專利名稱：集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種防雷裝置，尤其是一種用于集裝箱堆場的防雷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，集裝箱堆場輪胎吊油改電項目的成功實施，大大降低了輪胎吊的能耗，改善了輪胎吊的黑煙排放和噪聲問題。但是在雷雨季節(jié)，油改電系統(tǒng)遭雷擊的概率相對高，燈塔、高架滑觸線頂端雖已安裝相應的直擊雷防護裝置，但這些直擊雷防護裝置還不夠完善，集裝箱堆場上的油改電系統(tǒng)安裝的防雷保護裝置也不夠完善，這使得整個油改電系統(tǒng)的安全性、可靠性降低了，影響了雷雨季節(jié)油改電系統(tǒng)的運行效率。為此，油改電系統(tǒng)防雷保護裝直的完善可以解決雷電對油改電系統(tǒng)造成威脅的特殊問題，提高系統(tǒng)的安全可靠性，降低油改電系統(tǒng)遭雷擊的風險，對油改電系統(tǒng)的安全可靠·運行，提高完好率和使用率起到重要的作用。油改電系統(tǒng)防雷保護裝置可采用(I)直接雷的防護直擊雷是雷云與大地之間發(fā)生的雷電放電現(xiàn)象，當雷云接近地面時，由于靜電感應作用使地面感應出異性電荷，兩者之間存在著巨大電場，由于雷云中的電荷分布不均勻且大地亦不平坦。使雷云與大地間的電場分布不均勻，一般地面凸起處電場較強。當電場強度達到(25— 30kv/cm)時，就會發(fā)生雷云與大地凸起物間的放電。即發(fā)生直擊雷，由此伴隨而產(chǎn)生的電效應、熱效應或機械力等一系列的破壞作用。油改電之前集裝箱堆場沒有專門的直接雷防護設備，只有在高桿燈塔上有一些保護燈塔的避雷針，當輪胎吊行駛在這些燈塔的保護范圍內(nèi)時可以防止直接雷的侵害，在其他區(qū)域作業(yè)時輪胎吊就沒有防直接雷的保護，但由于輪胎吊使用的是F— D系統(tǒng)，整個電控系統(tǒng)的大部分被屏蔽保護，遭雷擊損壞的情況很少發(fā)生。油改電之后，雖然在高架滑觸線的頂部位置架設了防止直接雷侵入的避雷索，但是油改電輪胎吊使用高空架設的滑觸線提供的市電電源，整改系統(tǒng)遭受雷電侵入的危險性較之未油改電之前還是增加了。2009年油改電系統(tǒng)遭受二次雷擊，均有遭受直接雷損害的痕跡。而原有直接雷保護的方法是在一條線路的兩側(cè)，銅滑觸線的上方各安裝有一根避雷線，其設置的高度按國家防雷技術(shù)標準法之滾球法設計，以保護銅滑觸線不受直擊雷的影響。優(yōu)點投資低，施工簡單。避雷鋼索由二根9MM的多股鋼絞線加一些懸掛張拉附件組成，設計、施工方式均按照電業(yè)標準進行，與滑觸線同步施工，簡單方便。缺點由于避雷鋼索是按照電業(yè)標準進行設計，而電業(yè)架空線的線路較長，受到雷擊時雷擊點與需要保護對象之間的距離較長，雷電波在傳輸時能量衰減大，而油改電的線路與負載的距離近似于零距離，因此保護的可靠性只能達到80%的保護概率。(2)間接雷的防護間接雷是由于雷電的感應而使系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓，根據(jù)感應情況不同又可分為兩類。[0011]a.靜電感應過電壓當雷云接近地面或?qū)Ь€時，將在地面或?qū)Ь€上感應出大量的異性電荷，當雷云存在時，這些異性電荷受雷云電場的束縛，形成靜止電荷，當雷云對地放電后，其電場消失，導線上原來受到束縛的異性電荷因失去電場束縛而變成自由電子。自由電子沿導線向兩側(cè)移動，形成很高(可達500— 600kv )的電壓，從而使系統(tǒng)遭受過電壓。b.電磁感應過電壓當雷電波被避雷索或避雷針引向大地時，將產(chǎn)生巨大的雷電電流，這一雷電電流是迅速變化的高頻電流，而變化的雷電電流在其周圍產(chǎn)生強大的變化磁場。這種磁場將在附近的金屬導體上(如電氣設備，輸電線路等)產(chǎn)生很高的感應電壓。輪胎吊由于受到雷擊的概率非常低，原設計沒有間接雷保護措施，油改電以后也沒有增加間接雷保護措施，這使得系統(tǒng)受到間接雷入侵的可能也加大了。由間接雷引起的 系統(tǒng)過電壓，對油改電系統(tǒng)的危害非常大，尤其是會損壞系統(tǒng)的電子元器件。目前，間接雷的防護措施a.安裝電源類SPD，以及通訊網(wǎng)絡類SPD，STO是用以防護電子電氣設備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導電涌過電壓的有效手段。b.等電位連接，IEC標準中指出等電位連接是間接雷防護的重要組成部分，其目的在于減少雷電流引起的電位差。由于油改電輪胎吊沒有現(xiàn)成的防雷規(guī)范可參考，因此間接雷保護只能參考建筑物的防雷規(guī)范。
