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光缆的基本常识

网友发布 2023-07-26 20:32 · 头闻号仪器机械

1、一般规定

1.1 光缆的弯曲半径应不小于光缆外径的15倍,施工过程中不应小于20倍。

1.2 布放光缆的牵引力应不超过光缆允许张力的80%。瞬间最大牵引力不得超过光缆允许张力的100%。主要牵引应加在光缆的加强件(芯)上。

1.3 光缆牵引端头可以预制也可以现场制作。直埋或水底铠装光缆,可作网套或牵引端头。

1.4 为防止在牵引过程中扭转损伤光缆,牵引端头与牵引索之间应加入转环。

1.5 布放光缆时,光缆必须由缆盘上方放出并保持松弛弧形。光缆布放过程中应无扭转,严禁打小圈、浪涌等现象发生。

1.6 光缆布放采用机械牵引时,应根据牵引长度、地形条件、牵引张力等因素选用集中牵引、中间辅助牵引或分散牵引等方式。

1.7 机械牵引用的牵引机应符合下列要求:

1)牵引速度调节范围应在0~20米/分,调节方式应为无级调速;

2)牵引张力可以调节,并具有自动停机性能,即当牵引力超过规定值时,能自动发出告警并停止牵引。

1.8 布放光缆,必须严密组织并有专人指挥。牵引过程中应有良好联络手段。禁止未经训练的人员上岗和无联络工具的情况下作业。

1.9 光缆布放完毕,应检查光纤是否良好。光缆端头应做密封防潮处理,不得浸水。

2、管道光缆

2.1管道光缆敷设前应作好下列准备

1)按设计核对光缆占用的管孔位置;

2)在同路由上选用的孔位不宜改变,如变动或拐弯时,应满足光缆弯曲半径的要求;

3)所用管孔必须清刷干净。

2.2人工布放光缆时每个人孔应有人值守;机械布放光缆时拐弯人孔应有人值守。

2.3光缆穿入管孔或管道拐弯或有交叉时,应采用导引装置或喇叭口保护管,不得损伤光缆外护层。根据需要可在光缆周围涂中性润滑剂。

2.4光缆一次牵引长度一般不大于1000米。超长时应采取8字分段牵引或中间加辅助牵引。

2.5光缆布放后,应由专人统一指挥,逐个人孔地将光缆放置在规定的托板上,并应留适当余量避免光缆绷得太紧。

2.6接头所在人孔的光缆预留长度应符合表中的规定;设计要求作特殊预留的光缆绷得太紧。

2.7管道光缆的保护措施应符合下列要求:

1)人孔内的光缆可采用蛇形软管(或软塑料管)保护并绑扎在电缆托板上或按设计要求的措施处理;

2)管口应采取堵口措施;

3)人孔内的光缆应有识别标志;

4)严寒地区应按设计要求采取防冻措施,防止光缆损伤。

2.8塑料子管道的布放方法基本上与光缆布放相同,还应符合下列要求:

1)布放两根以上无色标的子管时,在端头应做好标志;

2)布放塑料子管道的环境温度应在-5oC--+35oC间;

3)连续布放塑料子管道的长度,不宜超过300米;

4)牵引子管的最大拉力,不应超过管材的抗张强度,牵引速度要求均匀;

5)子管在人孔中的余长应符合设计要求;

6)穿放塑料子管的管孔,应安装塑料管堵头(也可采用其他方法),以固定子管;

7)子管在管道中间不得有接头;

8)子管布放完毕,应将管口作临时堵塞;本期工程不用的子管必须在管端安装堵塞(帽)。

3、直埋光缆

3.1光缆的埋深应符合表3.1的要求。

直埋光缆埋深表 表3.1

敷设地段或土质

埋深(米)

备注

普通土(硬土)≥1.2

半石质(砂砾土、风化石)≥1.0

全石质≥0.8

从沟底加垫付10厘米细土的上面算起

流砂≥0.8

市郊、村镇≥1.2

市区人行道≥1.0

穿越铁路、公路≥1.2

距道碴底或路面

沟、渠、水塘≥1.2

农田排水沟(沟宽1米以内)

