Q GDW 11601-2016 特高压直流换流站建筑物电磁屏蔽技术规范.pdf
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1、 800kV 特高压直流换流站 建筑物电磁屏蔽技术规范 Technical specification of electromagnetic shielding for 800kV UHVDC converter station building 2017 - 06 - 16 发布 2017 - 06 - 16 实施 国家电网公司 发 布ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11601 2016 Q/GDW 11601 2016 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 建筑物电磁屏蔽
2、要求 . 1 5 建筑物电磁屏蔽设计 . 2 附录 A(资料性附录) 换流站建筑物电磁屏蔽效能计算 . 4 附录 B(规范性附录) 换流站建筑物电磁屏蔽效能实测方法 . 11 编制 说明 . 12 Q/GDW 11601 2016 II 前 言 为规范 800kV 特高压直流换流站建筑物电磁屏蔽设计,保障换流站安全稳定运行,使换流站建筑物电磁屏蔽设计符合安全可靠、技术先进、经济合理、环境友好的原则,制定本标准。 本标准由国家电网公司基建部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位:国网北京经济技术研究院、中国电力科学研究院。 本标准主要起草人:郭贤珊、 付颖、祝全乐、陈东、
3、 孔玮、 乐波、吴方劼、梅念、程炜、谢辉春、刘哲、李高望、杜晓磊、王延召、王赞、刘思源、薛英林、李琦、张建功、李探、杜商安、徐莹。 本标准在执行过程中的意见和建议反馈到国家电网公司科技部。 Q/GDW 11601 2016 1 800kV 特高 压直流换流站建筑物电磁屏蔽技术规范 1 范围 本标准规定了 800kV特高压直流 换流站阀厅、继电器小室 和 控制楼内功能性屏柜房间 的 电磁屏蔽 效能及 设计要求。 本标准适用于 800kV特高压直流换流站建筑物的电磁屏蔽设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的
4、引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 13498 高压直流输电术语 GB/T 30842 高压试验室电磁屏蔽效能要求与测量方法 GB 50789 800kV 直流换流站设计规范 3 术语和定义 GB/T 13498、 GB 50789中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 法拉第笼 faraday cage 由 金属 或者良导体形成的笼子。外壳接地的法拉第笼可以有效地屏蔽笼内外的电场和电磁波。 4 建筑物电磁屏蔽要求 4.1 总则 换流站内宜针对阀厅、继电器小室和控制楼内功能性屏柜房间等建筑物采取电磁屏蔽措施。其中控制楼内功能性屏柜房间主要包括:控制室、阀
5、组 VCCP室、阀组辅助设备室、站辅助设备室、阀厅控制保护设备室、站控制保护设备室、通讯机房。 4.2 阀厅 电磁屏蔽效能要求 200MHz 以下频段的屏蔽效能 不 宜 小于 40dB。 4.3 继电器小室 电磁屏蔽效能要求 全频段的屏蔽效能 不 宜 小于 30dB。 4.4 控制楼 电磁屏蔽效能要求 需要采取电磁屏蔽措施的区域,全频段的屏蔽效能 不 宜 小于 30dB。 4.5 建筑物电磁屏蔽效能计算和测量 Q/GDW 11601 2016 2 建筑物电磁屏蔽效能计算参见附录 A。建筑物电磁屏蔽效能测量方法见附录 B。 5 建筑物电磁屏蔽设计 5.1 阀厅 5.1.1 电磁屏蔽设计总则 5.
