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垮海大桥防雷打算

文章来由:深圳市幸耀防雷网责编辑:人气:4679颁发时候:2017-07-14 18:40:40【

   古代桥梁在防雷方面,首要是按照闪电现实及防雷的六大身分停止设想,此中有装配多支避雷针情势或避雷网情势,也有接纳避雷带情势,不管接纳甚么情势的防雷体系,垮海大桥在坦荡的陆地面上,极轻易蒙受雷击。以是垮海大桥应按一级防雷的掩护办法设想,接闪器接纳避雷针(带)组合接闪器,在防雷方面则比通俗修建物请求高。起首必须斟酌防雷结果,同时还应斟酌施工题目。
   此刻有人以为采办进步前辈避雷针,便可放雷,实在是毛病看法。避雷针只起到把雷电引来的感化,还得靠接地体把雷电流敏捷泄放上天,若接地体不靠得住或不及格,就不能靠得住防雷。
   跟着科技手艺的成长,百般百般的古代桥梁如百花斗丽地展此刻人们的面前如斜拉桥、悬索桥和多种桥型组合桥等,如舟山大陆连岛工程桃夭门大桥(毗连富翅岛和册子岛)、西堠门大桥(毗连册子岛和金塘岛)和金塘大桥(毗连舟山金塘岛与宁波镇海),别离高出桃夭门水道(888 m)、西堠门水道(3535 m)和灰鳖洋(18270 m)海疆。
  上面就陆地上的金塘大桥防雷及接地打算停止一些钻研。
  1、金塘大桥简介
 金塘大桥由东向西高出沥港水道、灰鳖洋18.27Km海面,毗连舟山市的金塘岛和宁波市的填海区,是舟山大陆连岛工程中规模最大、相称主要的跨海特大桥。
 金塘大桥名目由金塘大桥(主通航孔桥、东通航孔桥、西通航孔桥、非通航孔桥和金塘侧引桥、浅水区引桥、镇海侧引桥)和金塘岛接线构成。金塘大桥名目起于金塘岛上雄鹅嘴,接在建西堠门大桥,经化成寺水库、茅岭、沥港水道和灰鳖洋海疆,止于宁波镇海老海塘,接打算的内地北线高速公路,全长26.54Km。此中:金塘侧接线长5.511Km,金塘侧引桥长 1.007Km,跨海大桥长18.27Km,镇海侧引桥长1.752Km。
 全线接纳双向四车道高速公路规范扶植,桥梁设想汽车荷载接纳公路-Ⅰ级,地动根基烈度为Ⅶ度。主通航孔桥全宽30.1m。
 主通航孔桥接纳主跨620m,孔跨组合为77+218+620+218+77m双塔双索面半漂泊式的扁平钢箱梁斜拉桥,钻石型索塔塔顶标高210.6m,两个索塔主墩根本接纳变直径钻孔贯注桩(上段直径2.85m,下段直径2.5m),桥梁通航品级5万吨级海轮,通航净高51 m,通航净宽544 m;东通航孔桥接纳主跨216 m,孔跨组合为122+216+122 m三跨持续刚构桥,主墩根本接纳变直径钻孔贯注桩(上段直径2.5m,下段直径2.3m),桥梁通航品级3000吨级油轮,通航净高28.5 m,通航净宽121 m;西通航孔桥接纳主跨156 m,孔跨组合为87+156+87 m三跨持续梁桥,主墩根本接纳变直径钻孔贯注桩(上段直径2.3m,下段直径2.0m),桥梁通航品级500吨级杂货船,通航净高17 m,通航净宽126 m;非通航孔桥接纳50或60 m预应力混凝土持续箱梁和118m的持续梁桥,预应力砼持续箱梁桥根本接纳φ1.5m钢管桩,其他为钻孔贯注桩。
  2、防雷请求
 2.1直击雷的防护
 对办理中间、办公楼、高杆灯等挺拔修建或物体应停止直击雷防护,可选用呼应快、掩护规模大、无需掩护的公用避雷针(如预放电型避雷针)。
 对外场监控装备小规模的物体应停止直击雷防护,可选用惯例的富兰克林避雷针。
  办理大楼防雷由房扶植想单位同一斟酌,大桥整体防雷体系在主体工程中同一设想。
 2.2侧击雷的防护
 桥面以上每隔6米用50×5mm扁钢在主塔四周焊接一周。
 2.3电源防雷
