为了更准确撰写采购书，请问以下几点：

1. 您是否希望采购书包括对厂家的资质或测试能力的要求？
2. 是否计划采购的是设计服务、施工服务，还是设备材料（如接地铜排、避雷针、电阻接地柜等）？还是全部？
3. 采购书的使用对象是谁？是用于向供应商公开招标？还是仅限内部设计院或合作方？
4. 是否希望我按照 ITER 的技术规范结构（如分章节的技术条款）撰写？

确认这些信息后，我将基于 ITER 的电气接地技术方案，结合您提供的背景，拟写先导堆接地系统的采购技术要求书。

好的，我将为您撰写一份面向公开招标的先导堆接地系统采购技术要求书，结构上对标 ITER 的技术规范格式，内容包括设计服务、施工服务和设备材料的完整要求。 采购书将从以下五个方面进行系统梳理：

1. 工频接地故障防护
2. 托卡马克运行特性所导致的极端电磁故障工况
3. 雷电防护（含接闪器布局）
4. EMC（电磁兼容）指导规范
5. 雷击浪涌响应（含SPD和接地系统协同设计）

我会尽快整理并为您提供这份技术要求草案，供您审阅和使用。

先导堆接地系统初步设计与设备采购技术要求书

项目背景和总体目标

先导堆接地系统的设计对标 ITER 托卡马克装置的技术路线，需满足极高的安全性和可靠性要求，同时兼顾电磁兼容等性能。由于托卡马克装置具有大电流、高磁场、高电压等极端运行参数，目前尚无成熟的行业标准可以直接套用 (Electrical Design Handbook) 。因此，本项目参考 ITER 工程经验和国际标准（如 IEC、IEEE 等）制定技术要求，以确保人员和设备安全，并满足托卡马克高参数运行需求。接地系统的主要目标是保护人身安全和设备免受故障损害，同时作为统一电位参考，减小敏感电子设备所受干扰。整个设施接地网络由四个相互连接的子系统组成：地极网、工作接地、电涌（雷电）防护接地和信号参考接地。项目总体目标是在无现成标准可循的情况下，通过借鉴 ITER 设计方案，构建一套完整的接地和防雷系统技术要求，指导初步设计和设备采购，确保先导堆安全稳定运行。

设计原则与依据标准

设计原则： 接地系统设计应遵循“安全第一，性能并重”的原则，既满足工频接地故障和雷击时的安全要求，又兼顾电磁兼容（EMC）性能和设备正常运行的连续性 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。系统设计需确保：在最严重故障情况下，人员可触及部位间的电位差限制在安全范围内；为故障电流和雷电流提供低阻抗回路，将电位梯度降至人员可承受的水平 (Electrical Design Handbook) (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) ；同时通过合理的布线和屏蔽，降低电磁干扰源并提高测量与控制系统的抗扰度 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) 。为此，应建立网格化的等电位接地系统（MESH-CBN），将建筑基础钢筋、接地导体、电缆桥架等金属结构多点相连，避免出现大的浮地回路 (untitled) 。这种“均压网”取代传统单点接地方式，非常适用于 ITER 这样规模巨大、结构复杂的装置，可最大限度降低电位差和环路感应电压 (untitled) 。

依据标准： 设计应符合国际通用的接地和防雷标准及ITER内部规范，包括但不限于：

• IEC 标准： IEC 62305 系列（雷电防护），IEC 60364/IEC 61936（低压/高压接地装置），IEC 61000 系列（EMC 抗扰度与抗干扰规范）等，用于指导防雷系统和电磁兼容设计要点。
• IEEE 标准： IEEE Std 80（变电站接地网设计导则）等，用于补充IEC在大电流接地设计方面的不足。例如，由于IEC尚无专门标准计算大地网接地参数，本项目将采用 IEEE 80 提供的方法并结合专业软件（如 CDEGS）进行接地网建模与仿真 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。
• ITER 内部文档： ITER《电气设计手册》关于接地和防雷部分，以及 ITER EMC 设计指南等，为本项目设计提供框架结构和参数选取依据。尤其在雷电防护措施、电磁屏蔽和接地网拓扑等方面，ITER 文档提供了成熟的方案可借鉴。

设计时还应遵循中国相关国家/行业标准（若有适用者），并在可能情况下高于最低要求。例如，先导堆作为核聚变试验装置，可参照核工业和电力行业的最高安全标准执行。综上，在设计中应综合运用 IEC、IEEE 标准和 ITER 经验，确保接地系统的安全裕度和工程可行性。

主要技术要求

概述： 本章节按模块细分主要技术要求，包括：(1) 工频接地故障防护，(2) 托卡马克特有的极端故障工况防护，(3) 雷电防护措施，(4) EMC 指导规范，(5) 雷击浪涌响应与防护。每个模块明确设计需实现的功能、采用的方法措施以及遵循的依据。

