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摘 要:文章对解放军总医院海南分院的避雷接地系统设计进行了详细的介绍,通过对接地结构、接地材料选择、电气连接等多个方面的综合分析,强调了做好避雷设计,对确保院区避免雷击产生的危害,保证院内医技设备及弱电系统的正常运行的重要性。
关键词:医院 避雷接地系统 电气连接
解放军总医院海南分院坐落在风景如画的海南省三亚市海棠湾,医院中安装了多台大型医技设备,并设置了复杂的弱电系统,为避免雷击产生的危害,同时保证医技设备及弱电系统的正常运行,需要建筑物的接地系统具有较高的性能。
一、影响接地系统性能的关键因素
在设计之初,我们确立了整个接地系统为综合接地系统的方案,即防雷接地与医技设备接地、弱电系统接地采用同一套接地系统。然后分析了影响接地系统性能的关键因素,具体如下:
(一)接地结构
接地结构的设计要在充分调查实际应用环境、分析使用要求的前提下,科学分析论证和计算,用最少的工程量达到最理想的结果。接地装置有多种埋设的方法,合理的设计将有效达到接地的目的,同时可节约资金。反之,同一环境下,不合理的接地设计不仅会浪费资金,更会导致接地装置达不到使用要求,甚至无法弥补或修正。
(二)使用寿命
接地装置埋设于土壤中,大多情况下不便经常开挖检查及维护,从接地装置的有效性及资金投入等多方面考虑,均要求接地装置应具有至少与建筑或系统同等的使用寿命。
(三)导电性能
接地材料导电率要尽可能高,以利于电流的快速通过。
(四)电气连接
接地装置与设备之间,以及接地装置各部分电气连接的可靠性,决定了接地系统是否安全有效,关键部分的连接点中断会导致部分或整个接地系统的失效。
(五)热稳定性
当系统最大短路接地电流通过接地导体,应保证电流产生的热能不会使导体发生机械强度下降或熔断现象。
二、具体措施
通过上述分析,我们在设计时有针对性地对各个因素采取措施,保证接地系统的性能。
首先,确定接地结构。在设计工作开始前的现场踏勘中,我们了解到整座园区坐落于一片临海的沙地中,土壤中的含水量非常高,而且土壤中的水分是盐分高、有较强腐蚀性的咸水。通过与结构专业工程师沟通,我们知道未来的建筑物采用了箱式基础的基础形式。因此最后确定了接地结构:要求建筑物各层圈梁内主筋需与柱头内主筋可靠连接,玻璃幕墙金属龙骨及外墙上的金属窗框、金属栏杆就近与梁、柱内的主筋可靠连接,使得整座建筑物梁、柱内的钢筋形成一个巨大的法拉第笼;设计采用φ14镀铜钢绞线在建筑基础防水层下的素混凝土垫层内敷设一张外沿的网状水平接地体,由于基础结构为箱式基础,建筑地下室外墙有防水层,作为引下线的柱内主筋在+0.00层下-800mm处层下引出,沿墙体外侧引至垫层内,与接地体可靠焊接。
事实上,在上述接地结构中最容易被忽视的是人工接地体的敷设。一个防水层的箱式基础相当于一个巨大的塑料盆,建筑物坐在这个盆中是无法实现接地的。只有设立了人工接地体,并且保证人工接地体与建筑物内接地体的可靠连接,才能实现建筑物真正意义上的接地。
在确定了接地结构后,再考虑其他影响接地性能的因素。对于利用建筑物金属体所做的接地装置,由于其埋在梁、柱的混凝土内,并且采用焊接相连,不必担心其使用寿命、导电性能、电气连接及热稳定性,真正需要注意的是接地系统中裸露在空气中(避雷带)和埋在土壤中(人工接地体及其连接线)的部分。在内陆,对于避雷带和人工接地体及其连接线,设计中通常选用镀锌钢,完全可以满足使用寿命等各方面的要求。但是,解放军总医院海南分院所处的滨海环境与内陆完全不同:空气湿度大,地下水位高,而且无论空气还是土壤中的水分都是盐分高、有较强腐蚀性的咸水。在这样的环境中使用镀锌钢将带来巨大的隐患。
因此,在接地材料的选择上,我们首先选择了纯铜。但是铜的价格令人难以承受,而且考虑到雷击产生的高频电流具有集肤效应,镀铜钢的接地材料在造价大幅降低的情况下依然可以达到或非常接近纯铜材料的导电性能、热稳定性,所以最终在设计上选择了镀铜钢作为避雷带和人工接地体及其连接线。
三、结束语
