大楼弱电系统防雷参考方案

小区 防雷设计方案 方案设计 技术服务电话 科技有限公司 年月 第 1 页 目目 录录 第一章第一章 前言前言 2 2 一 菲尼克斯公司简介 2 二 产品主要用户 3 第二章第二章 防雷原理防雷原理 6 6 一 雷击的分类 6 二 雷电防护区的划分 7 三 雷电对电子设备损害途径 8 四 针对此三种途径所进行的防护 9 第三章第三章 设计依据设计依据 1010 第四章第四章 综合防雷设计方案综合防雷设计方案 1111 一 方案设计原则 11 二 基本防雷保护措施 11 三 常见雷击原因分析 11 1 沿线路传导的过电压的防护 12 2 地电位反击 17 四 具体解决方案 19 1 防雷保护对象 19 2 具体解决方案 20 3 等电位接地系统 32 第五章第五章 售后服务及承诺售后服务及承诺 3636 第 2 页 第一章第一章 前言前言 一 一 菲尼克斯公司简介菲尼克斯公司简介 德国 PHOENIX CONTACT 集团公司创建于 1923 年 现有职员近一万三千名 在全球 81 国家和地区设有分公司和办事处 年销售超过 50 亿德国马克 菲尼 克斯的产品遍及所有的工业领域 取得了世界市场的领先地位 建立于 ISO 9001 和 ISO 14001 标准基础上的过程控制管理系统确保了产品的高质量 菲尼克斯是最早从事雷电电磁脉冲引起的瞬态瞬态电涌吸收技术的企业之 一 在总部 Blomberg 菲尼克斯全资拥有德国国家级 EMC 电磁兼容 实验室 并且是欧洲联合试验室的核心成员 该实验室拥有的 10 350 S 模拟雷电波测 试能力 是世界范围内仅有不到 10 家同类试验室之一 该试验室拥有 CE 欧 盟安全认证 和 VDE 德国国家安全认证 双重认证资格 菲尼克斯公司是 IEC TC 81 国际电工委员会 雷电防护专业委员会 的 K 成 员 核心成员 并且多位专家成为 TC81 的执行委员 其中我公司的 Dr H Altm aier 多次担任 TC 81 的首席执委 先后有 5 个 TC 81 的 WG 工作组 的组长为我公司的专家担任 菲尼克斯防雷产品主要的客户遍及通讯领域 尤其是移动通讯产品的供应 商 如 NOKIA ERICSSON ALCATEL SIEMENS 等 在世界范围内众多的 GSM 服 务提供商 几乎全部采用了菲尼克斯的雷电防护产品 如 德国的 D1 D2 E PLUS 和法国的 SFR 等等 1993 年 12 月菲尼克斯在中国的子公司 原南京中德凤凰电气有限公司的成 立 把享有世界级声誉的电连接技术连同世界级的服务体系一起带到了处于飞 速发展中的中国 南京菲尼克斯电气有限公司先后被评为国家重点外商投资企业 江苏省重 点外商投资企业 江苏省 AAA 级资信企业 南京市外商投资先进企业 南京市 高新技术企业 南京市做出特殊贡献企业 现在南京菲尼克斯电气有限公司是德国菲尼克斯在海外的最大子公司 第 3 页 2001 年中国公司总裁李慕松教授作为中德合作最成功的两家公司领导之一受到 朱镕基总理和德国施罗德总理的会见 并出席参加 2001 年中德高科技论坛 2001 年公司被定为国家级重点投资项目 德方增资 1 5 亿多元构建 PHOENIX 工 业园 全面参与中国的现代化建设 中国国家建筑防雷标准起草人林维勇教授 以及信息产业部邮电设计院刘 吉克先生等防雷界著名人士多次到公司访问和交流 并对公司的产品技术 品 质和服务水平给予高度赞赏 公司先后在包括清华大学 同济大学 南京大学等在内的七所著名院校设 立奖学金和扶贫助学金 并与南京气象学院联合设立国内首个本科防雷专业 协助中国培养防雷专业人才 与南京大学等数所著名高校联合培养管理和自动 化硕士研究生 2001 年 12 月 4 日公司总裁李慕松教授到南京气象学院给防雷 专业的 8 名优秀学子颁发 菲尼克斯防雷减灾奖学金 再次受到中央电视台 报纸 网络媒体的强烈关注和连续报导 在中国公司的总部 南京 我们有强大的技术支持队伍 同时在全国范 围内拥有 12 个独资办事处和众多代理机构 确保提供最畅通的沟通渠道 最快 速的技术支持 最完善的产品服务 最安全的售后保险 二 二 产品主要用户产品主要用户 全世界超过 15 万个 GSM 基站被 PHOENIX CONTACT 保护 芬兰 NOKIA 瑞典 ERICSSON 德国 SIMENS 指定供应商 法国 ALCATEL 供应商 国家 网络接入提供商 德国 D1 Mobilfunk D2 Mannesmann Mobil E Plus o tel o E 2 VIAG interkom Quix miniruf Pager ARD WDR 法国 France Telecom Bouygues SFR 奥地利 Maxmobil Connect Austria 南非 Vodacom M T N Mobile Telephone Networks 马来西亚 