。
2、罐體基礎自然接地體應與罐區(qū)接地裝置相連,連接點不少于兩處。
3、大型儲罐接地體應采用耐腐蝕且導電性能優(yōu)良的材料.引下線應采用不小于4×40mm熱鍍鋅扁鋼。
4、引下線宜在距離地面0.3m至1.0m之間裝設斷接卡。
5、大型儲罐上不應裝設避雷針。
6、與罐體相接的電氣、儀表配線應采用金屬管屏蔽保護。配線金屬管上下兩端與罐壁應做電氣連接。
三、油庫防雷接地問題
防雷、防靜電的特殊性要求
油是易燃易爆品,在大量聚集或運輸流動過程中,會產(chǎn)生大量靜電,在一定條件下會自燃或爆炸。特別是在雷電條件下,更宜引起爆炸。油庫按
GB50516-2002規(guī)范被劃為一級防爆保護區(qū)。對防雷防靜電的要求極高,對消防的要求極高。
為了防止泄漏,對油管的密封性要求很高,驗收時要做1.5倍的壓力試驗,為保起火易滅,油管須埋入地下1.5米深,且用沙子掩埋。為防止銹蝕,采用嚴格的防腐措施,從其《石油化工設備和管道防腐蝕涂料技術規(guī)范》SH3002的規(guī)定。
為防止電氣起火,要嚴防電氣短路(金屬性短路、電弧性短路)、線路過載、泄漏電流、接觸不良、諧波效應。對導線質(zhì)量、用電設備選型、設備質(zhì)量、施工安裝工藝及質(zhì)量都有較高的要求。
設計、施工中的做法
1、接地系統(tǒng)
為了保證雷電流可靠泄露入地下,電網(wǎng)采用TN-S保護接地系統(tǒng)。如圖五所示。圖五TN-S保護系統(tǒng)圖所有建筑物非金屬屋頂設立避雷帶,通過柱內(nèi)鋼筋與基礎鋼筋相連接,再與40×4鍍鋅扁鋼焊接,與建筑物一周第隔五米一根的接地極50×5鍍鋅角鋼連接。金屬屋頂和壁厚大于等于0.4毫米的儲罐可不設避雷帶,直接以此作為接閃器.
柱內(nèi)鋼筋和基礎鋼筋作通長焊接,焊點均涂瀝青防腐。在地上0.5米處設接地測試點。就單個建筑而言,接地電阻要求不同。潤滑油付油亭、計量棚為10歐姆,箱式配電站為4歐姆,儲油罐、管理室、綜合樓、付油亭、輸油管線為1歐姆。在各單個建筑接地網(wǎng)達到了要求的同時。還要求所有接地網(wǎng)并聯(lián)連接,并保證總接地電阻小于0.4歐姆。經(jīng)過政府防雷檢測機構(gòu)驗收合格后才能交付使用。
為了防止直擊雷,在低電壓進戶處,主配電柜中加裝SPD(防電涌保護器)。在電涌作用時,以承擔通過該處的電流和相應消耗的能量而不損壞和劣化,同時還能滿足電壓保護水平要求。設二級漏電保護系統(tǒng),
圖六電涌保護器的接法1-工作接地;2-PE線重復接地;3-電器設備金屬外殼(正常不帶電的外露可導電部分;L1,L2,L3-相線;N-工作零線;PE-保護零線;DK-總電源隔離開關;RCD-總漏電保護器(兼有短路、過載、漏電保護功能的漏電保護功能的漏電斷路器);T-變壓器
圖七漏電保護器接法圖八箱式變電站接地方法動力系統(tǒng)均采用三相五線制,單相照明電路采用三線制,零線與PE接地線不能混用、代用。PE線必須采用綠/黃雙色芯線。暗敷電纜、電線均穿管,配電箱、盒均設兩個接線柱,一個接工作零線,一個作PE接地端子。所有設備金屬外殼、金屬電線護管、消防水管、防爆照明燈具和2.4米以下照明燈具金屬外殼均與PE端子作可靠連接。防爆電動機連接線地上部分用質(zhì)地輕的防爆軟管作電線套管。電纜井施工完畢用沙充填。實驗結(jié)果證明,因短路或雷電引起的電氣燃燒在沙中很容易熄滅,而不會與地面上易燃氣體發(fā)生作用。
圖九地下管線接地方法圖十地上管線接地方
2、防靜電保護系統(tǒng)
