某省水文監(jiān)測和信息傳輸系統(tǒng)綜合防雷設計與施工方案

1、某省水文監(jiān)測和信息傳輸系統(tǒng)綜合防雷設計與施工方案來源:水文信息中心 作者： 日期：2013-06-09 被閱讀548次現(xiàn)場勘察報告1。水文系統(tǒng)基本情況某省水文水資源監(jiān)測局轄管九個水文水資源監(jiān)測局和省水文儀器設備檢測中心，以及18個水文水資源監(jiān)測隊和123個水文站。多年以來，水文部門為全省的防汛抗洪、水利水電工程、城市建設、交通能源、國土資源測繪 等國民經濟建設搜集了保貴的水文資料，承擔了大量的水文水資源監(jiān)測工作，為各級領導提供 了大量的科學決策依據，取得了顯著的經濟效益和社會效益。特別是全省實時而準確的水文信息的收集、處理與分析，發(fā)布重要水情預警預報，參與防洪調 度，在我省歷次成功地防洪抗災和

2、應對其它各種地質災害的過程中發(fā)揮了重要作用，保障了全 省人民的生命和財產安全，為某省的經濟發(fā)展，社會穩(wěn)定，以及某省在我國中部地區(qū)的快速崛起 做岀了重大貢獻。隨著我國經濟社會的發(fā)展，對水文信息不斷提出新要求，水文觀測項目和內容不斷增加，對觀測 手段和方法以及水文監(jiān)測技術的研發(fā)和應用提岀了越來越高的要求；現(xiàn)代電子技術、傳感技術、 通信技術和計算機技術的迅速發(fā)展，也促進了水文監(jiān)測技術自動化的發(fā)展，各種高新技術等微電 子設備已得到廣泛使用。然而，這些設備在監(jiān)測、數(shù)據傳輸過程中充分發(fā)揮了準確性、及時性 的同時，也暴露岀了其致使弱點，即抗過電壓、過電流和抗電磁干擾能力很差。因此，設備經 常遭受雷擊損壞，甚

3、至造成整個系統(tǒng)的局部癱瘓，在自然災害發(fā)生時，將可能岀現(xiàn)很大的不良 后果?，F(xiàn)在很多設備干脆不用，或者在雷雨季節(jié)不敢使用，在工作中帶來了很多的不便.所以，加強防雷設施建設，避免雷擊事故的發(fā)生很有必要。2. 水文站、局信息的監(jiān)測、傳輸、收集、處理水文監(jiān)測是水文傳感器技術與采集、存儲、傳輸、處理技術的集成。各水文站將采集到的數(shù)據 分另隨過市話、寬帶網絡、無線電報三種方式傳送到相關信息中心，由信息中心傳送到市級水 文局,再由市級水文局傳送到省局，并提供給各級政府做相關決策之用。3水文站、局設備情況及雷害分析A、水文站1） 、由于各水文站通常都建在郊區(qū)而且在河邊，使得直擊雷發(fā)生的概率非常高，各種線路、設備

4、 感應雷電高電壓與雷擊電磁脈沖的概率更要大得多。2）、整個水文系統(tǒng)的各水文站設備沒有防直擊雷、雷擊過電壓和雷擊電磁脈沖等措施，或者采取的防雷措施不符合規(guī)范要求.如：無線電報天線沒有按相關規(guī)范要求設置避雷針等直擊雷防護措施；機房設備沒有安裝防雷電浪涌的防雷器；室外電源線、信號線應該穿金屬管50米以上的距離屏蔽進入室內，并且屏蔽管兩端要做好接地。而實際情況是，線路架空而入，有些信號線纜只靠其本身的屏蔽層進行屏蔽，沒按要求接地， 在直擊雷高發(fā)的地帶，這種屏蔽層很可能被雷電擊穿，而且屏蔽的效果也差； 地網與地網之間、防直擊雷接地與防感應雷接地、屏蔽層、設備外殼、電源工作地、設備邏輯 地和信號地之間沒有