Nokia 德国西门子 中国 有限公司 北京西门子国际交换有限公司 上海西门子通讯电源有限公司 第 4 页 上海西门子移动通讯有限公司 诺基亚 中国 通讯有限公司 北京首信通讯有限公司 上海新泰 爱立信通讯电源有限公司 南京熊猫 爱立信通讯电源有限公司 深圳华为电气有限公司 武汉洲际通讯电源有限公司 上海贝尔通讯电源有限公司 诺基亚中国公司 爱立信中国公司 埃默森电气公司 西门子移动通讯 深圳华为电气公司 深圳中兴通讯 武汉洲际电源 北京汇众 广州珠江电源 北京首信 石油 石化石油 石化 上海石化 广石化 海南石化 大连 石化 南京炼油厂 海南石油化学天然气总 公司 中国航空油料总公司内蒙呼和浩特白 塔机场内蒙分公司 南京炼油厂 海南石油化学天燃气总 公司 海南民生化学油气码头 吉林石油化 学工业总公司有机合成厂 电信电信 广东联通移动 四川联通移动 福建 联通移动 福建移动通讯 北京移动通讯 重庆 移动公司 深圳移动公司 浙江联通移动通讯 江西移动通讯 山西移动通讯 黑龙江联通 浙江联 通国信寻呼 福建联通国信寻呼 浙江电信各地市 分局 河北电信各地市分局 山东电信各地 市分局 山西电信地市各分局 辽宁省鞍山市 公安局 浙江国信 福建国信 贵州国信 华 讯寻呼 广东电信 市话网 金融证卷金融证卷 中国建设银行总行 河北省建行及地 市个分行 中国建设银行江苏徐州分行 中国建 设银行云南分行 黑龙江省建行 安徽省建行 河南省 建行 贵州省建行 中国农业银行山西省分行 中国农业 银行安徽省分行 中国农业银行河北分行及地市分行 中国农业银行内蒙各地市分行 中国农业银行云南各地市州分行 北 京市农行 浙江省工商银行 中国人民银行总行 人行河北分行 君安证卷 浙江证卷 黑龙江证卷 海南证卷 黑龙江省牡丹江市证券公司 中信证 券总部 西南证券北京分公司 宏源信托投资 公司总部 第 5 页 华夏证券三里河营业部 中国人寿保 险河北各地市分公司 军队军队 海军司令部 北海舰队 东海舰队 南海舰队 岸基 舰载设备 空军 雷达站 二炮 移动设备 航天部 机房 实验室 国防科工委 核工业部 国家核安全局 大亚湾核电站 海军四部 中国人民解放军大型武器系统防雷保 护 已列装 电力电力 北京供电局 广州供电局 气象气象 浙江省气象局 河北省气象局 黑龙 江省气象局 广东省气象局 广西省气象局 海南 气象局 713 气象雷达 气象观通站 机房 中心等 其他其他 河北国税局藁城 正定分局 长春国 税局 北京市工商局综合执法楼 含北京市 政府西区规划办公室 天津司法局 清华万搏数据中心 联 想集团总部 内蒙古地震局 山西省大同地区煤焦 管理收费系统 上海铁路局湖南长沙货站 北京市自 来水公司水源九厂 长春教育局远程教育信息中心 第 6 页 第二第二章章 防雷原理防雷原理 雷电灾害是联合国国际减灾十年委员会公布的对人类威胁最严重的自然灾害 之一 在我们生活中可以明显的感受到雷电灾害直逼人们的工作和生活 危险的 信息时常提醒着我们 据国际电联统计 全世界每天发生 800 万次雷电闪击 平 均每秒近 100 次 每个闪电的强度高达 10 亿伏特 功率可达 10 万千瓦 相当于 一个小型核电站的输出功率 全球每年重大的雷电事故造成的人员伤亡约 3000 至 4000 人 财产损失 50 亿至 100 亿人民币 随着社会现代化建设的不断提高 通讯设备越来越多 规模越来越大 一方面大型电子计算机网络 程控交换机组 等系统设备耐过电流 耐雷电压的水平越来越低 另一方面由于信号来源路径增 多 系统较以前更容易遭受雷电波的侵入 致使雷电灾害频频发生 据统计 雷 电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达 26 防雷过电压已成为具有时 代特点的一项迫切要求 一 雷击的分类一 雷击的分类 雷击一般分为直接雷击和感应雷击 直击雷击直击雷击 指雷电直接击在建筑物 构架 树木 动植物上 由于 电效应 热效应和机械效应等混合力作用 直接摧毁建筑物 构筑物以及 引起人员伤亡等 由于直击雷的电效应 有可能使机房微电子设备遭受瞬 态电涌过电压的危害 感应雷击 又称二次雷击 感应雷击 又称二次雷击 指雷云之间或雷云对地之间的放电而 在附近的架空线路 埋地线路 金属管线或类似的传导上产生感应过电压 第 7 页 该过电压通过传导体传送至设备 间接摧毁微电子设备 感应雷击对微电 子设备 特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大 据资料显示 微电子设备遭雷击损坏 80 以上是由感应雷引起的 另外还有操作过电压 即是指当电流在导体上流动时 会产生磁场储 存能量 当负载 特别是电感性大的负载 电器设备开关时 会产生瞬时 过电压 操作过电压同感应雷击一样 可以间接损坏微电子设备 二 雷电防护区的划分二 雷电防护区的划分 按照 