儲油罐的設置了靜電監(jiān)測儀,罐身多處設置16平方毫米軟銅線作靜電引下線與接地線相連。輸油管道的始、未端和分支處設防靜電和防感應雷的聯(lián)合接地裝置,管道法蘭連接處少于五個螺栓的用軟銅線跨接。采用犧牲陽極防腐法,管道每三十米設一個犧牲陽極(陰極)保護點,每點有一個2平方米的接地坑,一個專用接地極,接地電阻小于10歐姆。每百米有一個陰極保護地上測試點。每十米設一處陰極平衡連接線將并排同溝的管道逐根連接,線與管道采用焊接法,銅芯連線橫截面不小于16平方毫米。油罐車裝卸場地設防靜電接地裝置,并設能檢測跨接線用監(jiān)視接地裝置狀態(tài)的靜電接地儀。在總控室內(nèi)采用防靜電地板。圖十一陰極保護地上測試裝置
3、報警系統(tǒng)
各建筑物重要部位裝設可燃氣體檢測器、煙霧感應器、報警器與綜合樓管理室中央處理系統(tǒng)相聯(lián)接。當可燃氣體濃度達到爆炸下限濃度(V%)值的25%時,或出現(xiàn)火煙時都會自動報警。在空曠地方或高處設置了手搖報警器和高音喇叭,便于在緊急情況下統(tǒng)一指揮。
4、消防系統(tǒng)
建筑物內(nèi)均設置了消火栓,明裝的紅色消防管道醒目,消防水進口采用150毫米口徑的鋼管,保證消火栓的出水量達到10L/秒。走廊中放置干粉滅火器,出口有應急燈。其它場地除上述設備外,另增設泡沫滅火器、滅火毯和沙袋。
可靠性分析
從整個系統(tǒng)的布置來看,把安全放到了十分重要的位置。從設計、施工到驗收,監(jiān)理單位的工作重點都把防雷、防靜電放到了至關重要的位置,并從多方面對其接地電阻達到規(guī)范要求提供保障。歸納有以下16項措施:
1.采用截面積大的鍍鋅扁鋼和和導線。
2.基礎鋼筋網(wǎng)參與。
3.增加接地極根數(shù)。
4.建筑物獨立接地網(wǎng)與整體網(wǎng)絡并聯(lián)。
5.采用TN-S保護系統(tǒng),設專門PE接地線,工作零線與接地線分設。
6.多處增設PE等電位接地端子盒、接地測試點、陰極保護測試點。
7.犧牲陽極防腐法參與。
8.所有金屬管道均做接地連接。
9.油罐車裝卸場地設防靜電接地裝置,并安裝能檢測跨接線用監(jiān)視接地裝置狀態(tài)的靜電接地儀。
10.在總控室內(nèi)采用防靜電地板。
11.采用防塵防潮防爆燈具。
12.重要建筑(如付油亭等)金屬屋頂上再加避雷網(wǎng)。
13.配防電涌保護器。
14.設二級漏電保安系統(tǒng)。漏電保安斷路器能在漏電電流達到30mA時0.11s內(nèi)斷開故障點電源。
15.增設備用電源(140KW發(fā)電機組)。
16.與消防、報警系統(tǒng)配合等。施工工序嚴格,每道工序結(jié)束后在自檢基礎上,監(jiān)理單位復檢合格后再進行下一道工序,特別是隱蔽工程要求更嚴格。對接地電阻的測量在自測的基礎上監(jiān)理復測,最后由防雷辦公室測量合格后正式驗收(氣象法第三十一條、中國氣象局令第8號規(guī)定)。由于采取了嚴格的保障措施,防雷、防靜電的可靠性是高的,防爆、防火的安全性是有保障的。
在使用過程中,應注意對防雷、防靜電設施的保護。隨著時間的推移,接地線的老化,接地扁鋼銹蝕,或因外力對地上接地線、端的損壞,都有會影響到可靠性,應定期對接地裝置進行檢察,對接地電阻進行監(jiān)測。若有損壞及時修復,阻值變化及時分析原因,對癥處理,以確保安全可靠。
五、結(jié)束語
一個完整的防雷系統(tǒng)都是為了保護設備而建立的,油庫這種屬于高危環(huán)境,一定要嚴格按照規(guī)范做好防雷防靜電工作,保障國家財產(chǎn)和人民生命安全。