1. 工频接地故障防护

设计要求： 接地系统必须安全处理工频电网故障（50 Hz）导致的接地短路电流，确保在最不利情况下人员不致触电、设备不受永久损坏。具体包括：

• 最大故障电流和接地电阻： 按设计基准，假定先导堆厂区可能出现高达约40 kA的接地故障电流，持续时间最长0.4秒（保护装置后备跳闸时间） (Electrical Design Handbook) 。接地网应能承受此电流的热和机械应力，接地引下线截面选型需符合热稳定要求（如采用≥25 mm²铜、35 mm²铝或50 mm²钢等，或更大规格以满足实际计算结果） (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。布置足够的接地极和导体使等效工频接地电阻满足安全要求，根据规范宜不高于1Ω-4Ω（结合土壤电阻率及设计电流综合确定）。

• 跨步电压和接触电压限制： 接地网设计时必须计算全区域内故障时的跨步电压和接触电压分布，并验证其最大值低于安全极限 (Electrical Design Handbook) 。安全限值可参考 IEC 60479 提供的人体电击曲线以及 IEEE Std 80 中的标准（对于50kg人体取更保守值） (Electrical Design Handbook) 。例如，在故障切除前(<0.5s)，任意两可触及点间电压应低于人体安全阈值（约50~100 V，视持续时间和环境而定）。为满足此要求，接地网网格尺寸、导体埋深和布置必须通过仿真优化，使场区内的跨步/接触电压均受控。在ITER早期设计中，曾通过CDEGS软件模拟，对比了将400 kV变电站独立接地与全场所接地网相连的方案，发现后一方案能显著降低人员触电电压，因而ITER最终采用了全场统一接地网设计 (Electrical Design Handbook) 。本项目亦应考虑场区各部分接地的可靠连通，避免孤立地网产生高电位差。

• 导体热稳定和机械强度： 所有接地导体、连接件需满足短路电流下的热容量要求，并有足够机械强度以承受电动力冲击。按 IEEE Std 80 计算导体允许电流密度，选择导体截面积，使故障热效应下温升不致损坏导体。关键连接（如变压器中性点引下线等）应采用搭接焊或螺栓压接，确保大电流下连接可靠不熔断。对于构筑物钢筋和主要金属结构，应通过焊接或夹具将其与接地网可靠等电位连接，使故障电流尽可能分散，多路径返回电源。 (Electrical Design Handbook) 在故障电流路径上可能存在的绝缘涂层或接触电阻，施工时应予以清除或采用铜导带跨接。

• 故障监测和持续运行： 系统应具备接地故障监测和报警功能。在不危及安全的前提下，尽量实现单点接地故障不停机运行能力 (Electrical Design Handbook) 。这通常通过高阻接地、中性点不直接接地等措施实现。例如，对非安全回路采用绝缘监视装置（IMD）以在发生单相接地时发出信号而非立即跳闸 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。但对于人员安全相关回路，仍需快速切除故障。设计需在安全和连续运行之间平衡，并提供相应的策略说明。

依据与验证： 工频接地设计将依据 IEEE Std 80 等标准公式计算，并结合模拟软件验证电位分布和导体发热。现场将进行土壤电阻率测试以提供设计输入（预计土壤电阻率80~400 Ω·m，根据 ITER 现场经验） (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) 。施工完成后需实测接地电阻值及主要跨步电压，以验证符合规范要求。

2. 极端故障工况防护（托卡马克特有工况）

设计挑战： 托卡马克运行会产生非常规的电气故障工况，如等离子体中断（VDE/MD）导致的强磁场快速变化、感应电涌电流，以及超导磁体故障（如双接地故障）引发的大电流在结构中传导等 (untitled) (untitled) 。这些工况可能在接地回路中激起短时但巨大的非常规电流和电压，对接地系统是严峻考验。本接地系统必须充分考虑这些极端情况，采取专门措施确保安全。

技术要求：

• 感应电流及涌流分散： 等离子体骤停或大电流快速变化会在建筑物和接地回路中感应出涌流。设计时应最大限度降低大的感应环路面积，避免形成大型闭合回路。具体做法包括：在托卡马克装置四周划定“环路禁止区（Loop Exclusion Zone）”，在该区域内禁止布置围绕托卡马克的闭合回路布线 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) ；对于必要的导体回路，尽量采用辐射状布置而非环行，以避免磁通耦合。 (ITER-Earthing.pdf) 同时，允许并鼓励小环路（如局部设备和短距离布线产生的局部环）以提高高频噪声的自耦抵消，但必须限制其环路面积在安全范围内 (ITER-Earthing.pdf) 。所有进入托卡马克区域的导体（包括电缆、管道等）必须在入口处就近与接地网等电位连接，防止其自身形成环路或引入远端电位差 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。总之，通过精心的布局和网格化接地，将感应涌流在众多并联路径中分流，避免集中于某一点形成高电压。

• 大型金属结构接地： 托卡马克本体及其支撑结构（如真空室、低温室、线圈箱等）都需要良好接地，以应对失超放电或双重接地故障等极端情况。设计要求为这些大型金属件提供多条低阻接地通路，优先利用其安装支撑实现电气连接。例如，ITER 对每个扇区配置了竖直铜导体将低温室与底部接地网相连，每扇区至少18根铜连接（ITER 设计为每扇区一根）以增强机架与地网的连接 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) 。本项目可根据先导堆扇区数目，按比例配置足够的导体以保障整个环向均匀接地。所有支撑底板、承力环等也应通过柔性导体与基础接地网可靠连接，以克服因隔振垫等引起的绝缘 (Electrical Design Handbook) 。

