中學智能化防雷接地系統(tǒng)方案

中學智能化防雷接地系統(tǒng)方案1概述對弱電系統(tǒng)供電電源、避雷及接地系統(tǒng)的考慮，關系到人身、設備的安全和電子設備的工作可靠與否，其重要性不言而喻。江山中學是現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化的建筑群校園。校園內各大樓的弱電系統(tǒng)包括計算機及其網絡系統(tǒng)、通信裝置、安保監(jiān)控系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、智能卡管理系統(tǒng)等大量電子設備。為了安全、穩(wěn)定和精確地運行，防止一切外部干擾，這些設備的電子線路接地(也稱為邏輯接地或直流接地)必須有一個基準電位；同時建筑物內還有大量動力電機、照明燈光及其它們的電源負荷開關和布線。建筑物內所有強、弱電設備對接地要求各不相同，它們之間既相互依存也相互干擾。而且包括供電電源在內的機電設備的接地方式和避雷措施有著密切的關系。考慮弱電系統(tǒng)的電源和接地，必然需要和強電及其接地系統(tǒng)一起統(tǒng)籌設計。為追求人身、設備的安全和設備工作的可靠，在工程上可以采取一系列措施和辦法，例如接地種類就有：電源中性線接地，防雷接地，屏蔽接地，工作接地，保護接地，防靜電接地，直流接地等等。由于現(xiàn)代建筑物機電設備的多樣性和復雜性，要求弱電系統(tǒng)防雷接地方案應該有一套科學、有效和易實施的對策。如設計不當，會直接影響智能化系統(tǒng)功能與價值，造成極為嚴重的經濟損失，所以對中國美術學院視覺藝術學院弱電系統(tǒng)防雷接地保護系統(tǒng)要進行系統(tǒng)性的設計。2設計規(guī)范Ø《浙江59號關于加強計算機信息系統(tǒng)防雷減災的通知》Ø《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16-92Ø《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB/T50311-2000Ø《電子計算機機房規(guī)范》GB50174-93Ø《計算機場地技術條件》GB2887-89Ø《計算機站場地安全要求》GB9361-88Ø《智能建筑設計標準》GB/T50314-2000Ø《建筑防雷設計規(guī)范》GBJ57-833統(tǒng)一(聯(lián)合)接地系統(tǒng)設計現(xiàn)將弱電接地方案描述如下：1)接地體的構成利用建筑物樁基鋼筋，作為自然接地體，可以將外圈鋼筋用40mmX4mm鍍鋅扁鋼或者Ø12mm圓鋼筋，閉環(huán)連接，并將所有樁基焊接成一體，構成一個樁基接地體，這一工作可在土建澆筑承重平臺時完成。在平原河網地帶，一般樁基接地體都能達到接地電阻小于1歐姆的要求。如果采用樁基接地體還不能達到接地電阻小于1歐姆的要求，應該另外增設接地樁，或者設法使接地電阻達到規(guī)定要求。2)建筑物的避雷結構利用建筑物所有柱子鋼筋做避雷接地引下導體，導體下端和接地樁基焊接，上端與屋頂避雷環(huán)、接閃器連接，中部和外墻鋼筋、圈梁鋼筋及樓層結構鋼筋焊接，形成一個籠罩整個建筑物的避雷網架。建筑物的所有弱電設備，均應在這個避雷網架的有效保護之內。其中位于屋頂?shù)男l(wèi)星天線，其安裝位置應該在最近避雷針的保護范圍以內。3)設置總等電位銅排采用40mmX4mmX1000mm紫銅排，每隔50mm鉆Ø12mm連接孔，就位于建筑物變配電站的適當位置(便于連接各類接地導線)。該銅排至少三處與建筑物的接地體可靠連接：(1)電源變壓器中性點，(2)附近接地體(例如建筑物接地樁基)，(3)變配電所內接地網格。