IEC1312 1 及 GB50057 94 2000 要求 应将被保护的空间划 分为不同的防雷区 以规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和 指明各区交界处的等电位连接点的位置 各区以在其交界处的电磁环境有 明显改变作为划分不同防雷区的特征 防雷区宜按以下分区 如图 1 1 1 LPZLPZ OAOA 区区 直击雷非防护区 本区内的各物体都可能遭到直接雷击和 导走全部雷电流 本区内的电磁场没有衰减 2 2 LPZLPZ OBOB 区 区 直击雷防护区 本区内的各物体不可能遭到直接雷击 但 本区内的电磁场没有衰减 3 3 LPZLPZ 1 1 区 区 屏蔽防护区 本区内的各物体不可能遭到直接雷击 流经 各导体的电流比 LPZ OB 更小 本区内的电磁场可能衰减 这取决于屏蔽 措施 第 8 页 4 4 LPZLPZ 2 2 区等 区等 后续防雷区 当需要进一步减小导入的电流和电磁场时 应引入后续雷区 并按照需要保护的系统所要求的环境选择后续防雷区的 要求条件 通常 防雷区的数越高电磁环境的参数越低 图 1 在两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接 并 宜采用屏蔽措施 三 雷电对电子设备损害途径三 雷电对电子设备损害途径 主要有三个途径 1 直击雷经过接闪器 如避雷针 避雷带 避雷网等 而直放入地 导 致地网地电位上升 高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反 击 第 9 页 2 雷电流沿引下线入地时 在引下线周围产生磁场 引下线周围的各种 金属管 线 上经感应而产生过电压 3 进出大楼或机房的电源线和通讯线等在大楼外受直击雷或感应雷而加 载的雷电压及过电流沿线窜入 入侵电子设备 四 针对此三种途径所进行的防护四 针对此三种途径所进行的防护 1 接闪与接地 接闪与接地 大楼通过建筑物主钢筋 上端与接闪器 下端与地网 连接 中间与各层均压网或环形均压带连接 对进入建筑物的各种金属管 线实施均压等电位连接 具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理 这样就形成一个法拉第笼式接地系统 它是消除地电位反击有效的措施 2 均压连接与屏蔽 均压连接与屏蔽 安装均压环 同时通讯电缆线槽及地线线槽需用 金属屏蔽线槽 且做等电位连接 其布放应尽量远离建筑物立柱或横梁 通讯电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能与建筑物立柱或横梁交叉 3 分流 分流 进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在不同的防雷区交界处 以及终端设备的前端根据 IEC1312 雷电电磁脉冲防护标准 安装上不 同类别的电源类 SPD 以及通讯网络类 SPD SPD 瞬态过电压保护器 SPD 是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有 效手段 第 10 页 第三第三章章 设计依据设计依据 依据国际电工委员会 IEC 标准 法国 NFC 标准 德国 VDE 标准和中国 GB 标准与部委颁发的设计规范的要求 大楼和大楼内之计算机房 程控 机机房等设备都必须有完整完善之防瞬态电涌保护措施 保证该系统能正 常运作 这包括电源供电系统 不间断供电系统 电脑网络 卫星通讯设 备等装置 均应有 SPD 防护装置保护 设计依据包括有 1 GB50057 94 2000 建筑物防雷设计规范 2 GB50343 2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 3 GA173 1998 公安部计算机信息系统防雷保安器 4 GB50174 93 计算机机房防雷设计规范 5 GB9361 88 计算站场地安全要求 6 GB18802 1 2002 低压配电系统防雷 7 JGJ T16 92 民用建筑电气执行规范 8 IEC1312 雷电电磁脉冲的防护 9 IEC 61643 SPD 电源防雷器 10 IEC61024 建筑物防雷 11 IEC61024 1 建筑物防雷 通则 12 IEC61643 接至低压配电系统的瞬态电涌保护器 第 11 页 第四第四章章 综合防雷设计综合防雷设计方案方案 一 方案设计原则一 方案设计原则 严格按照国标 部颁标准以及相关的国际标准实施防雷工程 根据电子及电气设备的不同功能及保护程度确定防护要点 作分类保护 在做好系统防雷的基础上 达到最大节约资金的目的 二 基本防雷保护措施二 基本防雷保护措施 基本防雷保护措施主要是防止直击雷直接击在建筑物 构筑物上 造成损 坏 对于直击雷的防护常见的有避雷针 