防雷工程设计方案

目录一、前言二、现代防雷的基本知识三、现场分析四、设计依据五、防雷设计构想六、防雷设计方案七、产品的安装和说明八、结语九、工程预算学校综合防雷工程设计方案一、前言雷击已经成为自然的严重自然灾害之一，学校是教师养人、学生聚集的地方，防雷设施尤为重要。 近年来，随着教育事业的迅猛发展，学校高层建筑增多，电气化教育、远程教育等信息技术的应用越来越普及，雷电的危险也在增加。 2007年5月23日，重庆市开县兴业小学遭受雷击，造成7名学生死亡，39人受伤的重大雷击事故，由此明确了学校预防防雷设施是多么重要。 为保证电子设备的正常运行和人员安全，必须设计完整有效的防雷方案。二、现代防雷的基本知识根据不同的破坏机理，雷这种特殊的自然放电现象以直接雷和感应雷两种形式表现。直击雷是指带电云和大地的某一点之间发生急剧的放电现象。 其破坏原理主要是机械破坏作用，出现大楼顶角被雷击落水泥、大树被雷劈裂、室外人畜被雷击死等现象的带电云是静电感应作用，在某一范围内带有不同种类的电荷，发生直接雷击后，云的带电迅速消失，地面某一范围存在散流阻力， 局部高电压或直击雷电放电过程中，强脉冲电流在周围的导线和金属物上电磁感应产生高电压，引起闪烁冲击的现象称为“二次雷”或“感应雷”，其破坏机制主要是电子设备的过电压破坏，引起设备故障或破损，严重的是设备整体的废弃“直击雷”在短时间内以脉冲形式通过强电流，其峰值从数十KA到数百KA，峰值时间短，用us计算的“感应雷”不如直击雷猛烈，但发生的概率远远高于直击雷。 直击雷只在雷云击中地面时发生，导致雷电有可能在雷云击中地面时和雷云击中雷云时发生，造成灾害。 另外，直击雷只能一次袭击一两个小范围的目标，但一次雷击在较大范围内可能在多个小部分同时发生感应雷电过电压现象，该感应高电压可以通过电力线、网线等金属导线传到远处，雷击的范围扩大。 特别是随着大规模集成电路的应用，防雷从以前的防直击雷发展成了当今的综合防雷。直击雷的防护一般是在屋顶设置防雷带、避雷针等，配合感应线、地网保护建筑物和建筑物内人员安全的感应雷的防护主要是在线路上安装雷击过电压保护器，即避雷器，综合运用线路屏蔽接地、等电位接地处理等，保护设备的安全。 因此，仅仅防止直击雷和感应雷是不够的，应该进行综合防雷。三、现场分析该校建筑主要由一楼、二楼、科技楼、体育馆、食堂、两栋学生宿舍楼组成，其中一楼是机房所在地，机房有很多电子设备，需要作为重要的感应雷电保护。 另外，异地监控系统前端设备也处于重点感应雷保护中，7栋建筑物不仅需要设置完整的直接雷防护设施，还需要采取接地、等电位连接和感应雷保护措施，形成完整的综合防雷系统。四、设计依据1、GB50057-94 建筑防雷设计规范2、GB50174-93 电子计算机房设计规范3、JGJ/T16-92 民用建筑电气设计规范四、GB9361-88 计算机场站安全要求五、GB7450-87 电子设备雷击保护导则六、GB2887-89 计算站场地技术文件七、GB9361-88 计算站场站安全要求8、GB50169-92 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范9、JGJ/T16-92 民用建筑电气执行规范十、IEC1312 雷电电磁脉冲的防护11、XQ3-2000 气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范五、防雷设计构想由于学校供电、信号系统防护点众多，广泛应从整体防雷角度进行防雷方案设计，以保护建筑物和建筑物内各方向的电子网络设备免受雷击灾害，将雷击灾害降到最低。 