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碼頭前沿設(shè)備防雷改造措施

文檔作者：趙健字文檔來源：廣州南沙海港集裝箱碼頭		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月07日
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碼頭前沿設(shè)備防雷改造措施
趙健字
廣州南沙海港集裝箱碼頭 廣州 511462
文章編號：lOOl一0785(2Ol1)11—0068—02
大部分沿海碼頭屬強(qiáng)雷區(qū)，碼頭的前沿設(shè)備
岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡稱岸橋)和門式起重
機(jī)(以下簡稱門機(jī))如遭受雷擊侵襲，會(huì)造成操
作中斷、設(shè)備癱瘓，從而給港區(qū)作業(yè)帶來巨大的
損失。碼頭遭受雷擊后會(huì)造成多臺正在運(yùn)行的設(shè)
備無法工作，尤其是作大船時(shí)如果發(fā)生雷擊現(xiàn)象
會(huì)使相鄰的設(shè)備同時(shí)損壞，不可避免地會(huì)造成船
期延誤，由于遭受雷擊的設(shè)備故障處理難度大，
修理時(shí)間長，損壞的備件不是常用備件，價(jià)格昂
貴，備件采購周期長，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)時(shí)間長，嚴(yán)
重影響了碼頭作業(yè)。
l 碼頭前沿設(shè)備遭受雷擊的原因
碼頭前沿設(shè)備高大，周圍無高大建筑物，因
此金屬結(jié)構(gòu)的前沿設(shè)備成為1個(gè)龐大的接閃體，
與大地有良好的電氣連接(經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測岸橋和門
機(jī)的接地電阻為4 Q左右)，其與大地有相同的電
位，以致前沿設(shè)備附近空間電場強(qiáng)度相對比較大，
容易吸引雷電先驅(qū)，使主放電集中到前沿設(shè)備上
面，故前沿設(shè)備特別容易遭受雷電襲擊。但由于
目前設(shè)備上損壞件均為感應(yīng)雷所造成，故有必要
增加對感應(yīng)雷的預(yù)防及減少感應(yīng)雷的電脈沖對設(shè)
備精密部件的沖擊。
2 防雷器的選擇
碼頭前沿設(shè)備上廣泛采用變頻調(diào)速裝置，變
頻器的斬波調(diào)制原理造成了電壓上存在諧波和毛
刺。常用防護(hù)電壓較低的浪涌保護(hù)裝置(工業(yè)民
用建筑類供電用)會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，并造成浪涌保
護(hù)裝置的疲勞和損壞。
如要求變頻設(shè)備安裝較好的濾波器來消除諧
波和毛刺，即可利用常用的浪涌保護(hù)裝置，但實(shí)
際是不可行的，因?yàn)榻鉀Q變頻器的濾波器成本很
一68 一
高。如選用高電壓的商用浪涌保護(hù)裝置， 由于沒
有合適的成品，超過變頻器引起的諧波和毛刺的
觸發(fā)電壓浪涌保護(hù)裝置，往往由于觸發(fā)電壓太高
而會(huì)造成浪涌保護(hù)裝置保護(hù)效果非常不好。因?yàn)?
沒有針對性的設(shè)計(jì)，目前商業(yè)化的產(chǎn)品無法滿足
相應(yīng)的指標(biāo)。用現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行串聯(lián)，經(jīng)過現(xiàn)場
試驗(yàn)系統(tǒng)性能也無法保障。
為港口設(shè)備專用設(shè)計(jì)的浪涌保護(hù)器能有效避
免電壓上諧波和毛刺的干擾，也不會(huì)因?yàn)橛|發(fā)電
壓太高而導(dǎo)致浪涌保護(hù)裝置保護(hù)效果不好。特別
對于港口起重機(jī)，它們往往采用工作電壓不是傳
統(tǒng)的380 V 電壓，而是440 V、460 V、500 V、
690 V等，這樣的浪涌保護(hù)器需要針對變頻起重機(jī)
的特點(diǎn)、諧波和毛刺、電壓等級等綜合因素專門
設(shè)計(jì)。另外，港口專用的浪涌保護(hù)器還具備了其
他產(chǎn)品的通用性。如易于連接，標(biāo)準(zhǔn)的連接組建；
內(nèi)置溫控?cái)嗦芳夹g(shù)，安全性能高；可選配遙信監(jiān)
測接口，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；可組合構(gòu)成適合于各
種電網(wǎng)制式的模式；有失效脫離裝置等。大功率
