当前位置: 首页 » 游乐资讯 » 应用技术 » 正文

游乐园高大型游乐设备如何防雷和接地?

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-01-25 16:41:40  来源:深圳大学建筑设计研究院  作者:肖冬开  敬告:中国游乐设备信息网(www.26y.com.cn)发文谢绝转载!
声明:中国游乐设备信息网保留对所刊原创文章的替换/未注源等违法剽窃/侵权抄袭行为的个人或单位进行诉讼的权利
核心提示:游乐园高大型游乐设备如何防雷和接地?如何正确建设游乐园的大型游乐设备设施?

高大型电动游乐设备的防雷和接地

 

摘要

讨论高大型电动游乐设备的防雷和接地措施,高度大于15m的应装设避雷带,防雷接地电阻小于10Ω,低压配电型式采用TN—S系统。采取等电位接地及应用电涌保护器也是主要的技术措施。介绍国际和国内的有关规范,并结合工程实际提出具体做法

 

1问题的提出

 近年来,我国新建了许多主题游乐园,园区内集中安装了不同类型的游乐设备,其中有不少高大型的电动游乐设备。另外在一些公园或城市广场,也安装有几台或数台高大型电动游乐设备。如过山车、太空梭、坠落塔、摩天轮等等,其中有的高度在30m或60m,有的还更高。这些高大的电动游乐设备尽管造型不同,游戏功能不同,但都有以下几个特点:

     设备主体多为金属结构;

     电力驱动,或电力-空压驱动、电力-液压驱动;

     现代的高大型电动游乐设备都采用计算机控制,设备上的不同高度安装有大量的电子传感器,如压力、速度、位置传感器,以保证运行的安全;

     参加游戏的人员密集,在游戏过程中,人体大多要与各种形式的金属物接触;

游乐设备的场地和设备本身,配备了闭路电视监控、广播、通信等信息系统进行现场管理。

 由于这些特点,为保证设备和人员安全,防雷和接地措施必须周到可靠。然而对这一问题,过去重视不够。虽然发生雷击伤人的情况尚没有报道,但是发生雷击损坏电气元器件的情况却有出现。

 通过对一个大型主题游乐园的工程设计,以及调研已建成的游乐园和单体高大型游乐设备防雷接地情况,参照我国现有规范,特别是国外专业厂商有关电动游乐设备防雷接地的基本规定与要求,笔者认为应重视这个问题。

 

2我国的规范及相关要求

 对于电动游乐设备的雷击保护,我国现有规范《游艺机游乐设施安全》(GB8408-2000),主要规定有以下几点:

 a.防直击雷:观览车、滑行类等高大游艺设施,高度大于15m的应装设避雷带,避雷装置的接地电阻不大于10Ω。

 b.防雷电波侵入:采用低压电缆供电时,在低压电缆进户端的电缆金属外皮、金属线槽应接地,并与防雷接地装置连接。采用低压架空线供电时,在架空线进户端应装设避雷器,并应可靠接地,地电阻不大于10Ω。

 c.接地:电动游乐设备低压配电接地型式应采用TN-S系统;电气设备、电动游乐设备正常不带电的金属外壳及金属结构等必须可靠接地。低压配电系统的保护接地和重复接地的接地电阻不大于10Ω。

 d.游艺机和游乐设施,不应设置在高压配电架空线路的通道内。该规范不足之处是内容比较局限,没有提出不同规模、不同高度、不同结构形式的游乐设施的基本防雷措施。对于防止雷击过电压及电磁脉冲干扰的措施也不够明确,更没有纳入等电位接地的措施等。因此在具体进行大型游乐设备工程设计时,除执行本规范的有关规定外,还要认真执行国标《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000年版)的有关规定,参照国外制造厂商相关的防雷技术规定和要求也是很重要的。

 

