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高速公路bwin下载app工程方案

1. 高速公路bwin下载app工程概况

1.1. 工程地理位置、建筑、设备概况

从我国第一条高速公路投运至今,高速公路机电系统都不同程度地遭受雷电侵害。轻者部分设备被雷电击坏,系统丧失部分功能;重者全系统瘫痪,经济损失惨重;更有甚者,因系统频繁遭受雷电侵扰,系统不能正常运行,全部系统功能尽失,给交通安全带来极大隐患。

高速公路机电系统的特点是点多、面广、线长,既有强电设备,又有大量的监控、通信、传感等弱电设备,外场设备遍布全路段,旷野区域往往有突出的设备点,电力线路往往要翻山越岭,传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面,这些都是易遭雷击或雷电感应的薄弱点。同时,在高速公路机电设计和施工中强电和弱电系统的bwin下载app问题一直不被重视,接地的要求也不统一,弱电系统的接地处理更为简单。由于上述原因,高速公路机电系统的bwin下载app薄弱环节相对来说较多,因此易遭雷害,特别是感应雷害和反击雷害。

1.2. bwin下载app理念

1.2.1. 雷电的危害

雷电是一种常见的自然现象,在世界上每天形成约44000个雷暴中心,发生800万次雷闪放电,平均每秒放电100次左右,可见雷电活动是相当频繁的。

雷击会严重损害建筑物、电气设备和电子设备。雷击产生的数十乃至一、二百千安的雷电冲击电流,具有巨大的电磁效应、热效应和机械效应。雷电冲击电流流过被击物体形成幅值很高的冲击电压波,使电气设备绝缘破坏;冲击电流的电动力作用,使被击物体炸裂;冲击电流使导线等金属物体温度突然升高,以致熔断毁坏。其中以第一种情况的破坏性最大,也是我们主要关注的问题。

高速公路机电系统雷害情况表

 

系统名称

雷害情况

供电系统

高压、低压线路雷击;配电设备损坏;瓷瓶炸裂;造成隧道停电等

中央监控系统

线路板雷电击坏;部分接口和PLC被击坏;多个子系统失控

环境监测系统

部分电源损坏;信号反馈部分失效;闭环自控呈现开路状态

闭路电视系统

电源控制器被击坏;一些区段无图像;监视器线路板损坏

交通监控系统

中央监控系统对其丧失部分控制能力;系统经常报警

照明系统

测光仪器被雷击坏;自动控制失效,只能手动控制

火灾报警系统

瘫痪

通风系统

自动控制失效;只能手动控制

紧急电话系统

部分电话击坏,不能通话

无线广播系统

部分中间继器损坏,信号传输受阻

有线广播系统

部分回路无输出

1.2.2. 雷电的侵害方式

主要分为直击雷危害、线路雷危害(线路中雷电波的侵入)、雷电感应危害以及日常操作中的电力系统操作过电压危害,如下图所示:

 

1.2.2.1. 直击雷:

雷电直接击在建筑物上,产生数百千安的雷电冲击电流,巨大的电磁效应、热效应和机械效应造成建筑物、电气设备、电子设备损坏和人员伤亡。

电位不平衡、高电位对低电位的反击造成设备损坏和人员伤亡。

1.2.2.2. 线路雷(线路中雷电波的侵入):

电力线路、通信线路落雷或出现感应过电压,雷电过电压沿着线路侵入电气设备,同时该雷电过电压波行进过程中对附近与它平行的通信线路产生干扰。

1.2.2.3. 雷电感应:

雷击建筑物或邻近的建筑物(或某一个地方)时,通过空间的电磁感应等雷电波沿各种金属线或金属导电物进入建筑物内,造成电气设备、电子设备损坏和人员伤亡。

屏蔽措施、防静电措施不当,造成建筑物内(通讯机房、计算机机房等)电磁环境的恶化。

1.2.2.4. 电力系统操作过电压:

电源开关的正常操作、接地和断线操作时,使系统的运行状态突然发生变化,导致系统内部电感元件和电容元件之间电磁能量相互转换产生的过电压。虽然操作过电压与雷电没有直接关系,但是此操作过电压经常进行合闸与分闸,会产生较高的过电压,同样会使计算机和网络传输设备损坏。

电力系统内部过电压(操作过电压)使电气设备的绝缘损坏,造成设备漏电对人身安全构成威胁。

由于雷击作为一种强大自然力的爆发,人类是无法制止的。人们力所能及的主要是设法去预防和限制它的破坏性。这就要求装设bwin下载app保护装置,采用bwin下载app保护措施。