• 钢筋网与结构接地： 托卡马克主厂房基础内的钢筋必须形成高度互连的埋置接地网。ITER 经验表明，大尺寸钢筋混凝土结构在等离子体磁场扰动下会感应巨大环流，但只要电流分布在所有钢筋上就可避免单点过热 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) 。因此，本项目要求：托卡马克基座下方及周围墙体的钢筋必须全数通过焊接或搭接连接，构成均匀的接地网络 (ITER-Earthing.pdf) 。建筑各层的钢梁、柱等金属构件也需通过多点搭接纳入等电位网络，使建筑本身成为一个“法拉第笼”式的屏蔽和接地结构。 (untitled) 此外，在土建施工阶段应沿建筑周边基础埋设封闭环形地极，并每隔一定间距引出接地点与结构钢筋相连 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。这样，当等离子体中断产生强磁场变化时，电流会沿着众多钢筋和地线分散流动，每根钢筋中流过的电流大大减少，从而降低局部过热和机械应力风险 (untitled) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。

• 电动力与机械设计： 极端故障下流经接地连接的电流可能与强磁场耦合，产生明显的电动力（洛伦兹力）。例如，当线圈发生双点接地故障时，部分故障电流可能通过低温室和线圈外壳流经地网，ITER 针对这种情况设计了截面约1000 mm²的铜连接以限制温升，并考虑了电磁力对连接件的影响 (untitled) 。本项目中，对承载大短路电流的接地引线（如真空室与地网的连接带等）必须核算其在最大磁场下受到的机械力，并采取加固或缓冲措施，确保连接件不断裂、不移位。所有柔性连接编织带需留有余量以承受冲击力而不脱开。

依据与测试： 针对这些极端工况，设计阶段应参考 ITER 专项研究和类似项目的数据。例如 ITER US IPO 提供的分析报告中，量化了托卡马克磁场对结构感应电流的影响，本设计应据此确定关键部位的导体规格 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) 。必要时，可在模型上模拟等离子体中断时的电磁分布，验证接地系统有效性。建成后，可利用脉冲电流注入和测量局部环流等试验，来确认当发生电磁扰动时，大电流确能均匀分流至建筑和接地网各处。如有条件，也可在役期间通过监测接地干线电流和结构电流，在小扰动试验下验证以上设计假设。

3. 雷电防护措施

总体要求： 为应对直击雷和感应雷对先导堆的威胁，必须在建筑和设施上部署完善的外部防雷系统（Lightning Protection System, LPS）。设计应满足 IEC 62305 标准要求，并结合先导堆建筑特点采用分级防护策略：通过接闪、引流和散流三大措施，将雷电流安全引入大地，保护建筑结构和内部人员设备。

【60†embed_image】 图1：简单的建筑防雷系统示意图 – 屋顶安装避雷针，通过引下线与埋地接地极连接，将雷击电流引入地下。避雷系统需与建筑等电位连接，防止侧击和二次放电。

接闪器与保护范围： 在先导堆主实验建筑和周边相关建筑最高处，应安装足够数量的接闪杆/网（避雷针或避雷带），其布置需保证对被保护结构形成完整的保护覆盖。参照IEC 62305-3，对于核设施等重要建筑，宜采用防雷等级I（最高级别）设计，其滚球半径不超过20 m，保护角和网格尺寸最小（网格不大于5 m） (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。具体而言：托卡马克厂房屋顶可敷设避雷带（或0.25 m×0.25 m的小网格导体）作为接闪装置，屋顶突出设备处加装独立避雷针 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) ；邻近的低矮建筑屋顶按需要布置避雷带网（网格典型5 m×5 m），以防侧向雷击 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。接闪器高度和位置应通过滚动球法或保护角法验算，确保结构各部分及外露设备均在保护范围内，不留雷击盲区 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。

引下线与等电位环： 每根接闪杆/避雷带至少应设置两条引下线沿建筑不同立面下引，以减少单根引下线过载风险 ([PDF] LIGHTNING RODS AND ACCESSORIES at3w.com 42) 。引下线宜直线走径，避免拐弯，以减小冲击阻抗 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。先导堆建筑的钢筋混凝土结构应尽量利用结构钢筋作为自然引下体：通过出筋焊接，将屋顶接闪网与建筑柱内主筋相连，使雷电流沿建筑钢骨架泄入地面 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。在每层建筑周边或基础顶面，应埋设环形等电位带（铜带），并每隔一定距离与引下线相连 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。例如，可在基础梁位置铺设截面不小于50 mm²的铜带闭合成环，各引下线和地下接地极均与此环连接。等电位环的作用是在雷击时限制建筑物内外各点电位差，并为引下电流提供均匀分流路径，防止电流集中单一路径造成过热或侧击。