≥0.8

3.2直埋光缆与其他建筑物及地下管线的距离,应符合规定要求。

3.3同沟敷设的光缆,不得交叉、重叠,宜采用分别牵引同时布放的方式。

3.4直埋光缆敷设应符合下列要求:

1)光缆沟的深度应符合规定,沟底应平整无碎石;石质、半石质沟底应铺10厘米厚的细土或沙土;

2)机械牵引时,应采用地滑轮;

3)人工抬放时,光缆不应出现小于规定曲率半径的弯曲以及拖地、牵引过紧等现象;

4)光缆必须平放于沟底,不得腾空和拱起;

5)光缆敷设在坡度大于20°,坡长大于30米的斜坡上时,宜采用“S”形敷设或按设计要求的措施处理;

6)布放过程中或布放后,应及时检查光缆外皮,如有破损应立即修复;直埋光缆敷设后应检查光缆护层对地绝缘电阻。

7)光缆中光纤及铜导线必须经检查确认符合质量验收标准后,方可全沟回土。

3.5光缆沟回填土应符合下列要求:

1)先回填15厘米厚的碎土或细土,严禁将石块、砖头、冻土等推入沟内,并应人工踏平;

2)回填土应高出地面10厘米。

3.6埋式光缆的防护措施应按设计规定并符合下列要求:

1)光缆线路穿越铁道以及不开挖路面的公路时,采取顶管方式。顶管应保持平直,钢管规格及位置应符合设计要求,允许破土的位置可以采取埋管保护,顶管或埋保护管时管口应做堵塞。

2)光缆线路穿越机耕路、农村大道以及市区、居民区或易动土地段时,应按设计要求的保护方法施工。在光缆上方铺红砖时,应先覆盖20厘米厚碎土再竖铺红砖,同沟敷设两条光缆应横铺红砖。

3)光缆线路穿越有疏竣和挖泥取肥的沟、渠、塘时,在光缆上方应覆盖水泥板或水泥沙袋保护。

4)光缆穿越0.8米以上(含0.8米在内)的沟坎、梯田时应作护坡,护坡方式按设计要求。穿越0.8米以下的沟坎时除设计有特殊要求外,一般均不做护坡,但必须分层夯实恢复原状。

5)光缆线路穿越白蚁活动区域应按规定作防蚁处理。

6)光缆线路的防雷措施,必须按设计规定处理。采用防雷排流线时,应在光缆上方30厘米处敷设单根或双根排流线;当回填土后因故又挖出光缆重新敷设时,必须严格检查排流线是否位于光缆上方,严禁出现颠倒现象。

7)特殊地段标志带的敷设应符合设计要求。

3.7接头点的预留光缆应妥善地置于接头坑中,端头必须做密封防潮处理,防止光缆浸水或人为损伤。

3.8光缆线路标石的埋设应符合下列要求:

1)光缆接头、光缆拐弯点、排流线起止点、同沟敷设光缆的起止点、光缆特殊预留点、与其它缆线交越点、穿越障碍物地点以及直线段市区每隔200米,郊区和长途每隔250米处均应设置普通标石。

2)需要监测光缆内金属护层对地绝缘、电位的接头点均应设置监测标石。

3)有可以利用的标志时,可用固定标志代替标石。

4)标石埋深60厘米出土40厘米,标石周围土壤应夯实。

5)普通标石应埋设在光缆的正上方。接头处的标石应埋设在光缆线路的路由上,标石有字的一面应面向光缆接头。转弯处的标石应埋设在光缆线路转弯的交点上,标石朝向光缆弯角较小的一面。当光缆沿公路敷设间距不大于100米时,标石可朝向公路。