應該確?？偟入娢汇~排的電位是真正的地電位，要求接地電阻小于等于1歐姆。4)建筑物內的各種功能接地電源中性線接地在TN-S系統(tǒng)中，中性線N與供電電源變壓器的中性點連接在一起，這根中性線，除了通過等電位銅排和其它接地線“一點”連接以外，嚴禁和任何“地”有電氣連接。N線是各設備的功率接地線，它和其它三根相線一起接向用電設備。交流設備保護接地設置交流設備保護接地線，即強電PE干線。采用銅排(銅排截面應符合有關標準)，敷設在強電豎井中。強電PE干線的下端從總等電位銅排出發(fā)，引到各樓層，在每個樓層的強電間設置一個輔助等電位銅排。這個輔助等電位銅排應該用絕緣子支撐，與防雷系統(tǒng)隔離，也與其它系統(tǒng)設備隔離。強電PE接地線的標志色是黃綠相間色。弱電設備的保護接地應設置弱電系統(tǒng)獨立的PE接地干線，可按強電PE干線類似方式制作，弱電PE干線銅排(導線)截面可按最大用電電子設備的電源相導線截面參照比較確定，敷設在弱電豎井中。弱電PE接地線從總等電位銅排出發(fā)，分別引到各樓層弱電間或者接近電子設備的位置，宜同樣設置輔助等電位銅排(導體)，供電子設備外殼和周圍的非帶電金屬殼體保護接地之用。單臺設備，或者距離較遠設備，可用多芯電纜，取其中一根芯線作為PE線。屏蔽層接地或者抗靜電接地，都可以連接在附近的弱電PE線或輔助等電位銅排上。弱電設備的直流接地弱電設備電子(模擬或數(shù)字)線路的信號地或者叫邏輯地，一般情況下需要可靠接地，這種接地可以統(tǒng)稱為直流接地。各種弱電設備的直流接地導線，應該各自從總等電位銅排分別引接到各自設備的直流接地極。如果某區(qū)域直流電子設備較多，也可采用輔助等電位銅排接地方法，從此銅排引下一根直流接地導線至總等電位接地體。直流接地導線只能用于直流接地，嚴格禁止與其它接地系統(tǒng)混接。直流接地導線應穿金屬管、槽敷設，金屬管、槽應該有接地連續(xù)性措施，其兩端與弱電PE線連接。各種接地線要有明確區(qū)別標志，特別要注意中性線N，保護接地線PE和直流接地線的區(qū)別。靜電屏蔽、電磁屏蔽和它們的接地靜電屏蔽是防止靜電場對電子信號回路的影響，通過靜電屏蔽可以消除兩個電路之間由于容性偶合產生的干擾。一般電子設備本身出廠時已經具備靜電屏蔽層，在建筑物內安裝就位以后，應該將這個靜電屏蔽層可靠接地。另外如果氣候干燥，建筑物室內極易產生靜電，這種靜電不僅干擾電子設備的正常工作，還可能損壞場效應類電子芯片。在通訊設備機房和計算機房，為了防止這種干擾，應該采用防靜電地板，房間門窗的把手、門閂以及其它金屬部件都必須可靠接地。電磁屏蔽是防止外來電磁場以及布線間直接電磁偶合對電子設備產生的干擾。一般電子設備本身已經具有屏蔽體(和靜電屏蔽合用)，應該將屏蔽體可靠接地。5)統(tǒng)一接地的阻值要求統(tǒng)一接地的接地電阻，按規(guī)范規(guī)定必須≦1Ω。為了防止各種接地帶來的干擾電流影響，使其能迅速地泄入大地，不致產生地電位值有較大浮動，這個要求比一般分散接地體的接地電阻要嚴格。若統(tǒng)一接地的接地電阻阻值達不到≦1Ω時，應該增加其它人工接地體或采取降阻措施。6)防雷接地方面的考慮智能建筑的防雷接地系統(tǒng)設計，雖然不屬弱電系統(tǒng)方案設計范圍，可是對弱電設備的安全運行關系重大。因為大部分電子設備的絕緣水平很低，往往只有幾十伏耐壓。而來自雷電的電壓瞬時可達數(shù)萬伏以上，即使來自雷電的二次感應電壓，也足以造成電子設備的損壞。所以設計建筑物的防雷設施，特別要注意對弱電設備的隔離，使它們盡可能遠離防雷系統(tǒng)。首先建筑物內部的弱電設備都應位于建筑物防雷網架以內，并宜選擇防雷效果較好的樓層就位。