重庆渝北一中官网:长兴防雷

 引 言     雷电是一种非常壮观的自然现象，它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。1987年联合国确定的“国际减灾十年”中，雷电为对人类危害最大的十种灾害之一。目前各种建筑大楼大多数仍采用避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。但是，自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏由主要以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。随着近年来电子技术的飞速发展, 计算机系统的网络化程度越来越高,人类对电气设备尤其是计算机设备的依赖越来越严重。这些高精度的微电子计算机设备内置大量的CMOS半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。）无法保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行。     雷电可以在电源线和通信线或数据线上感应出过电压。因此采用电源和通信防雷器是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路、设备运行不可缺少的技术环节，是监控系统电子化建设及运行管理工作的重要组成部分。二、设 计 总 则     依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，该建筑物和大楼内之计算机房等设备都必须有完整完善之防护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，空调设备、电脑网络、微波通信设备等装置应有防护装置保护。此方案的主要技术依据为2.1《国际建筑物防雷设计规范》         IEC 1024-1 ，19902.2《建筑物防雷设计规范》             GB 50057-94（2000年版）2.3《雷电电磁脉冲的防护》             IEC 1312-1，2，3 2.4《低压供电系统中的过电压保护器》   IEC 61643，19982.5《电力系统通信站防雷运行管理规程》 DL 548-942.6《金属氧化物避雷器技术规范》 GB110322.7《计算机信息系统防雷保安器》 GA 173-19982.8《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》 GA 267-20002.9《电子计算机房设计规范》     GB 50174-932.10《通信局（站）低压配电系统用电涌防护器技术要求》  YD/T1235.1-20022.11《通信局（站）低压配电系统用电涌防护器测试方法》 YD/T1235.2-20022.12《计算站场地技术文件》GB2887-892.13《计算站场地安全要求》 GB9361-882.14《雷电电磁脉冲的防护》  IEC13122.15《过电压保护器》  VDE-06752.16《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》 CECS 72-972.17《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》 GB/T 17626.5-19992.17《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2004三、现场情况勘测        本防雷工程现场勘测情况说明：        湖北汽车运输总公司防护的主要重点在于厂区各个钢架结构直击雷防护及其内部设备的防护，主楼机房的防护，现场勘测表明厂区各个钢架结构的直击雷防护未达到国家相关标准，须要改造，没有接地系统须要增加接地，由于厂房比较分散因此要增加接地。视频线路、控制线路、电源线路、网络线路都没有加装防护。机房内无等电位连接网。四、设 计 方 案     本方案是依据设计总则为依归，同时考虑到在技术上还是在工程施工上都能操作和执行，根据使用单位实际需要情况，才制定对整体防雷综合整改方案。     综合防雷工程包含：完善的外部防直击雷系统、合理配置过电压保护装置（含电源、通信）、良好的等电位连接三个有机的整体。      概括的说，当今电子设备的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护五种方法。（A）、分流     利用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。（B）、屏蔽     计算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。（C）、等电位连接将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接，以均衡电位。（D）、接地 在计算机网络系统中，为保证其稳定可靠的工作、保护计算机网络设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。综合防雷系统工程介绍：雷电过电压对各级控制室内部电子设备的损害主要有以下三个途径进入：一、直击雷经过接闪器（如避雷针（带））而直放入地，导致地网地电位上升，高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。二、雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压。三、进出大楼或通信机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。因此，我们对以上三种途径对整个入侵的雷电压及过电流进行防护。A 、控制室通过建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法拉第笼式接地系统。它是消除地电位反击有效的措施。应符合下列要求：1、安装的避雷针或避雷线（网）应使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器保护范围内。架空避雷网的网格尺寸不应大于5m*5m或6m*4m。2、所有避雷针应采用避雷带互相连接。3、建筑物应装设均压环。4、防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环型接地体，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。B、 机房内通信电缆以及地线的布放和连接，通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式时，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对移动通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下要求：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。    