齐尧的新设计方案

环境系系楼防雷设计方案姓名：齐尧学号：10110930班级：10 防雷 5 班前 言电子设备防雷主要需要解决的问题是：完善的直击雷防护；等电位连接和联合接地系统的设计、施工、质量是电子设备成败的关键；单独设置接地是电子设备遭雷击损坏的主要原因，必须联合接地取而代之。从电磁兼容性出发。电磁干扰源到敏感设备的耦合途径主要有电阻性耦合、磁场耦合、电场耦合。因此，信息系统的雷电防护从三方面着手：一是将绝大不封雷电流直接引入地中泄放，二是阻塞雷电侵入波沿各类引入线进入设备的国电压，三事限制被保护物上雷电过电压的幅值（同时提高电子设备自身的EMC 水平，即抗干扰水平） 。电子设备的雷电防护必须坚持整体防御、综合治理的原则，任何单打一的措施，效果难以确定，有时反而增大雷击事故。此次设计规定了设计一个系统的综合防雷工程应遵循的一般规定以及等电位连接与共用接地系统、屏蔽及综合布线、防雷与接地等项目，这些规定应全部应用在建筑物内电子系统的雷电防护工程设计中。如果某一部分设计不完善将使一个残缺的设计，若按残缺设计实施的防雷工程，将使一个先天不足的残废防雷工程。残废的防雷工程将造成严重的雷灾隐患，这样的防雷工程不但起不到应有的防雷效果，反而有可能引雷入室造成更严重的损失。因此防雷设计应严格按规范设计，施工单位应严格按设计施工，确保工程质量，才能将雷电灾害造成损失最低限度，确保人员和设备安全，从而达到防雷减灾的目的。目 录一、 直击雷防护设计二、 供电系统雷电防护设计三、 信号线路的雷电防护四、 均压及等电位连接五、 屏蔽六、 静电防护七、 接地一、 直击雷防护设计信息系统所在建筑物直接类防护装置设计要有效保护建筑物本身，而且要为内部信息设备和网络系统提供良好的电磁环境，为信息系统的感应雷防护、雷电波请入的防护和雷电地电位反击的防护提供必要的基础条件（一） 、信息系统机房直击雷防护措施防直击雷装置通常由接闪器（针、带、线、网） ，引下线（笼式钢筋结构）和接地装置（基础钢筋接地网）三部分组成。1、接闪器材型及规格接闪器分为被动接闪器和主动接闪器两类被动接闪器是将雷电流引入大地，接闪器应该进行防腐处理，在腐蚀性较强的场所，其截面积应加大或采取其他防腐措施。避雷针的材型及规格详见国标 GB5005794 的相关规定。主动式接闪器即导体消雷器。下图为接闪器：2、引下线材型及规格引下线的雷电流入大地的通道，一般采用圆钢和扁钢，也需要采取相应的防腐措施。专设引下线：圆钢直径8mm ，扁钢截面积48mm ，且厚度4mm。用建筑物钢筋做引下线，用于通过雷电流的一根或几根钢筋的总截面积应不小于下列数值：对温度值要求不超过 600c，需要验算疲劳的构件为 90mm,对温度值要求不超过800c 的屋架、托架屋面等构件为 64mm，对无温度值要求的其他构件，为 54mm。构件内钢筋的链接应该绑扎或焊接。被用作与外部链接的一根或几根钢筋与预留连接应焊接。3、接地装置材型及规格接地装置使雷电流在大地中迅速流散，是接地体和接地线的总称。其材型及规格参考国标 GB5005794.。接地装置在腐蚀性较强的土壤中，应采用镀锌等防腐措施或加大截面面积。4、接地电阻机房的接地要求交流工作地，接地电阻值不宜大于 4；安全保护地，接地电阻值不应大于 4；防雷保护地，将诶地电阻值不应大于 10；直流工作地，接地电阻值按计算机系统具体要求确定。防雷分类：应按 GB500571994 中第 2 章、第 3.5.1 条、第 3.5.2 条及附录一的规定对建筑物进行防雷分类。在设有低压电气系统和电子系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下,当该建筑物不属于第一类、第二类和第三类防雷建筑物和不处于其他建筑物或物体的保护范围内时,宜将其划属第三类防雷建筑物。表 1 各类防霄建筑物接闪器的布置要求建筑物防雷类别 避雷针滚球半径/m 避雷网网格尺寸/mm第一类防雷建筑物 30 55 或 6 4第二类防雷建筑物 45 1010 或 128第三类防雷建筑物 60 2020 或 2416避雷带、均压环和架空避雷线应按 GB500571994 中的规定布置。表 2 各类防雷建筑物引下线间距的具体要求建筑物防雷类别 引下线间距/m第一类防雷建筑物 12第二类防雷建筑物 18第三类防雷建筑物 25表 3 接地电阻(或冲击接地电阻)允许值接地装置的主体 允许值/ 接地装置的主体 允许值/第一类防雷建筑物防雷装置 10 a 天气雷达站共用接地 4第二类防雷建筑物防雷装置 10 a 配电电气装置总接地装置(A 类) 10第三类防雷建筑物防雷装置 30 a 配电变压器(B 类) 4汽车加油、加气站防雷装置 10 a 有线电视接收天线杆 4电子计算机机房防雷装置 10 a 卫星地球站 5注 1:第一类防雷建筑物防雷波侵入时,距建筑物 100m 内的管道,每隔 25m 接地一次的冲击接地电阻值不应大于 20 。