5、進行等電位連接。B、無線電報中繼站有關防雷方面的情況與水文站差不多，做得不全面、不規(guī)范。C、各局辦公大樓及信息機房也沒有按各有關規(guī)范的要求采取完善的防雷措施。防雷意識的誤導1、建筑物已有防雷器（避雷塔、避雷針、避雷帶），電腦、通訊設備等不用再保護。建筑物的防雷器只是對直擊雷接閃，保護建筑物不被直擊雷損壞，而不能保護建筑物內部的電 子電器設備免遭感應雷損壞。2、電源已安裝地線，防雷沒有問題。建筑物內部電源裝有地線是電源本身應具有的接線要 求，它能起到在遭受雷擊時，雷電通過防雷裝置泄放到大地的通道作用，而不能起到保護作用。 要能起保護作用，則必須安裝防雷裝置。3、建筑物內的電源無地線，無法用防雷設

6、備 .為了保護建筑物內的電子電器設備不被雷擊所損壞，電源布線時必須連接地線。要清醒的認識到電源無地線是十分不安全的。4、機房有保護地線，不用再安裝防雷設備。保護地線的作用： 保證工作人員的人身安全，預防設備外箱及操作臺架帶電，而影響工作人員的安全。 保護與工作地連接的設備不被損壞，預防工作地電位的升高而對設備及設備的正常運行產生影 響。保護地線只是一條泄放能量的渠道，而不能真正防雷。防雷器安裝在線路上，不影響設備正常工作，只有當線路上有過電壓或雷電流時，防雷器迅速動作，與大地導通，消除過電壓及雷電流 對設備的影響。5、安裝了電源防雷器，就不必安裝信號防雷器。電源防雷器與信號防雷器是不同的兩種線

7、路上的防雷，安裝了電源防雷器，確實能減免電源設 備,因雷擊的損害，但信號線路對雷電的感應，而造成對信號網絡的損壞，電源防雷器是無能為 力的.6、安裝了一級防雷器就不用再安裝別的防雷設備了。電腦、通訊設備等精密電子電器，大部分都是采用大規(guī)模集成電路芯片，抗干擾能力有一定的限制.要徹底保護設備的安全，應該采用多級防護，按照國家及國際標準，電源防護和信號防護一般 均應采用三級防護：電源防護即總電源處采用第一級防護，樓層電源處或UPS前采用第二級防護，用電設備前采用第三級防護；信號防護一般在外線接口處采用第一級防護，交換機路由器 處采用第二級防護，終端設備處采用第三級防護。防雷的安全性與采用的防雷級數(shù)

8、成正比，因 此多一級防雷裝置，防雷效果更安全更可靠。在防雷問題上的投資和認識還比較薄弱的階段，采用經濟實用的綜合防雷措施尤其重要。依據的規(guī)范1. GB50057 94建筑物防雷設計規(guī)范2. 國際電工委員會IEC60364-5 534建筑物的電氣設施規(guī)范3. GB50343 2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范4. GB9361 88計算機場地安全要求5. GB7450 87電子設備雷擊保護導則6. GB2887-89計算站場地技術條件7。GB12158-90防止靜電事故通用導則8。IEC60364 5-534建筑物的電氣設施 一過電壓保護器件9。IEC61024 1-1建筑物防雷-防雷裝置保

9、護、級別的選擇10。IEC6063SPD電源防雷器11。國家公安部發(fā)布:GA173 1998計算機信息系統(tǒng)防雷保安器12。GB50054 95低壓配電設計規(guī)范13。GB50174 93電子計算機機房設計規(guī)范14.IEC61643 接至低壓配電系統(tǒng)的瞬態(tài)電涌保護器設計的方案一、方案組成本方案包括四大部分：第一部分：建筑物防雷，其目的是保護建筑物不被直擊雷擊壞，保障電器設備和工作人員的安全。第二部分：防雷地網的制作，地網是避雷針、避雷帶、避雷器、等電位連接、屏蔽等設施有效發(fā)揮作用的保障。第三部分：等電位處理、屏蔽：等電位處理也可稱共地處理，即工作地、防雷地、保護地均進行等電位連接，消除各點之間的電