3国外的规定及相关要求

   近十年来我国安装的高大型电动游乐设备,大多从北美和西欧国家,如美国、德国、卢森堡、瑞士的专业制造厂商采购,厂家负责安装调试。因此,防雷和接地的要求,基本按照国际电工委员会的TC81(IEC)(国际电工委员会第81技术委员会),IEC61024-1《建筑物防雷保护》(Protectionofstructuresagainstlightning),以及制造厂相应的国家标准DINVDE0185-1、ENV61024-1等的有关规定。电动游乐设备防雷接地的做法,制造厂商也是按照这些国际和本国的规范,在《游乐设备防雷导则》(德国标准,但与IEC一致)(Guidelineslightningprotectionforamusementrides)的手册内,从技术方面提出了许多原则。这些主要原则是:

 a.在技术上采取两种保护方式,即外部防雷保护和内部防雷保护。

 b.外部防雷保护主要是防直击雷,由接闪器、引下线、接地装置组成雷击保护系统,以直接将雷电流泄入大地。接闪器可以采用避雷带、避雷针和专门的避雷器,选择哪一种,要根据游乐设备外形、结构等情况来确定。接地装置可以利用游乐设备附属的建筑物基础钢筋构成接地网,如果没有现成的可以利用,就需要敷设独立的防雷接地网。接地网应该覆盖整个保护区,而且应该是闭合的。这个接地网可以与电气低压系统接地、通信系统的接地相连接,而构成联合接地装置。

 c.内部防雷保护主要是防止雷电波侵入和雷击电磁脉冲对游乐设备及其附属建筑物的电气系统、控制系统、弱电系统(通信、监视、广播)的破坏和干扰,保障设备、游客和工作人员的安全。采取等电位接地及应用电涌保护器(SPD)是主要的技术措施。

 d.等电位接地是内部防雷保护的核心,是最重要的技术措施。为此,游乐设备的金属物、建筑物的金属部件、进入建筑物的金属管路(水管/空气管),以及电缆的金属保护管等等,都必须与防雷接地装置连接成为一个等电位接地系统。防雷接地装置的接地电阻在等电位接地的情况下,不需要考虑特定的数值要求,但是等电位接地系统必须是可靠的、完整的。等电位接地可以降低人体受到电击时的接触电压,对于提高电气安全水平也是很重要的。

 在具体的操作方面,《游乐设备防雷导则》还有一些规定也是必须注意的,其中针对用户特别强调提出:

  a.从技术上说,没有绝对有效的保护可以完全避免雷击的影响。在大风和雷暴情况下,一定不能操作游乐设备。

 b.防雷系统的设计、安装受到各自国家法规的约束,用户应根据游乐设备安装地区的气象条件、雷击频度、地表状况及该国的防雷法规,进行设计和安装。

 c.游乐设备制造厂商只有在客户提出防雷要求和当地气象条件、地理情况时,才随设备配套供应避雷器件,否则由客户自理。

4工程实例

 该游乐园位于我国南方海边的一个旅游区,是雷击频发地区(雷暴日数为74.5d/a),该游乐园内集中多种新型的电动游乐设备,其中有多个高大型的电动游乐设备。由于园区范围大,电动游乐设备分布于不同地点,这里介绍其中一个单体游乐设施———太空梭组合塔的防雷设计。

4.1基本情况

 太空梭组合塔是高空滑行类的游乐设施。外形为一组钢结构塔架,高60m,由钢筋混凝土的基座固定,基座长4m,宽4m。一个客舱位于塔的一侧,客舱有二排座位,一次可载十余人。客舱在塔的底部,由电动-空压驱动。太空梭组合塔安装在开阔的草地上,前临海洋。该游乐设施由国外一个厂商制造,提供技术资料、安装、调试。