注 2:第二类防雷建筑物防雷电波侵入时,架空电源线入户前两基电杆的绝缘子铁脚接地冲击电阻值不应大于 30 。属于本标准附录 A.1.2.7 钢罐接地电阻不应大于 30。注 3:第三类防雷建筑物中属于本标准附录 A 中 A.1.3.2 建筑物接地电阻不应大于 10。注 4:加油加气站防雷接地、防静电接地、电气设各的工作接地、保护接地及信息系统的接地等,宜共用接地装置 ,其接地电阻不应大于 4。注 5:电子计算机机房宜将交流工作接地(要求4)、交流保护接地(要求4)、直流工作接地(按计算机系统具体要求确定接地电阻值 )、防雷接地共用一组接地装置,其接地电阻按其中最小值确定。注 6:雷达站共用接地装置在土壤电阻率小于 100m 时，宜1；土壤电阻率为100m300m 时，宜 2；土壤电阻率为 300m1000m 时，宜4;当土壤电阻率)1000m 时，可适当放宽要求。注 7:按 GB50057 规定，第一、二、三类防雷建筑物的接地装置在一定的土壤电阻率条件下，其地网等效半径大于规定值时，可不增设人工接地体，此时可不计及冲击接地电阻值。a 凡加脚注 a 者为冲击接地电阻值。二、 供电系统雷电防护设计由供配电线路引入的雷电过电压使信息系统的信息设备和网络系统损坏约占信息系统整个雷灾事故的 70左右。研究计算机网络系统对雷电感应过电压的防护方法，首先要确定网络设备的耐雷水平，即首先需要被保护设备和连接线路的耐冲击水平，保护装置的防御电压，保护装置输出残压与被保护设备的绝缘配合等技术指标。设备（设施）的耐冲击水平引起设备（设施）介质被击穿的冲击电压临界值，即为设备（设施）的耐冲击水平。线路过电压损坏电子设备的原因分析上图是线路过电压损坏电子设备的示意图。电子设备 A，B 是设置在同一楼层的相互传输数据的设备。假设从电源线路上传来一个雷电流 Ip=5KA（这是经常发生的事情）的雷电流冲击波（10/350us） ，安装的电涌保护器 p 性能优良，各项性能指标均符合要求（设残压为 1KA） ，P 动作将雷电流 Ip 引入地G1，R1=1 为独立接地时，则 IpR1=5KA，接地点 G1 处电位将抬升5KV。此时，电源输入端 a1 的电位将抬高到 6KV（VG1+P 残压） ，由于电子设备 A 的工作地 G2 上无雷电流流过，则 VG2=0， ValG2=6KV,通常电子设备的开关电源能承受的最高电压为 800 1500V（10/350us） ，该VG1=VG2=5KV,Va1G2=P 的残压，电子设备 A 电源输入端就不可能遭到损坏（如果 P 的残压太高，也有可能使电子设备 A 损坏） 。三、信息系统电源的雷防护方法（1） 、进出电子信息系统机房的电源线路不宜采用架空线路。当建筑物上空发生云际闪、建筑物邻近地区或建筑物本身落雷时，建筑物内的各个雷电防护区域内，都将充满瞬态的、波前陡峭的、幅度很高的雷电电磁脉冲状的电磁场，这种电磁场可称为由直接雷引发的雷电脉冲感应场。如果进出电子信息系统机房的电源线路是架空敷设的，那么，这种感应场将用过电磁耦合的方法作用于架空的电源线路，此线路上将产生感应电压 UmOUm 的大小与雷电流通路和电源线路之间的耦合度 M 及雷电流的陡度 di/dt 成正比，即 Um=M(di/dt)。（2）电子信息系统设备采用 TN 交流配电系统时，配电线路和分支线路必须采用 TN-S 系统的接地方式。T- 表示“接地 ”；N表示“中性线”或“零线” ；S表示 “分开” ； C表示“合并”TN表示 “接零保护” ； TT表示“接地保护”在我国，由于历史的原因，在不同的地区和部门，普遍地采用着 TN 或TT 配电系统。 TN 系统中，又分为 TN-S、TNCS、TN-C 配电系统。四、均压及等电位连接五、屏蔽六、静电保护图 5.4.1-1 耐冲击电压类别及浪涌保护器安装位置（TN-S）注：本图为电子信息工程电源系统的分类，各类设备内容由工程决定。电信枢纽总进线处需设稳压器。表 5.4.1-1 配电线路各种设备耐冲击过电压额定值表 5.4.1-2 电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值表 5.4.2-1 信号线路(有线)浪涌保护器参数表 5.4.2-2 信号线路、天馈线路浪涌保护器性能参数1 架空天线必须置于直击雷防护区(LPZO B)内。2 天馈线路浪涌保护器的选择，应根据被保护设备的工作频率、平均输出功率、连接器形式及特性阻抗等参数，选用插入损耗及电压驻波比小适配的天馈线路浪涌保护器。