10、位差。金屬線管的屏蔽，其目的是阻止線管上已感應的電磁干 擾進入設備并疏導入地.第四部分：設備防雷，包括電源防雷和信號防雷二大類。二、方案達到的目的保障水文系統(tǒng)各局、站、網點的水文設施、辦公設備的安全和正常運作，保障工作人員人身安全。三、方案的具體內容1 水文站防雷A. 直擊雷防護按照GB50057 94建筑物防雷設計規(guī)范要求，對建筑物和室外設備進行直擊雷防護。即， 建筑物采用避雷針（帶、網）防雷措施；房頂設施（如天線）要采用避雷針防雷措施。由于很多 水文站是多年前的建筑，其本身的結構在建房時沒有按要求設計避雷針（帶、網）防直擊雷措施，或者設計不規(guī)范，達不到防直擊雷的要求。因此，每一個水文站應安

11、裝一根避雷針對建筑物和天 線、室外各種線纜進行直擊雷防護。B. 地網的制作標準地網是為防雷提供雷電流的最終去處，地網的好壞直接影響到防雷的效果，機房要求制作1Q以下的地網，各水文站機房均設有合格的地網，接地電阻完全滿足要求，不需要重新制作接地。能共用現(xiàn)有地網盡量使用現(xiàn)有地網，制作的地網距建筑物出入口或人行道小于3m時，應將水平接地體局部深埋不小于 1m以上。地網上端深度為 80厘米，垂直接地體采用5X50X2000熱鍍 鋅角鋼，水平接地體采用4X40熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接采用雙面焊接，焊接面積不小于10mm2,焊接處刷紅丹等做防腐處理

12、。接地線用4X40的熱鍍鋅扁鋼，匯接點用規(guī)格的扁銅，扁銅與扁鋼連接處采用氣焊，在扁銅上預留8連接孔兩個，配備相應規(guī)格的不銹鋼螺絲或銅螺絲。如果地網的沖擊接地電阻達不 到要求，應根據實際需要增加地網，但增加的地網必須與建筑地網、直擊雷防護地網相連。所有室外電源線、信號線纜在穿金屬水管屏蔽進入室內時，其遠端接地要做一個簡單地網，即打一根2 2.5米長的5X50X2000熱鍍鋅角鋼。近端接在機房設備的防雷地網上C. 根據有關防雷標準和規(guī)范要求，等電位連接是一很重要的措施，所有從外引入的管線均應作 等電位連接和屏蔽，具體作法為：a） 在地下室或靠近地平面處，所有外來導線（電線電纜、通信線纜、各種控制線

13、纜、視頻監(jiān)控 等）均要屏蔽并將所有的管線連接到連接板上，連接板要易于檢查。b） 高度超過20米的建筑物，在地面以上垂直每隔20米處連接板應與各引下線連接。c）在不大于20米的地網與地網之間應采用共網，應將機房防雷地網與大樓直擊雷防護地網及 建筑物基礎地網相連，以消除地網與地網間的電壓差。d） 機房設置均壓環(huán)，以用于電磁屏蔽和等電位處理，具體作法：用3X30的扁銅沿機房內側一周, 并與地網可靠連接；或者設置等電位連接盒以用于等電位處理e）機房內各正對戶外金屬門窗、金屬柜體、機架、設備金屬外殼、防靜電地板均需要就近接地、 數(shù)據線路的金屬屏蔽層、設備工作地均需與防雷地連接。f）所有室外電源線、信號線

14、纜都必須穿金屬水管屏蔽進入室內，并兩端接地。D. 防雷器的選型根據防雷器 雷電通流”與雷電殘壓”的關系，電源線路一般采用三級防雷保護.在外線進入室內，有雷電感應的信號線路兩端均需安裝防雷器，以達到室內設備免遭雷擊損壞的效果一）供電系統(tǒng)：（1 ）在各水文站總電源配電柜前安裝一臺100KA的三相電源防雷箱 “KBP380AJ/100”或一只100KA的三相電源防雷模塊 “ KBT D380/100 ”作為第一級防護；（2） 在進入機房的總電源前安裝一臺單相串聯(lián)式電源防雷箱“ KBTP5000”作為網絡機房第二級防 護和第三級防護；（3）在重要設備前加裝三個防雷插座“ KBT 220E”作為末級保護