實用新型內(nèi)容本實用新型是要提供一種集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，用于解決輪胎吊油改電后集裝箱堆場設備的直接雷防護和間接雷防護的技術(shù)問題。本實用新型的技術(shù)方案是一種集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，包括直接雷保護裝置和間接雷防護裝置，直接雷保護裝置在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)的鐵塔頂端安裝預放電避雷針以及再次保護滑線免遭直接雷的避雷線，鐵塔和避雷線通過鐵塔體連接形成針、線防直接雷組合體；所述間接雷防護裝置滑線支撐鐵塔安裝一級浪涌吸收器，電源進線箱安裝一級浪涌吸收器，在電氣房安裝二級浪涌吸收器。在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)鐵塔頂端安裝的預放電避雷針與需要保護的高架滑觸線之間的高度差為11米，保護半徑大于109米。避雷線一路通過供電系統(tǒng)鐵塔的直梯接地，另一路通過放電扁鐵接地。預放電避雷針為法國產(chǎn)PDA 31 X-60預放電避雷針。本實用新型的有益效果是本實用新型在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)鐵塔頂端安裝法國產(chǎn)PDAji X-60預放電避雷針。與鐵塔上的避雷線連接，形成針、線防雷組合體。一旦有雷雨云在港區(qū)上空形成雷擊區(qū)時，可迅速在避雷針的頂端形成放電現(xiàn)象，將雷電流泄放大地，從而保證港區(qū)上空安
全可靠。油改電系統(tǒng)安裝的PDAjiX-60預放電避雷針與需要保護的高架滑觸線之間的有效高度有11米，保護半徑大于109米，完全符合設計要求。[0027]避雷線兩路可靠連接的扁鐵接地放電，一路利用現(xiàn)有的直梯，另新增一路放電扁鐵，減小了放電電阻。處理原避雷索的接地，達到可靠接地改善了原有避雷索的保護性能。電源進線箱安裝一級浪涌吸收器，在電氣房安裝二級浪涌吸收器，當系統(tǒng)受到雷擊時，一級浪涌吸收器可以將線路的殘壓控制在2. 5KV之內(nèi)、二級浪涌吸收器可以將線路的殘壓控制在1.6KV之內(nèi)。
圖I是本實用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是避雷線通過兩路可靠連接的扁鐵接地放電的示意圖。
具體實施方式
如圖1，2所示，一種集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，包括直接雷保護裝置和間接 雷防護裝置，直接雷保護裝置在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)的鐵塔I頂端安裝預放電避雷針2以及再次保護滑線免遭直接雷的避雷線3，鐵塔I和避雷線3通過鐵塔體連接形成針、線防直接雷組合體；所述間接雷防護裝置滑線支撐鐵塔9安裝一級浪涌吸收器，電源進線箱5安裝一級浪涌吸收器，在電氣房6安裝二級浪涌吸收器。預放電避雷針為法國產(chǎn)PDA 31 X-60預放電避雷針。在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)鐵塔頂端安裝的PDA π X-60預放電避雷針2與需要保護的高架滑觸線4之間的高度差為11米，保護半徑大于109米。避雷線3 —路通過供電系統(tǒng)鐵塔的直梯8，另一路通過放電扁鐵7接地。PDA 31 X-60預放電避雷針的技術(shù)參數(shù)
逾雷針的有效高度 I預方女電時間|2 |3 |4 |5 IlO
Levell 保護半徑一 60 μ s3Γ47 63 79 80
Level2 保護半徑一60 μ s39 58 78 97 99
Level3 保護半徑|6C^s|43|64|85|l07|l09PDA π X-60預放電避雷針技術(shù)指標當針尖高于被保護物4米時，其保護半徑就可以達到85米。我們油改電高架滑觸線供電系統(tǒng)鐵塔之間的最大間距為150米，在72根油改電高架滑觸線供電系統(tǒng)鐵塔上按照高于滑觸線4米高度安裝PDA X-60預放電避雷針，就可以對整個油改電系統(tǒng)直接雷防護進行覆蓋，我們的油改電系統(tǒng)安裝的PDA X-60預放電避雷針與需要保護的高架滑觸線之間的有效高度有11米，保護半徑大于109米，完全符合設計要求。見附圖I。兩路可靠連接的扁鐵(40*4)接地放電，一路利用現(xiàn)有的直梯8，另新增一路放電扁鐵7，減小了放電電阻。處理原避雷索的接地，達到可靠接地改善了原有避雷索的保護性能。見附圖2。本實用新型采用的間接雷防護間接雷是由于雷電的感應而使系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓，根據(jù)感應情況不同又可分為兩類。