避雷网 避雷带 避雷线 选用何种 直击雷防护措施要根据该建筑物 构筑物所处的地理位置 当地雷击情况 建 筑物的高度等进行选择 三 常见雷击原因分析三 常见雷击原因分析 一般情况下 某种设备与外界的联系可大致分为三种 如图 2 电源线 信号线及设备地线 因而 无论瞬态电涌过电压产生的方式如何 其最终会通 过这三个途径中一种或几种对设备放电 造成设备损坏 因此对于任何一个需 要保护的空间内的设备 只要截断该需要保护的空间与外界瞬态电涌过电压的 途径 即可达到防护的要求 第 12 页 通信设备 电源线 通信信号线 设备地线 图 2 因此 设备因雷击损坏 其损坏的原因可归纳为两点 线路传导过电压及地线路传导过电压及地 电位反击 电位反击 1 1 沿线路传导的过电压的防护 沿线路传导的过电压的防护 A A 线路传导过电压的形成 线路传导过电压的形成 线路传导过电压的形成可分为三种 a 远点雷电的侵入 b 近点雷电磁场感应 c 电感 电容性负载的起动 远点雷电的侵入对于存在架空线路的通讯系统危害最为严重 处于建筑物 内部的通讯系统由于建筑物的保护 室内和建筑物近旁不可能遭受直接雷击 但若通讯系统内的电力线 信号线为架空引入 则在建筑物远处可能因直接雷 击产生瞬态电涌过电压 另外 静电感应 雷电电磁脉冲辐射也可产生较高幅 值的过电压 沿线路传导的瞬态电涌过电压侵入设备内部 造成设备损坏 其 瞬态电涌过电压形成示意如图 3 第 13 页 建筑物 电源配电室 架空电源线路 通信设备 架空通信线 远远点点雷雷击击对对设设备备形形成成损损坏坏的的途途径径 图 3 近点雷电磁场感应是近年通讯系统设备损坏的主要途径 当建筑物遭受 雷击或在建筑物近旁发生雷击时 强大的脉冲电流会在周围空间产生交变磁 场 以雷电中心 1 5km 2km 的范围内都可产生危险的过电压 处于磁场中的 导体因此而感应出高电压 沿线路产生的过电压窜入设备 造成设备损坏 其形成过程如图 4 通信机架通信机架 数据通 信线 数据通 信线 近近点点雷雷击击对对设设备备形形成成损损坏坏的的途途径径 接 闪 器 下 引 导 体 地网 平行接闪器 引下线 立 柱 敷设的 金属导线 通信机架 数据通 信线 图 4 电感 电容性负载起动 即通常所说的开关操作过电压 电压在极短的 时间内发生瞬变 电压时间特性曲线的陡度 du dt 较高 形成幅值较高的脉 第 14 页 冲电压加载在供电线路上 沿线路窜入设备内部 造成设备损坏 其形成原 理图如图 5 t 0 U0 Cs L R UL Umax Uo t 短脉冲群 图 5 当 U0 取值为 24V 时 适当的 L 与 CS 加载在设备上端的脉冲电压幅值即 可达 4000V 这远远超过了脆弱电子设备的耐受能力 B B 线路传导过电压的防护 线路传导过电压的防护 根据传导过电压形成的三种方式及其传播途径 对于通讯设备其防雷保 护可从两个方面进行考虑 1 线路屏蔽接地处理 对于设备来讲 单纯的电场与磁场干扰是很少见的 干扰总进以电场 磁场同时存在 表征电磁屏蔽作用的效果主要以电磁波穿过屏蔽层时能量衰 减程度的大小来定 屏蔽体对电磁波的衰减有三种不同的机理 一种为波反 射 当电磁波到达金属界面时 会发生反射 削减能量 第二种为涡流耗损 电磁波进入金属导体内后会产生涡流 消耗部分能量 第三种为多重反射 折射所产生的涡流消耗的能量 一般来讲一个完善的屏蔽系统能大约衰减 50 70 的能量 防雷施工规范及 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 要求 出入局 站 的网络金属数据线应穿金属管道或采用屏蔽电缆后 再从地 第 15 页 下引入其它机房 金属管与铠装电缆的金属护层两端应就近与地网焊接 出入通信局 站 的光缆或电缆 应在进线室将金属铠装外护层做接地处 理 另外光缆应将缆内的金属构件 在终端处接地 见 通信局 站 雷 电过电压保护工程设计规范 的 3 2 6 及 3 3 1 项 因此 对出入通讯机房的电源及通讯电缆的金属护套均应在入户处进行 等电位接地处理 对于存在架空线路通讯机房 架空线路应穿管埋地处理 2 安装电涌保护器 1 电源线路过电压防护 根据 IEC 防雷分区原理及机房通信设备的特殊性 其供电线路过电压的 防护可通过多级防雷保护来实现 第一级电涌保护器器一般采用通过 级分 类测试实验的 SPD 根据及根据及 IEC61312IEC61312 及及 建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 GB50057 GB50057 20002000 第第 6 4 76 4 7 条 条 在在 LPZ0ALPZ0A 或或 LPZ0BLPZ0B 区与区与 LPZ1LPZ1 区交界处区交界处 即户外与室内的即户外与室内的 交界处交界处 在从室外引来的线路上安装的 在从室外引来的线路上安装的 