景區(qū)觀光索道防雷設(shè)計(jì)方案

1、景區(qū)觀光索道防雷設(shè)計(jì)方案首先雷電屬于自然災(zāi)害的一種形式，一般有下面兩種形式： 1、直接雷擊 這是指雷云與地面物體間直接放電。這種雷擊放電電流幅值極大，產(chǎn)生的破壞力也大，如果在索道上發(fā)生直接雷擊，不僅會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備造成損壞.而且還會(huì)造成人員傷亡，采用的防護(hù)手段就是安裝避雷針、避雷帶與接地系統(tǒng)。2、間接雷擊(感應(yīng)雷擊)這種雷擊是由于雷云與地面間形成一個(gè)強(qiáng)大的電場(chǎng)，在距離雷云近的物體上會(huì)由于這電場(chǎng)的作用，感應(yīng)出大量與雷云帶電異號(hào)的電荷，當(dāng)這朵雷云在附近放電后，感應(yīng)的電荷失去束縛，將沿導(dǎo)體向低電位處流動(dòng)，形成高電壓和大電流。這種雷擊最有可能造成索道抗雷擊薄弱環(huán)節(jié)一電氣控制系統(tǒng)的損壞由于直接雷擊破壞性嚴(yán)重

2、，在進(jìn)行索道防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)時(shí)，必須要有完善及可靠的措施來避免直接雷擊的發(fā)生。 間接雷擊雖不會(huì)造成人身傷害，但會(huì)造成電氣控制系統(tǒng)的損壞。由于索道屬于種架空設(shè)備，線路要跨越山川、河流、峽谷及障礙物等，不少游客一坐上索道就有恐俱感，如果因?yàn)殚g接雷擊造成索道電氣控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而被迫采取救護(hù)措施，就會(huì)加劇游客的恐懼感。若在救護(hù)過程中管理不善，游客也可能因自身的恐慌，采取一此不安全的行動(dòng)而造成人身傷害。因此，做好電氣控制系統(tǒng)防雷接地，對(duì)索道安全運(yùn)營是非常重要的。雷擊對(duì)索道可能造成的危害 1、直接雷擊的危害 由于索道上下站跨度大，且其鋼絲繩、纜車、架空電力線、各種信號(hào)電纜線均為裸露安裝。

3、直接雷擊一旦發(fā)生，這些安裝部位很容易成為直接雷擊的目標(biāo)，給索道正常運(yùn)行和旅客人身安全造成極大威脅。因此，對(duì)索道綜合防雷工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)時(shí)，必須要采取完善而可靠的防直擊雷措施。 2、感應(yīng)雷擊及雷電波侵入的危害 感應(yīng)雷擊及雷電波侵入對(duì)索道的危害，有如下三種途徑：進(jìn)入站房的各種信號(hào)線纜、架空電力線、索道鋼絲繩等物體，在遭受雷擊時(shí)引起感應(yīng)雷擊及雷電波侵入，可導(dǎo)致設(shè)備的電氣損壞；由于索道控制系統(tǒng)的核心部件(如交直流變頻調(diào)速器等)含有繞組線圈，站房附近若發(fā)生雷擊，強(qiáng)大的瞬間雷電流會(huì)在周圍空間產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，瞬間變化的磁場(chǎng)會(huì)在繞組線圈兩端產(chǎn)生極高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而損壞控制設(shè)備；索道站房占地面積一般