通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。  C、根据雷电保护区的划分要求，控制室外部是直击雷的区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为0区;控制室内部及计算机房所处的位置为非暴露区,可将其分为1区、2区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入(如图1)。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电气通道以及金属管则通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过点做等电位连接。进入控制室的电源线和通讯线应在LPZ₀与LPZ₁、LPZ₁与LPZ₂区交界处，以及终端设备的前端根据IEC1312——雷电电磁脉冲防护标准，安装上不同类别的电源类SPD，以及通讯网络类SPD(如图2)。(SPD瞬态过电压保护器的英文缩写)，SPD是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。选用和使用SPD注意事项：应在不同使用范围内选用不同性能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ₀与LPZ₁区交界处的SPD必须是经过信息产业部防雷产品性能实验室试验达标的产品。对于信号SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。     SPD保护必须是多级的，同时根据YD/T 5098-2001条文说明3.7.5条：在各类SPD能满足各级所需的标称放电电流前提下，为了保障SPD的可靠性，一般选择大量级通流容量的SPD。通流容量是指SPD不发生实质性破坏而能通过规定次数、规定波形的最大电流峰值，冲击通流容量较小的SPD在通过同样的雷电流条件下其寿命远小于冲击通流容量大的SPD，根据有关资料介绍：“MOV元件在同样的模拟雷电流8/20μs,10KA测试条件下，通流容量为135KA的MOV的寿命为1000～2000次，通流容量为40KA的MOV的寿命为50次，两者寿命相差几十倍”，由于配电室入口处的SPD 要承受沿配电线路侵入的浪涌电流的主要能量，因此其SPD在满足入口界面处标称放电电流要求的前提下，可根据情况选择较大通流容量的SPD。     对于无人值守场合，可选用带有遥信触点的电源SPD；或可选用带有声光报警之电源SPD。     信号SPD应满足信号传输速率、工作电平、网络类型的需要，同时接口应与被保护设备兼容。信号SPD由于串接在线路中，在选用时应选用插入损耗较小的SPD。在选用SPD时，应让指定供应商提供相关SPD技术参数资料。正确的安装才能达到预期的效果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。     交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地共用一组接地装置时，其接地电阻按其中最小值确定；若防雷接地单独设置接地装置时，其余三种接地共用一组接地装置，其接地电阻不大于其中最小值，并应防地电位反击的等电位连接保护器。   接收机高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮应接地。  D、等电位连接的要求：实行等电位连接的主体应为：设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；供电线路含外露可导电部分；防雷装置；由电子设备构成的信息系统。    实行等电位连接的连接体为金属连接导体，如图3。和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的电涌保护器(SPD)。通过星型(S型结构或网形M型)结构(见图4)把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S型，在大型机房选M型结构。机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋50m以上，埋地深度应大于0.6m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上，铁管两端接地。 具体实施情况：（一）、编制依据以下方案的制定严格参照中华人民共和国现行有关防雷标准和湖北汽车运输总公司防雷工程相关要求。（二）、主要内容考虑到公司属新建厂区，所有配电及其它设施均为新建建筑物，其直击雷防护设计应符合国家建筑物防雷规范，但有部分加了金属顶棚所以对这部分要进行直击雷防护处理。（一）电源系统湖北汽车运输总公司由一个总配电变压器供电，分散分配电柜20套。配电间配电柜与总配电间的连接电缆均埋地敷设。1、        10KV高压供电线路的末端采用有金属护套或绝缘护套电缆穿钢管埋地引入总配电房，金属护套和钢管两端就近可靠接地。2、        10KV高压线末端接入电源变压器处，每相线应安装高压避雷器。电源变压器的机壳、电源低压侧零线、电缆的金属护套均应就近接地。3、        由电源变压器到配电房之间的低压输电线路应埋地布线，其长度不宜          小于50M。4、        在总配电房的低压配电屏上安装一套B级（间隙式）电源避雷器，作为第一级防护，其容通电流为50KA（10/350us），将电源线上出现的巨大浪涌电流吸收。5、         由总配电房到各分配电室的供电电缆采用屏蔽电缆埋地引入。楼内配电箱的零线不作重复接地，电缆两端的屏蔽层就近接地。6、      各气运间配电室的配电箱里，安装一套B级电源防雷器，作为第二级防护，该防雷器为B级防雷器，每相容通电流为40KA（8/20us）。在内部设备的配电输入端分别加装一套C级防雷器，作为第三级防护。（二）网络通信与信号控制防雷：控制系统在生产中具有举足轻重的作用，其防雷保护也是致关重要的。7、        在公司局域网的交换机、服务器信号端口采用网络（SPD）防雷器做保护，以保证数据传输的安全性。8、        各个重要设备前端电源采用D级（SPD）防雷器做保护。9、        视频监控系统的PCM视频同轴电缆可采用视频信号（SPD）做保护。10、   其顶端大面积金属结构要对应接地，部分安装避雷带。（三）接地系统及直击雷部分：接地系统在机电系统中是非常重要的，一个良好的接地系统是保证机电系统运行的重要条件，也是防雷系统的重要基础。特别是在强雷区，一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。在金属顶棚区域设70×60米设环形接地网，安装垂直接地极50根、水平接地极200米，采用一定数量的降阻剂，接地电阻小于4欧姆并与金属顶棚及设备进行有效联接。金属顶棚做避雷带。