目前采用综合防雷，综合防雷设计方案至少应包括5个方面：直击雷的防护、感应雷的防护、屏蔽、等电位连接、防雷接地，无论哪个方面都不完整，有缺陷都有潜在的危险。(1)、直击雷的防护如果没有直接雷击防护，则根据IEC1312的估计，大部分雷击电流通过进出建筑物的导体型线路(例如电源线、信号线等)进入设备，这样的损害非常严重。 直接雷击防护是感应雷击防护的前提，直接雷击防护按照国标GB50057 建筑物防雷设计规范进行设计和施工，主要使用避雷针、避雷网、避雷线、避雷带和良好的接地系统，旨在保护建筑物外部不受雷击，为建筑物内的人员和设备提供较安全的环境。 (二)、感应雷的防护1 .保护主供电电源系统统计数据显示，微电子网络系统80%以上的雷击事故都是由于连接系统的电源线引起的雷击过电压。 因此，保护电源线是整体防雷中不容忽视的一环。2 .信号系统的防护尽管在电源的外部导线中设置了防雷保护装置，但在发生雷击时，在各种信号线(例如双绞线)中引起的过电压仍然影响电子设备的正常运行，彻底破坏电子设备系统。 当雷击时产生巨大的瞬变磁场，1公里以内的金属线路、例如网络金属线路等感测到非常强的感应雷击，并且从电源线、信号线路传输雷击电压的情况下、建筑物的接地系统雷击时产生的强瞬变电流，对于信号传输线路而言，感测到的过电压或者电子设备即使不是特别高的过电压，也不能一次性破坏设备，但每次的过电压冲击加速了设备的老化，影响了数据的传输和存储，甚至造成了恐慌，甚至完全被破坏。 信号线防雷是整个系统防雷非常重要的环节。(3)、与屏蔽等电位连接国家标准建筑物的防雷设计规范GB6005794 (部分修订条文)明确规定，各防雷区的联系方式，必须进行等电位连接，尤其是建筑物内的计算机房等弱电室，由于受到直接冲击的可能性较低，此处除采用浪涌保护器进行感应雷保护外，还应采用等电位连接方式进行防雷保护进出机房线路的金属屏蔽管、金属机架、配电盘盒、进入室内的水管、供暖的一瞥、机房的金属屏蔽架、金属隔板、金属窗框、静电地板的金属支架不仅要与等电位连接环(或网)连接，而且电气保护的PE地也要与等电位连接体连接。 等电位联结是建筑物的共用接地方式，最好的办法是通过建筑物的主筋接地。我们说话的空间存在很多磁场，雷电也会产生强电磁干扰，但屏蔽是电磁干扰最有效的方法。 弱电室内的金属门与吊顶内的龙骨连接多次，可根据需要在室内单独制作屏蔽网，采用与金属管同电位的连接，配合屏蔽对策，所有信息设备均可保持距建筑物墙壁1m的距离，有效屏蔽电磁干扰。静电也是浪涌的原因之一，静电在我们的生活中无处不在，人体通过行走和移动而带电，有时达到21 0KV，可以危害弱电系统。 因此，防静电也是弱电室的重要任务之一。 比较常用的方法是在机械室内铺设防静电地板，机械室内装修材料也必须防静电。 内壁和天花板表面应用抗静电墙板或喷涂抗静电环氧涂料，送风管道和送风口应用导电三聚氰胺材料，以防止空气流动时静电蓄积。(四)、防雷接地建筑采用共同接地，可以有效解决地电位上升的影响，合格的地网是有效的防雷关键。 建筑物的共同地网通常由建筑物的基础(包括基桩)、环状接地(体)装置、功(电力变压器)地网等构成。 敏感的数据通信设备的防雷、接地系统的好坏，直接关系到防雷的效果和质量。 如果地网不符合要求，应改善地网条件，适当扩大地网面积，改善地网结构，尽快释放雷电流，缩短雷电流对高电压的保持时间，达到防雷要求。六、防雷设计方案(1)、直击雷的防护1号楼、2号楼、科技楼、宿舍、食堂、体育馆、烟囱、卫星接收天线等建筑物作为避雷针，避雷针的保护范围符合相关标准，建筑物必须有效保护的避雷带平坦、直、牢固、无倒塌、无断裂的旗杆必须接地的接地底线牢固平坦具体操作一般使用10-18的热镀锌圆钢或自来水管，沿着墙壁布局一周。 大楼面积过大，需要在大楼地板上铺设网，与防雷带一起形成整体电离着陆系统。