3 天馈线路浪涌保护器，宜安装在收发通信设备的射频出、人端口处。其参数应符合表 5.4.2-2 规定。4 具有多副天线的天馈传输系统，每副天线应安装适配的天馈浪涌保护器。当天馈传输系统采用波导管传输时，波导管的金属外壁应与天线架、波导管支撑架及天线反射器作电气连通。并宜在中频信号输入端口处安装适配的中频信号线路浪涌保护器，其接地端应就近接地。5 天馈线路浪涌保护器接地端应采用截面积不小于 6mm2 的多股绝缘铜导线连接到直击雷非防护区(LPZO A)或直击雷防护区 (LPZOB)与第一防护区(LPZl)交界处的等电位接地端子板上。同轴电缆的上部、下部及进机房人口前应将金属屏蔽层就近接地。程控数字用户交换机线路的防雷与接地应符合下列规定：1 程控数字用户交换机及其他通信设备信号线路，应根据总配线架所连接的中继线及用户线性质，选用适配的信号线路浪涌保护器。2 浪涌保护器对雷电流的响应时间应为纳秒 (ns)级，标称放电电流应大于或等于0.5kA，并应满足线路传输速率及带宽要求。3 浪涌保护器的接地端应与配线架接地端相连，配线架的接地线应采用截面积不小于 16mm2 的多股铜线，从配线架接至机房的局部等电位接地端子板上。配线架及程控用户交换机的金属支架、机柜均应做等电位连接并接地。计算机网络系统的防雷与接地应符合下列规定：1 进、出建筑物的传输线路上浪涌保护器的设置：1) A 级防护系统宜采用 2 级或 3 级信号浪涌保护器；2) B 级防护系统宜采用 2 级信号浪涌保护器；3) C、D 级防护系统宜采用 1 级或 2 级信号浪涌保护器。各级浪涌保护器宜分别安装在直击雷非防护区(LPZO A)或直击雷防护区(LPZO B)与第一防护区(LPZl)及第一防护区(LPZl)与第二防护区(LPZ2)的交界处。2 计算机设备的输人输出端口处，应安装适配的计算机信号浪涌保护器。3 系统的接地1)机房内信号浪涌保护器的接地端，宜采用截面积不小于 15mm 2 的多股绝缘铜导线，单点连接至机房局部等电位接地端子板上；计算机机房的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地和浪涌保护器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上。2)当多个计算机系统共用一组接地装置时，宜分别采用 M 型或 Mm 组合型等电位连接网络。安全防范系统的防雷与接地应符合下列规定：1 置于户外的摄像机信号控制线输出、输入端口应设置信号线路浪涌保护器。2 主控机、分控机的信号控制线、通信线、各监控器的报警信号线，宜在线路进出建筑物直击雷非防护区(LPZO A)或直击雷防护区(LPZO B)与第一防护区(LPZl)交界处装设适配的线路浪涌保护器。3 系统视频、控制信号线路及供电线路的浪涌保护器，应分别根据视频信号线路、解码控制信号线路及摄像机供电线路的性能参数来选择。4 系统户外的交流供电线路、视频信号线路、控制信号线路应有金属屏蔽层并穿钢管埋地敷设，屏蔽层及钢管两端应接地，信号线路与供电线路应分开敷设。5 系统的接地宜采用共用接地。主机房应设置等电位连接网络，接地线不得形成封闭回路，系统接地干线宜采用截面积不小于 16mm2 的多股铜芯绝缘导线。火灾自动报警及消防联动控制系统的防雷与接地应符合下列规定：1 火灾报警控制系统的报警主机、联动控制盘、火警广播、对讲通信等系统的信号传输线缆宜在进出建筑物直击雷非防护区(LPZ0 A)或直击雷防护区(LPZ0 B)与第一防护区(LPZl)交界处装设适配的信号浪涌保护器。2 消防控制室与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设适配的信号浪涌保护器。3 消防控制室内，应设置等电位连接网络，室内所有的机架(壳) 、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端均应就近接至等电位接地端子板。4 区域报警控制器的金属机架( 壳)、金属线槽(或钢管 )、电气竖井内的接地干线、接线箱的保护接地端等，应就近接至等电位接地端子板。5 火灾自动报警及联动控制系统的接地宜采用共用接地。接地干线应采用截面积不小于 16mm2 的铜芯绝缘线，并宜穿管敷设接至本层(或就近)的等电位接地端子板。建筑设备监控系统的防雷与接地应符合下列规定：1 系统的各种线路，在建筑物直击雷非防护区(LPZO A)或直击雷防护区(LPZO B)与第一防护区(LPZl)交界处应装设线路适配的浪涌保护器。2 系统中央控制室内，应设等电位连接网络。室内所有设备金属机架(壳) 、金属线槽、保护接地和浪涌保护器的接