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核心詞：佛山 扁鋼
1、佛山扁鋼:水質自動監測站是由自動分析儀器
水質自動監測站是以自動分析儀器為核心,運用自動監測、自動控制、計算機應用等技術以及相關專用分析軟件和通信網絡組成的綜合性自動監測系統。
2、佛山扁鋼:對國家環保部門及時制定有效的水污染防治對策具有重要意義
通過對水質的實時連續監測和遠程控制,可以達到及時掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況、實現預警預報重大或流域性水質污染事故、解決跨行政區域的水污染事故糾紛、監督總量控制制度落實情況及排放達標情況等,對國家環境保護主管機構及時做出有效的水污染防治和管理對策等方面均具有重要的意義。監測站的室內監測設備通過電源線、信號線與室外直接聯系,系統的傳感器、部分通信設備工作在野外,站房本身處于防雷區域的LPZ0區,它們都必然會受到雷電的影響。自動分析儀器大量應用微電子集成器件,其耐壓程度很低,雷電感應產生的過電壓過電流很容易對它們造成破壞性的損壞。近年來,隨著科學技術的不斷創新發展,對防雷問題的認識也日益完善,正確、合理的綜合防雷技術措施將明顯降低雷電災害帶來的影響,最大限度地預防和減少人們的生命和國家財產的損失。本文以鴨綠江丹東自動監測站為案例,采用雷擊風險評估的方法,重點計算該站建筑物和室內監測設備是否滿足防雷安全和可靠運行需求,然后提出綜合防護對策,目的是對水質自動監測站的防雷技術進行初步研究,為自動站的防雷工程設計提供參考,同時對其他水質自動監測站如何進行雷電防護具有一定的實際指導意義。丹東市水質自動監測站系統構成如圖1所示,位于振安區太平前街水廠內,自動站名稱為"鴨綠江丹東江橋",所在流域為鴨綠江流域。該站于2003年底安裝調試驗收,同年投入運行使用,能自動監測鴨綠江下游水溫、pH值、濁度、電導、溶解氧、氨氮、總有機碳等7個水質監測項目。系統具備24h連續采集、自動處理、自動傳輸、直觀顯示、自動報警、設備運轉狀態管理等功能,可以獲得連續監測數據,并實時將監測數據傳輸到中國環境監測總站,為全面、科學、真實反映鴨綠江流域下游水質情況,保障丹東城市供水安全提供有效的監督手段。丹東地處遼東半島東南部,瀕臨黃海北部,降水量較多,是東北地區降水量最多地區,年平均降水量為881.3～1087.5mm。選取丹東市1981—2010年氣象資料統計雷暴日數,丹東地區年平均雷暴日為27.3d,最多39d,月平均雷暴日數為7d,最高達19d,如圖2所示,雷暴主要集中在4—11月,7、8月份為多發期,鍍銅圓鋼月平均雷暴日數超過10d,高達18.5d,單位面積上的閃電數高于遼寧省平均水平,是遼寧省兩個雷電高發區之一,屬國家規定的高雷區范圍,每年因雷電災害所造成的直接經濟損失巨大,并有人畜傷亡記錄。丹東市雷暴日年均分布規律如圖3所示。盧秉紅等對丹東地閃特征進行了研究［1］,得出丹東雷電主要活動期為4—11月份,地閃次數占全年地閃次數的94.1％,其中5—10月份為地閃高發期,8月為地閃活動最活躍期。丹東正、負地閃峰值電流強度分別為27.1kA和-22.1kA,丹東地區逐月地閃參數見表1。采用K-2127B數字式智能接地電阻綜合測試儀,在監測站附近均勻選取3個點進行測試［2］,分別取接地極間距離a=4,5,6m,經多輪測試,計算測試數據可得土壤平均電阻率ρ＝179.6Ω?m,最大值為320.6Ω?m,最小值為89.2Ω?m,該結果為設計接地裝置時提供參考數據。根據GB50343-2004［3］,確定鴨綠江丹東江橋站應按三類防雷建筑物進行外部防雷設計建設。率。不同來源導致的不同損害類型的建筑物風險組成見表2。當N≤NC時,可不安裝雷電防護裝置,當N＞NC時,應安裝雷電防護裝置。