a.靜電感應過電壓當雷云接近地面或?qū)Ь€時，將在地面或?qū)Ь€上感應出大量的異性電荷，當雷云存在時，這些異性電荷受雷云電場的束縛，形成靜止電荷，當雷云對地放電后，其電場消失，導線上原來受到束縛的異性電荷因失去電場束縛而變成自由電子。自由電子沿導線向兩側(cè)移動，形成很高(可達500— 600kv )的電壓，從而使系統(tǒng)遭受過電壓。b.電磁感應過電壓當雷電波被避雷索或避雷針引向大地時，將產(chǎn)生巨大的雷電電流，這一雷電電流是迅速變化的高頻電流，而變化的雷電電流在其周圍產(chǎn)生強大的變化磁場。這種磁場將在附近的金屬導體上(如電氣設備，輸電線路等)產(chǎn)生很高的感應電壓。輪胎吊由于受到雷擊的概率非常低，原設計沒有間接雷保護措施，油改電以后也沒有增加間接雷保護措施，這使得系統(tǒng)受到間接雷入侵的可能也加大了。由間接雷引起的系統(tǒng)過電壓，對油改電系統(tǒng)的危害非常大，尤其是會損壞系統(tǒng)的電子元器件。間接雷的防護措施c.安裝電源類SPD，以及通訊網(wǎng)絡類SPD，SPD是用以防護電子電氣設備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導電涌過電壓的有效手段。·d.等電位連接，IEC標準中指出等電位連接是間接雷防護的重要組成部分，其目的在于減少雷電流引起的電位差。由于油改電輪胎吊沒有現(xiàn)成的防雷規(guī)范可參考，因此間接雷保護參考建筑物的防雷規(guī)范。在電源側(cè)安裝電源類SPD的保護方式。浪涌吸收器又可以分為一級浪涌吸收器和二級浪涌吸收器，當系統(tǒng)受到雷擊時，一級浪涌吸收器可以將線路的殘壓控制在2. 5KV之內(nèi)、二級浪涌吸收器可以將線路的殘壓控制在I. 6KV之內(nèi)，一級二級的保護需要大于10米的距離，我們輪胎吊的電源進線箱至電氣房的距離符合條件。因此，采取的措施是在電源進線箱安裝一級浪涌吸收器，在電氣房安裝二級浪涌吸收器SPD的技術(shù)參數(shù)
權(quán)利要求1.一種集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，包括直接雷保護裝置和間接雷防護裝置，其特征在于所述直接雷保護裝置在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)的鐵塔(I)頂端安裝預放電避雷針(2 )以及再次保護滑線免遭直接雷的避雷線(3 )，鐵塔(I)和避雷線(3 )通過鐵塔體連接形成針、線防直接雷組合體；所述間接雷防護裝置滑線支撐鐵塔(9)安裝一級浪涌吸收器，電源進線箱(5)安裝一級浪涌吸收器，在電氣房(6)安裝二級浪涌吸收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，其特征在于所述避雷線(3)一路通過供電系統(tǒng)鐵塔的直梯(8 )接地，另一路通過放電扁鐵(7 )接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，其特征在于所述在輪胎吊高架滑觸線供電系統(tǒng)鐵塔頂端安裝的預放電避雷針(2)與需要保護的高架滑觸線(4)之間的高度差為11米，保護半徑大于109米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項所述的集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，其特征在于所述預放電避雷針(2)為法國產(chǎn)PDA Ji X-60預放電避雷針。
專利摘要本實用新型涉及一種集裝箱堆場設備設施防雷系統(tǒng)，包括直接雷保護裝置和間接雷防護裝置。直接雷保護裝置在鐵塔頂端安裝預放電避雷針以及再次保護滑線免遭直接雷的避雷線，鐵塔和避雷線通過鐵塔體連接形成針、線防直接雷組合體；間接雷防護裝置滑線支撐鐵塔安裝一級浪涌吸收器，電源進線箱安裝一級浪涌吸收器，在電氣房安裝二級浪涌吸收器。本實用新型一旦有雷雨云在港區(qū)上空形成雷擊區(qū)時，可迅速在避雷針的頂端形成放電現(xiàn)象，將雷電流泄放大地，從而保證港區(qū)上空安全可靠。當系統(tǒng)周圍受到雷擊時和預放電避雷時會在高架滑線上感應瞬間雷電壓，一級浪涌吸收器可以將線路的殘壓控制在2.5KV之內(nèi)、二級浪涌吸收器可以將線路的殘壓控制在1.6KV之內(nèi)。
文檔編號H02G13/00GK202696102SQ20122027763
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者陳斌, 袁榮林, 趙華, 嚴俊, 程志超, 錢嵐 申請人:上海國際港務(集團)股份有限公司振東集裝箱碼頭分公司