15、；二）信號系統(tǒng)1）在機房流量設備的信號線路上安裝一只控制信號防雷器KBT C485以防止雷電流沿信號線路進入設備；2） 在機房雨量設備的信號線路上安裝一只控制信號防雷器KBT C485以防止雷電流沿信號線 路進入設備；3）在機房雨量設備的信號線路上安裝一只13蕊多線防雷器KBT-DB15以防止雷電流沿信號線路進入設備；（該防雷器根據設備具體參數(shù)特制）4） 在機房電腦設備的網線上安裝一只計算機網絡防雷器KBT C100或KBT-C10D以防止雷電流沿網線線路進入設備；（該防雷器根據網卡接口具體情況選定）5） 在機房電話機的電話線上安裝一只音頻線路防雷器KBT A60A以防止雷電流沿電話線路進 入

16、設備；7）在機房無線電報設備的饋線上安裝一只天饋線路防雷器KBT-T2000A（或B、或C）以防止雷電流沿饋線線路進入設備；8）所有信號防雷器通過電子開關接地，以防地電壓對信號的干擾。2水文纜道設備防雷A. 水文纜道設備遭受直擊雷情況分析拉偏索水文纜道的主索和副索在河道上，纜道和懸掛在纜道上的信號電纜線和485控制線很容易遭受雷擊。信號電纜線和 485控制線遭受雷擊的情況如下：1. 信號電纜線和485控制線直接遭受直擊雷，雷電的能量燒斷線路，雷電流沿線路進入采樣 器和控制臺設備，對其進行損壞.2. 主索和副索遭受直擊雷，索道上容易產生雷電高電壓，懸掛在其上的信號電纜線和485控制線由于與索道相

17、距非常近，信號電纜線和485控制線與索道很容易發(fā)生閃絡，燒斷信號電纜線和485控制線，同時高電壓沿線路進入采樣器和控制臺設備，對其進行損壞3. 索道遭受直擊雷時，即使不發(fā)生閃絡情況，由于信號電纜線和485控制線由于與索道相距非常近，信號電纜線和485控制線容易受到索道上的雷電流的電磁感應在信號電纜線和485控制線上產生高電壓和大電流，這種高電壓和大電流也可能燒斷電纜，或者沿電纜線進入采樣器和控制臺設備，對其進行損壞。B. 水文纜道設備的防雷措施在拉偏索水文纜道的主索和副索上分別架設一跟避雷線，對主索，副索和信號電纜線和 485控制線進行直擊雷防護，同時防止發(fā)生雷擊閃絡，降低線路感應雷電的強度.

18、主索，副索在避雷線的垂直 45度保護角范圍內，并且滿足避雷線與主索，副索的垂直高度不小于1.5m。避雷線兩端接地，地網的工頻接地電阻要求小于10Q，同時主索、副索及線纜的屏蔽層也要進行接地。以上雷擊情況分析和防雷措施不包括（機房）控制臺設備防雷。機房控制臺設備防雷在“1水文站防雷”中以做分析和處理。3. 無線電報中繼站A. 直擊雷防護每一個中繼站需安裝一根避雷針對天線、室外各種線纜進行直擊雷防護。B. 地網的制作標準地網是為防雷提供雷電流的最終去處，地網的好壞直接影響到防雷的效果，各中繼站均有的 地網。由于山上土壤重要條件很差，地網可能要改造所有室外電源線、信號線纜在穿金屬水管屏蔽進入站內時，

19、其遠端接地要做一個簡單地網，即 打一根2-2。5米長的5X50X2000熱鍍鋅角鋼。近端就近接在機房設備的地網上。C 根據有關防雷器標準和規(guī)范，等電位連接是一很重要的措施，所有從外引來的管線均應作等電位連接和屏蔽，具體作法為：a）在地下室或靠近地平面處，所有外來導線（電線電纜、通信線纜、各種控制線纜、視頻監(jiān)控 等）均要屏蔽并將所有的管線連接到連接板上，連接板要易于檢查。b） 機房內各正對戶外金屬門窗、金屬柜體、機架、設備金屬外殼、防靜電地板均需要就近接地、 數(shù)據線路的金屬屏蔽層、設備工作地均需與防雷地連接c）所有室外電源線、信號線纜都必須穿金屬水管屏蔽進入室內，并兩端接地。D. 防雷器的選型（