3、佛山扁鋼:判定為B級；當0.80＜e時≤ 0.90
當E＞0.98時,定為A級;當0.90＜E≤0.98時,定為B級;當0.80＜E≤0.90時,定為C級;當E≤0.80時,定為D級。
4、佛山扁鋼:根據監測站實測數據
根據監測站的實際測量數字評估計算［6］:建筑物年預計雷擊次數;建筑物附近的年預計雷擊次數;建筑物入戶設施上的年預計雷擊次數;雷擊線路附近地面的年平均雷擊次數,計算出直接雷擊風險值和間接雷擊風險值,得出該站的建筑物不能滿足自動監測設備的安全和可靠運行需求,不能滿足避免人身傷亡及減少財產損失的要求,必須對該站設計建設綜合防雷保護系統。鑒于鴨綠江水質自動監測站緊臨鴨綠江,地閃密度較高,雷電流強度強,建議提高防雷級別,按二類防雷建筑物進行設計,室內自動監測設備系統雷電防護等級宜按B級進行設計。楊曉東提出雷電災害的三種形式［7］:直接雷擊、感應雷擊、雷電波侵入,邵平、陳新加等采用綜合防雷技術措施［8-11］,如圖4所示,根據上述雷擊風險評估結果確定監測站防雷設計。外部防雷主要是接閃器、引下線、屏蔽、接地裝置等。在監測站建筑物四周明敷避雷帶,四角設1.5m高避雷短針,屋面明敷避雷網格,避雷網格不大于10m×10m或8m×12m。為避免日后維修,建議采用不銹鋼材質。接閃器材料采用統一規格,避雷短針為Φ12mm,避雷帶、避雷網格為Φ10mm,支撐架表面積不小于45mm2,帶高應不小于150mm。突出屋面金屬物(包括金屬欄桿)應與屋面防雷裝置可靠連接,連接點不應少于兩處,連接帶采用鍍鋅扁鋼40mm×4mm。
5、佛山扁鋼:嚴禁在終端及其附屬設施上敷設或懸掛電話線
接閃器及其附屬設施上嚴禁敷設或懸掛電話線、網絡線、廣播線、電視天線和低壓架空線路。引下線利用建筑物鋼筋混凝土柱或剪力墻中對角兩條直徑不小于Φ12mm的主筋或鋼結構柱作為引下線,并沿建筑物四周對稱設置,將作為接閃器的避雷帶按不小于18m的間距焊接在引下線上,在室內外適當位置設若干與柱內鋼筋相連的連接板,供測量、外接人工接地體和作等電位連接時使用,設置高度不小于300mm,焊接點采取防腐措施。為減低雷電電磁脈沖對監測站內部電子信息設備和電氣線路的影響,宜充分利用建筑物結構鋼筋構成法拉第籠以達到良好屏蔽效果。由建筑物各層外圈梁內兩條結構主筋通長焊接構成的均壓環就近與外圍引下線等電位連接而構成法拉第籠,法拉第籠屏蔽網格不宜大于5m×5m。因監測站建筑物已經建成,可以不考慮建筑物屏蔽。新建建筑物接地裝置優先采用閉合環形網格狀地網,充分利用建筑物樁、承臺、基礎內的結構鋼筋構成自然接地裝置。每樁利用外圍結構主筋中對角兩根主筋作為垂直接地體,沿樁身每隔2m利用箍筋將樁基外圍主筋焊接連通構成鋼筋籠。利用基礎結構梁兩條主筋焊接構成不大于10m×10m或12m×8m的接地網格。
6、佛山扁鋼:應將結構梁中的兩根主要鋼筋焊接成網絡接地裝置
天然地基基礎宜利用結構梁內兩條主鋼筋焊接構成網狀接地裝置,要求接地裝置網格小于10m×10m或12m×8m為宜,接地電阻不大于10Ω。
7、佛山扁鋼:外圍結構的主加固中的兩個斜向主桿用作垂直接地體
獨立柱基礎在柱基礎利用外圍結構主筋中對角2根主筋作為垂直接地體,無地梁處敷設40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼焊接連通構成不大于10m×10m或12m×8m的接地網格。要求共用接地裝置的工頻接地電阻值不大于1Ω。
8、佛山扁鋼:應設計輔助接地裝置
