雷電災害作為全球性自然災害,其瞬間釋放的巨大能量對建筑、設備乃至人員安全構成嚴重威脅。不同行業因其結構、設備敏感度及運行環境的差異,對防雷接地工程與檢測的要求也呈現顯著區別,科學、系統的防雷設計與檢測已成為現代工程不可或缺的一環。
一、行業差異化:防雷接地工程與檢測的關鍵考量
通信與信息技術行業:
核心風險: 微電子設備高度敏感,極易因雷擊電磁脈沖(LEMP)或地電位反擊損壞,導致數據丟失、服務中斷。
工程要點: 構建完善的綜合防雷系統(LPS + LEMP防護)。重點在于精細的等電位連接網絡(建筑物鋼筋、設備機架、線纜屏蔽層、SPD接地端等必須可靠連接),多級協調配合的浪涌保護器(SPD) 部署(從總配電到設備前端逐級防護),以及低阻抗、低噪聲的獨立接地系統(常采用共用接地網但需確保接地電阻極小且電位均衡)。
檢測重點: 嚴苛測試所有SPD的性能參數(啟動電壓、通流容量、泄漏電流、劣化指示)、等電位連接電阻(要求毫歐級)、接地電阻(常要求≤1Ω或更低)、線纜屏蔽與接地狀況。需在設備加電和斷電狀態下分別檢測。
電力系統(發電廠、變電站、輸配電):
核心風險: 直擊雷導致設備物理損壞、絕緣閃絡引發短路或火災;雷電侵入波破壞二次設備、控制系統;地網電位異常升高危及人身和設備安全。
工程要點: 強化直擊雷防護(避雷針/線覆蓋關鍵設備),超低接地電阻(大型地網,常要求≤0.5Ω)和優異的地網均壓性能(減小跨步電壓和接觸電壓)。高壓進線處安裝線路型避雷器,控制室電源與信號回路安裝高能量耐受的SPD。
檢測重點: 精確測量大型復雜地網的接地電阻及分布(需用大電流測試法)、接觸電壓與跨步電壓、避雷器(MOA)的直流參考電壓和泄漏電流、連接點的導通性、SPD狀態。需結合停電檢修窗口進行。
民用建筑(住宅、商業樓宇、醫院、學校):
核心風險: 人身安全(直接雷擊、跨步電壓),火災,電梯、消防、安防、醫療等重要設備損壞,家用電器損毀。
工程要點: 按建筑物類別(I-IV)設計外部防雷裝置(避雷帶/網、引下線、接地裝置)。總配電箱必須安裝I級分類試驗(10/350μs波形)SPD,樓層配電箱及重要設備(如電梯機房、弱電機房、醫療設備)前端安裝II級或III級SPD(8/20μs波形)。衛生間等局部場所需做局部等電位聯結(LEB)。
檢測重點: 外部防雷裝置(接閃器、引下線)的完整性、電氣連續性;接地電阻(符合設計要求,通常≤4Ω或10Ω);SPD安裝位置、參數、狀態(劣化指示);LEB有效性;電源與信號線路的屏蔽接地狀況。關注人員密集場所的電位均衡。
新能源(風電場、光伏電站):
核心風險: 風機葉片遭直擊雷損壞,塔筒雷電流傳導不暢導致內部設備損壞或火災;光伏組件被擊壞,直流側雷擊過電壓損壞逆變器;偏遠地區接地困難。
工程要點: 風機配備專用葉尖接閃器和引下線系統,塔基構建良好接地。光伏方陣區設置接閃帶/網或優化組件邊框接地。直流側和交流側均需安裝專用SPD(需考慮直流滅弧特性)。高土壤電阻率地區廣泛應用電解地極、化學降阻劑或深井接地。
檢測重點: 風機葉片接閃器及引下線狀況,塔筒接地電阻(≤10Ω常見),光伏組件邊框接地連續性及陣列接地電阻,直流與交流SPD性能,遠程監控系統防雷措施有效性。地形復雜,檢測挑戰大。
防雷工程,防雷檢測,防雷廠家
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二、 科學執行防雷檢測:嚴謹流程與核心工具
科學有效的防雷檢測是保障防雷系統持續可靠運行的基石,需遵循標準化流程:
前期準備:
資料審查: 研究建筑圖紙、防雷設計說明、竣工資料、歷史檢測報告,了解系統構成與歷史狀況。
標準依據: 明確檢測依據的標準(如GB/T 21431, IEC 62305, NFPA 780, 行業專用標準)。
方案制定: 確定檢測范圍、項目、方法、儀器、人員分工、安全預案。
儀器校準: 確保所有檢測儀器(接地電阻測試儀、等電位測試儀、SPD測試儀、游標卡尺、卷尺等)在有效校準期內。
現場檢測:
外部防雷裝置檢查:
接閃器(避雷針/帶/網/線): 目視檢查材料規格、銹蝕、斷裂、變形、安裝高度、保護范圍(必要時軟件校核)、固定牢固度。
引下線: 檢查數量、間距、敷設路徑、材料規格、連接(焊接/螺栓)質量、電氣連續性測試(毫歐表)、斷接卡狀況。
接地裝置: 接地電阻測試(核心項目)。根據土壤條件和地網結構選擇合適方法(如三極法/夾角法/四極法/大電流法)。檢查接地體材料、規格、埋深、連接點防腐、外露標識。在高土壤電阻率區,檢查電解地極運行狀態(如氣體排放口)。
內部防雷裝置檢查:
