順德區(qū)工廠電子廠房的防雷接地方法探討

摘要：本文針對地處多雷區(qū)的順德轄區(qū)電子廠房防雷接地進行探討，分別探討了電氣保護接地、防靜電接地、信息系統(tǒng)接地、電源系統(tǒng)接地及防雷接地保護措施，旨在避免和降低雷電對電子廠房微電子設(shè)備等的損壞及工作人員的人身傷害。

關(guān)鍵詞：電子廠房；電氣設(shè)備；電源系統(tǒng)；信息系統(tǒng)；等電位；防雷接地；接地網(wǎng)

引言

工業(yè)廠房種類很多，使用性質(zhì)多樣，且不同于普通民用住房，其中大多數(shù)建筑物所在環(huán)境有著嚴重的火災(zāi)隱患或爆炸危險，一些弱電子廠房極易遭受雷擊危害。因此，必須加強工業(yè)廠房的防雷保護措施，而且其防雷設(shè)計也不能參照一般民用建筑，而且應(yīng)根據(jù)廠房自身的使用性質(zhì)、用途等特點確定防雷類別，然后有針對性的開展防雷裝置設(shè)計施工。本文針對電子廠房防雷接地進行探討，著重論述電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等接地保護及防雷接地措施。

1 電子廠房的防雷級別

順德區(qū)位于廣東佛山轄區(qū)，大部分屬于由江河沖擊形成的河口三角洲平原，地勢西北高、東南低，境內(nèi)河流縱橫，水網(wǎng)交織。因地處北回歸線以南，為典型的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，日照時間長，雨量充沛，受地形及氣候影響，順德區(qū)氣象災(zāi)害種類多，發(fā)生頻率高，強度大，危害重等特點，主要氣象災(zāi)害有干旱、高溫、暴雨、雷電、寒潮、冰雹、臺風(fēng)等，其中雷暴是該區(qū)春夏季常見的主要氣象災(zāi)害之一，年平均雷暴日數(shù)為73d。按照國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準，通常按照年平均雷暴日數(shù)將雷暴活動區(qū)劃分為少雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)<15d）、中雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)為15～40d）、多雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)為41～90d）、強雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)>90d），可見順德區(qū)屬于多雷區(qū)。雷暴出現(xiàn)最多的年份高達104d，最少年份為33d，一年中以夏季（6～8月）雷暴出現(xiàn)日數(shù)最多，冬季最少，但一年中每個月都有可能出現(xiàn)雷暴日數(shù)，集中出現(xiàn)在4～9月，8月達到峰值，12月出現(xiàn)最少，做好防雷減災(zāi)工作至關(guān)重要。

電子廠房內(nèi)具有大量的微電子生產(chǎn)設(shè)備，這些微電子設(shè)備工作信號電壓較低，通常為10v左右，抗干擾能力差，而且必須具有較高的防靜電要求，廠房內(nèi)設(shè)置有弱電子設(shè)備IT信息中心和網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)管理總處，因此做好廠房防雷接地設(shè)計施工具有重要作用。根據(jù)電子廠房內(nèi)各器件設(shè)備用途等，可將其防雷接地分為電氣保護接地、防靜電接地、電源系統(tǒng)接地、信息系統(tǒng)接地及總的防雷接地等。

2 電子廠房防雷接地

2.1 電氣保護接地

電子廠房生產(chǎn)流水線多為金屬外殼用電設(shè)備，且設(shè)備密集，如果保護接地不符合要求或不到位，一旦出現(xiàn)接地故障極易造成廠房內(nèi)人員觸電傷亡。 因此，要加強電子廠房內(nèi)變壓器、配電柜、高壓開關(guān)柜、控制屏、固定式（攜帶式、移動式）用電器具等電氣設(shè)備金屬框架或外殼以及電力線路金屬套管、橋架、接線盒外殼、鎧裝電纜外皮等保護接地，采用扁鋼或銅導(dǎo)線作為保護接地的連接線，電氣設(shè)備之間形成可靠的電氣通路。