 变电站高压出线入总配电柜前每路加装25KA(10/350us)或65~100KA(8/20us)三相电源防雷器,作为首领防护;
在监控、通讯等电源室总进线端每路加装40~65KA(8/20us)的三相电源防雷器;
 在电源室出线、UPS出线端(引至室外)每路加装40KA(8/20us)的各类型号的三相电源防雷器,详细应按照现实环境停止设置装备摆设;
 按现场现实环境可在外场装备电源进线口加装15~40KA(8/20us)的单相电源防雷器。
 2.4旌旗灯号防雷
 摄像机的馈线装配旌旗灯号防雷器和同轴视频旌旗灯号防雷器;
 外场监控数据装备的旌旗灯号线两头装配双绞线旌旗灯号防雷器。
 3、接地请求
 接纳自力接地体例时请求两接地网间最少要有20m的间隔,在大桥上做几个彼此不电气接洽的接地网是很坚苦的。搭桥内的钢筋彼此交织,彼此连通,很难分开,并且影响施工进度。防雷装配与电气装备的任务接地只能适用一个总的接地网,接地电阻应合适其最小值请求。供电接地体系宜接纳TN-S体系,按规范宜接纳一个总的配合接地装配,即同一接地体。同一接地体为接地电位基准点,由此别离引出各类功效接地引线,操纵总等电位和帮助等电位的体例构成一个完全的同一接地体系。凡是环境下,为节流开销,同时为加速施工进度,接地体系操纵大桥的桩基钢筋,并用50×5mm不锈钢扁钢或150mm2铜芯软电缆作为引出线与装备任务接地连成一体。按照规范,该体系与防雷接地体系共用,其接地电阻应≤1Ω。若达不到请求,必须增添野生接地体或接纳化学降阻法,使接地电阻≤1Ω。供电缆线应做屏障接地、防雷接地,普通可在外场装备处将铠装层接地;电力电缆及通讯电缆从室外进入装备或机房处应采用防雷电过电压的办法,其避雷装配、过电压接收装配等都应靠得住接地。
 对室内的监控等装备宜做连系接地,其接地电阻不应大于1欧姆。室内计较机等电子装备安排时应阔别防雷装配的接地引下线,其间距宜大于5米。
 4、接地极的挑选
 4.1操纵根本变直径钻孔贯注桩表里边缘钢筋作为接地极
 操纵根本变直径钻孔贯注桩表里边缘钢筋作为接地极,有益于雷电流的疾速开释。操纵搭桥内的钢筋和桩基内的钢筋作为引上线,与避雷针和桥面的两侧路灯根本相连。操纵钢筋混凝土根本作为接地极,其道理是在建造钢筋混凝土根本的进程中,会在混凝土四周存在着良多藐小的毛细管,根本的混凝土与海水打仗时,在水压的感化下使混凝土含较多的海水,从如下降了混凝土的电阻率,以是用根本变直径钻孔贯注桩表里边缘钢筋作为接地极是可行的。
 4.2根本变直径钻孔贯注桩内置50×5mm扁钢做接地引线外置铜板作为接地极
 若是根本变直径钻孔贯注桩内的钢筋,颠末环氧树脂防护,并且混凝土颠末防水处置,钢筋几近与海水不打仗,接地电阻将会很大,其作为接地极,将倒霉于雷电流的疾速开释。此时根本变直径钻孔贯注桩内置50×5mm扁钢(不必镀薪扁钢,它与混凝土连系不慎密,并且不好焊接)和150mm2铜芯软电缆经由过程铜接线端子用螺栓相连,其毗连点埋在混凝土内,并将150mm2铜芯软电缆用铜接线端子与200*200*5mm铜板用螺栓相连,200*200*5mm铜板尽可能安排在外侧与高潮海水打仗。
 5、接地电阻率测定
 5.1混凝土在海水中的电阻率
 混凝土接地电阻率的切确丈量方式是费朗克文纳的四电极法。别离将四根长150mm直径为32mm钢筋拔出试桩混凝土承台100mm深做接地极,四根钢筋在一条直线上,相邻两根间距(a)为20倍拔出深度既2000mm,当第一根和第四根接地极两头别离接在220伏电源的前方和零线时,测得中间两根接地极间电压为0.41伏,流过零线的电流为115毫安,则R=U/I=0.41/0.115=3.565Ω,混凝土在海水中的电阻率为ρ=2πRa=2*3.14*3.565*2=44.776Ωm。
