XX學院綜合樓設計方案

江信學院綜合樓設計方案江信學院綜合樓設計方案18/25江信學院綜合樓設計方案江信學院綜合樓防雷設計方案

勘測地點：江西南昌氣象學院勘測對象：學院綜合樓天氣狀況:陰雨微風設計單位:10防雷3班設計人員:勘測時間:2011年11月目錄

TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc309324858"一、概述 PAGEREF_Toc309324858\h3HYPERLINK\l"_Toc309324859"二、設計依據 PAGEREF_Toc309324859\h4HYPERLINK\l"_Toc309324860"三、總體設計說明 PAGEREF_Toc309324860\h4HYPERLINK\l"_Toc309324861"（一）、直擊雷的防護 PAGEREF_Toc309324861\h5HYPERLINK\l"_Toc309324862"（二）、感應雷的防護 PAGEREF_Toc309324862\h6HYPERLINK\l"_Toc309324863"（三）、屏蔽和等電位連接 PAGEREF_Toc309324863\h6HYPERLINK\l"_Toc309324864"（四）、防雷接地 PAGEREF_Toc309324864\h7HYPERLINK\l"_Toc309324865"四：分項防雷設計方案 PAGEREF_Toc309324865\h7HYPERLINK\l"_Toc309324866"（一）、接閃器 PAGEREF_Toc309324866\h7HYPERLINK\l"_Toc309324867"（二）接地裝置 PAGEREF_Toc309324867\h9HYPERLINK\l"_Toc309324868"1、引下線 PAGEREF_Toc309324868\h9HYPERLINK\l"_Toc309324869"2、接地體 PAGEREF_Toc309324869\h9HYPERLINK\l"_Toc309324870"3、接地系統（地網） PAGEREF_Toc309324870\h10HYPERLINK\l"_Toc309324871"（3）、等電位連接 PAGEREF_Toc309324871\h11HYPERLINK\l"_Toc309324872"（4）、信息系統等電位連接 PAGEREF_Toc309324872\h12HYPERLINK\l"_Toc309324873"（5）、配電系統雷電防護設計 PAGEREF_Toc309324873\h12HYPERLINK\l"_Toc309324874"（6）、按雷擊風險評估確定防護等級 PAGEREF_Toc309324874\h13HYPERLINK\l"_Toc309324875"防雷裝置攔截效率 PAGEREF_Toc309324875\h13HYPERLINK\l"_Toc309324876"五、注意事項 PAGEREF_Toc309324876\h15HYPERLINK\l"_Toc309324877"六、產品的安裝及說明 PAGEREF_Toc309324877\h16HYPERLINK\l"_Toc309324878"（1）、電源防雷器的安裝要求 PAGEREF_Toc309324878\h16HYPERLINK\l"_Toc309324879"（2）、信號防雷器的安裝要求 PAGEREF_Toc309324879\h16HYPERLINK\l"_Toc309324880"（3）、等電位連接和地網地線安裝要求 PAGEREF_Toc309324880\h16HYPERLINK\l"_Toc309324881"七、

管理與維護 PAGEREF_Toc309324881\h16HYPERLINK\l"_Toc309324882"八、結束語 PAGEREF_Toc309324882\h17HYPERLINK\l"_Toc309324883"九、工程預算 PAGEREF_Toc309324883\h18

