傳感器

高層電梯防雷方案

ainet.cn   2009年02月23日
一、概述

　　《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50057-94)第3.1.1條，各類(lèi)防雷建筑物應(yīng)采取防直擊雷和防雷電波侵入措施。

　　現(xiàn)階段，建筑物一般都需要進(jìn)行建筑物外部和內(nèi)部?jī)蓚€(gè)方面防雷措施。建筑物外部防雷，包括加裝避雷針(接閃器)，鋪設(shè)防雷接網(wǎng)方式，建筑物內(nèi)部防雷，包括接，等電位連接，屏蔽，加裝電涌保護(hù)器件(spd)等。

　　接是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，電梯系統(tǒng)屬于建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備，不同品牌電梯設(shè)計(jì)中，大部分已經(jīng)就接保護(hù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，也具備過(guò)電壓保護(hù)能力。但考慮雷擊次數(shù)、區(qū)域和產(chǎn)生能量不可預(yù)見(jiàn)性，要有效預(yù)防雷擊災(zāi)害，單靠保護(hù)性接一項(xiàng)措施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足夠。特別是要結(jié)合雷擊風(fēng)險(xiǎn)考慮，現(xiàn)大部分電梯品牌，都并沒(méi)有針對(duì)不同雷擊風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下進(jìn)行不同等級(jí)防雷保護(hù)設(shè)施，特別是高層電梯，通信線路較長(zhǎng)，受感應(yīng)線路較長(zhǎng)，這是出現(xiàn)雷擊停梯故障燒毀電子板主要原因。

　　工程經(jīng)驗(yàn)，幾年中，電梯遭受雷擊而發(fā)生多次故障停梯情況經(jīng)常發(fā)生(特別南方區(qū))，其中不乏伴隨出現(xiàn)燒毀電子板情況，且通常燒毀大部分是主微機(jī)板或信號(hào)處理板。出現(xiàn)此類(lèi)故障會(huì)造成電梯緊急制動(dòng)停止，并有可能對(duì)電梯乘客造成恐慌受傷。

　　電梯是分散使用全國(guó)各大城市。充分了解各大城市區(qū)差異，針對(duì)差異對(duì)電梯進(jìn)行適當(dāng)配置，將有利于電梯該區(qū)推廣和維護(hù)。電梯安裝建筑物內(nèi)，受建筑物避雷針或避雷網(wǎng)保護(hù)，被直擊雷擊中可能性很小，可將注意力集中到防范感應(yīng)雷方面。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

　　GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》第五章：防雷設(shè)計(jì)；GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節(jié)，第6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對(duì)電涌保護(hù)器（SPD）要求及YD/T 5098-2001《通信局（站）雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第五部分：SPD 選擇；第5.3條：信號(hào)線用SPD；第5.5條：計(jì)算機(jī)、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線用SPD要求，參照IEC 61643-3 《低壓系統(tǒng)電涌保排器》 第3部分《電信系統(tǒng)中SPD應(yīng)用》和IEC 61644-1 1997《通信系統(tǒng)用SPD》標(biāo)準(zhǔn)要求，通信線路防護(hù)，需對(duì)設(shè)備進(jìn)線纜線使用8/20μs波形、通流容量5KA信號(hào)電涌保護(hù)器將數(shù)千伏線路感應(yīng)雷擊過(guò)電壓限制到設(shè)備允許值。

三、實(shí)施措施

1、電源及信號(hào)線路布線系統(tǒng)屏蔽及其良好接

　　屏蔽是利用各種金屬屏蔽體來(lái)阻擋和衰減加電子設(shè)備上之電磁干擾或過(guò)電壓能量。具體可分為建筑物屏蔽、設(shè)備屏蔽和各種線纜（包括管道）之屏蔽。建筑物之屏蔽可利用建筑物鋼筋、金屬構(gòu)架、金屬門(mén)屬、板等均相互連接一起，形成一個(gè)法拉第籠，并與網(wǎng)有可靠之電氣連接，形成初級(jí)屏蔽網(wǎng)。設(shè)備之屏蔽應(yīng)對(duì)電子設(shè)備耐過(guò)電壓水平調(diào)查之基礎(chǔ)上，按國(guó)際電工委員會(huì)IEC劃分之雷電防護(hù)區(qū)（LPZ）施行多級(jí)屏蔽。屏蔽之效果首先取決于初級(jí)屏蔽網(wǎng)之衰減程度，其次取決于屏蔽層射電磁波之反射損耗和吸收損耗程度。對(duì)入戶(hù)之金屬管道、通信線路和電力線纜要入戶(hù)前進(jìn)行屏蔽（使用屏蔽線纜或穿金屬管）接處理。