由于監測站站房已經建成,經檢測接地電阻不符合國家標準,應設計輔助接地裝置。接地裝置(地網)由水平地極和垂直地極組成,水平地極采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼,垂直地極采用鍍鋅鋼管、非金屬接地模塊和紫銅電解離子接地極,同時合并使用降阻劑,接地裝置的接地電阻不大于10Ω。結合防雷區的劃分情況,綜合運用屏蔽與隔離、等電位連接和接地、合理布線、安裝SPD等防雷措施,對各類電子信息系統進行綜合雷電防護。室內電磁屏蔽室的主要功能是隔離外界電磁干擾,保證室內電子、電氣設備正常工作,對于水質監測站,可暫不設屏蔽室。
9、佛山扁鋼:可敷設兩根與電纜平行
但交流低壓配電系統,需要采取相應的屏蔽措施,可在入戶電纜上方約300mm處敷設兩條與電纜平行且截面積不小于50mm的鍍鋅鋼線,將電纜線路每隔一定距離做接地。監測站站房采取總等電位連接和局部等電位連接措施,在LPZ0A或LPZ0B與LPZ1交界處設置總等電位接地端子板,總等電位接地端子板應與共用接地裝置連接,并通過接地干線引至局部等電位接地端子板,等電位連接網絡與接地裝置可靠連接。所有進、出建筑物的導電物均應在LPZ0A區或LPZ0B區與LPZ1區的交界處做等電位連接,并接地。進、出建筑物的架空金屬管道,距離建筑物100m以內部分,應每隔約25m接地一次,其沖擊接地電阻值應不大于10Ω。在敷設監測站的供電電纜、通信信號電纜、控制電纜時應避開防雷引下線等LEMP強的區域,無法避開時,應采取屏蔽措施。各種電纜屏蔽層兩端接地,長度小于15m的屏蔽電纜可只在室內接地;采用非屏蔽電纜時,宜穿金屬管埋地敷設。第一級安裝在配電系統總出線處(配電盤);第二級安裝在各系統供配電柜內;第三級安裝在微電子設備前端。各級SPD通流量分別為:第一級不小于60kA,第二級不小于40kA(限壓型),第三級不小于20kA(限壓型)。SPD連接導線應平直,其長度不大于0.5m,受條件限制時,可采用凱文接線法,接地線長度應不大于1m。當電壓開關型浪涌保護器至限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于10m,限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于5m時,在兩級浪涌保護器之間應加裝退耦裝置。當浪涌保護器具有能量自動配合功能時,浪涌保護器間的線路長度不受限制。監測站機房內活動地板表面導靜電性能良好,嚴禁裸露金屬部分,工作臺面及座椅墊套應使用導靜電材料,體積電阻率應為3.0×107～3.0×1010Ω?cm。工作間不用活動地板時,可輔設導靜電地面,導靜電地面采用導電膠與地面粘牢。導靜電地面的體積電阻率應為3.0×107～3.0×1010Ω?cm,機房內的導體必須與大地作可靠連接,不得有對地絕緣的孤立導體。為預防和減少水質自動監測站房和自動監測設備不受雷擊損害,保證監測設備安全可靠穩定運行,必須對其進行外部和內部等綜合雷電防護,確保人身安全和國家財產免受損失。
10、佛山扁鋼:應進行雷電風險評估
在水質自動監測站綜合防雷保護工程設計前,應進行雷擊風險評估。雷擊風險評估是雷電災害評估、統計、鑒定、雷電防護工程設計審核、施工監督、竣工驗收、檢測等工作的科學依據,是防雷工程廣泛和深入發展的需要,也是科學防雷、技術防雷、安全防雷、經濟防雷的一項重要基礎性工作。投入運行的防雷裝置應日常維護與周期性檢測相結合,雷雨季節檢測外部防雷裝置的電氣連接性,檢測室內防雷設施和設備金屬外殼、機架的等電位連接,對防雷裝置的設計、施工、隱蔽工程圖紙資料、年檢測試記錄等及時歸檔,妥善保管。