接地极与散流： 防雷接地应与整体接地网融合设计，目标是将雷电流迅速分散并耗散入地，控制地表电位梯度在安全范围。根据IEC 62305-3，对于防雷级别I的建筑，接地极宜采用类型 B（环形或基础网状接地体），总长按规范要求计算 (Electrical Design Handbook) 。本项目要求在建筑物基础周围埋设环形地极（若土建基础钢筋已形成可靠环路，可视作环形地极），并向外延伸一定长度的垂直接地极（接地棒）。接地棒宜采用镀铜钢或纯铜材料，长度不小于2.5 m，每根间距5~10 m（依据土壤电阻率调整），并以至少两根引下线就近连接 (Electrical Design Handbook) 。所有接地极、环形带、建筑钢筋以及设备地网应多点相连成统一接地网，避免分别独立接地可能导致雷击时相互间产生高电位差 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。设计应力求降低接地装置冲击阻抗，例如采用辐射状埋设扁钢、增设深埋垂直极等措施，使雷电流在高频成分下也能顺利泄放。根据IEC导则，防雷接地装置的工频等效电阻推荐值应低于10Ω (Electrical Design Handbook) ；尽管本项目整体接地与防雷接地共用，仍应通过增加接地体降低等效电阻，力争优于上述要求（预期值≤5Ω）。最后，所有建筑金属构件（如屋顶女儿墙、金属门窗等）也需通过适当的连接与防雷接地网相连（做等电位连接），防止雷击时在其间发生火花放电 (Electrical Design Handbook) 。

附加措施： 鉴于先导堆区设备精密且可能处于强电磁环境，还应特别考虑**雷电电磁脉冲（LEMP）**的影响。为此，防雷系统与EMC设计需协调统一。例如，在建筑入口处的金属管道、电缆桥架等，如有雷电流部分通过，应在入口处做等电位连接或安装间隙放电器，防止内部产生火花 (Electrical Design Handbook) 。对于室外独立的金属构筑物或设施，也应纳入整体防雷接地系统，通过接地连接或等电位措施避免在雷击时与主建筑产生电位差。

依据与验证： 雷电防护设计将严格依据 IEC 62305 标准的计算方法执行，包括风险评估、防雷分类、接闪器位置计算、引下线和接地设计等 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。设计完成后，应对每栋建筑的防雷效果进行验证分析——包括采用滚球法模拟直接雷击覆盖范围、计算雷电流分流比以及校核内部过电压水平等。如 ITER 要求，需通过分析/仿真证明建筑内部电力系统因雷击产生的过电压不超过相关抗扰度测试规定的水平（例如 IEC 61000-4-5 定义的±2 kV共模和±1 kV差模限值） (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。工程竣工后，应进行现场验收测试：使用摇表测量各引下线与接地网的电阻，检查避雷网与接地的连接连续性；采用冲击电流发生器模拟小雷电流注入，检测接地电位梯度分布，确认无超标值；必要时对易受雷击部位实施人工引雷或远距离观测，以验证系统有效性。

4. EMC 指导规范（屏蔽、布线及接地）

设计目标： 确保先导堆各电气电子系统在强电磁环境下可靠运行，避免电磁干扰（EMI）对测量控制回路的影响。接地系统应同时服务于安全接地和信号参考接地两种功能。为此需制定全面的EMC措施，包括电缆屏蔽接地、布线隔离、设备屏蔽和接地方式等。

主要规范：

• 网格化共地（MESH-CBN）： 建立整个机房的网格化共用接地系统，将所有机架、设备壳体、桥架和建筑金属结构通过多重连接构成共地网 (untitled) 。这样可使高频干扰电流通过尽可能短的路径返回来源，减小地线上电压降，提升 EMC 性能 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。特别强调：不要将不同子系统各自独立单点接地，而应多点互联接地，以避免因单点悬浮引入的电位差 (untitled) 。ITER 等离子体物理建筑采用的做法是将建筑钢筋、金属管道、电缆桥架全部连成密集网格，取代传统的单点星形接地 (untitled) 。本项目应遵循这一理念——凡进入不同电磁分区的导体，均在入口处与网格接地网连接，保证各分区保持统一电位 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。在这种Mesh共地结构下，即使有高达数万安培的故障或脉冲电流，亦会分散在众多并行路径中，每条路径上的电流可能仅几十安培，不致对任一处造成严重影响 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。

• 电缆屏蔽及接地： 所有控制、测量和通信电缆必须使用屏蔽电缆（优选编织铜网屏蔽，避免仅箔膜屏蔽） (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。屏蔽层两端应360°充分搭接接地，而非仅单点搭接 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。例如，在电缆两端的接插件或端子箱处采用金属夹箍，将编织屏蔽层周向压紧在接地铜排上，实现屏蔽层两端良好接地 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。特别注意，屏蔽层不得中途断开或悬空，也不应仅在一端接地，否则将无法有效屏蔽高频干扰 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。对于没有机柜可连接屏蔽的场合，应将屏蔽就近以360°搭接到接地汇流排或接地端子 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。所有信号电缆屏蔽层以及电缆穿过的金属导管/桥架，都应被视为共地网的一部分，在两端以及每隔一定距离与地网相连 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。这种做法虽会在屏蔽层形成环流，但属于受控的网格环流，有助于抵消干扰场 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。总的原则是：** 屏蔽层和接地网形成笼式屏蔽结构**，把干扰限制在屏蔽层上流动，不让其进入内层信号线。