2、等電位連接

　　等電位連接是內(nèi)部防雷裝置中一部份，其目減少雷電流所引起之電位差。等電位是用連接導(dǎo)線或過(guò)電壓（電涌）保護(hù)器將處需要防護(hù)之空間內(nèi)之防雷裝置，建筑物之金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來(lái)之導(dǎo)線、電氣裝置、電信裝置等連接，形成等電位連接網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)均壓等電位，防止需要防護(hù)空間之火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)和設(shè)備損壞。
高層電梯機(jī)房金屬門(mén)窗、金屬構(gòu)架接，等電位處理。電梯機(jī)房?jī)?nèi)使用40×4×300mm銅排設(shè)置等電位接端子板，室內(nèi)所有機(jī)架(殼)、配線線槽、設(shè)備保護(hù)接、安全保護(hù)接、浪涌保護(hù)器接端均應(yīng)就近接至等電位接端子板。區(qū)域報(bào)警控制器金屬機(jī)架(殼)、金屬線槽(或鋼管)、電氣豎井內(nèi)接干線、接線箱保護(hù)接端等，應(yīng)就近接至等電位接端子板。

3、防雷器接

　　這是散泄雷電流和有效降低電位之措施。接有多種類(lèi)型，有通信之信號(hào)、電源之交流、人身之保護(hù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之邏輯，再加上防雷接。用途不同，對(duì)線之要求相同，防雷之物理要求是：一旦有雷電流發(fā)生，盡快把雷電散發(fā)到大。其接裝置接電阻越低、等電位裝置與接裝置間連接距離越短，相對(duì)而言，設(shè)備受雷電損壞之機(jī)率越低。

4、電源和控制線路防雷設(shè)計(jì)

　　電梯控制系統(tǒng)主要由調(diào)速部分和邏輯控制部分構(gòu)成。調(diào)速部分性能對(duì)電梯運(yùn)行時(shí)乘客舒適感有著重要作用，目前，大多選用高性能變頻器，利用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量曳引電機(jī)轉(zhuǎn)速，構(gòu)成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。對(duì)變頻器參數(shù)合理設(shè)置，使電梯運(yùn)行超速和缺相等方面具備了保護(hù)功能，使電梯起動(dòng)、低速運(yùn)行和停止更加平穩(wěn)舒適。變頻器自身起動(dòng)、停止和電機(jī)給定速度選擇則都有邏輯控制部分完成，，邏輯控制部分是電梯安全可靠運(yùn)行關(guān)鍵。
（1）、電源線路防雷設(shè)計(jì)

　　電梯控制系統(tǒng)使用電涌保護(hù)器(spd)能對(duì)防止雷擊災(zāi)害起到更有效作用，電梯控制系統(tǒng)內(nèi)部存大量低壓控制線路，電涌保護(hù)器(spd)用于限制瞬時(shí)過(guò)電壓和泄放電涌電流電器器件，并聯(lián)或串聯(lián)于線路處，平時(shí)呈高阻態(tài)，當(dāng)有瞬態(tài)電涌時(shí)候，spd就會(huì)導(dǎo)通，將電涌泄放到大上，將線路兩端殘余電壓(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“殘壓”)控制一定范圍內(nèi)。

第一級(jí)保護(hù)：

　　第一級(jí)避雷器并聯(lián)設(shè)置建筑總配電箱及電表處，進(jìn)行雷電電流放電，將雷擊電涌該段線路殘壓控制4000伏內(nèi)，避免瞬間擊毀設(shè)備。2006年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)大部分建筑物已設(shè)置第1級(jí)防雷spd(一般設(shè)置建筑總配電房?jī)?nèi))，這也是《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中最基本要求，故電梯配置中不考慮該等級(jí)防雷spd器件配置。第一級(jí)避雷器型號(hào)可選：AT PORT/4P-B100三相B級(jí)電源避雷器。
第二級(jí)保護(hù)：