6)标石用坚石或钢筋混凝土制作,规格有两种:一般地区使用短标石,规格应为100×14×14厘米;土质松软及斜坡地区用长标石,规格为150×14×14厘米。

7)标石编号为白底红(或黑)漆正楷字,字体端正,表面整洁。编号应根据传输方向,自A端至B端方向编排。一般以一个中继段为独立编号单位。

4、水底光缆

4.1水底光缆敷设方式应根据河床土质、河宽、水深、流速以及现场条件,可采用水下冲挖机、人工冲挖或冲水泵冲槽以及抛锚慢放、拖轮快放、人工布放等不同方法,不论采用何种施工方法,均应达到设计要求。

4.2水底光缆的埋深,应根据河流的水深、通航、河床土质等具体情况,按设计文件规定,并应满足下列要求:

1)水深不足8米(指枯水季节)的区段:河床不稳定或土质松软时,埋深应不小于1.5米;河床稳定或土质坚硬时,埋深应不小于1.2米;石质、半石质河床,埋深应不小于0.5米;

2)水深超过8米的区段:一般可将光缆直接放在河底不加掩埋,特殊地段按设计文件要求处理。

4.3敷设水底光缆应符合下列要求:

1)应控制光缆布放速度和规定位置;

2)敷设过程中,光缆不得在河床腾空,不得打小圈;

3)敷设过程中和敷设以后,应监测光纤是否良好,发现问题及时处理,以确保水底光缆的敷设质量;

4)敷设长度应按复测路由时确定的光缆长度,一般水底光缆应伸出堤外或岸边50米;

5)当设计规定光缆在河底按弧形敷设时,应以测量时的基线为基准,向上游做弧形敷设。

4.4岸滩部分埋深、保护应符合下列要求:

1)岸滩位置埋深应不小于1.5米。石质、半石质区域,其沟底先填10-20厘米细土或沙土,光缆上方回填碎土或沙土,夯实后再填至高出地面。岸滩受洪水冲刷、不稳定地段以及船只靠岸地段,在光缆上方填碎土或沙土后,上面应覆盖水泥板或水泥沙袋保护。

2)岸滩坡度宜小于30度,超过时应按设计要求采取加固措施。

4.5凡敷设水底光缆的通航河流,应按设计要求划定禁止抛锚的区域,在过河段的河堤或河岸上设置水线标志牌,并应符合下列要求:

1)水线标志牌应按设计要求或河流大小采用单杆或双杆标志牌,并应在水线敷设前安装在设计确定的位置上;

2)水线标志牌应设置在地势高、无障碍物遮挡的地方,其牌的正面应分别与上游或下游方向成250-300的角度;

3)水线标志牌设置在土质松软地区或埋深达不到规定时,应加拉线,水泥杆根部应加底盘、卡盘等加固措施。

5、架空光缆

5.1架空光缆垂度的取定应十分慎重,要考虑光缆架设过程中和架设后受到最大负载时产生的伸长率应小于0.2%。工程中应根据光缆结构及架挂方式计算架空光缆垂度,并应核算光缆伸长率,使取定的光缆垂度能保证光缆的伸长率不超过规定值。

5.2架空光缆的布放应通过滑轮牵引,布放过程中不允许出现过度弯曲。

5.3中负荷区、重负荷区和超重负荷区布放吊挂式架空光缆应在每根杆上作预留,轻负荷区应每3~5杆档作一处预留。预留及保护方式可参照图5.3-1。光缆经十字吊线或丁字吊线处亦应安装保护管,如图5.3-2所示。

图5.3-1光缆在杆上预留、保护示意图

图5.3-2光缆在十字吊线处保护示意图

5.4吊挂式架空光缆布放后应统一调整,挂钩程式可按照光缆外径参照表5.4选用。光缆挂钩的卡挂间距为50厘米,允许偏差应不大于±3厘米。挂钩在吊线上的搭扣方向应一致,挂钩托板齐全。

挂钩程式选用表 表5.4

挂钩程式 光缆外径(毫米)