• 布线隔离与走线： 动力电缆和弱电信号电缆必须分开敷设，以减少串扰。高压大电流电缆与测量控制电缆分设独立的金属桥架或线槽，中间保持尽可能大的距离（推荐至少1~2米，如条件受限也应≥30厘米并采用隔板） (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。当强弱电电缆必须交叉时，应尽量垂直正交交叉，而非平行贴近，以减小磁通耦合长度。重要测量传感器信号应采用双绞线（抑制感应噪声）并配合屏蔽，同时走最近路径以减少环路面积 (kingsmillindustries.com) 。对于进入低温室或强磁场区的传感器，引线应尽可能缩短并采用金属导管全程屏蔽，导管两端与真空室或屏蔽罩可靠连接 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。在 ITER 设计中，所有穿出生物防护墙的电缆都安装在封闭金属管道或有盖金属桥架内，以提供屏蔽 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) ；本项目亦应如此，实现重要区域内电缆全封闭或金属管屏蔽敷设。此外，各**电磁分区（EM Zone）**之间的电缆穿越要减少，并在穿越处确保良好接地过渡——比如，金属线槽在穿墙处需与墙体钢筋网连接，使电缆屏蔽在贯穿不同分区时仍保持同一电位 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。

• 设备与机柜屏蔽： 所有电气设备应安装在金属机柜或金属外壳内，机柜本身接地良好且各门板连接处电气连续（通过镀导电涂层或编织线跨接）。机柜内部应设置接地铜排，将进入机柜的电缆屏蔽层立即在入口处360°接地夹紧 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。多个机柜并排安装时，以短粗铜带将它们的接地铜排互连，形成局部等电位网，再通过机房接地母线与总接地网相连。对特别敏感的电子设备，可考虑在其外加装屏蔽罩或屏蔽机房（如铜网室），并确保屏蔽体单点接地或多点等电位视频率而定。ITER 对关键诊断电子采用了屏蔽舱连接真空室的方式，将干扰源隔绝 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。本项目可据需要采用类似措施。

• 接地方式选择： 对于供电网络接地型式，应结合EMC和供电连续性选择合理方案。一般辅助电源400 V系统采用TN-S制（三相五线制，工作零线与保护地分开，保护地多点接地） (Electrical Design Handbook) ；对于对不间断运行有要求的测量控制供电回路，可采用IT系统（不接地或高阻接地）以降低单相接地电流，从而减少对信号参考地的扰动 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf) 。无论何种接地型式，均应确保在同一场所使用统一的接地点，避免不同系统之间存在电位差。本项目建议工作地与保护地共网但分开导体传输，即TN-S方案供电，以利于各设备外壳与信号地零电位保持一致，同时配合必要的绝缘监测。 (ITER-Earthing.pdf) (ITER-Earthing.pdf)

依据与验证： EMC 设计依据 ITER《电磁兼容性（EMC）设计导则》以及 IEC 61000-5-2（安装与缓解指南）等标准。ITER 导则中特别强调的措施在本项目需充分落实，如双端接地屏蔽、MESH-CBN 共地等 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。在设计验证阶段，可采用仿真软件对关键线路的感应电压进行分析，确认电缆屏蔽和布线方式将干扰限制在可接受范围。例如，对穿越强磁场区的长电缆，计算其未屏蔽时感应电压，再考虑屏蔽效果，看剩余感应电压是否低于设备抗扰度。还可通过频域分析，评估不同接地方式对噪声电流传播的影响 (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) 。设备安装调试时，需现场检查所有屏蔽接地连接是否按规范实施（用导通测试和目视检查相结合）；在试运行阶段，可利用示波器/频谱仪监测关键信号线路的噪声水平，以验证EMC措施的有效性，如发现异常再进一步增补滤波或屏蔽措施。

5. 雷击浪涌响应（SPD 配置及防雷与EMC融合设计）

SPD 设置要求： 为防御雷击和开关操作引起的过电压浪涌，对先导堆所有进出建筑的线路应配置浪涌保护器（SPD）。SPD 的选型和分级应符合 IEC 62305-4 和 IEC 61643 系列标准，组成协调的多级防护体系 (Electrical Design Handbook) 。具体要求如下：

• 分级保护策略： 在主配电进线处安装I级SPD（10/350µs波形，亦称一级或B级保护），用于泄放直击雷分流电流，实现与外部防雷等电位连接 (Coordinated overvoltage protection of domestic premises) 。该SPD应能够承受相当于直接雷击的部分电流而不损坏（如标称冲击电流I_imp达25~100 kA级别） (Electrical Design Handbook) 。在二级配电柜处配置II级SPD（8/20µs波形，C级），用于吸收残余浪涌，将过电压限制在设备耐受范围内。对于距离二级SPD仍较远的末端敏感设备（尤其是精密测量和控制回路供电点），视需要加装III级SPD（D级），进一步滤除小幅浪涌 (Coordinated overvoltage protection of domestic premises) 。各级SPD应协调配合，保证上一级SPD拦截大能量，下一级再对残压精细箝位 (Coordinated overvoltage protection of domestic premises) 。SPD 的响应时间、通流容量和箝位电压需匹配所保护设备的耐压水平和期望的保护水平 (Up)。例如，对一般电子设备，末级SPD箝位后电压宜不超过1.5 kV，相当于工业等级耐压要求。