等電位連接: 測試重要金屬構件(電梯軌道、管道、機柜、設備外殼)、SPD接地端、電纜屏蔽層等與接地匯流排或主筋之間的連接電阻(目標值通常≤0.2Ω)。
地凱科技浪涌保護器(SPD):
檢查安裝位置、級間配合、接線規范(線徑、長度)、連接牢固度、劣化指示器狀態。
關鍵測試: 使用專用SPD測試儀測量限制電壓(殘壓)、啟動電壓(Uc)、泄漏電流(尤其MOA型),必要時進行絕緣電阻測試。I級SPD需關注大通流容量下的殘壓表現(通常在實驗室進行型式試驗,現場主要檢查狀態和基本參數)。
電磁屏蔽: 檢查機房屏蔽措施、線纜屏蔽層接地狀況(兩端或單端)、線纜敷設路徑(避免環路)。
雷電防護系統(LPS)電磁兼容性(EMC)檢查: 評估接地系統布局(星型/網狀)、線纜分離(電源/信號/接地線間距)、SPD安裝位置對系統EMC的影響。
土壤電阻率測試: 使用溫納四極法測量,為評估接地系統性能和設計優化提供依據。
數據分析與報告編制:
數據整理: 匯總所有檢測數據、照片、記錄。
結果比對: 將實測數據與設計值、相關標準規范要求進行嚴格比對。
問題診斷: 分析不合格項的原因和潛在風險。
報告出具: 編制詳細、規范的檢測報告,清晰列出檢測依據、項目、方法、儀器、結果、結論(合格/不合格)、整改建議及依據條款。附關鍵部位照片和測試數據。
防雷工程,防雷檢測,防雷廠家
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三、地凱科技防雷檢測和防雷工程:關鍵防雷產品及其應用
科學防雷依賴于一系列核心產品的正確選用與部署:
接閃裝置:
避雷針(傳統/提前放電式ESE): 主動或被動吸引直擊雷,保護下方區域。應用:建筑物屋頂、煙囪、風機葉片尖、露天設備區、獨立鐵塔。選擇需基于滾球法計算保護范圍。
避雷帶/網: 沿建筑物易受雷擊部位(屋脊、屋檐、女兒墻)敷設的金屬導體網格。應用:各類建筑屋頂平面、大型設備平臺。是應用最廣泛的接閃形式。
避雷線: 架設于被保護物上方的架空導線。應用:高壓輸電線路、變電站進出線、長距離易燃管道防護。
引下裝置:
引下線: 采用鍍鋅圓鋼、扁鋼或銅絞線,將雷電流從接閃器安全導入接地裝置。要求路徑短直、連接可靠、數量足夠、間距合理(防“閃絡”)。現代建筑常利用柱內主鋼筋作自然引下線。
接地裝置:
接地體(極/網):
垂直接地體: 角鋼、鋼管、銅包鋼棒、離子接地棒(電解地極)等,垂直打入地下。是構成接地網的基礎單元。
水平接地體: 鍍鋅扁鋼、銅絞線、銅帶等,水平敷設連接垂直接地體或構成接地網。有效降低接地電阻和均衡電位。
電解地極(離子接地極): 內含特殊電解鹽的金屬管/棒。通過緩慢釋放電解液,長效改善周圍土壤導電性,顯著降低接地電阻(尤其適用于沙石、巖地等高阻區)。需定期檢查填充物和排氣。
降阻劑: 導電性能良好的化學材料,包裹在接地體周圍或填充于溝槽中,增大接地體等效截面積,改善土壤接觸電阻。需關注其長效性和環保性。
接地模塊: 非金屬導電材料(如石墨基)制成的塊狀物,與土壤接觸面積大,穩定性較好,耐腐蝕。
地凱科技電涌保護器(SPD - Surge Protective Device):
核心作用: 限制瞬態過電壓(雷電、操作過電壓),泄放浪涌電流,保護后端設備。
關鍵分類:
按測試波形/位置(IEC/GB):
I級試驗(Class I/Type 1): 承受部分直擊雷電流(10/350μs波形),安裝在建筑物進線總配電柜(LPZ 0->1邊界)。常用開關型(火花間隙)或限壓型(MOV)。
II級試驗(Class II/Type 2): 承受感應雷電流(8/20μs波形),安裝在分配電柜、設備前端(LPZ 1->2及后續邊界)。主流為限壓型(MOV)。
III級試驗(Class III/Type 3): 作為精細保護,安裝在設備非常近端(插座式、模塊式),配合前級使用(8/20μs或復合波)。常用MOV或TVS。
等電位連接器件:
等電位連接帶/排: 建筑物內設置的公共接地基準點(如總等電位端子箱MEB、局部等電位端子箱LEB),所有應連接的金屬物就近接入。
連接導體與線夾: 用于實現設備外殼、管道、橋架、SPD接地端等與等電位帶/接地匯流排之間的可靠電氣連接(要求低阻抗、耐腐蝕、機械牢固)。常用銅編織帶、BV導線、專用接地線夾/卡子。
地凱科技防雷工程是一項涉及建筑、電氣、電子、材料、地質等多學科的系統工程。不同行業的差異化需求要求我們必須“因地制宜、因業施策”,從精確的直擊雷防護設計到縝密的LEMP防護策略,再到科學嚴謹的接地系統構建。
審核編輯 黃宇
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