4.2防雷设计依据

 a.根据《游艺机和游乐设施安全》(GB8408-2000)和《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000年版)规定:高度大于15m的应装设避雷带。并且,由于这个游乐园处于我国南方雷击多发地区,以及游乐设备高大型电动游乐设备安装位置的地貌状态,更需重视雷击保护。

 b.制造厂商的防雷接地要求。基本内容为前述的国际电工协会的TC81(IEC),IEC61024-1规定和《游乐设备防雷导则》,必须充分考虑。

 c.分析本游乐设备的高度和该地区气象情况,确定按照2类防雷设计。

4.3防雷设计做法

 太空梭组合塔外形及防雷接地做法如下图所示。

太空梭组合塔防雷图

太空梭组合塔防雷图

太空梭组合塔防雷图(竖向表示)

a.接闪器。该游乐设备厂商配供避雷针,安装在钢构架的顶部,使整个游乐设备包括安装在钢构架上的电气设备、传感器件等,都处在保护范围之内。由于机电设备间距离该游乐设备钢构架较远,故在机电设备间屋顶采用Φ12mm镀锌圆钢作为避雷带。

b.引下线。利用该游乐设备钢构架作为引下线,上端通过镀锌扁钢与顶部的避雷器可靠焊接,下端与游乐设备钢底座的桩基内主钢筋可靠焊接。机电设备间的引下线利用混凝土结构柱内二根直径16mm的钢筋。顶部四角与避雷带连接,下部与设备间基础地梁内二根直径16mm的钢筋连接。

c.接地装置做法。①游乐设备钢结构构架、各类竖向金属管道,均与其基础和地梁内的钢筋连接为一体,同时采用多组扁钢(-40×4)与机电设备间地梁钢筋连接,构成接地装置。②游客等候区的钢护栏与接地装置连接为一体,从而使整个场地构成完整的等电位接地网。③在机电设备间内的墙上设置等电位接地板,用作游乐设备动力配电箱、控制箱、弱电设备(广播通信系统)接地用,并采用扁钢(-40×4)将进入机电设备间的电缆金属保护管、金属水管与该等电位接地板连接。④采用TN-S制配电系统,PE导体与该接地装置多处连接。⑤防雷接地、配电接地、弱电系统接地构成联合接地装置,因为各弱电系统的设备,包括检测、放大、控制各个环节的器件是有源的,故要求其接地电阻等于或小于1Ω。⑥为防止雷击瞬态电磁脉冲对控制系统,以及通信、广播、闭路电视监控系统的干扰和破坏,机电设备间内的电源配电箱设置电涌保护器(SPD),它的通流能力按二级保护配置。由于在塔顶有装饰照明,也设置了SPD。

结语

a.对于以电动游乐设备为主的场所,雷击发生前,及时关闭游乐设备虽然是必要的预防措施,但是露天的高大型游乐场所,即使关闭,也避免不了雷击对设备的损害。因此,防雷设计必须加以重视,并且精心施工。

b.等电位接地是防雷的措施,也是保障人身安全的措施,二者既有联系,也有区别。由于电动游乐设备场地外露金属物多,所以防雷接地与电气安全接地必须综合加以考虑。

c.电动游乐设备仍然应该作为建筑物(构筑物)对待,雷击设计遵循的规范主要应为我国的《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000年版)和《游艺机和游乐设施安全》规范(GB8408-2000)。但是由于高大型电动游乐设备几乎都从国外成套买进,所以在采购时,从商务技术谈判开始,就要注意了解生产厂商对于防雷的要求和相关配置,特别是保障游客和人员电气安全的要求和具体措施。

本文作者为:肖冬开(深圳大学建筑设计研究院)

 
(文章已结束,谢谢你的阅读)

中国游乐设备信息网(www.26y.com.cn)
 谢绝转载

声明:中国游乐设备信息网保留对所刊原创文章的替换/未注源等违法剽窃/侵权抄袭行为的个人或单位进行诉讼的权利

中国游乐设备信息网订阅号二维码中国游乐设备信息网手机APP二维码中国游乐设备信息网微信二维码
用微信扫描上方二维码,关注我们或安装APP,都是为了让您在手机端更方便地接收每日的求购、场地招商合作、行业资讯等游乐行业信息


 
[ 游乐资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
更多>>猜你还喜欢
0条 [查看全部]  相关评论

 
 

网站首页 | 购买会员 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 网站地图 | 网站留言 | 广告服务 | RSS订阅|豫ICP备09033998号-1

  • (c)2008-2011中国游乐设备信息网SYSTEM All Rights Reserved