浪涌保護(hù)器的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
表1 大功率浪涌保護(hù)器的主要技術(shù)參數(shù)
型號 EP一80／3P一6oo EP一4O／3P一6oO
最大持續(xù)工作電壓 600 6o0
保護(hù)水平UP kV <3．5 <2．5
標(biāo)稱放電電流 40 20
(8／20 s)kA
最大放電電流 80 40
1max(8／20 I．zs)kA
漏電流75％ Ue 1mA ≤20 LLA ≤2O uA
響應(yīng)時(shí)間／ns <25 <25
《起重運(yùn)輸機(jī)械》 2011(11)
續(xù)表1
型號 EP一80／3P一600 EP一40／3P一6o0
組合方式 (1P，1P+N，2P，3P，
3P+N，zip)
外殼材料 增強(qiáng)阻燃尼龍
最大后備保險(xiǎn)絲強(qiáng)度 125A gI
建議安裝導(dǎo)線截面積 16 mm多股軟導(dǎo)線
3 碼頭前沿設(shè)備防雷改造方案
3．1 岸橋防雷改造方案
在機(jī)房輔助變壓器供給整機(jī)控制系統(tǒng)電源，
因此在輔助變壓器的低壓側(cè)(380 V側(cè))的輸出
端端子處各并聯(lián)安裝1套防雷器，作為電氣房內(nèi)
控制系統(tǒng)總電源浪涌保護(hù)，即電源系統(tǒng)第1級保
護(hù)。
在司機(jī)室主控制箱，電源由機(jī)房變壓器通過1
根拖令電纜輸入1組3線380 V電源，供電接地系
統(tǒng)是IT制。因此在主控制箱380 V電源輸入端端
子處各并聯(lián)安裝1套防雷器，作為司機(jī)室內(nèi)控制
系統(tǒng)總電源(包括吊具控制線路)浪涌保護(hù)，即
電源系統(tǒng)第2級保護(hù)。接地線接在司機(jī)室外的鐵
架上。
吊架接線箱有1組輸入220 V電源供給吊具
PLC。因此在吊架接線箱的電源輸入線：許聯(lián)安裝防
雷器1套。作為吊具PLC電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)。接
地線接在吊架接線箱的PE排上。
吊架接線箱有1組線為吊具PLC信號線，故
在吊架接線箱的信號線并聯(lián)安裝防雷器1套。作
為吊具PLC信號系統(tǒng)浪涌保護(hù)。接地線接在吊架
接線箱的PE排上。
在連接吊具至吊架之間的電纜上包裹金屬軟
管，在包裹金屬軟管的表面在作1層保護(hù)層，并
在金屬軟管兩端做等電位連接與接地。
3．2 門機(jī)防雷改造方案
門機(jī)變壓器供給整機(jī)電源，故在變壓器的低
壓側(cè)(380 V側(cè))的輸出端端子處各并聯(lián)安裝1套
防雷器，作為控制系統(tǒng)總電源浪涌保護(hù)，即電源
系統(tǒng)第1級保護(hù)。
由于門機(jī)吊具的控制方式與岸橋不同， 吊具
控制線路電源取自整機(jī)控制電源，故在電氣房控
制電源變壓器T1低壓側(cè)(220 V側(cè))的輸出端端
子處各并聯(lián)安裝1套防雷器，作為控制系統(tǒng)電源
浪涌保護(hù)，即電源系統(tǒng)第2級保護(hù)。
吊具箱有1組輸入220 V電源供給吊具PLC，
故在吊具箱的電源輸入線并聯(lián)安裝防雷器1套，
作為吊具PLC電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)。接地線接在吊
具箱的PE排上。
吊具箱的信號電纜內(nèi)有2根24 V信號線，為
吊具CPU與模塊信號線，故在吊具箱的信號線的
輸出端安裝防雷器1套，作為吊具PLC信號系統(tǒng)
浪涌保護(hù)。接地線接在x1箱的PE排上。
在連接吊鉤至吊具之間的電纜上包裹金屬軟
管，在包裹金屬軟管的表面在作1層保護(hù)層，并
在金屬軟管兩端做等電位連接與接地。
4 結(jié)束語
為了保證碼頭正常生產(chǎn)操作，必須防御或減
輕雷電災(zāi)害，提高防雷安全度，減少雷擊造成的
設(shè)備損壞。做好岸橋與門機(jī)的雷電防護(hù)工作不但
有利于維持碼頭正常生產(chǎn)操作，而且對生產(chǎn)安全、
人身安全、設(shè)備安全、信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的安
全運(yùn)行至關(guān)重要。進(jìn)行防雷改造可防御或減輕雷
電災(zāi)害，提高防雷安全度，減少雷擊造成的設(shè)備
損壞，提高碼頭生產(chǎn)操作保障能力。
地 址：廣州市南沙區(qū)萬頃沙鎮(zhèn)龍穴島海港大廈11樓
郵 編：511462
收稿日期：2011—03—08

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