采取上述技术手段后,解放军总医院海南分院的接地系统以相对低廉的造价达到了较高的水准。经过一年多时间的运行,整个系统经历了雷击、台风等考验,运行良好,没有出现任何问题,得到了业主的肯定。 (编辑 吕志新)
关键词:医院 避雷接地系统 电气连接
解放军总医院海南分院坐落在风景如画的海南省三亚市海棠湾,医院中安装了多台大型医技设备,并设置了复杂的弱电系统,为避免雷击产生的危害,同时保证医技设备及弱电系统的正常运行,需要建筑物的接地系统具有较高的性能。
一、影响接地系统性能的关键因素
在设计之初,我们确立了整个接地系统为综合接地系统的方案,即防雷接地与医技设备接地、弱电系统接地采用同一套接地系统。然后分析了影响接地系统性能的关键因素,具体如下:
(一)接地结构
接地结构的设计要在充分调查实际应用环境、分析使用要求的前提下,科学分析论证和计算,用最少的工程量达到最理想的结果。接地装置有多种埋设的方法,合理的设计将有效达到接地的目的,同时可节约资金。反之,同一环境下,不合理的接地设计不仅会浪费资金,更会导致接地装置达不到使用要求,甚至无法弥补或修正。
(二)使用寿命
接地装置埋设于土壤中,大多情况下不便经常开挖检查及维护,从接地装置的有效性及资金投入等多方面考虑,均要求接地装置应具有至少与建筑或系统同等的使用寿命。
(三)导电性能
接地材料导电率要尽可能高,以利于电流的快速通过。
(四)电气连接
接地装置与设备之间,以及接地装置各部分电气连接的可靠性,决定了接地系统是否安全有效,关键部分的连接点中断会导致部分或整个接地系统的失效。
(五)热稳定性
当系统最大短路接地电流通过接地导体,应保证电流产生的热能不会使导体发生机械强度下降或熔断现象。
二、具体措施
通过上述分析,我们在设计时有针对性地对各个因素采取措施,保证接地系统的性能。
首先,确定接地结构。在设计工作开始前的现场踏勘中,我们了解到整座园区坐落于一片临海的沙地中,土壤中的含水量非常高,而且土壤中的水分是盐分高、有较强腐蚀性的咸水。通过与结构专业工程师沟通,我们知道未来的建筑物采用了箱式基础的基础形式。因此最后确定了接地结构:要求建筑物各层圈梁内主筋需与柱头内主筋可靠连接,玻璃幕墙金属龙骨及外墙上的金属窗框、金属栏杆就近与梁、柱内的主筋可靠连接,使得整座建筑物梁、柱内的钢筋形成一个巨大的法拉第笼;设计采用φ14镀铜钢绞线在建筑基础防水层下的素混凝土垫层内敷设一张外沿的网状水平接地体,由于基础结构为箱式基础,建筑地下室外墙有防水层,作为引下线的柱内主筋在+0.00层下-800mm处层下引出,沿墙体外侧引至垫层内,与接地体可靠焊接。
事实上,在上述接地结构中最容易被忽视的是人工接地体的敷设。一个防水层的箱式基础相当于一个巨大的塑料盆,建筑物坐在这个盆中是无法实现接地的。只有设立了人工接地体,并且保证人工接地体与建筑物内接地体的可靠连接,才能实现建筑物真正意义上的接地。
在确定了接地结构后,再考虑其他影响接地性能的因素。对于利用建筑物金属体所做的接地装置,由于其埋在梁、柱的混凝土内,并且采用焊接相连,不必担心其使用寿命、导电性能、电气连接及热稳定性,真正需要注意的是接地系统中裸露在空气中(避雷带)和埋在土壤中(人工接地体及其连接线)的部分。在内陆,对于避雷带和人工接地体及其连接线,设计中通常选用镀锌钢,完全可以满足使用寿命等各方面的要求。但是,解放军总医院海南分院所处的滨海环境与内陆完全不同:空气湿度大,地下水位高,而且无论空气还是土壤中的水分都是盐分高、有较强腐蚀性的咸水。在这样的环境中使用镀锌钢将带来巨大的隐患。
因此,在接地材料的选择上,我们首先选择了纯铜。但是铜的价格令人难以承受,而且考虑到雷击产生的高频电流具有集肤效应,镀铜钢的接地材料在造价大幅降低的情况下依然可以达到或非常接近纯铜材料的导电性能、热稳定性,所以最终在设计上选择了镀铜钢作为避雷带和人工接地体及其连接线。
三、结束语
采取上述技术手段后,解放军总医院海南分院的接地系统以相对低廉的造价达到了较高的水准。经过一年多时间的运行,整个系统经历了雷击、台风等考验,运行良好,没有出现任何问题,得到了业主的肯定。 (编辑 吕志新)