SPD SPD 防雷器或叫浪涌保护器防雷器或叫浪涌保护器 应选 应选 用符合用符合 I I 级分类试验的产品级分类试验的产品 即通过即通过 10 35010 350 s s 波形的防雷产品波形的防雷产品 建筑物的 之所以要入口处必须安装通过 10 350 s 测试的 I 级 SPD 主要因为 I 级和 II III 级最大的区别就是测试冲击能量不同 用于处理雷击电流的 I 级 SPD 的耐受能量通常为用于进一步限压的 II III 级的几十到几百倍 这也是用 通过 8 20 s 波形测试产品代替真正 I 级产品频繁出事故的原因 第二级电 涌保护器可采用限压型 SPD 限压型防雷器其核心原器件为压敏电阻 压敏电 阻具有通流量较大 国内外压敏电阻一般情况下其最大通流量为 40KA 低残 压的特点 但需要指出的 有一些代理商主张将市面上最大通流量为 40KA 的 模块型 SPD 进行并联 组合成为宣称为 80KA 或 120KA 的 SPD 这种作法是错 第 16 页 误的 其实原理很简单 两片压敏电阻无论制作工艺如何 在雷电流响应时 间的数量级内其响应时间是不可能相同的 其响应时只可能是一前一后 当 大的雷电流到来时 先导通的模块就可能会因雷击而损坏 因此简单的把两 块模块并联 取两块压敏电阻的通流量之和作为并联后的压敏电阻的通流量 是不科学且没有根据的 2 通讯线路过电压防护 为达到对设备的有效保护 依据 IEC 防雷分区原理信号部分也可采用多 级保护方式将雷电流幅值降到设备耐受能力范围内 一般情部下 当存在架 空线路时 可在 LPZ0 与 LPZ1 的交界处进行粗级防雷保护 在 LPZ1 与 LPZ2 的交界处 采用精细保护防雷器 在综合布线工程中 许多通讯机房内通讯线都紧靠着建筑物立柱或机架 布放 雷击时 由电磁感应在通讯导线上所产生雷电过电压 远远超过了通 讯设备的耐压能力 根据 IEEE STD1100 1992 标准说明 一根 25mm2铜导线 在磁场中的电阻及电抗见表 1 1MHZ10MHZ100MHZ 长度 m L H 1MHZ RXLRXLRXL 340 05 25 0 15 250 0 5 2 5 6100 1 57 0 3 570 1 0 12 6 12200 2 126 0 6 1 26 2 0 19 5 18310 3 195 0 9 1 95 3 0 19 5 30550 5 346 1 5 1 46 5 0 3 45 表 1 从雷电流波形可知雷电流的峰值大多位于 10MHZ 以下 则从上表可知当 导线长约 3 米时 25mm2导线的电阻约为 250 欧姆 另外导线线径越小其电阻 越大 因此当一长度较长的铜导线位于磁场中时 前级防雷保护器泄流后的 残压和线阻抗所产生的压降足以对后级设备造成损坏 因此对于那些耐脉冲 第 17 页 能力较差的重要设备 导线长度超过 3 米时 需考虑再加装一级防雷器 2 2 地电位反击 地电位反击 A A 地电位反击的形成 地电位反击的形成 根据 GB50057 94 2000 版 第 6 3 4 条 全部的雷电流的 50 流入 建筑物防雷装置的接地装置 其另 50 分配于引入建筑物的各种外来导电物 电力线 通讯线等设备 电流分配如图 6 建筑物 100 外部防雷装置 等电位连接带 接地装置 50 50 is 进入建筑物的各 种服务性的管线 图 6 从图中可以看出当建筑物遭受雷击时 约有 50 的雷电流通过建筑物的 地网泄入大地 另外约有 50 的雷电流通过与等电位连接带相连的接地导线 进入设备 因此当雷击发生时 地网电位被抬升 与汇流排相连的设备外壳 的地电位也随之升高 进入设备通讯线的低电位与机架或地线之间的高电位 存在高电位差而发生反击放电 从而使电子设备损坏 地电位反击过程见下 图 7 第 18 页 50 Ie Is 50 通信机架通信机架通信机架 机架 一侧 的接 地铜 条 数据通 信线 数据通 信线 数据通 信线 V 35 V 35 V 35V 35 V 35 V 35 设备接 地线 设备接 地线 设备接 地线 机架 一侧 的接 地铜 条 机架 一侧 的接 地铜 条 地电位反击示意图 当建筑物遭受雷击时 地网电位升高 与地网相连的接地汇流排 及与接地汇流排作等电位连接的设备外壳其电位也随之升高 通 信导线其远端电位可看作零电位 地线与通信导线由于高的电位 差 而对通信导体放电 损坏设备 接 闪 器 下 引 导 体 地网 接地汇流排 图 7 B B 地电位反击的解决途径 地电位反击的解决途径 对于地电位的解决途径可从两个方面进行考虑 一为联合地网的形成 对于相邻的地网之间在没有达到安全距离时 应采用镀锌扁铁进行互联 形 成联合接地网 二为安装电通保护器 在通信设备输入电源及通信线路与设 备外壳 地 之间安装过电涌保护器 通过过电涌保护器的钳位作用 使通 信线路与设备之间的过电压限制在设备的耐受能力范围之内 从而达到对设 