 5.2混凝土在海泥中的电阻率
 操纵以上方式丈量混凝土在海泥土的电阻率。别离将四根长150mm直径为100mm混凝土拔出混凝土大海滩边的泥土100mm深,此中直径为32mm钢筋做接地极,四根钢筋混凝土在一条直线上,相邻两根间距(a)为20倍拔出深度既2000mm,当第一根和第四根接地极两头别离接在220伏电源的前方和零线时,测得中间两根接地极间电压为0.53伏,流过零线的电流为6毫安,则
R=U/I=0.53/0.06=8.565Ω,混凝土在海水中的电阻率为ρ=2πRa=2*3.14*8.565*2=107.576Ωm。
 5.3海泥的电阻率
 操纵以上方式丈量海泥土的电阻率。别离将四根长150mm直径为32mm钢筋拔出大海滩边的泥土100mm深做接地极,四根钢筋在一条直线上,相邻两根间距(a)为20倍拔出深度既2000mm,当第一根和第四根接地极两头别离接在220伏电源的前方和零线时,测得中间两根接地极间电压为0.31伏,流过零线的电流为146毫安,则R=U/I=0.31/0.146=2.123Ω,混凝土在海水中的电阻率为ρ=2πRa=2*3.14*2.123*2=26.665Ωm。
 5.4海水的电阻率
 操纵以上方式丈量海水的电阻率为ρ= 4.2101m。
 6、接地电阻的计较
 6.1混凝土在海水和海泥中的接地电阻相称于将一个接地电阻分红两个假设单位接地体的并毗连地电阻:R= R1R2/(R1+R2)
  在平均泥土中的电阻:R1=[ρln4l/d+(ρ-ρ1)ln4l/d1](2πl1)
  R2=[ρ2ln4l/d+(ρ3-ρ2)ln4l/d1][2π(l-l1)]
  式中 ρ__海水的电阻率,4.210欧姆.米;
  ρ3__海泥电阻率,26.665欧姆.米;
  ρ1__混凝土在海水中的电阻率,44.776欧姆.米;
  ρ2__混凝土在海泥土中的电阻率,107.576欧姆.米;
  d1__圆柱形混凝土体的直径,2.500米;
  d__接地体(圆柱形混凝土内钢筋直径,0.032米;
  l __接地体(钢筋体或圆柱形混凝土体)埋设在海水中的长度,10米;
  l1 __接地体(钢筋体或圆柱形混凝土体)埋设在海泥土中的长度,40米;
  计较得:R1=3.401Ω R2=2.332Ω R=1.383Ω
  6.2 铜板间接埋在钢管桩的内侧时的接地电阻:R=ρ/2πt*ln(r+t)/r
  式中 ρ__海水的电阻率,4.210欧姆.米;
  t__埋地深度,1.米;
  r=(a*b/2π)1/2 ,.米;
  a=0.20m, b=0.20m:
  计较得 R=1.3746Ω
 7、接地极的构成
 7.1主桥墩及索塔
 操纵两个索塔主墩根本外边缘变直径钻孔贯注桩(上段直径2.85m,下段直径2.5m),每隔一个钻孔贯注桩选两根相邻,直径为32mm(截面积相称)边缘钢筋做接地极,如许垂间接地极彼此间屏障效应影响很小,可疏忽。不然垂间接地极彼此间间隔太近,因为屏障感化会影响接地电阻值。每一个索塔主墩根本外边缘四个角别离在变直径钻孔贯注桩内置50×5mm扁钢做接地引线外置200*200*5mm铜板作为接地极。将一切接地极会总后沿索塔内四周边缘8根直径为32mm(截面积相称)钢筋做接地引线,与索塔塔顶的避雷针相连和下横梁上方引出装备任务接地址摆布各一处。两个索塔在标高60米以上,在其四周每隔6米焊接一圈50×5mm扁钢作防侧击雷用。
 7.2 东通航孔桥和西通航孔桥