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1、佛山扁鋼:水質自動監測站是由自動分析儀器
水質自動監測站是以自動分析儀器為核心,運用自動監測、自動控制、計算機應用等技術以及相關專用分析軟件和通信網絡組成的綜合性自動監測系統。
2、佛山扁鋼:對國家環保部門及時制定有效的水污染防治對策具有重要意義
通過對水質的實時連續監測和遠程控制,可以達到及時掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況、實現預警預報重大或流域性水質污染事故、解決跨行政區域的水污染事故糾紛、監督總量控制制度落實情況及排放達標情況等,對國家環境保護主管機構及時做出有效的水污染防治和管理對策等方面均具有重要的意義。監測站的室內監測設備通過電源線、信號線與室外直接聯系,系統的傳感器、部分通信設備工作在野外,站房本身處于防雷區域的LPZ0區,它們都必然會受到雷電的影響。自動分析儀器大量應用微電子集成器件,其耐壓程度很低,雷電感應產生的過電壓過電流很容易對它們造成破壞性的損壞。近年來,隨著科學技術的不斷創新發展,對防雷問題的認識也日益完善,正確、合理的綜合防雷技術措施將明顯降低雷電災害帶來的影響,最大限度地預防和減少人們的生命和國家財產的損失。本文以鴨綠江丹東自動監測站為案例,采用雷擊風險評估的方法,重點計算該站建筑物和室內監測設備是否滿足防雷安全和可靠運行需求,然后提出綜合防護對策,目的是對水質自動監測站的防雷技術進行初步研究,為自動站的防雷工程設計提供參考,同時對其他水質自動監測站如何進行雷電防護具有一定的實際指導意義。丹東市水質自動監測站系統構成如圖1所示,位于振安區太平前街水廠內,自動站名稱為"鴨綠江丹東江橋",所在流域為鴨綠江流域。該站于2003年底安裝調試驗收,同年投入運行使用,能自動監測鴨綠江下游水溫、pH值、濁度、電導、溶解氧、氨氮、總有機碳等7個水質監測項目。系統具備24h連續采集、自動處理、自動傳輸、直觀顯示、自動報警、設備運轉狀態管理等功能,可以獲得連續監測數據,并實時將監測數據傳輸到中國環境監測總站,為全面、科學、真實反映鴨綠江流域下游水質情況,保障丹東城市供水安全提供有效的監督手段。丹東地處遼東半島東南部,瀕臨黃海北部,降水量較多,是東北地區降水量最多地區,年平均降水量為881.3～1087.5mm。選取丹東市1981—2010年氣象資料統計雷暴日數,丹東地區年平均雷暴日為27.3d,最多39d,月平均雷暴日數為7d,最高達19d,如圖2所示,雷暴主要集中在4—11月,7、8月份為多發期,鍍銅圓鋼月平均雷暴日數超過10d,高達18.5d,單位面積上的閃電數高于遼寧省平均水平,是遼寧省兩個雷電高發區之一,屬國家規定的高雷區范圍,每年因雷電災害所造成的直接經濟損失巨大,并有人畜傷亡記錄。丹東市雷暴日年均分布規律如圖3所示。盧秉紅等對丹東地閃特征進行了研究［1］,得出丹東雷電主要活動期為4—11月份,地閃次數占全年地閃次數的94.1％,其中5—10月份為地閃高發期,8月為地閃活動最活躍期。丹東正、負地閃峰值電流強度分別為27.1kA和-22.1kA,丹東地區逐月地閃參數見表1。采用K-2127B數字式智能接地電阻綜合測試儀,在監測站附近均勻選取3個點進行測試［2］,分別取接地極間距離a=4,5,6m,經多輪測試,計算測試數據可得土壤平均電阻率ρ＝179.6Ω?m,最大值為320.6Ω?m,最小值為89.2Ω?m,該結果為設計接地裝置時提供參考數據。根據GB50343-2004［3］,確定鴨綠江丹東江橋站應按三類防雷建筑物進行外部防雷設計建設。率。不同來源導致的不同損害類型的建筑物風險組成見表2。當N≤NC時,可不安裝雷電防護裝置,當N＞NC時,應安裝雷電防護裝置。