4、較小，其所建位置的土壤電阻率較高，進(jìn)行各種設(shè)備接地、動(dòng)力接地、防雷接地處理較為困難，若處理不當(dāng)，雷擊發(fā)生時(shí)，易發(fā)生地電位反擊。對(duì)索道而言，感應(yīng)雷擊一般只有可能損壞其電氣控制系統(tǒng)，不會(huì)造成人身傷害。 對(duì)直擊雷的預(yù)防措施 1、上下站房建筑物直擊雷的預(yù)防上站位于整個(gè)索道設(shè)備體系中的制高點(diǎn)，多建在山頂附近，最容易遭受直接雷擊。為了減少或避免上站房受到直接雷擊，一是要對(duì)上站建筑物做好防雷接地處理，其防雷網(wǎng)應(yīng)做在突出站房屋面一定高度的地方，該防雷網(wǎng)應(yīng)當(dāng)通過站房施工預(yù)留的接地引下鋼筋與站房周圍的接地極相連，若索道站房房頂為金屬屋面，則可將金屬屋面作為接閃器，整個(gè)屋面金屬板做可靠電氣連接，然后與接地網(wǎng)做可靠連

5、接，建議采用避雷針、獨(dú)立避雷針、防生樹避雷針進(jìn)行保護(hù)。2、電力線路直擊雷的預(yù)防 對(duì)于從下站至上站開閉所(用于將10kV高壓轉(zhuǎn)換為380V電壓的房間)架空電力線，宜采用避雷線進(jìn)行保護(hù)。索道塔桿上避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)在20度30度之間。塔桿上兩根避雷線間距不應(yīng)超過導(dǎo)線與避雷線之間垂直距離的5倍。(3)索道纜車及信號(hào)線纜直擊雷的預(yù)防。索道纜車及信號(hào)線纜直擊雷的預(yù)防方法，與電力線路直擊雷預(yù)防方法相同。北武當(dāng)山索道纜車和各種信號(hào)線路，就是利用架設(shè)在索道支架頂端的鋼絲繩作為接閃器來達(dá)到使其免遭直擊雷目的的。 （一）纜車的防雷保護(hù) 為有效防止直擊雷對(duì)索道山下站的破壞，應(yīng)在站頂鋼構(gòu)棚中間頂端安裝一支先導(dǎo)放

6、電避雷針。 位于索道上站與下站之間，纜車頂部做避雷線一根。 （二）通訊電纜及鋼絲繩的防雷保護(hù) 我索道采用的通訊電纜是48芯電纜，為保護(hù)電纜及承載鋼索，我們?cè)谏戏郊茉O(shè)2條防雷線，防雷線在9個(gè)支架和站房?jī)?nèi)均設(shè)可靠落地點(diǎn)。按照電子系統(tǒng)防雷要求，我們將站房的基礎(chǔ)鋼筋、梁柱鋼筋、金屬框架以及建筑物防雷引下線等連接起來，形成接地電阻降至1歐姆以下的法拉第網(wǎng)。 感應(yīng)雷及雷電波侵入的預(yù)防措施 1、供配電感應(yīng)雷及雷電波侵入的預(yù)防 電源感應(yīng)雷及雷電波侵入的預(yù)防索道運(yùn)行用電是由供電局變電站開閉所經(jīng)下站架空電力線路再經(jīng)變壓器變壓后送入室內(nèi)，其高壓進(jìn)線端10kV)是長距離輸電線路、上下站高差大，在遭受直擊雷和感應(yīng)雷時(shí)易

7、產(chǎn)生過電壓，低壓端(380220V)易感應(yīng)半徑從幾百米到2000m范圍內(nèi)的雷擊電磁波而產(chǎn)生的過電壓，電子設(shè)備雷擊事故多由電源線路引起。因此，對(duì)索道電源線路，應(yīng)采取多級(jí)電源避雷器保護(hù)方式。實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流的逐級(jí)泄流。 (1)在變壓器高壓側(cè)安裝了高壓避雷器，若條件許可，在高壓線進(jìn)入變壓器前端50m處將架空線改為地埋電纜引入；(2)在變壓器低壓側(cè)安裝了三級(jí)電源避雷器，對(duì)電子設(shè)備實(shí)行多級(jí)保護(hù)，其避雷器參數(shù)應(yīng)滿足建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范)(2010年修訂版)中有關(guān)避雷器參數(shù)的要求，且不同級(jí)避雷器的啟動(dòng)電壓、漏電流等技術(shù)參數(shù)和不同級(jí)避雷器之間的距離應(yīng)當(dāng)滿足能量配合。 在索道上站與下站總配電三相電源進(jìn)線處加裝40KA