• SPD 安装与接地： SPD必须以尽可能短的连接线接至被保护线路和接地母排之间，减少引线电感引起的残压增高。应在建筑物进线配电柜处设置总等电位连接排（TEB），将所有进入的电源线缆的SPD地线端和建筑接地网相连，同时把通信线缆的SPD也接入该等电位排。这样可保证雷电浪涌通过SPD泄放时，电位在各系统间保持一致，避免发生反击和设备间电位差损坏 (Electrical Design Handbook) 。对于通信和数据线路，同样应安装合适的SPD（如信号浪涌保护器），其布线和接地与电力SPD要求一致，确保各入口处的所有导线均已受SPD保护 (Coordinated overvoltage protection of domestic premises) 。对于室外引入的天线馈线等，可采用同轴避雷器，并将其外壳可靠接地。

• 浪涌与EMC融合： SPD配置需与前述EMC措施相结合，做到防雷与EMC统一设计。一方面，SPD自身的箝位电压值应低于敏感设备的耐压裕度，并尽可能低于IEC 61000-4-5规定的抗扰度测试电平 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) ；另一方面，当SPD动作泄放雷电流时，共地系统应能容纳该瞬态电流而不在不同接地点产生危险电位差。这要求：接地母排、SPD接地线径以及各设备接地点都尽量集中，实现等电位搭接。在ITER设计中，通过在建筑内建立密集的等电位连接网络，使雷击时设备之间的过电压被限制在±2 kV对地、±1 kV相间以内 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。本项目也应以此为目标，优化SPD接地和布线，减少引线长度和回路阻抗，力争将浪涌残压限制在上述或更低水平。此外，建议选用带有脱离器/故障指示的SPD，以便浪涌后若SPD失效能及时发现更换，从而保持系统长期有效。

• 特殊区域防护： 对于存在易燃易爆气体的区域或重要安全系统，SPD配置还需更加保守和冗余。在这些场所应选用通过 ATEX 等认证的防爆型 SPD，并采用双重冗余保护（串联或并联两个SPD），以防一个失效时仍有保护存在 (Electrical Design Handbook) 。另外，线缆屏蔽层在进入这些特殊区域前应有等电位连接或SPD跨接，以避免雷击引发的火花。

性能验证： 设计阶段应用模拟软件对多级SPD的能量分担和残压进行仿真。例如，通过仿真雷电流波形注入，计算I级SPD箝位后电压及流经II级SPD的能量，检验二者是否协调。在完成安装后，可进行现场测试：使用雷电流冲击发生器对SPD施加8/20µs波形的模拟雷电流，测量各级SPD的箝位电压是否符合规格。亦应在适当情况下借助移动式浪涌测试仪，对末端敏感设备的电源接口施加标准浪涌，验证SPD保护效果（设备应无损坏或性能降级）。最后，定期检查 SPD 的状态指示，确保其始终处于有效工作状态。如有 SPD 动作过后的指示标记，需要及时更换并分析原因（可能提示异常大的浪涌需改进外部防护）。

施工和供货内容

范围概述： 本项目的施工和供货内容包括接地系统和防雷系统的详细设计、设备材料供货、现场施工安装以及测试验收等完整工作链条。承包商应按本技术要求书完成以下主要任务，并在投标文件中明确其供货和服务范围：

1. 深化设计与图纸提交： 中标后需进行接地与防雷系统的深化设计，包括计算分析、施工图绘制和施工方案编制。设计内容至少应包含：接地网布置图、接地极/接地干线详图，等电位连接示意图，防雷装置布置图（避雷针位置、高度，引下线走向，接地点），浪涌保护器选型和安装节点图，主要连接详图（如建筑钢筋与地网连接、大型设备接地端子等）。设计文件须经业主或监理工程师审核批准后方可用于施工。