2.2 防靜電接地

電子廠房生產(chǎn)過程中，不同物質(zhì)相互摩擦極易產(chǎn)生靜電，而很多生產(chǎn)設(shè)備及儀器對靜電壓相當(dāng)敏感，所以大量靜電可對設(shè)備及儀器正常工作造成較大影響，致使工作出現(xiàn)錯誤甚至引發(fā)工作人員觸電事故，而且嚴重靜電還會導(dǎo)致火花放電引起廠房火災(zāi)事故。為消除靜電對電子廠房的危害，必須采取相應(yīng)措施消除靜電，接地是其中最簡單且有效的消除靜電措施，可將電子廠房內(nèi)所有可能會產(chǎn)生靜電的設(shè)備均進行可靠接地，在廠房重點地帶設(shè)置分布有銅線網(wǎng)絡(luò)的防靜電地坪，這些銅線構(gòu)成的金屬網(wǎng)絡(luò)形成電氣通路作靜電傳導(dǎo)，以避免設(shè)備及人身所帶靜電荷達到危險電位，同時還要在防靜電地坪所處的空間建筑混凝土柱上預(yù)留出接地端子，而且接地端子要與建筑柱內(nèi)鋼筋連接并接通接地極，待防靜電地坪完全敷設(shè)后，將其內(nèi)部的金屬線連接接地端子，這樣靜電既可以經(jīng)金屬網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)至接地端子然后沿建筑柱內(nèi)鋼筋泄流入接地極。

2.3 信息系統(tǒng)接地

電子廠房內(nèi)為做好生產(chǎn)監(jiān)控和管理，辦公樓內(nèi)通常設(shè)有IT信息中心，各廠房分別設(shè)有IT管理室，且整個廠房布滿布線系統(tǒng)，而且廠房內(nèi)還在不同位置點設(shè)置了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，因此還要做好信息系統(tǒng)接地設(shè)計與施工。依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，電子廠房內(nèi)信息系統(tǒng)的防雷接地設(shè)計要采用S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)，在中心機房、弱電豎井等信息設(shè)備較集中部位設(shè)置接地基準點，信息系統(tǒng)中的各種機架、殼體、箱體等金屬組件可通過等電位連接線連接該基準點，連接設(shè)備的所有線路或電纜均應(yīng)屏蔽，無屏蔽時為避免線路（線纜）之間產(chǎn)生感應(yīng)環(huán)路要將這些線路（線纜）設(shè)計為星形結(jié)構(gòu)與各等電位連接線平行輻射。

2.4 電源系統(tǒng)接地

根據(jù)電子廠房建筑特征，如果主廠房、辦公樓、職工食堂等建筑群集中且面積較大，就可考慮采取TN-S系統(tǒng)作電源系統(tǒng)接地保護，將電源變壓器中性點接地，電源系統(tǒng)保護線要完全避開中性線，這種供電系統(tǒng)接地保護措施既安全有效，有經(jīng)濟實惠。如果其中一些零星建筑單體距離廠房主體建筑較遠，需采取帶PE線的五芯電力電纜作這些零星建筑的供電線路；但若是零星建筑單體距離主體建筑超出50m以上時，就應(yīng)按照防雷裝置設(shè)計范規(guī)定進行重復(fù)接地保護。

2.5 防雷接地保護措施

廠房作好直擊雷及感應(yīng)雷防護措施后，就會避免和降低直擊雷危害和雷電波入侵室內(nèi)機率。但由于屬于電子廠房，大量微電子設(shè)備靈敏度較高，不允許較高的雷電脈沖，而且極易遭受電磁干擾和損壞。一旦遭遇雷擊，電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電磁脈沖就會沿著入室的電源線路、室外天線、通信線路等進入室內(nèi)危害微電子設(shè)備，致使大量微電子設(shè)備損壞。所以，要優(yōu)先選用避雷網(wǎng)作接閃器，將雷電引至避雷網(wǎng)上，從而避免避雷網(wǎng)防護范圍內(nèi)對象遭受直接雷擊，這種方法較避雷針效果更佳，當(dāng)前防雷市場上新推出的新興優(yōu)化避雷針，具有防止直擊雷并一致二次感應(yīng)雷等先進功能，亦可采用。然后沿建筑物四周布設(shè)引下線，如果僅采用建筑體內(nèi)中間柱內(nèi)鋼筋作為引下線使用可能造成引下線產(chǎn)生強磁場干擾微電子設(shè)備正常工作。最后進行防雷接地，將建筑物內(nèi)基礎(chǔ)鋼筋作為電氣保護接地、防靜電接地、電源系統(tǒng)接地及防雷接地接地極，因信息系統(tǒng)接地采用的是單點接地系統(tǒng)，接地基準點在建筑物中心部位引至建筑物底部接地板上，通常將信息系統(tǒng)接地與建筑物絕緣的單獨設(shè)置。為做到完全過電壓保護，將雷擊時的設(shè)備電壓維持在“信號地”（信息設(shè)備與建筑物20m以外的大地）電位水平，不致于出現(xiàn)建筑物電壓與設(shè)備電壓之間的電位差通過電容耦合作用擊壞耐壓能力較低的微電子器件設(shè)備。

參考文獻

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作者簡介：麥雅堯（1973年-），女，漢族，廣東佛山順德人，本科學(xué)歷，防雷助理工程師，從事防雷工作。