6、1.1.1阀厅宜 采用 由 地面 6mm200mm200mm钢筋 屏蔽网与墙面和屋面的内层压型钢板构成 的 六面体法拉第笼实现电磁屏蔽功能 。 5.1.1.2压型钢板间、压型钢板与地面屏蔽金属网间 应 与主接地网可靠连接。 5.1.2 侧墙 压型钢板之间 或屋顶压型钢板 之 间的连接 每两块侧墙内层压型钢板或屋顶内层压型钢板间搭接 长度 不 应 小于 120mm。 搭接处 宜采 用自攻螺栓固定 ,螺栓间距 不 应大于 200mm。每 3个自攻螺栓中 应有不 少 于 1个 采 取 去漆除脂等措施 。 5.1.3 侧墙压型钢板与屋顶压型钢板的连接 侧墙内层压型钢板与屋顶内层压型钢板间应通过附加压型
7、钢板折件搭接, 搭接处 宜采 用自攻螺栓固定 ,螺栓间距 不 应大于 200mm。 每 3个自攻螺栓中 应有不 少 于 1个 采 取 去漆除脂等措施 。 侧墙 内层 压型钢板与屋顶内 层 压型钢板间应 在每波谷处 通过 35mm2铜绞线可靠连接。 5.1.4 侧墙压型钢板与地面屏蔽金属网的连接 侧墙内层压型钢板宜通过角钢与地面金属网连接,地面金属网 每根钢筋 应 与角钢焊接,压型钢板与角钢搭接处宜采用自攻螺栓固定,螺栓间距 不 应大于 200mm。每 3 个自攻螺栓中应有不少于 1 个采取去漆除脂等措施。 5.1.5 地面屏蔽金属网与主接地网的连接 地面屏蔽金属网每隔 5m宜通过 150mm2
8、接地铜绞线与主接地网可靠连接。 5.1.6 门窗 应采用电磁屏蔽门窗。 5.2 继电器小室 继电器小室 宜采用由 4mm50mm50mm镀锌 屏蔽 钢丝网 构成 的 六面体法拉第笼实现电磁屏蔽功能 。 继电器小室的地面、四周墙体及顶棚内 均应 敷设 4mm50mm50mm镀锌 屏蔽 钢丝网 且 各屏蔽钢丝网之间 宜 通过焊接 可靠连接。由 镀锌 屏蔽 钢丝网 构成 的 六面体 应与主地网可靠连接。 继电器小室应采用电磁屏蔽门窗。 5.3 控制楼 控制楼内的 功 能性屏柜房间 宜采用由 4mm50mm50mm镀锌 屏蔽 钢丝网 构成 的 六面体法拉第笼实现电磁屏蔽功能 。各功 能性屏柜房间 的地
9、面、四周墙体及顶棚内 均应 敷设 4mm50mm50mm镀锌 屏蔽 钢丝网 且 各屏蔽钢丝网之间 宜 通过焊接 可靠连接。由 镀锌 屏蔽 钢丝网 构成 的 六面体 应与主地网可靠连接。 控制楼内 各功 能性屏柜房间 应采用电磁屏蔽门窗。 5.4 建筑物门、窗电磁屏蔽设计 Q/GDW 11601 2016 3 5.4.1 电磁屏蔽门窗应具有良好的抗电磁波穿透能力,电磁屏蔽门窗的屏蔽效能应高于需屏蔽房间的屏蔽指数 6dB。 5.4.2 电磁屏蔽门(窗)扇与门(窗)框 应 牢固可靠连接,且门(窗)扇与门(窗)框之间 宜通过 35mm2铜绞线相连。 5.4.3 电磁屏蔽门扇 应采用 厚度不 小 于 1
10、.2mm 的 双面镀锌优质冷轧钢板,冷轧钢板 应 通过连续焊接成为双层屏蔽壳体。 5.4.4 门扇与门扇之间、门扇与门框之间 应 具有 可靠 的 电气 接触 , 门扇与门扇之间、门扇与门框之间的缝隙应加装梳形铍铜弹簧片。 5.4.5 阀厅观察窗洞口 内 侧 应敷设 1.8mm25mm25mm 镀锌 屏蔽 钢丝网, 且 屏蔽 钢丝 网 应 通过金属边框与压型钢板 可靠连接。 金属边框与压型钢板 间宜采用 自攻螺 栓 连接, 螺栓间距应不大于 200mm。每 3 个自攻螺栓中 应有不 少 于 1 个 采 取 去漆除脂等措施 。 5.4.6 所有电磁屏蔽门窗均应与建筑物 六面体法拉第笼 屏蔽系统具有
11、 可靠 的 电气 连接,且通过一点接地。 5.5 建筑物洞口电磁屏蔽设计 5.5.1 采取电磁屏蔽措施建筑物的 洞口 宜预埋 金属边框 ,该 金属边框应保证 可靠 接地 ,且该 金属边框应与建筑物 六面体法拉第笼 屏蔽系统具有 可靠 的 电气 连接 。 5.5.2 采取电磁屏蔽措施建筑物的电缆 洞口 应采用电磁屏蔽型封堵。除电缆洞口外的其他 洞口 应采取电磁屏蔽措施 以满足建筑物整体的 电磁 屏蔽 效能 要求 。 5.5.3 采取电磁屏蔽措施建筑物内地面电缆沟、地沟各方向抹面中均应 敷设 金属屏蔽网,金属屏蔽网间、金属屏蔽网与敷设于地面的金属屏蔽网间应可靠连接。 Q/GDW 11601 201
