防雷設(shè)計(jì)方案

1、防雷設(shè)計(jì)方案4.10、防雷接地系統(tǒng)4.10.1、系統(tǒng)概述雷電災(zāi)害從古到今都時(shí)有發(fā)生。每年在雷雨季節(jié)時(shí)我們都可以從電視、報(bào)紙上看到，從電臺(tái)廣播中聽到雷電對(duì)各種設(shè)備造成的損壞。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，超大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)正以驚人的速度在世界各地發(fā)展普及，但雷電常?！肮忸櫋边@些“嬌嫩”的設(shè)備。因雷電而導(dǎo)致各類電子設(shè)備的損壞、系統(tǒng)的中斷或癱瘓事故，其經(jīng)濟(jì)損失是無法用設(shè)備本身的價(jià)值來計(jì)算的。 雷電對(duì)弱電系統(tǒng)的損害途徑是多方面的。防雷保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，對(duì)機(jī)房防雷保護(hù)設(shè)計(jì)不僅取決于防雷裝置的性能，更重要的是在弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工之前，就要考慮到弱電系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，設(shè)計(jì)合適

2、的線纜布放方式、屏蔽及接地措施。總之，防雷接地保護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合全面的考慮，才能獲得良好的效果。一個(gè)欲保護(hù)的區(qū)域，從EMC（電磁兼容）的觀點(diǎn)來看，由外到內(nèi)可分為幾級(jí)保護(hù)區(qū)，最外層是0級(jí)，是直接雷擊區(qū)域，危險(xiǎn)性最高。一般在土建時(shí)基本已考慮進(jìn)去。也即頂層的鋼筋外露環(huán)直引到地下。越往里，則危險(xiǎn)程度越低。過壓主要是沿線竄入的。保護(hù)區(qū)的界面通過外部防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構(gòu)成的屏蔽層而形成。電氣通道以及金屬管道等則經(jīng)過這些界面。從0級(jí)保護(hù)區(qū)到最內(nèi)層保護(hù)區(qū)，必須實(shí)行分級(jí)保護(hù)。對(duì)于電源系統(tǒng)，分為、級(jí)，從而將過電壓降到設(shè)備能承受的水平。對(duì)于信息系統(tǒng)，則分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別

3、，而精細(xì)保護(hù)則要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進(jìn)行選擇。從理論上講，雷電流約有50是直接流入大地，還有50將平均流入各電氣通道（如電源線、信號(hào)線和金屬管道等）。我們?cè)O(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)，目的在于在最短的時(shí)間（納秒級(jí)）內(nèi)將被保護(hù)線路連入等電位系統(tǒng)中。使設(shè)備各端口等電位，同時(shí)釋放電路上因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地。降低設(shè)備各接口端的電位差，從而保護(hù)電路上用戶的設(shè)備。達(dá)到防雷目的。4.10.2、防雷措施電源部分防護(hù)首先是電源部分的防護(hù)?？刂剖抑匾?、精密的設(shè)備以及UPS的前端都應(yīng)對(duì)地加裝避雷器。目的是用分流（限幅）技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備（避雷器）將雷電過電壓（脈沖）能量分流后泄入大地，達(dá)到保護(hù)的

4、目的。所以，分流（限幅）技術(shù)中采用防護(hù)器的品質(zhì)、性能的好壞是直接關(guān)系到機(jī)房設(shè)備防護(hù)的關(guān)鍵。信號(hào)部分保護(hù)：其次是信號(hào)部分的保護(hù)。對(duì)于弱電系統(tǒng)，分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別確定，精細(xì)保護(hù)則要根據(jù)弱電設(shè)備的敏感度來進(jìn)行確定。所有信息系統(tǒng)保護(hù)：不可忽略的所有信息系統(tǒng)都必需進(jìn)行保護(hù)。進(jìn)入樓宇的電纜的多芯線端，都得對(duì)地加裝避雷器，電纜中的無用空線也對(duì)應(yīng)接地，并做好屏蔽接地，其中應(yīng)注意系統(tǒng)設(shè)備的在線電壓、傳輸速率、接口類型等，以確保系統(tǒng)正常的工作。4.10.3、接地處理在控制室中，要求有一個(gè)良好的防雷接地系統(tǒng)，因所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄放進(jìn)入大地，從而保護(hù)設(shè)備和人身的