65 32以上

55 25~32

45 19~24

35 13~18

25 12及以下

5.5吊挂式架空光缆的引上光缆安装方式和要求可参照图5.5所示。

5.6架空光缆防强电、防雷措施应符合设计规定。吊挂式架空光缆与电力线交越时,应采用胶管或竹片将钢绞线作绝缘处理。光缆与树木接触部位,应用胶管或蛇形管保护。

图5.5引上光缆安装及保护示意图

6、局内光缆

6.1局内光缆一般从局前人孔经地下进线室引至光端机。由于路由复杂,宜采用人工布放方式。布放时上下楼道及每个拐弯处应设专人,按统一指挥牵引,牵引中保持光缆呈松弛状态,严禁出现打小圈和死弯。

6.2局内光缆应作标志,以便识别。

6.3光缆在进线室内应选择安全的位置,当处于易受外界损伤的位置时,应采取保护措施。

6.4光缆经由走线架、拐弯点(前、后)应予绑扎。上下走道或爬墙的绑扎部位,应垫胶管,避免光缆受侧压。

6.5按规定预留在端机侧的光缆,可以留在光端机室或电缆进线室。有特殊要求预留的光缆,应按设计要求留足。

光缆的制造

光缆的制造过程一般分以下几个过程:

1.光纤的筛选:选择传输特性优良和张力合格的光纤。

2.光纤的染色:应用标准的全色谱来标识,要求高温不退色不迁移。

3.二次挤塑:选用高弹性模量,低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子,将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶,最后存放几天(不少于两天)。

4.光缆绞合:将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。

5.挤光缆外护套:在绞合的光缆外加一层护套。 1.按照传输性能、距离和用途的不同,光缆可以分为用户光缆、市话光缆、长途光缆和海底光缆。

2.按照光缆内使用光纤的种类不同,光缆又可以分为单模光缆和多模光缆。

3.按照光缆内光纤纤芯的多少,光缆又可以分为单芯光缆、双芯光缆等。

4.按照加强件配置方法的不同,光缆可分为中心加强构件光缆、分散加强构件光缆、护层加强构件光缆和综合外护层光缆。

5.按照传输导体、介质状况的不同,光缆可分为无金属光缆、普通光缆、综合光缆(主要用于铁路专用网络通信线路)。

6.按照铺设方式不同,光缆可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。

7.按照结构方式不同,光缆可分为扁平结构光缆、层绞式光缆、骨架式光缆、铠装光缆和高密度用户光缆。~~ 多年来,做光缆施工使得我们已有了一套成熟的方法和经验。

光缆工具用途 :1 双口光纤剥皮钳 1把 剥离光纤涂覆层/紧包层 2 组合套筒扳手 1套 安装光缆接续盒/终端盒 3 2m卷尺 1把 量开剥光缆长度 4 美工刀 1把 开剥光缆辅助工具 5 蛇头钳 1把 剪断光缆加强芯 6 横向开缆刀 1把 纵向横向开剥光缆 7 镊子 1把 盘光纤 8 剪刀 1把 剪光纤纤维 9 老虎钳 1把 剪断光缆中钢丝 10 尖嘴钳 1把 接续用辅助工具 11 微型螺丝批 2把 紧固螺丝用 12 内六角扳手 1套 安装内六螺丝 13 活动扳手 1把 接续用辅助工具 14 组合螺丝批 2把 装卸光缆接续盒 15 酒精泵瓶 1个 清洁光纤 16 记号笔 1只 标记光纤号 17 手电筒 1把 夜晚施工照明用 18 斜口钳 1把 辅助施工工具

(一)光缆的户外施工:

较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的,还要注意土地的使用权,架设的或地埋的可能性等。

光缆转弯时,其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。

1.户外架空光缆施工:

A.吊线托挂架空方式,这种方式简单便宜,我国应用最广泛,但挂钩加挂、整理较费时。

B.吊线缠绕式架空方式,这种方式较稳固,维护工作少。但需要专门的缠扎机。

C.自承重式架空方式,对线杆要求高,施工、维护难度大,造价高,国内很少采用。

D.架空时,光缆引上线杆处须加导引装置,并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个杆上要余留一段用于伸缩的光缆。

E.要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区和多雷雨地区一般要 每公里有3个接地点,甚至选用非金属光缆。