一、概述根據不同的破壞機理，雷這種特殊的自然放電現象表現為兩種形式：直擊雷和感應雷。直擊雷是指帶電云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現象。其破壞原理主要是機械破壞作用，體現在樓房頂角被雷擊落一塊水泥，大樹被雷劈開，屋外的人畜被雷打死等；帶電云層由于靜電感應作用，使某一范圍帶上異種電荷，直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻的存在，以至出現局部高電壓；或者由于直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發(fā)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現象，叫做“二次雷”或稱“感應雷”，其破壞機理主要是電子設備的過壓擊穿，造成設備故障或損壞，嚴重者造成設備整機報廢?！爸睋衾住笔窃诙虝r間內以脈沖的形式通過強大的電流，它的峰值有幾十KA乃至幾百KA，峰值時間很短，以us計的；“感應雷”沒有直擊雷那么猛烈，但它發(fā)生的機率遠比直擊雷高得多。因為直擊雷只發(fā)生在雷云對地閃擊時才會對地面造成災害，而感應雷則不論雷云對地閃擊，或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災害。此外，直擊雷一次只能襲擊一兩個小范圍的目標，而一次雷擊可以在比較大范圍內多個小局部同時發(fā)生感應雷過電壓現象，并且這種感應高電壓可以通過電力線、網絡線等金屬導線傳輸到很遠，致使雷害范圍擴大。特別是隨著大規(guī)模集成電路的應用，防雷已由以前的防直擊雷為主發(fā)展到今天的綜合防雷。直擊雷的防護一般采用樓頂安裝避雷帶、避雷針等，配合引下線、地網以保護建（構）筑物及建（構）筑物內人員的安全；感應雷的防護主要采用線路上安裝雷擊過電壓保護器，即防雷器，配以線路屏蔽接地、等電位接地處理等綜合運用，以保護設備的安全。因此，只是防直擊雷或只防感應雷都是不全面的，而應進行綜合防雷。雷電直接擊在建筑物上，產生電效應、熱效應和機械力者叫做直擊雷,會對建筑屋造成破壞、人身傷亡、財產損失等帶來的危害,需要對建筑物采取防雷措施。外部防雷裝置externallightningprotectionsystem：由接閃器、引下線和接地裝置組成，主要用以防直擊雷的防護裝置。根據雷電防護的需要，我組勘測人員對教學樓進行雷電防護的現場勘察，取得以下資料：該建筑位于南昌市青云譜區(qū)氣象路58號，為江西信息應用職業(yè)技術學院教學樓，地勢較高，其周圍有綠化帶、配電房、教學樓及辦公樓等建筑物，綜合樓所在地區(qū)年平均雷暴日56.4d/a，屬于高雷區(qū)。其氣候特征：春雨、梅雨，伏旱以及冬季的陰沉細雨和陰冷，亞熱帶季風氣候，雨水充沛，熱量豐富，氣候變化大。綜合樓屬于磚混結構建筑物,其年預計雷擊次數為N=KNgAe=1.5*4.54*0.029=0.2根據防雷等級分類該建筑物為第三類防雷建筑物。二、設計依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》

GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規(guī)范》

GB50174－93《電子計算機房設計規(guī)范》

GB7450-87《電子設備雷擊保護導則》

IEC1312《雷電電磁脈沖的防護》

三、總體設計說明由于學校供電、信號系統防護點多、面廣，土壤為紅色土壤，經過測量其土壤電阻為12.5Ω，由于測量前幾天下過雨所以在利用公式計算時還要乘上季節(jié)系數（查表得季節(jié)系數為2）算得：土壤電阻率為785。需要對建筑物的電子信息系統、計算機機房、配電系統、實訓室、防直擊雷措施。因此，為了保護建筑物和建筑物內各向電子網絡設備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計。現在都采取綜合防雷，綜合防雷設計方案應至少包括5個方面：直擊雷的防護、感應雷的防護、屏蔽、等電位聯結、防雷接地，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險的。主視圖（一）、直擊雷的防護如果無直擊雷防護，按IEC1312的估算幾乎所有雷電流都流經進出建筑物的導體型線路（如電源線、信號線等）侵入設備，這樣的損害就非常之嚴重，因此做好直接雷擊防護是做感應雷擊防護的前提；直擊雷防護按照國標GB50057《建筑物防雷設計規(guī)范》設計和施工，主要使用避雷針、避雷網、避雷線、避雷帶及良好的接地系統，其目的是保護建筑外部不受雷擊的破壞，給建筑物內的人或設備提供一個相對安全的環(huán)境。（二）、感應雷的防護1、主供電源系統的防護統計數據資料表明，微電子網絡系統80%以上的雷害事故都是因為與系統相連的電源線路上感應的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。2、信號系統的防護盡管在電源外接引入線路上安裝了防雷保護裝置，由于雷擊發(fā)生時，在各種信號線路（如雙絞線）感應到的過電壓，仍然會影響電子設備的正常運行，甚至徹底破壞電子設備系統。雷擊時產生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內的金屬線路，如網絡金屬連線等都會感應到極強的感應雷擊；另外，當電源線或信號線路傳輸過來雷擊電壓時，或建筑物的地線系統在瀉放雷擊時，所產生強大的瞬變電流，對于信號傳輸線路來說，所感應的過電壓已經足以一次性破壞電子設備。即使不是特別高的過電壓，不能夠一次性破壞設備，但是每一次的過電壓沖擊都加速了設備的老化，影響數據的傳輸和存儲，甚至死機，直至徹底損壞。所以對信號線的防雷對于系統的整體防雷來說，是非常重要的環(huán)節(jié)。（三）、屏蔽和等電位連接國家標準<建筑物防雷設計規(guī)范>GB60057—94(局部修訂條文)明確規(guī)定，各防雷區(qū)交接處，必須進行等電位聯結；尤其建筑物內的計算機房等弱電機房，遭受直擊智的可能性比較小，所以在此處除采取電涌保護器進行感應雷防護外，還應采用等電位聯結方式來進行防雷保護。不僅要將進出機房線路的金屬屏蔽管、金屬橋架、配電盤的外殼、進入室內的水管、采暖瞥、機房的金屬屏蔽膳、金屬隔斷、金屬門窗以及靜電地板的金屬支架連接在等電位連接環(huán)(或網)上，同時還應將電氣保護的PE地也接至等電位連接體上。等電位連攘在建筑的共用接地的方式，最好的方法是通過建筑的主筋來接地。我們生話的空間存在著大量的磁場，同時雷電也會產生強烈的電磁干擾，而屏蔽是抗電磁干擾最有效的方法。要將弱電機房內的金屬門窗與吊頂內的龍骨進行多次連接，如有必要，可在機房內單獨作屏蔽網，采用金屬管與等電位聯結，與屏蔽措施相配合，所有的信息設備均應與建筑物墻壁保持1m遠的距離，可有效地屏蔽電磁干擾。靜電也是產生浪涌的原因之一，靜電在我們的生活中無處不在，人體因步行和移動帶電有時高達2—10KV，可以產生對弱電系統的危害。因此防靜電也是弱電機房的重要任務之一。比較常用的方法是在機房內鋪設防靜電地板，此外，機房內裝修材料也必須是防靜電的，內墻和頂棚表面應使用防靜電防火墻板或噴涂導靜電環(huán)氧涂料，送風管道和送風口應使用導電三聚氰氨材料，避免空氣流動時產生靜電積聚。（四）、防雷接地建筑物采用聯合接地可有效的解決地電位升高的影響，合格的地網是有效防雷的關鍵。建筑物的聯合地網通常由建筑物基礎（含地樁）、環(huán)形接地（體）裝置、工作（電力變壓器）地網等組成。對于敏感的數據通訊設備的防雷，接地系統的良好與否，直接關系到防雷的效果和質量。如果地網不合要求，應改善地網條件，適當擴大地網面積和改善地網結構，使雷電流盡快地泄放，縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間，以達到防雷要求。

四：分項防雷設計方案（一）、接閃器綜合樓接閃器采用避雷針和避雷帶混合方式,避雷針采用圓鋼Φ20毫米,避雷短針采用圓鋼Φ12毫米,避雷帶采用圓鋼Φ10毫米;避雷針的高度為5米,避雷短針的高度為2米,避雷帶的高度為距女兒墻0.5米,其每隔1米用扁鋼截面積80平方毫米,厚4毫米避雷針避雷短針沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,避雷帶應沿屋頂四周敷設所有避雷針應采用避雷帶互相連接。建筑物已經安裝了防雷裝置，接閃器采用圓鋼制成的避雷帶敷設在女兒墻四周及沉降縫處；其引下線利用外墻陽角柱子內鋼筋；接地裝置采用建筑物基礎，有六處防直擊雷接地，其接地電阻分別為2Ω、2Ω、2Ω、2Ω、1Ω、0.5Ω)防雷裝置至被保護物的間隔距離