3、佛山扁鋼:判定為B級；當0.80＜e時≤ 0.90
當E＞0.98時,定為A級;當0.90＜E≤0.98時,定為B級;當0.80＜E≤0.90時,定為C級;當E≤0.80時,定為D級。
4、佛山扁鋼:根據監測站實測數據
根據監測站的實際測量數字評估計算［6］:建筑物年預計雷擊次數;建筑物附近的年預計雷擊次數;建筑物入戶設施上的年預計雷擊次數;雷擊線路附近地面的年平均雷擊次數,計算出直接雷擊風險值和間接雷擊風險值,得出該站的建筑物不能滿足自動監測設備的安全和可靠運行需求,不能滿足避免人身傷亡及減少財產損失的要求,必須對該站設計建設綜合防雷保護系統。鑒于鴨綠江水質自動監測站緊臨鴨綠江,地閃密度較高,雷電流強度強,建議提高防雷級別,按二類防雷建筑物進行設計,室內自動監測設備系統雷電防護等級宜按B級進行設計。楊曉東提出雷電災害的三種形式［7］:直接雷擊、感應雷擊、雷電波侵入,邵平、陳新加等采用綜合防雷技術措施［8-11］,如圖4所示,根據上述雷擊風險評估結果確定監測站防雷設計。外部防雷主要是接閃器、引下線、屏蔽、接地裝置等。在監測站建筑物四周明敷避雷帶,四角設1.5m高避雷短針,屋面明敷避雷網格,避雷網格不大于10m×10m或8m×12m。為避免日后維修,建議采用不銹鋼材質。接閃器材料采用統一規格,避雷短針為Φ12mm,避雷帶、避雷網格為Φ10mm,支撐架表面積不小于45mm2,帶高應不小于150mm。突出屋面金屬物(包括金屬欄桿)應與屋面防雷裝置可靠連接,連接點不應少于兩處,連接帶采用鍍鋅扁鋼40mm×4mm。
5、佛山扁鋼:嚴禁在終端及其附屬設施上敷設或懸掛電話線
接閃器及其附屬設施上嚴禁敷設或懸掛電話線、網絡線、廣播線、電視天線和低壓架空線路。引下線利用建筑物鋼筋混凝土柱或剪力墻中對角兩條直徑不小于Φ12mm的主筋或鋼結構柱作為引下線,并沿建筑物四周對稱設置,將作為接閃器的避雷帶按不小于18m的間距焊接在引下線上,在室內外適當位置設若干與柱內鋼筋相連的連接板,供測量、外接人工接地體和作等電位連接時使用,設置高度不小于300mm,焊接點采取防腐措施。為減低雷電電磁脈沖對監測站內部電子信息設備和電氣線路的影響,宜充分利用建筑物結構鋼筋構成法拉第籠以達到良好屏蔽效果。由建筑物各層外圈梁內兩條結構主筋通長焊接構成的均壓環就近與外圍引下線等電位連接而構成法拉第籠,法拉第籠屏蔽網格不宜大于5m×5m。因監測站建筑物已經建成,可以不考慮建筑物屏蔽。新建建筑物接地裝置優先采用閉合環形網格狀地網,充分利用建筑物樁、承臺、基礎內的結構鋼筋構成自然接地裝置。每樁利用外圍結構主筋中對角兩根主筋作為垂直接地體,沿樁身每隔2m利用箍筋將樁基外圍主筋焊接連通構成鋼筋籠。利用基礎結構梁兩條主筋焊接構成不大于10m×10m或12m×8m的接地網格。
6、佛山扁鋼:應將結構梁中的兩根主要鋼筋焊接成網絡接地裝置
天然地基基礎宜利用結構梁內兩條主鋼筋焊接構成網狀接地裝置,要求接地裝置網格小于10m×10m或12m×8m為宜,接地電阻不大于10Ω。
7、佛山扁鋼:外圍結構的主加固中的兩個斜向主桿用作垂直接地體
獨立柱基礎在柱基礎利用外圍結構主筋中對角2根主筋作為垂直接地體,無地梁處敷設40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼焊接連通構成不大于10m×10m或12m×8m的接地網格。要求共用接地裝置的工頻接地電阻值不大于1Ω。
8、佛山扁鋼:應設計輔助接地裝置