8、380電涌保護(hù)器，以及位于控制室內(nèi)電源進(jìn)線處加裝20KA220電涌保護(hù)器。電涌保護(hù)器接地導(dǎo)線截面積為10mm2的銅芯絕緣線。 索道電源防雷措施是：(1)電源高壓側(cè)的高壓避雷器在線路布設(shè)時(shí)安裝到位；(2)在上站變壓器低壓側(cè)安裝通流量為50kA(10350s)TSPD-A350的避雷器作為第一級(jí)防護(hù)，在站房配電柜總電源處安裝通流量為80kA(820s)TSPD-B+C80RM的避雷器作為第二級(jí)防護(hù)，在設(shè)備配電柜前端安裝通流量為40kA(820s)TSP-C40RM的避雷器作為第三級(jí)防護(hù)。 電源防雷安裝： 2、信號(hào)線路感應(yīng)雷及雷電波侵入的預(yù)防 索道的信號(hào)線很多，按功能可將其主要分為控制信號(hào)線、廣播信

9、號(hào)線和電話線?？刂菩盘?hào)線是監(jiān)控索道運(yùn)行以及操作臺(tái)(控制索道開關(guān)、加速減速等功能的裝置)向索道控制系統(tǒng)發(fā)出指令的傳輸線路，一旦因感應(yīng)雷及雷電波侵入造成通信中斷，索道將無法正常運(yùn)行。 因此，控制信號(hào)線路的防護(hù)是整個(gè)信號(hào)線路感應(yīng)雷及雷電波侵入預(yù)防的重點(diǎn)。對(duì)信號(hào)線感應(yīng)雷及雷電波侵入的預(yù)防，可根據(jù)信號(hào)種類、接口、特性阻抗、頻率、帶寬、插入損耗、工作電平等性能指標(biāo)選擇合適的避雷設(shè)備器，避雷器應(yīng)安裝在信號(hào)線進(jìn)入設(shè)備的前端。 索道信號(hào)系統(tǒng)防雷措施是，在傳輸控制指令的控制信號(hào)線進(jìn)入設(shè)備的前端安裝24V直流避雷器，在監(jiān)控索道脫軌的U型針信號(hào)線進(jìn)入設(shè)備的前端安裝12V直流避雷器，防止雷電流從架空線纜竄人設(shè)備。 接地

10、措施 一、接地方法 1、垂直接地體材料 垂直接地體可采用燒制型YBD-01T非金屬接地體、銅包鋼接地棒、銅材、熱鍍鋅鋼材（鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼）、離子接地棒、鋅包鋼或其它新型接地材料。 2、水平接地體材料 水平接地體一般采用純銅線、鍍銅線、熱鍍鋅扁鋼、鋅包鋼等。 3、接地材料有以下要求： a、采用熱鍍鋅鋼管時(shí)，鋼管壁厚不小于3.5m; b、采用熱鍍鋅角鋼管，角鋼不小于50mm*50mm*5mm; c、采用熱鍍鋅扁鋼時(shí)，扁鋼不小于40mm*4mm; d、采用熱鍍鋅圓鋼時(shí)，圓鋼直徑不小于8m; e、非金屬接地模塊分為燒制型與壓制型，常用規(guī)600mm*150mm*100mm, f、銅包鋼接地棒，鍍

11、銅厚度；0.25mm，16*1500mm型號(hào)：YBD-01B g、離子接地棒時(shí)，YBD-L50*1500mm h、采用物理降阻劑時(shí)，電阻率R=0.45，降阻率在60-95%之間，石墨含量70%，型號(hào)：YBD-Z25與YBD-Z10 4、地網(wǎng)施工布置 地網(wǎng)布置依據(jù)地形設(shè)計(jì)為L型、口型、一字、H型或圓型。 5、地網(wǎng)挖掘 接地地網(wǎng)挖掘深度大于0.8米，根據(jù)土壤如：石頭、沙土、建筑垃圾、黃土等情況，北方城市一定要達(dá)到凍土層以下。 6、焊接與防腐處理 接地體（線）的連接應(yīng)采用焊接，焊接處焊縫應(yīng)飽滿并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，常見的焊接分為：電焊與放熱焊接。焊接不得有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷，焊接處的藥