1.3. bwin下载app需求分析

1.3.1. 直击雷防护系统对高速公路中的收费雨棚、管理中心、办公楼、高杆灯、高杆摄像机、可变限速标志板、可变情报板等高耸建筑或物体应进行直击雷防护。

1.3.2. 电源bwin下载app系统

根据供配电线路导体长距离传输的特点、bwin下载app器件的特性、来自线路雷电流的强度,以及配电系统中各部分的耐电水平,必须采用多级、分级bwin下载app保护。按照规范其它相应部位应安装专用电涌保护器(SPD)做雷电防护措施。

1.3.3. 过程控制、通信、网络bwin下载app系统

使用同轴电缆作为天馈传输系统的电子设备、计算机网络数据信号线、视频信号线路均应选择其适配的浪涌保护器SPD,以防来自天馈线路引入的感应过电压波。

2. 设计理念

2.1. 设计原则

现代bwin下载app是一个系统工程,包括外部bwin下载app和内部bwin下载app,强调全方位防护、综合治理、层层设防的原则。对于北京电视中心的综合性建筑物,采用任何一种简单的技术方法都不能作到可靠的保护,则需要采用多种技术和措施进行综合防护。

 

2.2. 设计依据

2.2.1. 国家强制标准:《建筑物bwin下载app设计规范》GB5005794(2000年版)

2.2.2. 国家强制标准:《建筑物电子信息系统bwin下载app技术规范》GB503432004

2.2.3. 国家强制标准:《建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装-隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器》GB16895(等同采用于IEC 60364-5-532001 A1:2002)

2.2.4. 《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》GA2672000

2.2.5. 《交流电气装置的接地》DL/T6211997

2.2.6. 《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求》YD/T1235.12002

2.2.7. 《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098-2001

2.2.8. 《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

2.2.9. 《计算站场地安全要求》GB2887-89

3. bwin下载app保护方案

3.1. 建筑物bwin下载app区域的划分确定

将需要保护和控制雷击电磁环境的建筑物空间,从外部对内部划分为多个不同的雷电防护区域(LPZ),以规定各部分LPZ空间内的雷电电磁脉冲(LEMP)的强度变化的严重程度,以便采取不同的防护措施。如图2.1所示,对于通信中心(站)一个欲保护的区域,从电磁兼容的角度出发,可由外到内分为几级保护区,通信中心(站)建筑物外部是直接雷击的区域,在这个区域内的设备最容易遭受损害,危险性最高,是暴露区域,称为0区。而0区内的各类物体都可能遭到直接雷击,且电磁场没有衰减,属于完全暴露的不设防的直击雷防护区域称为LPZ0A区;各类建筑物(如天线)很少遭到直接雷击但本区电磁场没有衰减,属于充分暴露的直击雷防护区域称为LPZ0B区。建筑物内部及通信设备不可能遭到直接雷击,流经各类设备导体的电流比LPZ0B区进一步减少,由于建筑物的屏蔽措施,其建筑物内部设备的金属外壳,所处的位置为非暴露区,可将其称为LPZ1区、LPZ2区,越往内部,危险程度越低,雷电过电压主要是沿线引入。保护区的界面通过外部的bwin下载app系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成的,电气通道以及金属管道等则通过这些界面。

 

3.1.1. 直击雷非防护区(LPZOA) 电磁场没有衰减,各类物体都可能遭到直接雷击,属完全暴露的不设防区。

3.1.2. 直击雷防护区(LPZOB

电磁场没有衰减,各类物体很少遭受直接雷击,属充分暴露的直击雷防护区。

3.1.3. 第一防护区(LPZ1

由于建筑物的屏蔽措施,流经各类导体的雷电流比直击雷防护区(LPZOB)区进一步减小,电磁场得到了初步的衰减,各类物体不可能遭受直接雷击。

3.1.4. 第二防护区(LPZ2

进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。

3.1.5. 后续防护区(LPZn

需要进一步减小雷电电磁脉冲,以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。

3.2.雷电感应过电压及操作过电压与一般电力系统电压波动特性曲线的区别。

3.3. 电源系统的雷电防护设计

3.3.1. 电源系统的雷电防护设计、设备选择、布置

 

 

 

2. TN-S供电系统雷电过电压的保护方式

交流供电系统应采用TN-S制,即三相五线制(单相三线制)供电方式。在这种供电方式的整个系统中,具有单独的中线N和保护接地线PE;在系统中,中线N与保护接地线PE分开。根据供配电线路导体长距离传输的特点、bwin下载app器件的特性、来自线路雷电流的强度,以及配电系统中各部分的耐电水平,必须采用多级、分级bwin下载app保护。

对用户供电系统预防LEMP,一般采用用户总电源、用户分电源、设备工作机房电源等多级保护方法治理,分级配置进户进室单机直流电源过电压保护器予以保护。如图2所示,入户电力变压器低压侧应安装三相过电压保护器JLSP-400/200/3P,其雷电通流容量不应低于80KA作为第一级保护;分配电柜线路输出端配置一台过电压保护器JLSP-400/80/3P,其雷电通流容量应不小于40kA,作为第二级保护;在设备交流电源进线端配置一台单相过电压保护器JLSP-230/20/2P,其雷电通流容量应不小于10kA,作为第三级保护。