2. 设备材料供货： 承包商负责供应本项目所需的全部设备和材料，其质量应符合国家标准和本要求书技术规格。主要供货清单包括但不限于：

   • 接地导体材料： 裸铜绞线、镀锌扁钢、铜排等，用于埋地网格和接地干线。截面规格按设计确定，如铜绞线≥95 mm²、镀锌扁钢≥40×4 mm等，材料需有出厂合格证和导电率检测报告。
   • 接地极： 镀铜钢接地棒、降阻模块或接地降阻剂等，用于降低接地电阻。接地棒长度一般2.5 m或5 m，多根按要求连接。若需深井接地，提供相应钢管电极。
   • 连接金具及附件： 包含各种接地线夹、铜鼻子、放热焊接焊粉和模具、石墨接地夹、热缩套管、防腐沥青等。所有连接附件须适配导体规格并确保接触电阻低且机械强度足够。
   • 防雷装置： 各型号避雷针（含针体、底座、引下线夹等），避雷带，避雷网，以及电解离子接地极（如果设计有要求）。避雷针高度、材质按设计供货，如采用不锈钢或热镀锌钢，顶端半径符合IEC要求。
   • 浪涌保护器（SPD）： 高能量型电源SPD（I级），中等能量电源SPD（II级），末端精细SPD（III级）若干，以及信号线路SPD（按信号种类提供，如二次仪表4-20mA回路SPD、网络通信SPD等）。SPD 应为知名品牌经过第三方认证，标称通流容量、残压、响应时间等参数满足规范要求，并带遥信报警触点（用于监视SPD失效）。供应商需提供SPD选型计算依据和产品规格书。
   • 等电位连接和屏蔽材料： 包括等电位铜排、接地端子板、编织接地线、屏蔽铜网等。机房内需铺设的均压带和连接各机柜的铜排由承包商提供，并预制必要的安装孔位。
   • 测试设备（可选）： 如需进行大电流注入试验或土壤电阻率测试，承包商应自备或租赁相应设备（如大电流发生器、土壤电阻率测试仪、跨步电压测量装置等）。这些设备不要求购置但必须在调试和验收阶段提供服务。

3. 土建施工配合： 接地网埋设需与土建基础施工同步进行。承包商应在土建开挖阶段进场，铺设基础接地导体与接地极。要求在钢筋绑扎时焊接接地跨接线（例如每隔一定间距将基础钢筋与主接地干线焊连） (Electrical Design Handbook) 。土建浇筑前完成环形接地带和引出接地端子的布置，预留测试点。施工过程中加强与土建承包商协调，确保接地材料的埋设深度、位置符合设计要求，不得遗漏。浇筑完成后，应复测各预埋接地端子的导通情况。

4. 安装施工： 在建筑结构完成后，承包商进行接地和防雷系统的全面安装，包括：

   • 铺设室内接地母线：沿配电室、电气竖井和主要机房敷设接地铜排或扁钢，将各楼层等电位连接并引至总接地极。每段母排需要可靠固定，并与建筑钢筋多点连接。
   • 安装等电位端子板：在控制室、机房等设置总等电位连接端子，将进入室内的金属管道、屏蔽电缆外皮和设备外壳统一连接 (Electrical Design Handbook) 。关键房间（如计算机控制室）的地板下亦可敷设等电位网格。
   • 布设防雷引下线：根据图纸要求，将引下线固定于建筑结构表面（或隐藏于预留管井内）。每根引下线在底部应设置测试断接卡，用于验收测试。确认引下线全长无断接，转弯处圆滑无锐角。
   • 避雷针及接闪网安装：在屋顶指定位置安装避雷针基础，立杆就位牢固，针尖至被保护物之间距离符合要求。沿女儿墙敷设避雷带或避雷网，并用支持件固定，保持直线和张紧。所有接闪器通过引下线或屋面金属构件与接地网连接。
   • SPD 安装：在总配电柜、分配电箱及关键设备前端，按照设计配置SPD模块。安装时须严格按照厂商要求接线：相线、零线、地线连接正确且尽量短。将SPD的指示窗朝外便于检查，更换部件留有足够空间。对信号SPD，多数为串联接入型，需采用端子排正确串接在线路上，同时就近接地。
   • 屏蔽和接地连接：将机柜、桥架等用备好的铜编织带与地网连接。弱电电缆进入机柜前，剥开屏蔽层并用金属卡将其紧固在机柜接地铜排上，实现屏蔽层两端搭接 (05-工况-EDH_Part_4__Electromagnetic_Compatibilit_4B523E_v3_0 (1).pdf) 。对于没有机柜的传感器电缆，也应在进入房间处将其屏蔽接入墙上等电位端子。
   • 标签和标识：所有接地和防雷连接点应安装永久性标识牌，如“接地端子#1”“避雷引下线A”等，以便维护识别。SPD 模块旁贴上回路编号和更换日期记录标签。测试点应有黄色接地标志漆标记。

   安装施工需符合电气装置安装规范和施工工艺要求，注重每一连接点的质量。所有螺栓连接必须拧紧并有防松措施（如弹簧垫或双螺母），焊接连接须焊缝饱满无夹渣，镀锌构件焊后补涂防锈漆。