12、皮敲凈后，刷瀝青做防腐處理。 采用搭接焊時(shí)，其焊接長度如下：1）鍍鋅扁鋼不小于其寬度的2倍，三面施焊。（當(dāng)扁鋼寬度不同時(shí)，搭接長度以寬的為準(zhǔn)）。敷設(shè)前扁鋼需調(diào)直，煨彎不得過死，直線段上不應(yīng)有明顯彎曲，并應(yīng)立放。2）、鍍鋅圓鋼焊接長度為其直徑的6倍并應(yīng)雙面施焊（當(dāng)直徑不同時(shí)，搭接長度以直徑大的為準(zhǔn)）。3）鍍鋅圓鋼與鍍鋅扁鋼連接時(shí)，其長度為圓鋼直徑的6倍。4）鍍鋅扁鋼與鍍鋅鋼管焊接時(shí)，為了連接可靠，除應(yīng)在其接觸部位兩側(cè)進(jìn)行焊接處，還應(yīng)直接將扁鋼本身彎成弧形與鋼管焊接 二、影響接地電阻原因 1)選擇地網(wǎng)接地線及導(dǎo)體截面不足，或?qū)ο到y(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的短路電流分析結(jié)果偏差較大，使接地線及導(dǎo)體的截面不能滿足熱穩(wěn)

13、定校驗(yàn)的要求。 2)對(duì)接地裝置施工防機(jī)械損傷、防腐蝕問題重視不夠，或根本沒有采取必要的防腐措施。 3)接地裝置敷設(shè)時(shí)埋設(shè)深度不夠，垂直接地體間距過小，焊接質(zhì)量不合格，沒按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行規(guī)范施工，防雷地網(wǎng)材料選用了不合格的接地材料。 4)接地體(線)連接不正確，在一個(gè)接地線中串接了幾個(gè)需要接地的電氣設(shè)備，直接接地或經(jīng)消弧線圈接地的變壓器，沒有采用專用的接地線。 5)獨(dú)立避雷針沒有設(shè)獨(dú)立的集中接地裝置，或該接地裝置與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長度小于15m。 6)土壤電阻率偏高，沒有按規(guī)程要求正確選用高效降阻劑。降阻劑現(xiàn)在市場(chǎng)價(jià)格混亂，建議采用石墨含量

14、高的YBD-Z25物理降阻劑。 三、具體施工方案 1、索道站房及站內(nèi)設(shè)備的防雷接地 對(duì)索道站內(nèi)的設(shè)備，必須采取避雷針或金屬屋面接地保護(hù)，才能減少或避免設(shè)備直接遭受雷擊?？紤]到整個(gè)索道設(shè)備均通過鋼絲繩連接為一體，上(下)站內(nèi)設(shè)備的接地，主要通過驅(qū)動(dòng)輪及迂回輪內(nèi)鑲嵌銅質(zhì)襯塊，再經(jīng)設(shè)備鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)施工預(yù)留的接地裝置(引下鋼筋)與站房。 周圍的接地極相連，這樣就可將沿著線路鋼絲繩傳進(jìn)上(下)站內(nèi)的雷電侵入波導(dǎo)入上(下)站接地網(wǎng)中。按架空客運(yùn)索道安全規(guī)范中的規(guī)定，上(下)站內(nèi)設(shè)備接地電阻值應(yīng)小于4歐姆。 2、索道線路支架、鋼絲繩、避雷線的接地 索道線路的支架一般是通過支架基礎(chǔ)中的接地鋼筋直接與大地連