　　針對(duì)電梯操作性，建議選用模塊化設(shè)計(jì)，更換方便電涌保護(hù)器件。模塊失效會(huì)自動(dòng)脫離電梯控制系統(tǒng)，模塊表面能清晰顯示故障失障功能。頂層電梯機(jī)房三相電源配電箱或配電柜處并聯(lián)安裝三相電源避雷器，將雷擊電涌殘壓控制2500伏內(nèi)。第二級(jí)避雷器型號(hào)可選：AT T385/4P-C40三相C級(jí)電源避雷器。
（2）、電梯控制系統(tǒng)PLC電子板線路防雷設(shè)計(jì)

　　考慮電梯微機(jī)電源或信號(hào)采集部分大都為低壓工作回路，承受瞬間高電壓沖擊能力不強(qiáng)，但發(fā)生損壞會(huì)導(dǎo)致電梯出現(xiàn)瞬時(shí)故障，造成乘客受困受傷情況。故有必要引入第三級(jí)電涌保護(hù)器對(duì)控制系統(tǒng)中重要電子板進(jìn)行保護(hù)，以有效防止因PLC電子板損壞而造成電梯瞬時(shí)故障。針對(duì)電梯使用電子板種類(lèi)繁多，各PLC電子板之間線路和相關(guān)電氣性能有較大差異，每種電子板上存不同電壓級(jí)別電源回路及信號(hào)回路。需要實(shí)際要保護(hù)對(duì)象進(jìn)行分析，挑選適當(dāng)避雷器保護(hù)電子板。對(duì)電子板工作電壓和控制電路電壓中各等級(jí)供電線路進(jìn)行spd保護(hù)，spd額定電壓必須與保護(hù)回路電壓等級(jí)相匹配。實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，大部受雷擊電子板都是頂層電梯機(jī)房?jī)?nèi)控制柜內(nèi)PLC電子板。是防雷設(shè)計(jì)中重中之重。電梯控制系統(tǒng)中，一般采用4芯式通訊電纜，其中2根傳輸電源，另2根傳輸CAN-bus信號(hào)。
A、控制柜內(nèi)電腦主微機(jī)板處安裝AOTEM AT KZ 。
B、PLC電源輸入輸出及信號(hào)處理通訊板IO控制線路安裝AOTEM SPD ATB140-2-D10和AT 24V及AT KZ。
C、控制柜內(nèi)繼電器板各低壓回路匯總板線路處安裝AOTEM SPD AT 24V。
D、電梯對(duì)講系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)為總線式設(shè)計(jì)，對(duì)講主機(jī)電源線路及4芯信號(hào)處分別安裝AOTEM SPD ATB140-2-D10和AT 170V/4避雷器。

四、運(yùn)行維護(hù)
（1）避雷器安裝之后，應(yīng)檢查所有接線是否正確安裝，然后運(yùn)行測(cè)試，看系統(tǒng)和設(shè)備是否正常工作，有無(wú)異常情況，如有，應(yīng)及時(shí)檢查，直至整個(gè)系統(tǒng)均正常運(yùn)作。
（2）每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)接系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接引下線有無(wú)銹蝕、接體附近面有無(wú)異常，必要時(shí)應(yīng)挖開(kāi)面抽查下蔽部分銹蝕情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。
（3）接網(wǎng)接電阻宜每年進(jìn)行一次測(cè)量。
（4）每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)運(yùn)行中避雷器進(jìn)行一次檢測(cè)，雷雨季節(jié)中要加強(qiáng)外觀巡視，如檢測(cè)發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。
五、銷(xiāo)售服務(wù)及質(zhì)量保證
（1）由本公司銷(xiāo)售產(chǎn)品和施工工程均由保險(xiǎn)公司承擔(dān)產(chǎn)品質(zhì)量和工程責(zé)任保險(xiǎn)。
（2）工程中所使用防雷器件，從工程驗(yàn)收合格之日起一年內(nèi)免費(fèi)保修，超過(guò)保修期兩年內(nèi)維修只收取工本費(fèi)，終身負(fù)責(zé)維修。
（3）用戶(hù)需求，免費(fèi)提供防雷知識(shí)或防雷技術(shù)講座；
（4）保修期內(nèi)，若防雷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，公司技術(shù)人員接到通知后24小時(shí)內(nèi)趕到現(xiàn)場(chǎng)。

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