12、6 4 A A 附 录 A (资料性附录) 换流站建筑物电磁屏蔽效能计算 A.1 屏蔽效能 屏蔽效能定义为在电磁场中同一地点无屏蔽存在时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比,用SE表示,可按式( A.1)计算 01ESE E (或 SE HH 01) ( A.1) 式中 E0、 H0 为某点无屏蔽时的电场强度和磁场强度; E1、 H1 为同一点加屏蔽后的电场强度和磁场强度。 SE的单位通常用分贝( dB)表示,见式( A.2) SE EE 20 01lg( ) (或 SE HH 20 01lg( ) ) ( A.2) A.2 屏蔽体的屏蔽效能计算 A.2.1 金属网的屏蔽效能 单层屏蔽金属
13、网 的 屏蔽效能 , 可按式( A.3)和( A.4)计算 磁场: 262611038.05.1ln4 7 8.01038.01lg20ff RfacXfcrS ( A.3) 平面波: 2 222 2 81120 l g0.2 65 10 0.2 65 10 0.3 33 10 l n 1.5ffS ccR X fa (A.4) 其中: 01 3fRR ( )1Q/GDW 11601 2016 5 0124 6 4fRR ( )14201 6fXR ( )10364fXR ( )1 以上各式中: r 干扰源距金属网的距离 (m); c 金属网的网距(中心距)( m); a 金属网的网丝半径(
14、m) ; r 材料的相对导电率(对铜); r 相对磁导率; F 计算频率( Hz)。 上述屏蔽效能是根据无限大金属网计算得出的理想结果,金属网的屏蔽效能主要由 其 反射损耗来决定,适用于 0.1 100MHz频段, 金属网的 材质以紫铜和黄铜为宜,屏蔽效能一般大于 40dB。若采用双层网效果更好, 其 屏蔽效能可达到 60dB左右。 表 A.1 列出了几种不同网丝半径正方网格钢筋网屏蔽效能值。 表 A.1 不同网丝半径的钢筋网的屏蔽效能值 (dB) f(MHz) a=0.001m, c=0.05m a=0.002m, c=0.05m a=0.003m, c=0.05m .1000 87.79
15、90.75 93.10 1.0000 67.87 70.83 73.17 5.0000 53.92 56.87 59.21 10.0000 47.90 50.85 53.19 100.0000 27.91 30.86 33.20 表 A.2 列出了几种不同规格网格大小的钢筋网屏蔽效能值。 raR 290 105.5 rrfa 55.7 Q/GDW 11601 2016 6 表 A.2 不同网格大小的钢筋网的屏蔽效能值 (dB) f(MHz) a=0.002m, c=0.02m a=0.002m, c=0.05m a=0.002m, c=0.08m .1000 105.21 90.75 84.6
16、0 1.0000 85.37 70.83 64.66 5.0000 71.43 56.87 50.69 10.0000 65.42 50.85 44.68 100.0000 45.43 30.86 24.68 A.2.2 金属板的屏蔽效能 金属板的电磁屏蔽作用可由式 (A.5)表示 SE=A R B ( A.5) 式中 : A 吸收损耗(倍数); R 反射损耗(倍数); B 多次反射修正项(倍数)。 屏蔽效能可按式 (A.6)计算 2 22(1 ) 11 ( )41ttKKS E e e ( A.6) 其中: /wsK Z Z (1 )j j f 以上各式中 : t 金属板厚度( m); K
17、空气波阻抗与金属波阻抗比值; wZ 空气波阻抗( ); sZ 金属波阻抗 (属波 ) ; f 电磁波频率 (Hz); 波频金属板的磁导率 (H/m); 金属板的电导率 (S/m); 板的衰减因子; 因子相移因子。 在计算金属板的屏蔽作用时,电磁波的传播常数中可只计算衰减因子, 见式( A.7) Q/GDW 11601 2016 7 f (A.7) 在一般情况下,空气的波阻抗 wZ 远大于金属材料的波阻抗 sZ ,则上式可简化为式( A.8) ( A.8) 金属的波阻抗,见式( A.9) ( A.9) 取模,见式( A.10) ( A.10) 算例: 镀锌钢板的相对电导率为 0.17,相对磁导率
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