15、接。只要滿足客運(yùn)架空索道安全規(guī)范中的相關(guān) 規(guī)定，即其接地電阻小于10歐姆。如果接地電阻值不能滿足規(guī)定要求，則可借助高效降阻劑來解決，降阻劑應(yīng)埋置在支架附近另挖的一個(gè)坑內(nèi)，且盡量使用高效長效降阻劑。 四、索道防雷接地的一般做法 客運(yùn)架空索道一般由索道線路、上站、下站三個(gè)部分組成(見圖1) 1、上、下站建筑物的防雷接地 索道上站是整個(gè)索道中的制高點(diǎn)，一般均位于山頂附近，最容易遭受直接雷擊卜站建筑物防雷接地的處理，一般均采用站房屋面突出一定高度做防雷網(wǎng)，防雷網(wǎng)通過站房柱角施工預(yù)留的接地引下鋼筋與站房周圍的接地極相連， 索道下站且標(biāo)高較低，相對(duì)于上站遭受雷擊的可能性小，但為保險(xiǎn)起見，下站建筑物的防雷接

16、地采用和上站同樣的做法。 上、下站接地電阻值按索道安全規(guī)范規(guī)定應(yīng)小于5歐姆。 2、站內(nèi)設(shè)備的防雷接地 索道站內(nèi)設(shè)備一般均罩于站房?jī)?nèi)，沒有直接遭受雷擊的可能。但由于整個(gè)索道設(shè)備均通過鋼絲繩連接為一體，因此，上、下站內(nèi)設(shè)備的接地主要是通過驅(qū)動(dòng)輪及迂回輪內(nèi)鑲嵌銅質(zhì)襯塊，然后經(jīng)過設(shè)備鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)施工預(yù)留的接地裝置引下鋼筋與站房周圍的接地極相連，將沿線路鋼絲繩傳進(jìn)上、下站的雷電侵人波導(dǎo)人上、下站接地網(wǎng)中。上、下站內(nèi)設(shè)備接地電阻值按索道安全規(guī)范規(guī)定應(yīng)小于4歐姆 3、線路支架、鋼絲繩接地 索道線路支架一般均通過支架基礎(chǔ)中的接地鋼筋直接與大地連接。只要接地電阻值滿足索遺安全規(guī)范規(guī)定的10歐姆以內(nèi)，般不做特

17、殊處理，如果接地阻值不滿足要求，一般采用在支架附近另挖一個(gè)坑埋置高效長效降阻劑來解決 五、索道防雷接地的綜合措施 以上所述是國內(nèi)大多數(shù)索道所采用的防雷接地通用做法，但僅僅采用這些做法，對(duì)保證索道長期安全運(yùn)營還是不夠的。盡管每一條索道從設(shè)計(jì)、施工到安裝都考慮了防雷接地措施，但國內(nèi)很多索道都或多或少的發(fā)生了一些因雷擊而導(dǎo)致的事故。究其原因，管理方而的麻痹大意是重要因素之一，但更重要的是對(duì)索道遭受雷擊損壞的原因沒有進(jìn)行有針對(duì)性的分析和采用相應(yīng)的處理措施。 據(jù)大量索道運(yùn)營過程中的統(tǒng)計(jì)，采用以上防雷接地處理方法后，在檢測(cè)各部分接地電阻值達(dá)到國家規(guī)范或設(shè)計(jì)要求的情況下，雖然可以確保人身安全，機(jī)械設(shè)備也基本