备的保护 如图 8 第 19 页 RE1 RE2 iB iB1 UE RE1x iB1 iB2 iB2 iB2 iB2 iB2 RE1 RE2 iBiB iB1iB1 UE RE1x iB1UE RE1x iB1 iB2iB2 iB2iB2 iB2iB2 iB2iB2 iB2 iB2 图 8 四 具体解决方案四 具体解决方案 1 1 防雷保护对象 防雷保护对象 A 小区供配电系统 B 计算机网络系统 C 电视监控系统 2 2 具体解决方案 具体解决方案 A A 供配电系统 供配电系统 a a 大楼总配电系统 大楼总配电系统 电源第一级增强型电涌保护器 采用深圳科菲电公司生产的专门用于 B 级 电源防雷箱 HP120HP120 由 POWERSETPOWERSET BC 3 1 100 FMBC 3 1 100 FM 组成 用以抵御来自线路远点直 接雷击 承受通流量 10 350us 100KA 的首次雷电流 使得残压降至 900 伏以 下 安装在楠本变电站及福星庙变压站低压侧 设计依据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 2000 第 6 4 7 条 在 LPZ0A 或 LPZ0B 与 LPZ1 区交界处 在从室外引来的线路上安装的 SPD 应 第 20 页 选用符合 I 级分类试验的产品 即 LPZO LPZ1 区时必须采用 10 350us 电流波冲 击测试产品 另外 IEC61312 3 第 5 1 条 从 LPZ0A 穿入 LPZ1 的线路荷载 局部雷电流 应选用 SPD1 电流型 SPD 应在此界面上将这些局部雷电流的 大部分导走 POWERSETPOWERSET BC 3 1 100 FMBC 3 1 100 FM 是德国菲尼克斯公司在全球获得形状 结构 材 料设计专利保护的新一代主动能量控制技术的产品 它具有独特的角形放电间 隙 它由负膨胀系数的钛合金材料制作而成 具有能够耐受 7000 的高温高压 下不变形的特点 寿命长 它还具有独特的外形和结构设计 具有强大的灭弧 能力 保证不造成前级开关的动作和火险的发生 作为新一代主动能量控制技 术 AEC 的产品 它的最大功能是在 900 伏时动作导通 与下级的配合退藕距离 为零米的安装要求 克服了传统的 B 级动作电压高达 4000 伏的弊端和长达 10 米的安装要求 如 DEHNport MAXI 等 动作更加灵敏 可靠 节省更多的安 装空间 POWERSETPOWERSET BC 3 1 100 FMBC 3 1 100 FM 是代表当今最领先技术的防雷产品 保证在 飞速发展的防雷技术领域不会落后 具有选型的前瞻性 该类型防雷产品具有如下优势 产品外形及技术参数见表 残压低 保护电平可达 900V 持续工作电压高 能保证在电压波动时也能正常工作 截断续流能力强 不受导线解耦距离限制 不受工作电流限制 节省能源 与限压型防雷器配合无须使用解耦器 不在产生因电感线圈 带来的热耗散 第 21 页 防雷器单模块最大通流量 100KA100KA 10 350us 完全满足雷击电流在电 源线路上的分配 并考虑超出规范要求的 17 5KA 裕余量 防雷器外壳采用热固阻燃材料制作而成 采用高耐温材料密封 符合 ULUL 防爆防火安全认证 b b 楼层 电梯及机房配电系统 楼层 电梯及机房配电系统 依据防雷设计原理及雷区的划分 对于楼层分配电系统 电梯机房供电系楼层分配电系统 电梯机房供电系 统及机房统及机房电源的防雷保护 采用德国 PHOENIX 限压型防雷器 VAL VAL MS230IT 3 1 FMMS230IT 3 1 FM 型防雷器 该类型防雷器主要针对 8 20 感应雷波形雷电流 从而达到细保护的目的 防雷器前端安装 63A 空气开关 VAL MSVAL MS 230230 IT 3 1 FMIT 3 1 FM 防雷器选用氧化锌压敏电阻作为防雷模块 氧化锌压敏电阻具有 的低保护残压 高通流量和快反映时间的优点 氧化锌压敏电阻防雷模块的 损坏后内置的断路器将故障的防雷模块从主电路中分离开来 在此情况下故 障指示器的显示窗口将会出现显 产品优势及技术参数及外形见下表 楼层分配机房电源的电涌保护器 楼层分配机房电源的电涌保护器 VAL MS230IT 3 1 FMVAL MS230IT 3 1 FM VAL MS230IT 3 1 FMVAL MS230IT 3 1 FM 防雷器最大通流量为 40KA40KA 8 20us VAL MS230IT 3 1 FMVAL MS230IT 3 1 FM 最大持续工作电压为 385V 在电网出现波动时仍 项目型号 技术参数 POWERSET BC 3 1 100 FM 标称电压 UN 230V 400V 最大持续工作电压 UC260V 通流量 Iimp100KA 相 响应时间 ta 100ns 保护水平 10 350 0 