5. 测试与验收： 施工完成后，承包商负责组织现场测试，提交测试报告并配合验收。测试项目包括：

   • 接地电阻测试： 使用大电流接地电阻测试仪测量总体接地电阻，若不符合设计要求需增设接地极或采取降阻措施直至达标。
   • 等电位连接检查： 采用直流电阻表测量各主要设备外壳对接地干线、电缆桥架对地等的电阻值，应接近于0Ω（一般要求＜0.1Ω）。对每根引下线的连续性进行验证，其与接地网之间通过测试断接卡测量电阻值来判断连接状况。
   • 跨步电压/接触电压测试： 模拟工频故障电流注入地网（如用大电流发生器流入接地干线，与大地形成回路），在地表选取若干点测量跨步电压，在金属构件与地面之间测量接触电压，验证均低于限值。由于直接大电流测试存在困难，可选择夜间或低干扰时段，使用冲击电流法间接估测电位梯度分布。
   • SPD 动作测试： 对各级 SPD 采用浪涌发生器进行动作测试（在不损坏设备前提下）。例如向 I 级 SPD 施加8/20µs标准波10 kA，确认其指示正常、后级电压下降明显。测试 II、III 级SPD的配合是否良好（可以采用较低电压小波形验证）。同时检查SPD的遥信告警功能是否将信号正确送至监控系统。
   • 雷击模拟： 在条件允许情况下，可采用人工触发雷击或模拟雷电流注入建筑物的方法，综合验证防雷系统。如在建筑物顶部加挂引雷装置于雷雨季节观察，或在引下线上注入陡波电流测量其在各处波形传输情况。
   • EMC 验证测试： 在系统试运行时，引入已知的电磁干扰源（如大功率变频器启停、断路器合闸等产生的脉冲）观察测量控制系统的稳定性。如果出现控制信号波动或误动作，说明接地/屏蔽尚需改进。根据需要采用示波器测量关键节点的杂讯电压，确认满足 IEC 61000-6-2 等标准中对工业环境的抗扰度要求 (05-工况-EDH_Part_5__Earthing_and_Lightning_Prote_4B7ZDG_v3_0.pdf) 。

上述测试项目完成后，承包商应整理测试数据和结果，对照技术要求逐项给出是否符合的结论，并提交竣工验收报告。业主或第三方检测机构参与见证，发现不合格项及时整改重测，直至满足合同要求。最终验收通过后，施工单位需提供完整的竣工图纸、设备清单、产品说明书和维护手册等文件，并对运行人员进行必要的培训。

供应商资格要求

鉴于本项目技术复杂、涉及范围广，投标供应商（承包商）需具备相当的资质和经验。以下是对供应商的最低资格要求：

• 设计能力： 供应商须拥有电气工程专业的设计团队，至少有1-2名高级电气工程师负责方案设计审核。这些工程师应熟悉 IEC/IEEE 接地、防雷和 EMC 标准，最好有参与类似大型科研装置或核电、变电站接地系统设计的经验。供应商需能够使用专业软件（如 CDEGS、EMTP、Ansys 等）进行地网计算、电磁仿真分析，并提交过往项目设计计算书佐证其能力。

• 施工资质： 要求具备国家认定的电力工程或机电安装工程施工资质（如防雷工程专业施工资质和电力施工总承包二级及以上资质），以及安全施工许可。施工项目经理和现场技术负责人应有承建过防雷接地系统的经验，至少完成过2个类似规模的接地工程。在人员配备上，需有持证的电气技工、防雷装置检测人员等，保证施工质量。

• 测试能力： 供应商应具备完成本项目所需测试的技术和仪器设备。不要求全部自有，但必须能调配权威检测机构或自有检测团队完成接地电阻、绝缘监测、跨步电压等关键测试。对于SPD等高能试品，供应商需要提供有效的型式试验报告或由有资质的独立实验室出具的测试报告，以证明其产品性能满足要求。投标文件中应说明将如何开展验收测试工作，包括测试设备来源、人员资质等。

• 产品质量与认证： 所供主要产品（SPD、避雷针、接地模块等）应为成熟可靠的品牌，通过国内外权威认证。例如SPD需有CQC或等同认证、防雷产品需有检测中心出具的检测报告等。供应商需有严格的质量管理体系（如ISO 9001认证），对采购元件有检验把关能力。要求提供近三年内类似供货的用户评价或运行情况证明。

• 业绩要求： 供应商近五年内应有不少于3个大中型项目的接地或防雷系统供货施工业绩，其中至少1个涉及高能脉冲或大电流接地（如大型工业厂房、变电站或科研实验装置）。须在投标文件中提供业绩表，列明项目名称、规模、合同额、完工时间及联系人。具有核工程、粒子加速器、同步辐射装置、核聚变装置等相关工程经验的单位将优先考虑。

• 本地服务能力： 由于本项目可能需要多专业协同和长期服务，供应商在本地应有常驻或快速响应的技术团队。一旦系统投入运行，在质保期内供应商须能在故障发生后24小时内派员到现场处置。如供应商非本地单位，需在本地建立办事处或与有资质的本地防雷公司合作，以确保服务及时性。

• 安全与管理： 供应商近年无重大安全、质量事故，重视安全施工和文明施工。有健全的项目管理制度和质量保证体系。对进入现场的施工人员，供应商要负责培训其安全意识和技术规范，配合业主做好安全防护（特别是高空作业、动火作业等防雷接地施工常见的危险点）。

综上，只有同时具备专业设计能力、丰富实践经验和可靠质量保证的供应商才能胜任本项目。业主将通过资格预审和综合评标对投标方进行严格评估，确保最终中标单位有能力按期优质地完成先导堆接地与防雷系统的设计供货施工任务，为先导堆的顺利运行提供坚实保障。

【资料来源】

(Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook) (Electrical Design Handbook)

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