18、未受影響，但電氣控制系統(tǒng)中的很多部分，從電源到檢側(cè)元器件(如感應(yīng)式接近開關(guān)、脈沖發(fā)生器)，直至控制系統(tǒng)的核心部分（如可編程控制器、交流變頻調(diào)速器或直流可控硅整流裝置，仍會(huì)遭到不同程度的破壞。囚此對(duì)索道電氣設(shè)備的接地還必須采取更為詳細(xì)和嚴(yán)格的處理方法，才能徹底消除需害對(duì)索道的影響。 通過對(duì)一些采用防雷接地處理并經(jīng)檢測(cè)接地電阻值也達(dá)到國家規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，但仍發(fā)生雷擊電氣系統(tǒng)的索道進(jìn)行的調(diào)查研究，提出幾種解決電氣系統(tǒng)防雷擊的方法，并在多條索道中采用，證明其效果明顯。 1、防止雷電從電源進(jìn)、出口引入 在主電源進(jìn)、出線端裝設(shè)避雷器，防止雷電侵人波從外部供電線路進(jìn)入索道控制系統(tǒng)。各路控制電源除安裝隔離開關(guān)

19、和空氣開關(guān)外，還應(yīng)在其輸出端增設(shè)壓敏電阻及阻容保護(hù)裝置，以防止索道線路中支架或鋼絲繩感應(yīng)雷電，通過電氣控制系統(tǒng)中的感應(yīng)裝置(如感應(yīng)式接近開關(guān)、脈沖發(fā)生器等)損壞控制電源 2、因地制宜采取措施，降低線路及上、下站房和設(shè)備的接地阻值，減少雷電侵入的危害 分析索道電氣控制系統(tǒng)遭受雷擊的原因，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)是由于索道站房及線路中的雷電感應(yīng)通過鋼絲繩及站內(nèi)機(jī)械設(shè)備傳人電氣控制或感應(yīng)兀件而間接導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)的損壞，因此，降低線路及上、下站房和設(shè)備的接地阻值，對(duì)減少雷電侵人是非常重要的。 3、上、下站房建筑物及設(shè)備接地 對(duì)上、下站房建筑物因十質(zhì)情況不同，可采用以下一種接地方法： (1)土壤電阻率300歐姆*米

20、的地區(qū)，可采用鍍鋅角鋼或鋼管作為接地休，接地體長度應(yīng)不小于2m，在站房周圍(離站房各外墻線距離均不小于5m)，按間隔3-5m垂直打人地下接地體數(shù)量按照實(shí)測(cè)接地阻值滿足設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，各接地休之間用鍍鋅扁鐵焊接連接，各接地體與接地連接線埋置深度應(yīng)大于800m。 (2)土壤電阻率在300-2000歐姆*米的地區(qū)，若采用上述方法很難達(dá)到接地阻值的要求或接地體數(shù)量過多。這時(shí)，應(yīng)在站房周圍土壤電阻率較低處采用1個(gè)或數(shù)個(gè)平面尺寸大于lmxlm的銅板作接地體，與站房及機(jī)械設(shè)備用鍍鋅扁鐵焊接連接，銅板的埋置深度應(yīng)大于2m。 (3)上壤電阻率在300歐姆*米以上時(shí)，可采用多個(gè)放射形接地體，或連續(xù)延長接地體。放射形

21、接地體可采用長短結(jié)合的方式。共累計(jì)長度按照實(shí)側(cè)接地阻值滿足設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，各接地體與接地連接線理置深度應(yīng)大丁800mm。 4、線路支架接地： 山于線路支架多處于山區(qū)巖石地層或上壤電阻率很高的位置，盡管索道安全規(guī)范考慮到這種情況，放大了支架的接地阻值要求，但在實(shí)際處理過程中，其接地電阻值仍很難達(dá)到30R.降低支架接地阻值的方法有： (1)首先應(yīng)考慮其周圍自然環(huán)境中是否有_L壤電阻率低的地方，若有，應(yīng)采用鍍鋅扁鐵接地線由支架引至此處，再采用燒制接地模塊或銅板接地休 (2)若支架附近相當(dāng)遠(yuǎn)的距離內(nèi)(200m以上)仍沒有土壤電阻率較低的地方可考慮以下兩種方法： 在支架附近挖坑埋放高效長效降阻劑(采用此種方法降阻劑必須經(jīng)常檢查并定期更換)； 采用置換土壤