由于監測站站房已經建成,經檢測接地電阻不符合國家標準,應設計輔助接地裝置。接地裝置(地網)由水平地極和垂直地極組成,水平地極采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼,垂直地極采用鍍鋅鋼管、非金屬接地模塊和紫銅電解離子接地極,同時合并使用降阻劑,接地裝置的接地電阻不大于10Ω。結合防雷區的劃分情況,綜合運用屏蔽與隔離、等電位連接和接地、合理布線、安裝SPD等防雷措施,對各類電子信息系統進行綜合雷電防護。室內電磁屏蔽室的主要功能是隔離外界電磁干擾,保證室內電子、電氣設備正常工作,對于水質監測站,可暫不設屏蔽室。
9、佛山扁鋼:可敷設兩根與電纜平行
但交流低壓配電系統,需要采取相應的屏蔽措施,可在入戶電纜上方約300mm處敷設兩條與電纜平行且截面積不小于50mm的鍍鋅鋼線,將電纜線路每隔一定距離做接地。監測站站房采取總等電位連接和局部等電位連接措施,在LPZ0A或LPZ0B與LPZ1交界處設置總等電位接地端子板,總等電位接地端子板應與共用接地裝置連接,并通過接地干線引至局部等電位接地端子板,等電位連接網絡與接地裝置可靠連接。所有進、出建筑物的導電物均應在LPZ0A區或LPZ0B區與LPZ1區的交界處做等電位連接,并接地。進、出建筑物的架空金屬管道,距離建筑物100m以內部分,應每隔約25m接地一次,其沖擊接地電阻值應不大于10Ω。在敷設監測站的供電電纜、通信信號電纜、控制電纜時應避開防雷引下線等LEMP強的區域,無法避開時,應采取屏蔽措施。各種電纜屏蔽層兩端接地,長度小于15m的屏蔽電纜可只在室內接地;采用非屏蔽電纜時,宜穿金屬管埋地敷設。第一級安裝在配電系統總出線處(配電盤);第二級安裝在各系統供配電柜內;第三級安裝在微電子設備前端。各級SPD通流量分別為:第一級不小于60kA,第二級不小于40kA(限壓型),第三級不小于20kA(限壓型)。SPD連接導線應平直,其長度不大于0.5m,受條件限制時,可采用凱文接線法,接地線長度應不大于1m。當電壓開關型浪涌保護器至限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于10m,限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于5m時,在兩級浪涌保護器之間應加裝退耦裝置。當浪涌保護器具有能量自動配合功能時,浪涌保護器間的線路長度不受限制。監測站機房內活動地板表面導靜電性能良好,嚴禁裸露金屬部分,工作臺面及座椅墊套應使用導靜電材料,體積電阻率應為3.0×107～3.0×1010Ω?cm。工作間不用活動地板時,可輔設導靜電地面,導靜電地面采用導電膠與地面粘牢。導靜電地面的體積電阻率應為3.0×107～3.0×1010Ω?cm,機房內的導體必須與大地作可靠連接,不得有對地絕緣的孤立導體。為預防和減少水質自動監測站房和自動監測設備不受雷擊損害,保證監測設備安全可靠穩定運行,必須對其進行外部和內部等綜合雷電防護,確保人身安全和國家財產免受損失。
10、佛山扁鋼:應進行雷電風險評估
在水質自動監測站綜合防雷保護工程設計前,應進行雷擊風險評估。雷擊風險評估是雷電災害評估、統計、鑒定、雷電防護工程設計審核、施工監督、竣工驗收、檢測等工作的科學依據,是防雷工程廣泛和深入發展的需要,也是科學防雷、技術防雷、安全防雷、經濟防雷的一項重要基礎性工作。投入運行的防雷裝置應日常維護與周期性檢測相結合,雷雨季節檢測外部防雷裝置的電氣連接性,檢測室內防雷設施和設備金屬外殼、機架的等電位連接,對防雷裝置的設計、施工、隱蔽工程圖紙資料、年檢測試記錄等及時歸檔,妥善保管。
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