少數(shù)設備，如屋頂衛(wèi)星天線等，應在避雷針的有效防護范圍之內。在放置重要弱電設備的樓層部位，應設計比較全面的防雷等位面和均壓環(huán)。防雷接地系統(tǒng)，可以作為大樓接地系統(tǒng)的基礎。在進行其它功能接地設計時，都必須注意與防雷接地系統(tǒng)之間的關系。一般來說其它接地系統(tǒng)，應該都在防雷接地系統(tǒng)的保護范圍之內。充分利用嚴密的防雷結構，保護好電子設備。為了避免雷電發(fā)生時避雷引下導線通過的瞬時浪涌電流和過電壓對其它電器設備的沖擊，避雷導線應該相對獨立。建筑物內設備以及設備周圍金屬構件，除了在接地體上接地并和避雷系統(tǒng)連接以外，其它各處應與防雷保護接地系統(tǒng)隔離。在設計這些接地系統(tǒng)的過程中，要始終貫徹總等電位、輔助等電位、以及局部等電位的原則。要明確哪些接地可以混接，哪些接地不可以混接，并以統(tǒng)一接地方式完成各類接地系統(tǒng)的設計。4弱電系統(tǒng)接地及防雷措施4.1接地系統(tǒng)本工程的弱電系統(tǒng)接地主要將針對計算機網絡中心、電子閱覽室、視聽閱覽室及樓層分配線間（弱電豎井)的接地措施，以及具有現(xiàn)場設備的接地措施。建筑物內部有高精密、高穩(wěn)定度的電子設備，需要設置獨立接地系統(tǒng)時，則應該單獨設計它的接地設施，因此機房采用單獨接地。單獨引出2路接地銅排（40mm×4mm×600mm），作為弱電接地系統(tǒng)的接地極，銅排之間的間隔在25米以上，弱電的接地銅排接地值應小于4歐姆，如不夠，可增加接地點。對于內部無網絡中心機房的建筑物，則單獨引出1路接地銅排（規(guī)格同上）。從1個接地銅排上引出接地線，至計算機網絡機房，單獨接地，從另1個接地銅排上引出接地線至電子閱覽室、視聽閱覽室及弱電井，敷設方式采用銅軟線穿PVC管至機房，這樣就避免了其他接地系統(tǒng)的干擾，銅線的截面應大于100平方毫米。要注意的是銅線與銅排的連接應采用接地螺栓的連接方式保證接地效果。接地引入線長度不宜超過30m，接地引入線應作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣地溝內布放，埋設時應避開污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應有防止機械損傷的措施。接地體的上端距地面不應小于0.7m。機房的接地設計：(1)在計算機網絡機房采用防靜電地板，將地板支架電氣連接形成一個接地網，并與建筑的獨立接地銅排相連接；(2)機房內四周應做一圈接地帶，采用40*4mm鍍鋅扁鋼帶，并與建筑的獨立接地銅排相連接；(3)計算機系統(tǒng)的信號地線應用編織銅線或多股銅線，將各機柜的信號地連接在一起，然后統(tǒng)一接地，并不得與零線相連；(4)接地線與其他電纜交叉時，其間距應在25mm以上；(5)機房的配電柜、箱、接線盒、插座盒的金屬外殼、穿墻鋼管、線槽、電纜金屬護套和其他用電設備的金屬外殼、活動地板的金屬支架等均應保護接地；(6)接地電阻不大于4Ω。弱電樓層配線間的接地：(1)弱電樓豎井間內設垂直接地鋼帶，采用鍍鋅扁鋼40*4mm，全樓配線間上下貫通，并與建筑獨立接地銅排相連；(2)配線間內的機柜、穿線管、線槽、橋架外殼等均應與接地鋼帶相連，并應使所有穿線管、線槽、橋架電氣相連；(3)接地電阻不大于4Ω。