2.户外管道光缆施工:

A.施工前应核对管道占用情况,清洗、安放塑料子管,同时放入牵引线。

B.计算好布放长度,一定要有足够的预留长度。详见下表: 自然弯曲增加

长度(m/km) 人孔内拐弯

增加长度(m/孔) 接头重叠长度(m/侧) 局内预留

长度(m) 注 5 0.5~1 8~10 15~20 其它余留按设计预留 C.一次布放长度不要太长(一般2KM),布线时应从中间开始向两边牵引。

D.布缆牵引力一般不大于120kg,而且应牵引光缆的加强心部分,并作好光缆头部的防水加强处理。

E.光缆引入和引出处须加顺引装置,不可直接拖地。

D.管道光缆也要注意可靠接地。

3.直接地埋光缆的敷设:

A.直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘,标准见下表: 直埋光缆埋深标准 敷设地段及土质 埋深(m) 普通土、硬土 ≥1.2 沙砾土、半石土、风化石 ≥1.0 全石质、流砂 ≥0.8 市郊、村镇 ≥1.2 市区人行道 ≥1.0 公路边沟:石质(坚石、软石)

其他土质 边沟设计深度以下0.4

边沟设计深度以下0.8 公路路肩 ≥0.8 穿越铁路(距路基面)、公路(距路面基底) ≥1.2 沟渠、水塘 ≥1.2 河流 按水底光缆要求 B.不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。

C.沟底应保证平缓坚固,需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。

D.敷设时可用人工或机械牵引,但要注意导向和润滑。

E.敷设完成后,应尽快回土覆盖并夯实。

4.建筑物内光缆的敷设:

A.垂直敷设时,应特别注意光缆的承重问题,一般每两层要将光缆固定一次。

B.光缆穿墙或穿楼层时,要加带护口的保护用塑料管,并且要用阻燃的填充物将管子填满。

C.在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道,待以后要敷设光缆时再用牵引或真空法布放光缆。 一.用户收到光缆后,检查光缆合格证及随盘光资料,核对光缆盘号、型号、芯数及长度等,并检查外包装有无破损失。

二.光缆布放时,须用一段牵引绳与光缆加强件,相连接,并用网套或者胶带与护套相固定。若是管道光缆,牵引绳与光缆加强件之间必须加专用旋转牵引头,不允许直接拉光缆外护套牵引。

三、对于2KM以上段长的光缆的布防,不允许一次性从头至尾放完,须要把光缆盘在地段的中间,倒8字形向两头放。

四.从汽车上卸载光缆时最好用叉车或吊车葫芦把光缆从车上轻轻地放置地上

五.野外施工场合,从汽车上卸载光缆时宜用平直板放置在汽车平台与地面之间,形成一个于45度的斜坡用一绳子穿过光缆中间孔,人在车上拉住绳子两端,是光缆顺着木板斜坡速下滑。卸载光缆是时,严谨堆放,平放,严禁直接将光缆从高处垂直落下来,放置强烈冲击光缆造成损坏。

六.需要滚动光缆时应按缆盘标明的旋转箭头方向滚动,但不得做长距离滚动。

七.施工前需要对光缆进行单盘检测,如外护套质量,衰减指标。

八.管道或架空光缆敷设时最大拉力不超过1500N,直埋光缆敷设时最大拉力不超过3000N。

九.光缆施工和布放定位是时,不得弯折或形成90度直角弯;动态弯曲(如施工时),对管道、架空光缆,弯曲半径应大于20倍光缆外径;对直埋光缆,弯曲半径应大于25倍光缆外径;布放定位时,对管道、架空光缆,弯曲半径应大于10倍光缆半径;对直埋光缆,弯曲半径应大于12.5倍光缆外径。切忌光缆严重弯曲导致打“死扣”。

十.光缆施工时受到拉力不得超过它所能承受的允许短暂力的规定(管道、架空光缆:1500N;直埋光缆:3000N;ADSS光缆:20%RTS),运行使用时应不超过允许长期力的规定(管道、架空光缆600N;直埋光缆1000N;ADSS光缆:MAT)。光缆施工应在相应资格的技术人员指导下进行。