对于通信设备、计算机设备和监控设备等使用的整流电源,根据其工作电压的保护需要,分别选用与工作电压适配的直流电源过电压保护器SPD,作为末级保护。

供电设备的正常不带电金属部分应作保护接地,严禁作接零保护,其接地线截面积不应小于35mm2,材料为多股铜线;供电系统各个SPD的接地端,应分别连接到强电地的接地汇集线上,从汇集线单独用导线接至室外地网上,接地电阻应不大于4欧姆。

对于使用直流电源的设备,其直流工作地的接地线,应从室内接地汇集线上就近引接,其截面积应满足最大负荷要求,一般为3595mm2,材料为多股铜线。

3.3.2. JLSP-200-BC型配电系统箱式电源浪涌保护器的性能特点

由于采用模块化全封闭设计、声光告警装置和遥信接点,动作时无工频续流、无电弧和明火现象,出现故障可通过声、光和遥信进行告警,主要应用于无人值守的配电室。

性能特点:

                                                     

􀁺 快速响应,响应时间<5ns

􀁺 最大通流容量Imax200kA8/20μs

􀁺 限制电压极低

􀁺 具有故障报警指示、雷击计数功能                   

􀁺 具有远端监控的遥讯触点

􀁺 采用金属外壳,密封性好,外形美观

􀁺 具有防水、防尘、防腐蚀、防燃等功能

􀁺 合理的参数选配,使用寿命长

􀁺 良好密封性,特别适用于户外

3.3.3. JLSP-400/200/4P系列配电系统模块式电源浪涌保护器的性能特点:

      

􀁺 通流容量大,最大为200kA

􀁺 电压保护水平低,小于被保护设备耐压水平

􀁺 响应时间短,≤5ns

􀁺     热稳定性能优                 

􀁺 劣化/失效指示

􀁺 热脱扣/熔断功能

􀁺 配备失效告警遥讯接点

􀁺 配备声、光报警(可选)

􀁺 模块化结构,可带电更换模块

􀁺 标准35mm导轨,标准尺寸规范,安装简便

􀁺 外壳防护等级IP20

3.4. 通信、信息系统雷电防护的设计、设备选择、布置

3.4.1. 通信、信息系统bwin下载app保护器的设计

《建筑物电子信息系统bwin下载app技术规范》GB503432004的第5.4.5条:计算机网络系统的bwin下载app与接地应符合以下规定。

A级防护系统宜采用2级或3级信号浪涌保护器;B级防护系统宜采用2级信号浪涌保护器;CD级防护系统宜采用1级或2级信号浪涌保护器。

各级浪涌保护器宜分别安装在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)、及第一防护区(LPZ1)与第二防护区(LPZ2)的交界处。

3.4.2. 通信天馈线路、信息、信号系统bwin下载app保护器的设备选择、布置

凡是带有室外架空天线的电子设备,都属于天馈线路需要采取bwin下载app保护的设

备系统。例如雷达、微波通信、卫星数据通信、CCTV闭路监视系统等电子设备。被保护设备的外露架空天线均应置于防直击雷装置的接闪器的保护范围内,即LPZ0区,以防直接雷击。

使用同轴电缆作为天馈传输系统的电子设备均应选择其适配的过电压保护器SPD,以防来自天馈线路引入的感应过电压波。SPD的接地端应就近与引接到室外馈线入口处的接地线上,同轴电缆的金属外护层,应在其上部、下部及经走线架进机房入口处就近接地,在机房入口处的接地线应就近与地网引出的接地线妥善连通。

无论是广域网或局域网的计算机网络数据信号线路应根据被保护设备的工作电压、接口连接形式特性阻抗、信号传输速率或工作频率及传输介质等参数选用插入损耗低、阀值电压不超过线路峰值工作电压2.0倍的过电压保护器SPD。其接地端应分别采用截面积为1mm2的多股绝缘导线单点连接至PE汇集线上,从汇集线再用4mm2的绝缘导线连接至机房保护接地的地网上;计算机房采用的交流工作地、直流工作地、安全保护地、过电压保护器SPDbwin下载app地等四种接地宜共用一组接地装置,其合成接地电阻应小于2欧姆。当多个计算机系统共用一组接地装置时,宜将各计算机系统分别采用接地与接地装置连接。