機房內通信電纜以及地線的布放和連接通過對不同的布線、屏蔽和接地方式的模擬，和空間電磁場對通信線路的電磁感應影響情況試驗，對計算機通信網絡系統(tǒng)在建筑物樓內的布線和接地方式有如下結論：(1)通信電纜以及地線的布放應盡量集中在建筑物的中部；(2)通信電纜線槽以及地線線槽的布放應盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁，應盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠的位置；(3)衛(wèi)星接收機高頻電纜在進入機房前其金屬屏蔽外皮，應至少有二處與避雷設備引下線連接。接地系統(tǒng)的運行維護每年雷雨季節(jié)前應對接地系統(tǒng)進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。接地網的接地電阻應每年進行一次測量。4.2防雷系統(tǒng)根據(jù)中國美術學院視覺藝術學院的防雷現(xiàn)狀，結合國家《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-94標準及浙公算（1998）59號要求和國家有關行業(yè)防雷規(guī)定。4.2.1防雷保護器設置原則按照國際電工委員會在IEC61312-1（雷電電磁脈沖的防護）中提出按防雷界面設置保護裝置的原則，對大樓內外的防雷區(qū)域進行了劃分。LPZOA區(qū)：室外且不受大樓防直擊雷設施的保護，如大樓的設施在該區(qū)域內，有可能受直擊雷雷擊，且雷擊電磁場沒有衰減。LPZOB區(qū)：室外但在大樓防直擊雷設施的保護范圍之內，雷擊電磁場沒有衰減。LPZ1…n區(qū)：室內后續(xù)防雷區(qū)，區(qū)內設施不可能遭直擊雷雷擊，電磁場的衰減程度受區(qū)域界面（墻體）屏蔽措施的影響。防雷保護器的設置應根據(jù)防雷區(qū)的劃分原則，當線路穿越不同防雷界面時設置相應量級的防雷保護器。如從LPZOA區(qū)進入LPZOB區(qū)時，防雷保護器應具備泄放直擊雷雷電流的能力。4.2.2供電線路防雷保護設計大樓電源系統(tǒng)從學校配電機房引入，電纜走地下電纜溝進入樓棟配電箱。在對電纜外的金屬保護層做一次可靠等電位連接后，我們還需利用避雷器進行電源保護。計算機局域網系統(tǒng)機房：在機房UPS電源前端采用FRD-40-3B-5型三相電源避雷器，通流容量為40KB，作為機房電源線路的二級保護，可將幾千伏的過電壓進一步限制，對侵入機房的感應雷電壓波進行泄流保護。在中心設備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為20KB，作為樓層設備電源的三級保護，確保網絡設備的供電安全及機房內的用電正常。有線電視系統(tǒng)機房：在衛(wèi)星接收設備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為20KB，作為設備電源的三級保護。廣播系統(tǒng)機房：在廣播設備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為20KB，作為設備電源的三級保護。安防監(jiān)控系統(tǒng)機房：在安防設備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為10KB，作為設備電源的三級保護。其他網絡設備間：在其他網絡設備間電源前采用FRD-10-2A電源避雷器，通流容量為20KB，作為設備電源的三級保護。4.2.3信號線路的防雷保護設計通訊、網絡系統(tǒng)防雷包括由戶外引至戶內的通訊線路,主要線路包括電話線、專線、微波通信線（天饋線）等。為盡量避免感應雷襲擊而造成計算機的元器件永久性損壞，需針對不同的設備選用相應的信號避雷器作為信號線路上防感應雷的保護措施