光缆按正确的方法布线非常重要,施工不当容易造成其衰减加大、使用寿命缩短、断纤、破皮、铠甲断裂等。光缆特别是馈电光缆这种直径较大、质量较重,放线的时候一定要用支架把光缆盘架起来,一边滚动光缆盘一边拉线,如果是没有配备光缆盘的散线,一定要理顺以后再布线,拉线人员和防线人员要配备对讲机,保持联系,遇到拉不动的时候不要用蛮力拉扯,一定要慢慢理顺后再继续,这样才能保证我们“脆弱”的光缆被安全的布放。 光缆允许拉伸力和压扁力见表1。

表1- 光缆允许拉伸力和压扁力的机械性能 光 缆 类 型 允许拉伸力(N) 允许压扁力(N/100mm) 短期 长期 短期 长期 管道和非自承式架空 1500 600 1000 300 直埋 3000 1000 3000 1000 特殊直埋 10000 4000 5000 3000 水下(20000N) 20000 10000 5000 3000 水下(40000N) 40000 20000 8000 5000

近几年,由于轻钢结构建筑物造型美观大方、建设周期短、工程造价低等优点,因而广泛应用与各类工业厂房、仓库、体育馆等场所。而金属板屋面容易遭受雷击,与普通砖混结构、框架结构建筑物的防雷设计有所不同。结合一钢结构车间的防雷设计,针对金属屋面防雷设计的相关问题做出粗浅的探讨,为以后有效地解决金属屋面的防雷问题提供参考。

工程概况

河南的一个钢结构厂房,其中的熔铸车间主要负责加工铝线杆及铝锭产品。整个建筑采用轻钢结构,该建筑实际尺寸为长方形,L=182m,W=93m,H=18.5m(地坪至屋顶通风器底部)。按郑州雷暴日计算,查《工业与民用配电设计手册》(第二版)表16-32为年平均雷暴日为22.0d/a,由于该车间位于厂区内,周围还有很多建筑群,并不为孤立建筑,故按一般建筑计算,校正系数取1。

建筑物防雷等级的确定

据GB50057-94中附1.2,根据已知条件计算年雷击大地的平均密度:

Ng =0.024Td1.3

=0.024×221.3

=1.334次/(km2.a)

据GB50057-94中附1.4式,得出与建筑物截收相同雷击次数的等效面积:

最后得建筑物年预计雷击次数:

N=KNgAe

=1×1.334×0.05934

=0.0791次/a

式中:Td—年平均雷暴日(d/a);

Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/km2.a);

Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(m2);

L、W、H—分别为建筑物的长、宽、高(m);

据GB50057-94第2.0.4条第三条预计雷击次数0.3次/ a≥N≥0.06次/a,故按第三类防雷设。

接闪器

根据轻钢结构的建筑物,采用避雷针显的笨重,与整个建筑外观不相协调,而采用金属屋面做接闪器,需满足《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000版)第4.1.4条给出的四个要求。

针对规范要求“金属板下面无易燃物品时,其厚度不应小于0.5mm”。本车间主厂房围护结构(屋面)采用热浸镀铝锌钢板,基板厚度为0.53mm(含镀铝锌层),屋面板下加设玻璃棉垫75mm厚,用铝箔包裹,用φ1.5不绣钢丝网层托与檩条上缘部位。玻璃丝棉属于A级建筑材料,导热系数为小、阻燃、无毒、化学性能稳定,完全满足规范不易燃烧的要求。同时据土建专业介绍,轻钢结构建筑物的围护系统连接方式施工中采用咬合与搭接,塔接长度至少要达到一个波峰或波谷,超过100m是完全满足规范要求的。