CCTV闭路监视系统视频/控制信号线路应分别根据视频信号线路、解码器控制信号线路及摄像头供电线路的性能参数来选择过电压保护器SPD

视频信号线路bwin下载app过电压保护器SPD宜根据摄像头连接形式、线路特性阻抗、工作电压等参数选择插入损耗小、回波损耗大的SPD。解码器控制信号线路bwin下载app过电压保护器SPD宜根据解码器连接形式、线路特性阻抗、工作电压等参数选择插入损耗小、回波损耗大的SPD

集中供电的信号线路bwin下载app过电压保护器SPD宜根据摄像头工作电压选择阀值电压低、启动时间短、雷电通流容量大、且适配的SPD。在摄像头视频信号输出端和计算机控制室视频切换输入输出端应分别安装视频信号线路bwin下载app过电压保护器SPD。在摄像头一侧解码控制信号输入端和计算机控制室控制信号分线盒输出端应分别安装控制信号bwin下载app过电压保护器SPD

在摄像头一侧供电线路输入端安装一个单相电源浪涌保护器SPD

以上每个过电压保护器SPD的接地端均应可靠接地。摄像头一侧的过电压保

护器SPD的接地端可连接到云台金属外壳的保护接地线上,再从云台金属外壳保护接地端连接至摄像头支撑杆地网上,接地电阻宜不大于4欧姆;计算机控制室一侧的工作机房应设专用地网,其接地电阻宜不大于2欧姆。各个SPD的接地端应分别连接到机房接地汇集线上,再从接地汇集线引接至专用地网上。工作机房 所有设备的金属外壳、金属机架和构件,均应与机房接地汇集线相连接。

在高速公路系统内集中了计算机网络、程控交换机、无线通信、有线通信、电源、监控等各类子系统,雷电可从各个子系统之间的内部缆线引入,因此应对各个子系统进行有效的过电压保护。

在摄像机的馈线两端安装CSP-BNC型馈线保护器。在外场设备的信号线两端根据接口形式安装DLP-IV-RJ11DLP-III-RJ45型信号保护器。

3.4.3. 信息系统bwin下载app保护器的设备性能

DLP-Ⅲ型系列保护器采用全部有四对平衡线的保护,用于保护连接于19″机柜的集线器、交换机和其它19″系统的网络元件,一般安装于配线架和设备之间,占两个垂直单位(2U)。

 

JLSP-S-RJ45(81216)

3.4.4.JLSP-S-05/RJ45bwin下载app保护器

 

概述:                                        

JLSP-S-05/RJ45bwin下载app保护器用于各种数据线接口的雷电或过电压防护,接口采用RJ45246线)接口,适用于各种电信专线通信设备及数据传输领域。其内部采用三级保护方式, 集高能泄放、限流和箝位功能于一体,是各种电气设备的理想保护装置。

安装:

本装置可安装在被保护设备的接口处或数据线由室外进户内处(见下图),安装螺丝接地线截面积不小于4mm2,并与被保护设备的接地端相连接。

外形尺寸图:(单位mm

 

技术参数:

 

型 号

工作电压

限制电压

插损

接口形式

JLSP-S-05/J4

5V

20V

0.2dB

RJ45

JLSP-S-05/J8

5V

20V

0.2dB

RJ45

JLSP-S-12/D09

12V

15V

0.2dB

DB9

JLSP-S-05/D15

5V

8V

0.2dB

DB15

JLSP-S-12/D25

12V

15V

0.2dB

DB25

标称放电电流:5KA

环境温度:-20℃~70(户内)

相对湿度≤95%

 
 
 
 
 
 
 

4.2. 供电系统的电涌保护器

4.2.1. 必须由专业人员进行安装、运行和维护。

4.2.2. 在低压电网无过流保护装置时,在本装置的前端应串接500A以下的保险丝。

4.2.3. 与本装置相连接的导线截面积应大于16mm2,并且导线的长度应尽量短。

4.2.4. 采用凯文接线方式时,与本装置相连接的导线截面积与串接保险丝应与被保护设备相匹配。

4.2.5. 与本装置相连接的导线在插入本装置的接线端子后要将固定螺钉彻底拧紧(固定扭距应大于4N),以防止因接触电阻太大而影响本装置的保护性能。

4.2.6. 应定期检查地网的接地电阻与接线端子的固定螺钉,以保证本装置长期稳定地发挥其优良的保护性能。

4.2.7. 每年雷雨季节之前,检查本装置的是否正常运行。

4.2.8. 每年雷雨季节之前,检查本装置接地线的连接是否牢固。

4.3. 信号系统的bwin下载app保护器

4.3.1. 本装置可安装在被保护设备的接口处或双绞线由室外进户内处。

4.3.2. 接地线截面积不小于4mm2

4.3.3. 本装置与被保护设备的接地端相连接。

4.3.4. 每年雷雨季节之前,检查本装置的工作运行状况。

4.3.5. 每年雷雨季节之前,检查本装置接地线的连接是否牢固。



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