 操纵东通航孔桥和西通航孔桥的墩根本边缘变直径钻孔贯注桩,每隔一个钻孔贯注桩选一根直径为32mm(截面积相称)外边缘钢筋做接地极。使每一个垂间接地极相距大于5米。每一个桥墩根本外边缘四个角别离在变直径钻孔贯注桩内置50×5mm扁钢做接地引线外置200*200*5mm铜板作为接地极。将一切接地极会总后沿桩基内四周边缘4根直径为32mm(截面积相称)钢筋做接地引线,别离与桥面的两侧路灯根本相连。
 7.3非通航孔桥
 50或60 m预应力混凝土持续箱梁和118m的持续梁桥,操纵预应力砼持续箱梁桥根本外边缘φ1.5m钢管桩和钻孔贯注桩内直径为32mm(截面积相称)边缘钢筋做接地极。使每一个桥墩最少有相距大于5米接地极四根,4根直径为32mm(截面积相称)钢筋做接地引线别离与桥面的两侧路灯根本相连。大桥每隔1500米摆布在其桥墩根本外边缘对角别离在变直径钻孔贯注桩内置50×5mm扁钢做接地引线外置200*200*5mm铜板作为接地极两块,并将50×5mm扁钢做接地引线与直径2.30米钢管桩焊接,作为中间分开的领路灯变压器任务接地址。
 7.4 接地体间毗连
 50或60m预应力混凝土持续箱梁和118m的持续梁桥,是在预制厂预制后,再运至桥墩上装配,以是预应力混凝土靠路灯侧持续箱梁必须预埋两根接直径为32mm(截面积相称)地线,其接地线与两侧路灯根本相连,将已焊接在桥面两根接直径为32mm(截面积相称)地线扁钢50×5mm钻直径10 mm孔后,与50×5mm不锈钢扁钢或150mm2铜芯软电缆经由过程铜接线端子用螺栓相连,其毗连点埋在混凝土内,并将装配在其桥梁的两头外侧,接地电缆必须偏离桥梁支座,各引两根50×5mm不锈钢扁钢或150mm2铜芯软电缆作为引出线与桥墩接地连成一体;将已焊接在桥墩两根接直径为32mm(截面积相称)地线扁钢50×5mm,扁钢钻直径10 mm孔后,与50×5mm不锈钢扁钢或150mm2铜芯软电缆经由过程铜接线端子用螺栓相连,其毗连点埋在混凝土内,并将装配在其桥墩的两头外侧,接地电缆必须偏离桥梁支座,各引两根50×5mm不锈钢扁钢或150mm2铜芯软电缆作为引出线与桥面接地连成一体。一切的接地线均为等电位毗连。
 8.接地电阻测试
 8.1 接地电阻测查验
  电位为零的处所便是咱们所说的电气上的“地”,把电气装备的金属局部用导体与地作杰出的毗连即为接地,埋上天中并间接与大地打仗的导体称为接地体(或极),毗连装备接地局部的导体为接地线,接地线和接地极的总和即为接地装配。接地电阻是接地体四周泥土对接地电流显现的障碍感化,是指接地电流从接地体流向四周泥土时,接地体与大地远处的电位差与该电流之比。接地毛病电流(或接地短路电流、接地电流)再大地中由接地体作半球形散开,在相称远处(有关尝试证实为20m)趋近于零。
 8.2 接地电阻测测试方式
 若是检测主桥的接地电阻,经由过程毗连桥梁路灯处的接地引线,在5千米外检测,如许才是真真的接地电阻。
 9.经济手艺比拟
 节流人力和物力,把接地毗连体埋在混凝土内,雅观并且耐久耐用。
  参考文献
  [1]《修建电气设想手册》中国修建产业出书社 1994年
  [2]《修建电气设想手艺》徐志强华南理工大学出书社 1994年
  [3] 97SD567《等电位联络装配》中国修建规范设想研讨所出书 1998年
  [4] 天下通用修建规范设想电气装配规范图集 JSJT-85《接地装配装配》 1986年
  [5] 修建电气通用图集 92DQ13《防雷与接地装配》华北地域修扶植想规范化办公室出书 1998年
  [6]《浅谈多层室第的防雷与电气装备的接地题目》《修建电气》1992年第3期
  [7]《供配电设想手册》焦留成主编芮静康主审中国打算出书社 1999年


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