（二）接地裝置1、引下線引下線采用暗敷,圓鋼Φ20毫米引下線不應小于兩根,并應沿建筑物四周均勻對稱布置,其間距為25米。2、接地體采用圓鋼Φ20毫米,長度2.5米作為垂直接地體,采用圓鋼Φ16毫米接地體復合電阻值為:R=0.5ρ/根號S=0.5*785/57.9=6.8Ω接地體電阻按0.5Ω設計,設N為垂直接地體的根數6.8/N=0.5N=13.6=14根接地是防雷系統重要的組成部分，只有將雷電流的能量泄放到大地，才能可以保證電子設備免遭雷擊災害；等電位連接的目的，在于減小需要防雷的空間內各金屬部件和各系統之間的電位差，防止雷電反擊。因此必須建立完善的接地系統及等電位連接。3、接地系統（地網）

根據GB50057-2010的要求，我們可以用熱鍍鋅角鋼與熱鍍鋅扁鋼作為材料，制作地網。地網的一般要求，建筑接地不大于30歐，電源接地不得大于10歐，普通弱電系統接地不得大于4歐；如果采用聯合接地方式，則要求要不大于1歐。而在實際施工過程中，視具體的情況，采用不用的組合，優(yōu)化材料，可以達到優(yōu)化設計的目的。如下為常規(guī)地網的設計示例：

接地、等電位連接和接地系統的構成

根據學校實際情況，在建筑物大樓四周離外墻3米遠處設置閉合人工地網，水平接地體采用熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用熱鍍鋅角鋼和非金屬低電阻接地模塊相結合的方式。地網由垂直接地體（L45×45×2500mm熱鍍鋅角鋼），水平接地體（40×4mm熱鍍鋅扁鋼），接地模塊（600*500*45mm地網的埋深，不得小于0.，垂直接地體之間的間隔，一般為垂直接地體的深度的兩倍。人工地網，一定要預留接地端，作為系統接地點及測試點使用。接地體（地網）埋設位置應盡量在距建筑物3m以外，當接地體裝置埋設在距建筑物出入口或人行道小于3m時，應采用在接地裝置上面敷設50~90mm厚度瀝青層，其寬度應超過接地裝置（地網）2m，當接地遇有白灰焦渣層而無法避開時，應換土或用水泥砂漿進行保護。（3）、等電位連接1、建筑物的防直擊雷裝置宜和防雷電感應、電氣設備、信息系統等接地采用共用接地系統。建筑物的電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管道、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地、安全保護接地、浪涌保護器(SPD)接地端等均應以最短的距離與等電位連接網絡設備的接地端子連接?？偟入娢贿B接系統采用S型星型結構。總等電位端子采用銅材料,其截面為25毫米平方,設立在一樓的電氣豎井內,供樓層等電位連接端子和PE干線以及電源線、信號線等連接。2、樓層等電位連接端子采用銅材料,其截面為20毫米平方,設立在各樓層電氣豎井內,供教室局部等電位連接端子。3、局部等電位連接端子采用銅材料,其截面為18毫米平方,設立在室內距門2米,供室內電子設備的金屬外殼、金屬門窗以及柱筋等使用。