9KV IP 等级 IP20 阻燃等级 V0 第 22 页 能正常使用 VAL MS230IT 3 1 FMVAL MS230IT 3 1 FM 型防雷器提供共 差模保护方式 L N N PE 保护 VAL MS230IT 3 1 FMVAL MS230IT 3 1 FM 电涌保护器所有模块均具有脱扣指示窗 通过遥 信报警端子实现远程监控 采用专利脱扣保险装置 采用温控断路技术 内置过流保护装置 避 免短路事故与火险发生 其失效安全性能够在防雷器损坏后可靠与电 网脱离保证线路的安全 N N PEPE 模块是全球唯一唯一具热脱扣指示装置防雷模块 能够泄放 12KA 10 350us 雷电流 每个模块基座上都编有码环 不同电压等级 不同类型模块编码环不 同 防止插错插反 热脱扣装置位于压敏元件的顶端 当压敏元件出现失效变型 压敏电 阻受热从中间向两侧扩张 不会挤压脱扣装置 从而保证脱扣机构能 正确指示压敏元件损坏情况 大楼电源系统防雷器示意图大楼电源系统防雷器示意图 项目型号 技术参数 VAL MS230IT 3 1 FM 标称电压 UN 230V 最大持续工作电压 UC 385V 额定通流量 In 20KA 8 20 us 最大通流量 Imax 40KA NPE 模块通流量 12KA 10 350 us 响应时间 ta 25ns 保护水平 8 20 1 35KV IP 等级 IP20 阻燃等级 V0 第 23 页 B B 计算机网络系统 计算机网络系统 a a 远程数据通信专线防雷保护 远程数据通信专线防雷保护 采用德国 PHOENIX 先进的融粗细保护于一体的 D FM A RJ45 BBD FM A RJ45 BB 来保 护数据专线设备 D FM A RJ45 BB 能吸收 5KA 的峰值电流 插入耗损为 0 8dB 其接口为标准接口 安装维护简单 该类型防雷产品具有如下优势 该类防雷器通信接口为标准的网络通信 RJ45 接口 可 RJ11 兼容使用 具有较高的持续工作电压 可同时满足 ADSLADSL ISDNISDN DDNDDN 贞中继 贞中继 模拟电话线模拟电话线等多种通信线路的防雷保护 响应时间快 插入损耗低 金属外壳 具有屏蔽保护功能 避免泄流时产生二次感应 项目型号 技术参数 D FM A RJ45 BB 第 24 页 标称电压 UN 110V 最大持续工作电压 UC185V 额定电流 In 2 5KA 最大涌流量 Imax 5KA 传输频率 100M 插入损耗 0 1dB 响应时间 ta 10ns 保护水平 8 20 50V IP 等级 IP20 阻燃等级 V0 b b 计算机网络系统服务器 交换机电源的防雷保护计算机网络系统服务器 交换机电源的防雷保护 计算机网络系统是整个通信系统的核心 其能否稳定运行直接影响设备 的正常运作 根据国标 GB50057 94 2000 第 6 4 8 条要求 当前端所安装的的 SPD 所得到的电压保护水平加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足 以保护被保护设备的情况下 尚应在被保护设备处装设 SPD 因此对于服务 器 交换机的电源防雷保护应尚应在设备处安装精细保护防雷器 前端安装 德国 PHOENIX 第三级防雷插座 CBT SCHUKOCBT SCHUKO 产品技术参数及外形见下表 SCHUKO 防雷器最大通流量 8KA 8 20us SCHUKO 防雷器最大持续电压为 250 伏 保证满足恶劣用电环境下长期 稳定使用 SCHUKO 型防雷器外壳采用热固阻燃材料制作而成 采用高耐温材料密 封 符合 IEC 61643 要求 第 25 页 b b 通信光缆的防雷保护通信光缆的防雷保护 由于光缆中传输的为光信号 其传输介质主要成份为 SIO2 不具有导电 性 因而光缆本身并不需要进行防雷 但光缆的加强筋 钢丝 却有可能将 感应雷电引入机柜 加强筋产生的电磁场有可能感应到光电转换器或直接对 设备放电 造成设备的损坏 因此 需将光缆末端的加强筋直接接地 即可 避免设备损坏 c c 计算机网络系统交换机通信端口的防雷保护计算机网络系统交换机通信端口的防雷保护 可选可选 网络交换机是整个计算机网络中心系统的核心 通信端口的损坏将导至 通信中断 数据无法传输 困此 对于交换机通信端口的防雷保护采用德国 PHONEIX 防雷器 D LAN 19D LAN 19 24 24 进行保护 产品外观及技术参数见下表 项目型号 技术参数 CBT SCHUKO 标称电压 UN 230V 最大持续工作电压 UC250V 标称通流量 In 2 5KA 最大涌流量 Imax 8KA 响应时间 ta25ns 保护水平 8 20 1 1KV IP 等级 IP20 阻燃等级 V0 第 26 页 3 3 等电位接地系统 等电位接地系统 等电位连接是将分开的装置 诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器 连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差 对建筑物来讲 需将建筑物 内 附近的所有金属导体全用电气的方法连接起来 使整个建筑物成为一个良 好的等电位体 当雷击到这座建筑物上的时候 在建筑物内部与出入建筑物的 金属导体基本上是一等电位体 因此不会发生内部的设备和人被雷击或高电位 反击 A A 机房等电位接地系统 机房等电位接地系统 1 在计算机网络机房内静电地板下安装等电位连接网络 均压环 机房 内通信设备金属外壳 金属门窗 UPS 接地端子 通信机架 金属天花 吊顶 屏蔽网格 光缆加强光筋 SPD 接地线 静电地板龙骨等金属构 件均通过最短引线与均压环相连 2 机房内静电地板下敷设机房电源线金属线槽及网络线的金属线槽其驳 项目型号 技术参数D LAN 19 24 标称电压 UN 5V 最大持续工作电压 UC 11V 额定电流 In 2 5KA 最大涌流量 Imax 5KA 传输速率 155M 插入损耗 1dB 响应时间 ta 100ns 保护水平 8 20 37V IP 等级 IP20 阻燃等级 V0 第 27 页 接点必须采用 6mm2接地线跳接 保持电路的畅通 并且应采取多点连 接的方式与机房静电地板下的均压环相连 才能充分发挥其屏蔽效果 3 均压环的制作采用 40 4mm 的紫铜排绕机房一周置于静电地板下 根 据机房面积的大小及机房内设备分布情况形成网状结构 机房所有金 属导体外壳均采用接地线以最短的距离和均压环相连 使机房内所有 设备处于等电位状态 4 均压环两侧与建筑物主钢筋相连 并与机房内共用接地系统相连 与 建筑大楼形成均压腔体 按防雷要求机房内设备的接地线必须做到 短 平 直 因此在静电地板 下安装接地均压环尤显重要 均压环网安装示意图如下 第 28 页 1 1 2 2 均均 压环 压环 3 3 4 4 接地线 接地线 5 5 6 6 机房设备 机房设备 7 7 8 8 9 9 与大楼的主钢筋的连接 与大楼的主钢筋的连接 等电位连接施工示意图等电位连接施工示意图 B B 子配线间等电位接地系统 子配线间等电位接地系统 子配线间网络通信设备等电位接地系统可采用接地汇流排实现 汇流排采 用 60 6mm 的紫铜排制成 就近安装在子配线间通信机加旁 子配线间通信机 架 设备金属外壳 SPD 接地线 均应以最短的距离与接地汇流排相连 接地 汇流排接地引线由弱电井采用 90 mm2 绝缘铜导线引入 4 4 接地系统 接地系统 a a 对一个通信系统而言 系统内各种用电设备或设施 无论是强电的还是 弱电的 都为了不同的目的而要求采用不同的接地措施 而根据现在通信系统 的情况 按照接地的用途与性质 可以大体上分三种 工作接地 保护接地与 第 29 页 防雷接地三大类 工作接地 工作接地 其是为了电路或设备达到正常运行要求的接地 工作接地一般 有下列几种情况 一利用大地作导线 正常工作时有电流通过接地装置流入地 下 借大地形成工作回路 如直流或弱电的工作接地 计算机的交流接地等 二为了保持系统安全运行的接地 在正常工作时没有电流或只有很小的不平衡 电流流过 如 110KV 及以上的高压系统的工作地及 1KV 以下变压器中性点的接 地 三电子设备的逻辑电路 为了有共同参考电位而接地 如计算机的直流接 地 保护接地 保护接地 保护接地是把在故障情况下可能出现危险的对地电压的导电部 分同大地紧密地连接起来的接地 保护接地主要有防止人体触电的保护接地 防静电接地 电磁屏蔽接地 以及计算机的安全接地也是一种保护接地 防雷接地 防雷接地 其是使雷击时所产生的雷电流能够通过埋在地下的导体向大地 泄放 以避免雷电能量集中而造成雷击损坏的接地 以上三种接地按接地基本概念来说 以上三者是统一的 但由于三种接地 是由于社会的发展而相互独立发展起来的 对于一建筑物来讲 由于各种需求 设置几种接地系统 但一旦各种接地系统存在一个建筑物内时 相互之间又会 发生影响 特别是在 80 年代以后 其影响显得更加突出 主要原因由于防雷接 地系统由于闪电入地时对电子设备和电气设备的反击频频出现 那么如何处理 这些接地系统已成为干扰信息系统正常运行的难题 对弱电系统来讲 为防止 信号出现干扰 需采用单点接地 而对于安全接地特别是防雷接地来讲 需要 多点接地 那么如何解决该矛盾 我们可采取以下措施 对于建筑物内部接地 系统应采取联合接地 把所有接地统一起来作成一个地网 形成等电位 而对 第 30 页 于弱电接地系统在与其他地网互联时在两个接地网之间可设置等电位反击器 将电子信息系统 SPD 接地 建筑物金属构件 低压配电保护线 等电位连接带 设备保护地 屏蔽体接地 防静电接地及接地装置等连接在一起的接地系统 接地电阻取所有接地系统中最小值 根据国标 GB50057 94 2000 第 6