5、安全。如果接防雷地系統(tǒng)做得不好，不但會(huì)引起設(shè)備故障，燒壞元器件，嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾的屏蔽問題，防靜電的問題等都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。由于接地系統(tǒng)不好，雷電的強(qiáng)大電流立即損壞設(shè)備或輕者干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)端口處，現(xiàn)選用外國(guó)公司的精細(xì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器。最大傳輸頻率100MHZ、插入損耗小于3dB。一般整個(gè)建筑物的接地系統(tǒng)有：建筑物接地網(wǎng)（與法拉第網(wǎng)相接）、電源地（要求地阻小于10歐）、邏輯地（也稱信號(hào)地）、防雷地等。有的公司要求另設(shè)專用獨(dú)立地，要求地阻小于4歐（根據(jù)實(shí)際情況可能也會(huì)要求小于1歐）。然而，各地必須獨(dú)立時(shí)，如果相互之間距離達(dá)不到規(guī)范要求的話

6、，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。因此，如果各接地系統(tǒng)之間的距離達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)盡可能地連接在一起，如實(shí)際情況不允許直接連接在一起的話，則可通過地電位均衡器實(shí)現(xiàn)等電位連接。為確保系統(tǒng)正常工作，應(yīng)每年定期用精密地阻儀，檢測(cè)地阻值。接地裝置由接地極及一些附件、輔助材料組成。接地裝置的選材和施工主要決定于土質(zhì)結(jié)構(gòu)，即土壤的地阻率。不同層的土質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，因而地阻率也不同，為了增加接地裝置使用效率，應(yīng)使用長(zhǎng)效降阻劑。4.10.4、弱電系統(tǒng)的綜合防雷1、終端設(shè)備的防雷：在弱電系統(tǒng)中，機(jī)房的防雷最為重要，我們從直擊雷防護(hù)、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護(hù)多方面著手進(jìn)行?？刂剖宜诘慕ㄖ飸?yīng)有防直擊雷的避雷針、

7、避雷帶或避雷網(wǎng)。其防直擊雷措施應(yīng)符合GB5005794中有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。進(jìn)入機(jī)房的各種金屬管線應(yīng)接到防感應(yīng)雷的接地裝置上。架空電纜線直接引入時(shí)，在入戶處應(yīng)加裝避雷器，并將線纜金屬外護(hù)層及自承鋼索接到接地裝置上?？刂剖覂?nèi)設(shè)置一等電位連接母線（或金屬板），該等電位連接母線應(yīng)與建筑物防雷接地、PE線、設(shè)備保護(hù)地、防靜電地等連接到一起防止危險(xiǎn)的電位差。各種電涌保護(hù)器（避雷器）的接地線以最直接和最短的距離與等電位連接母排進(jìn)行合理的電氣連接。由于有80雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設(shè)備安全，一般電源上應(yīng)設(shè)置三級(jí)避雷保護(hù)。在視頻傳輸線、信號(hào)控制線，入侵報(bào)警信號(hào)線等進(jìn)入前端設(shè)備之前或進(jìn)入中心控制臺(tái)之

8、前加裝相應(yīng)的避雷保護(hù)器。良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán)。接地電阻值越小，過電壓值越低。控制中心采用專用接地裝置時(shí)，其接地電阻不得大于4。采用綜合接地網(wǎng)時(shí)，其接地電阻不得大于1。2對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行宏觀分析，確定建筑物內(nèi)變壓器（10KV220V/380V）的位置并在弱電系統(tǒng)走線時(shí)設(shè)法避開。并檢測(cè)建筑物周圍是否存在電磁輻射干擾。3、檢查供電系統(tǒng)是否干凈、是否存在高頻分量。4、根據(jù)建筑物內(nèi)強(qiáng)電走向和變電所的布局設(shè)置通訊井。5、采用抗干擾性能較好的智能化產(chǎn)品和利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行傳輸?shù)漠a(chǎn)品。具體措施：當(dāng)然，消除干擾源為最佳抗干擾措施。如不能則，避開干擾源。在避不開又不得不面對(duì)的時(shí)候，我們將采取特殊的措施，如