用屏蔽電纜或穿鋼管線路將兩棟獨立的LPZ1區(qū)連接在一起（4）、信息系統等電位連接信息系統的所有外露導電物應建立一等電位連接網絡。等電位連接采用金屬板并與鋼筋或其他屏蔽構件做多點連接。（5）、配電系統雷電防護設計建筑物的配電線路：由學院總配電房埋地引入一樓的總配電室，再由一樓的總配電室引入各樓層配電室，再由各樓層配電室引入各個教室。配電系統的保護方式：從學院總配電房到一樓的總配電室采用的是TT式，從一樓總配電室到樓層配電室采用的是TT式。（6）、按雷擊風險評估確定防護等級防雷裝置攔截效率E=1-Nc/N（1）、N2=Ng×Ae’；Ae’=Ae1’+Ae2實訓樓的土壤電阻率為120Ωm，實訓樓距離圖書館的距離為20米。Ae1’=2×120×20×10-6=0.0048;Ae2’=2000×20×10-6即Ae’=0.4048;N2=5.64×0.4048=2.28即N=N1+N2=0.24+2.28=2.52

（2）、建筑物電子信息系統設備，因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次數Nc=5.8×10-1.5/C各類因子的取值C=C1+C2+C3+C4+C5+C6C1為信息系統所在建筑物材料結構因子。實訓樓為磚混結構時，C1取1.5；C2信息系統重要程度因子，使用架空線纜的設備C2取1.0；C3為電子信息系統設備耐沖擊類型和抗沖擊過電壓能力因子，一般，C3取0.5；C4為電子信息系統設備所在雷電防護區(qū)（LPZ）的因子，設備在LPZ1區(qū)內是，C4取1.0；C5為電子信息系統發(fā)生雷擊事故的后果因子，信息系統業(yè)務中斷不會產生不良后果時，C5取0.5；C6表示區(qū)域雷暴等級因子，高雷區(qū)取1.2

所以C=1+C2+C3+C4+C5+C6=4.7Nc=5.8×10-1.5/c=0.41E=1-Nc/N=1-0.41/2.52=0.84

因為0.80﹤E﹤0.90，所以定為C級。即按C級進行雷電防護

綜合樓的四置圖如下圖:：五、注意事項

使用接地測量儀（接地搖表）時，應注意以下幾個問題：當“零指示器”的靈敏度過高時，可將電位探測針插入土壤中淺一些；若其靈敏度不夠時，可沿電位探測針和電流探測針注水使之濕潤。測量時接地線路要與被保護的設備斷開，以便得到準確的測量數據。當接地極E′和電流探測針C′之間的距離大于20m，電位探測針P′的位置插在E′C′之間的直線幾米以外時，其測量的誤差可以不計；但E′C′的距離小于20m時，則應將電位探測針P′正確地插于E′C′直線中間。當實測接地電阻達不到要求時，可首先采用增加接地極的方法來減小接地電阻。如仍不能滿足要求，可根據實際情況采取下面一些措施：

1、置換電阻率較低的土壤；

2、接地極深埋；

3、人工處理，即在接地極周圍土壤中加入降阻劑；

4、使用接地模塊。在使用傳統測量方法不便利的場所，可使用E2000型數字式接地電阻測試儀，它無需輔助線和探測針，只要將卡頭在被測極上卡住，便可讀出接地電阻值。六、產品的安裝及說明（1）、電源防雷器的安裝要求1、安裝于各級配電箱（柜）、設備的進線端；2、與電源線纜并聯（直流電源防雷器除外）；3、接地線采用10多股銅線或16mm2單股銅線；4、所有地線按就近原則以最短的距離接地5、電源防雷器的前端須串聯快速熔斷絲或空氣開關，以防止短路電流導致系統故障（防雷箱中裝有空氣開關），直流的除外。（2）、信號防雷器的安裝要求1、安裝于設備與信號線的連接端口，盡量靠近設備；2、與數據線串聯；3、確認與數據進線方向一致；4、接地線采用2.5mm2的標準黃綠雙色地線；（3）、等電位連接和地網地線安裝要求1、設備的等電位接地線采用10-25mm2多股銅線或35mm2單股銅線；2、所有地線按就近原則以最短的距離接地3、地網的接地引線采用25mm2的銅線或φ8mm以上的鍍鋅圓鋼；七、

管理與維護

防雷措據勘測的實際情況，對建筑物進行安全適用、經濟合