20、1） 在電源各中繼站配電柜時安裝一臺100KA的三相電源防雷箱 “KBT380AJ/100作為第一級 防護；（2） 在設備前安裝一臺單相串聯(lián)式電源防雷箱“KBT-P5000作為網絡機房第二級防護和第三 級防護；電源線路一般采用三級防雷保護。（3）在機房無線電報設備的饋線上安裝一只音頻線路防雷器KBT T2000A（或B、或C）以防止雷電流沿饋線線路進入設備；3.省、市水文局A. 直擊雷防護按照GB50057-94建筑物防雷設計規(guī)范要求，對建筑物和室外設備進行直擊雷防護，即， 建筑物采用避雷針（帶、網）防雷措施，房頂設施（如天線）要采用避雷針防雷措施。因此，每一棟辦公大樓應安裝一根 KBT UB

21、/5先導避雷針對建筑物和天線、室外各種線纜進行直擊雷防 護。B. 地網的制作標準地網是為防雷提供雷電流的最終去處，地網的好壞直接影響到防雷的效果，機房要求制作1Q 以下的地網。能共用現(xiàn)有地網盡量使用現(xiàn)有地網，地網應制作距建筑物出入口或人行道小于3m時，應將水平接地體局部深埋不小于1m以上.地網上端深度為80厘米，垂直接地體采用5X50X2000熱鍍鋅角鋼，水平接地體采用4X40熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接采用雙面焊接，焊接面積不小于10mm2,焊接處刷紅丹做防腐處理。接地線用 4X40的熱鍍鋅扁鋼，匯接點用規(guī)格的扁銅，扁銅與扁鋼連接處采用氣

22、焊，在扁銅上預留 8連接孔兩個，配備相應規(guī)格的不銹鋼螺絲或螺絲。地網情況不詳，應根 據實際需要增加地網，但增加的地網必須與建筑地網、直擊雷防護地網相連。建筑物本身的地 網通達不到防雷接地的要求，需要重新做一個地網。所有室外電源線、信號線纜在穿金屬水管屏蔽進入室內時 ，其遠端接地要做一個簡單地網，即打一 根2 2.5米長的5X50X2000熱鍍鋅角鋼。近端就近接在大樓的聯(lián)合接地地網上。（由于水文局大樓建筑物本身通常有較好的屏蔽效果，電源線、信號線纜一般不再需要進行專門的屏蔽）C 根據有關防雷器標準和規(guī)范，等電位連接是一很重要的措施，所有從外引來的管線均應作等電位連接和屏蔽，具體作法為：a） 在地

23、下室或靠近地平面處，所有外來導線（電線電纜、通信線纜、各種控制線纜、視頻監(jiān)控 等）均要屏蔽并將所有的管線連接到連接板上，連接板要易于檢查。b） 高度超過20米的建筑物，在地面以上垂直每隔20米處連接板應與各引下線連接.c）在不大于20米的地網與地網之間應采用共網，應將機房防雷地網與大樓直擊雷防護地網及 建筑物基礎地網相連，以消除地網與地網間的電壓差。d）機房設置均壓環(huán)，以用于電磁屏蔽和等電位處理，具體作法：用3X30的扁銅沿機房內側一周，并與地網可靠連接；或者設置等電位連接盒以用于等電位處理。e） 機房內各正對戶外金屬門窗、金屬柜體、機架、設備金屬外殼、防靜電地板均需要就近接地、 數(shù)據線路的金屬屏蔽層、設備工作地均需與防雷地連接f）所有室外電源線、信號線纜都必須穿金屬水管屏蔽進入室內，并兩端接地。D.防雷器的選型一）供電系統(tǒng)：根據 雷電通流”與雷電殘壓”的關系