另外,第4.1.4条提到的“金属板无绝缘被覆层”,屋面采用的热浸镀铝锌钢板为良好的导体,而表面涂的薄油漆保护层按规范注释说明也不算是绝缘被覆层,所以满足规范要求。 综上所述,在该工程中,屋顶轻钢结构的金属面板可以做为接闪器,不仅美观大方,工程造价有所降低,安装起来方便,而且也不影响整个建筑物效果。 做好金属板屋面防雷系统的设计,除了要选择好防雷形式,选用一个好的接闪器,还要做好引下线及接地工作。

引下线

对于轻钢结构建筑物,彩色压型板的种类很多,分为单板和复合型板,本车间采用复合板。施工中我们要求土建专业与电气专业配合,保证屋顶金属压型板、屋架、檩条与钢柱可靠连接,于是施工中均利用钢柱做为引下线。建筑物的消防梯、钢柱等金属构建宜作为引下线。

接地装置

目前设计中,我们往往利用基础钢筋作为自然接地体,用40X4的镀锌扁钢将其联通,并实施总的等电位联结。在此次设计中,我们并没有严格要求用40X4的镀锌扁钢,而是利用钢柱间条形基础与钢柱独立基础可靠焊接形成电气通路。对于轻钢结构的建筑物,钢柱独立基础施工时要土建预埋地脚螺栓,这样当钢柱就位时将地脚螺栓、螺母和钢柱连接在一起。要求注意的是地脚螺栓和钢柱基础钢筋在地下是不相连的!所以,电气设计人员要要求土建专业在设计说明中注明施工中用不小于φ10钢筋或圆钢将基础钢筋和接地螺栓可靠焊接,并在焊接处做防腐处理,以便接地用。这样从屋顶到钢柱、再到基础形成可靠连接,保证雷电流具备完整的泄放通道。

此外,不要忘了在室外适当位置预留接地连接板,防止施工中当接地电阻达不到要求时,方便施工单位连接人工接地装置和测试接地电阻。

结束语

金属屋面建筑物防雷是个较难处理的工程,但在此类建筑中,只要厚度达到0.5mm的轻钢结构建筑物的屋面夹芯板(或压型钢板)可以作为接闪器,利用钢柱做引下线,基础钢筋做自然接地体并通过镀锌扁钢或地圈梁可靠联结并做等电位连接。

★ 钢结构防雷知识问答

问:利用型钢作为防雷引下线,型钢裸露,这样如果建筑物落雷的时候,雷电流会不会对周围的设备或人反击,造成伤害。如何避免?

答:利用型钢作为防雷引下线,当雷电流通过引下线时周边产生的运动变化磁场,必然污染附近的电子设备,在周边导电体上感应出不同的电位,如果室内人员同时触摸具备很高电位差的导电体时,就造成人身安全事故了。

解决方法:

1) 人身安全:在人能够触摸到的一切与大地有直接联系和间接联系的金属导电体直接实施以消灭电位差为目的的等电位电气连接,最大限度的保护人身安全。

2) 依据GB50057、GB50343等等国家标准对设备及微电子设备实施SPD保护。

反击的概念:所谓雷电反击现象是雷电袭击接闪器[包括各种型钢],引下线将雷电高电压改变成电流的形式泄放到大地,到大地后是以电荷的形式出现建筑物主接地系统上,[大地是可以平衡出50万库伦负电荷的零电位体----现代物理学的基本奠基标定值]地下的电荷此时打破了一个大地电位系统平衡点,但是土壤具备电阻、电容等诸多参数,不可能马上出现相反等量电荷与其中和[需要一定时间],此时雷电流产生的电荷大部分以电压的形式表现在建筑物附近的地面上,此时建筑物附近地下有:暖气管、煤气管、自来水管、设备接地线、中型点接地等等与建筑物内部有联系的导电体,这些导电体之间在地下有一定的距离,由于地表具备较高的电位[最高电位点为主接地极附近],距离差产生电位差,这个电位差便反击到建筑物内,造成事故----这就是雷电高压反击现象。