9、采用粗同軸電纜，在有強(qiáng)電干擾的某一段加裝鍍鋅鋼管、供電線路或供電電壓不正確、功率不夠(或某一路供電線路的線徑不夠，降壓過大等)、供電系統(tǒng)的傳輸線路出現(xiàn)短路、斷路、瞬間過壓等。特別是因供電錯(cuò)誤或瞬間過壓導(dǎo)致設(shè)備損壞的情況進(jìn)有發(fā)生。感應(yīng)雷對(duì)設(shè)備的影響1、操作瞬間過電壓：眾所周知，當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存能量，電流截流越大，導(dǎo)線越長(zhǎng)，儲(chǔ)能越大，所以當(dāng)大型負(fù)載（特別是電感性負(fù)載）電氣設(shè)備開關(guān)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過電壓。 2、地電位反擊：是指雷擊大地或接地體，引起地電位上升而波及附近的電子設(shè)備，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生反擊，損害其對(duì)地絕緣。 3、直擊雷：雷電直接擊在露天設(shè)備造成損壞；雷電直接擊在架空線纜上造

10、成線纜熔斷。4、雷電波侵入：智能化系統(tǒng)的電源線、信號(hào)傳輸或進(jìn)入機(jī)房的金屬管線到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線侵入設(shè)備，造成電位差使設(shè)備損壞。5、雷電感應(yīng)：當(dāng)雷擊避雷針時(shí)，在引下線周圍會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的弱電系統(tǒng)設(shè)備和傳輸線路會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)。這現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達(dá)100kv，信號(hào)線路上可4060kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)都稱為感應(yīng)雷，又叫二次雷。它對(duì)設(shè)備的損害沒有直擊雷來得猛然，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多。感應(yīng)雷的防護(hù)措施根據(jù)對(duì)雷電波

11、的頻譜分析，雷電波的絕大部分能量集中在工頻附近。因此，雷電波極易和電源線發(fā)生耦合。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明70-80%的感應(yīng)雷和雷電入侵波來自于電力傳輸線。根據(jù)YD5078-98的有關(guān)規(guī)定，對(duì)雷電入侵波應(yīng)分區(qū)泄放，直到將感應(yīng)過電壓降到設(shè)備可以承受的水平。因此，電源系統(tǒng)的防雷應(yīng)采取“多重保護(hù)、層層設(shè)護(hù)”的原則，根據(jù)設(shè)備的重要程度和地理位置進(jìn)行有重點(diǎn)、有層次的保護(hù)。根據(jù)客戶特殊要求目前電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)為二級(jí)防護(hù)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心UPS電源系統(tǒng)的防護(hù)在網(wǎng)絡(luò)中心辦公樓UPS供電線路主配電處各安裝一臺(tái)(共1臺(tái)) AM1-80/3-NPE-XL型三相總電源避雷器，作為防雷系統(tǒng)的第一級(jí)保護(hù)。抑制外部電源傳輸線引入的感應(yīng)雷電

12、流。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能，最大放電電流達(dá)80KA。在網(wǎng)絡(luò)中機(jī)房主電源開關(guān)處安裝一臺(tái)（共1臺(tái)）V25-B+C/3+NPE型三相分電源避雷器，作為防雷系統(tǒng)的第二級(jí)保護(hù)。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能,最大放電電流達(dá)40KA。在網(wǎng)絡(luò)中UPS輸出端安裝一臺(tái)（共1臺(tái)）V25-B+C/3+NPE型三相分電源避雷器，作為防雷系統(tǒng)的第三級(jí)保護(hù)。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能,最大放電電流達(dá)20KA。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防護(hù)在重要設(shè)備如小型機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝一臺(tái)（數(shù)量待定）A6-420NS-XL型防雷插排，作為重要設(shè)備的精細(xì)防護(hù)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防護(hù)(可選)在光纖、DDN等外部接入的網(wǎng)絡(luò)通訊線