假设1:反击时如果某人左手触摸自来水管道,右手触摸电子设备外壳,则电位差超过一定安全限度,就出现人身安全事故。

假设2:如果电子设备外壳独立接地,电子设备中线接地与外壳接地之间[在地下存在接地距离]这个反击电位差将与火线220/380产生电位差,如果电位差较大将烧毁设备。

问:钢结构建筑,利用裸露的型钢作为引下线,就算做了全面的等电位,但是落雷的时候,强大的雷电流,难道不会把周围的空气击穿?对引下线附近或接触引下线的人造成伤害?这个问题我一直非常担心。

答:落雷的时候,强大的雷电流可以沿着引下线向大地传送电位,但是一定要知道引下线是有电感的,这个电感的大小在一定的时候可以阻拦雷电流的正常下泄,从而寄存电位,这个电位在一定大时将与某个小电位之间产生足够击穿一定距离空气或其它介质而发生放电现象。有标准称也发生侧闪现象。

这一点一定要计算一下引下线电感。另外一种现象,引下线上快速运动雷电流必然产生运动磁场,这个运动磁场提供了可以切割磁力线产生过电压的基本条件,切割磁力线产生的过电压同样可以击穿空气、击穿电器介质[包括半导体介质]、击穿一切可以提供电位差的直接、间接导电体[半导体],影响我们的工作和生活。据悉天津某某工厂[在汉沽地区]发生某女工上班时开启电源空气开关,造成电源线上产生的过电压击穿塑料开关外壳进入手掌再通过身体与大地短路死亡事故。湖南某村庄某居民在室内发生灯泡电源线上具备了雷电电磁脉冲感应过电压击穿空气与人头顶形成通路[回路]死亡现象。引下线附近或接触引下线的人造成伤害原因是人体的某两个部分是否产生电位差,这个电位差是他致命的要素。比如我们一只手触模引下线,另外一只手触模暖气管,暖气管接地点假设远离建筑物主地网,那么距离差产生电位差,当这个电位差达到一定数值时就可以造成人员伤亡。不要老是考虑人身安全电压还要考虑人身安全电流。不知道我的建议是否对你有帮助。

问:是否可以得出这样的结论:空旷地区的大面积厂房(50米X80米),屋面是铁皮,用裸型钢作柱子兼防雷引下线是相当危险的?

答:非常危险,你考虑跨步电压啊!整体考虑吧,要因地制宜的学习和利用标准,不要太单一考虑费用,人命关天啊!

问:还想请教一个问题,既然落雷时距离引下线越近的地方感应磁场越大,那么通信设备,消防主机,配电箱是否都应尽量避开引下线?

答:如果你有条件,一定远离!如果1个10/350--100KA[好象是200KA记不清了]的83米半径的裸露条件下,可以达到2.4GS的干扰电磁脉冲强度,2.4GS可以使无保护的微电子设备达到永久性损坏.

问:我手头正在进行一个钢结构厂房的施工,因为设计单位没有考虑防雷,我需要重新考虑补救措施。此钢结构厂房高35米,长宽为9*17米,全钢结构,屋面及墙壁采用0.5mm的双层彩钢瓦覆盖(内夹不可燃的保温棉),三类防雷结构。我准备采取的措施是:

1.因为所有钢柱基础已被混凝土覆盖,无法检查其钢筋捆扎与焊接质量,所以我用40*4mm的镀锌扁钢将所有钢柱的最下端(靠近基础部位)连接,并与全厂接地网相连;

2.考虑到屋面彩钢瓦作接闪器的操作难度与可靠性,我将在屋顶使用10mm的圆钢安装一条环屋顶四周的避雷带,圆钢与钢柱焊接;

3.利用钢柱作引下线。请问我还该怎样完善其防雷措施?

答:1. 补救是可以但是要多点接地焊接啊1如果有条件可以在上端也进行电气连接这样安全!在裸露地方测地阻,原则上处处相等就可以,但是这只是一种补救啊!

2. 屋面彩钢瓦应该多点与钢珠进行电气连接,多块金属瓦之间也要电气连接避免电弧产生.

3. 接地电阻小于4欧姆,所有钢梁钢拄接地电阻处处相等主接地系统要参照GB50057要求!

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本文选自河南千万间新型建筑材料有限公司

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