13、路處可安裝RJ45-E100/4S-XL、RJ45-DDN/4S-XL 型網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器。針對(duì)室外監(jiān)控設(shè)備的防護(hù)前端設(shè)備：1）前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器（避雷針或其它接閃導(dǎo)體）有效保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)攝像機(jī)獨(dú)立架設(shè)時(shí)，避雷針最好距攝像機(jī)34米的距離。如有困難避雷針也可以架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或選用 8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管屏蔽。2）帶控制功能的前端：每個(gè)前端配置電源防雷器（交流電源防雷器或直流電源防雷器）、視頻防雷器、控制信號(hào)防雷器各1套?；蛘卟捎萌弦环览灼饕惶住?）不帶控制功能的前端：每個(gè)配置電源防雷器（交流電源防雷器

14、或直流電源防雷器）、視頻防雷器各1套。監(jiān)控中心機(jī)房：1）在監(jiān)控中心機(jī)房大樓電源總配電柜的進(jìn)線端，安裝通流容量100KA電源防雷器。采用三相線路防雷箱，作為監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備電源第一級(jí)防護(hù)。2）在監(jiān)控中心機(jī)房的220V電源的電源進(jìn)線端，安裝通流容量40KA電源防雷器，采用三相線路或單相線路防雷箱，作為監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備電源第二級(jí)防護(hù)。3）在監(jiān)控中心機(jī)房各終端設(shè)備的前端，安裝通流容量20KA電源防雷器，作為監(jiān)控中心機(jī)房?jī)?nèi)各終端設(shè)備電源第三級(jí)的防雷防護(hù)。4）在終端設(shè)備的視頻線路接入端，安裝視頻信號(hào)防雷器，作為監(jiān)控中心機(jī)房?jī)?nèi)視頻連接端口的防雷保護(hù)。5）在終端設(shè)備的控制線路接入端，安裝控制信號(hào)防雷器，作為監(jiān)

15、控中心機(jī)房?jī)?nèi)控制連接端口的防雷保護(hù)。接地系統(tǒng)：根據(jù)GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范要求，計(jì)算機(jī)等弱電設(shè)備的接地系統(tǒng)宜采用聯(lián)合接地方式，當(dāng)防雷接地與交流接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地共用一組接地裝置時(shí)，接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定，現(xiàn)用電設(shè)備接地電阻要求R4，（如不符合要求，需另行整改）。機(jī)房的接地應(yīng)優(yōu)先考慮采用建筑物的自然接地網(wǎng)（采用大樓地網(wǎng)）。聯(lián)合接地的優(yōu)點(diǎn)就是盡可能減少雷擊時(shí)相互連接設(shè)備間的電壓差，最大可能地實(shí)現(xiàn)等電位。機(jī)房的接地裝置包括機(jī)房?jī)?nèi)接地匯集環(huán)、設(shè)備接地線、接地引下線及室外人工接地體。1、接地匯集環(huán)（排）采用BV-35mm2裸銅線作為機(jī)房設(shè)備閉合接地匯集環(huán)。以303的銅排作為機(jī)房?jī)?nèi)的等電位匯集排與匯集環(huán)相連。2、接地線及等電位連接1）采用BV-2.5mm2的銅線作為機(jī)房?jī)?nèi)正常工作不帶電的金屬外殼（如機(jī)房的金屬門窗、金屬吊頂、防靜電地板支撐架、設(shè)備外殼等）的接地線。接到接地匯集環(huán)上。2）機(jī)房?jī)?nèi)電源電涌保護(hù)器的接地線采用BV-16mm2的銅線。接到接地匯集排，長(zhǎng)度不宜超過1米，信號(hào)電涌