防雷带配置图防雷带安装示意图(3)、与屏蔽等电位连接建筑物之间的连接电缆应铺设在金属管内，这些金属管从一端电贯通到另一端，与各建筑物的等电位连接带相连接。 电缆屏蔽层也必须连接到这些连接带。进入大楼的各种金属线的屏蔽、机架等在进入大楼前等电位连接接地，进入设备室前二次等电位连接接地。建筑物入口即在LPZ0B与LPZ1区边界进行总等电位连接后接地，在后续雷电防护区边界采用总等电位连接的方法进行局部等电位连接，连接主体包括系统设备本身(包括露出的导电部分)、pei线、机柜、机架、电气和电子设备外壳、直流工作地、防静电接地、 将金属屏蔽电缆的外层、配管(自来水管、暖气和空调配管等金属配管)、屏蔽槽、避雷器SPD的接地等以最短距离与该等电位连接带直接连接。架空电力线在接线杆拉出后，换成屏蔽电缆，进入大楼前水平埋入50m以上，地面下埋入0.6m以上，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆穿过镀锌铁管，水平埋入50m以上，铁管接地。在计算机室、监控室、消防室、可编程开关室等防静电地板下，围墙分别设置等电位铜列，规格为40mm*3mm。 机械室内的安全保护接地、信号作业地、屏蔽接地、防静电接地、避雷器接地等请务必与局部等电位接地端子板连接。 机械室内的金属设备、机柜外壳等与等电位铜列连接并保护接地，为了保护接地线，使用了6mm2条以上的绝缘铜接地线。 防静电地板支架和等电位铜列的接地采用了软铜带。 等电位铜列和层接地端子的连接，采用了35mm2以上的绝缘铜接地线。等电位采用m型等电位连接网络。各级避雷器(SPD )的连接线是平的，其长度不得超过0.5米。 带连接端子的电源线请压接，带接线柱的避雷器最好用导线鼻连接接线柱。(4)、防雷接地系统接地是防雷系统的重要组成部分，只需将雷电流的能量释放到大地，电子设备就能够保护电子设备免受雷击灾害的等电位连接的目的是减小需要防雷的空间内各金属部件与各系统之间的电位差，防止雷击。 因此，必须与完整的接地系统建立等电位连接。1 .接地系统(地网)设计：根据GB50057-94的要求，可以热镀锌角钢和热镀锌扁钢为材料，制成地网。 地网的一般要求是，建筑接地应在30欧元以下，电源接地应在10欧元以下，普通弱电系统接地应在4欧元以下，采用联合接地方式的话，应在1欧元以上。 在实际施工过程中，根据具体情况采用不用的组合优化材料，可达到优化设计的目的。 下面是一个典型的网格设计示例一般人工地网配置平面图普通地网工程样本图(2)具体实施方法：根据学校实际情况，在建筑物周围距外壁3米处设置人工地网，水平接地体采用热镀锌平钢，垂直接地体采用热镀锌山形钢与非金属低阻接地模块相结合的方式。1地网由垂直接地体(L45452500mm热镀锌山形钢)、水平接地体(404mm热镀锌平钢)、接地模块(600*500*45mm )构成，在土质条件差的情况下，例如土壤电阻率为300m以上时，增加长期电阻剂，或者在周围和坑泥土中添加一定比例的食盐、铁屑、铁屑等避雷线的拐角不得小于90，弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍2地网埋设深度必须在0.5m以下，垂直接地体间的间隔通常是垂直接地体深度的2倍。 人工地网必须确保接地端，作为系统接地点和测试点使用。3接地体(地网)的埋设位置应尽量远离建筑物3m。 接地体装置埋设在离建筑物出入口或人行道不到3m处时，应在接地装置上铺设5090mm厚的沥青层，其宽度应超过接地装置(地网)的2m。 地面上有白灰烧焦层不可避免的，必须换土或用水泥砂浆保护。(3)、接地电阻的测定1 .测量方法：如图1 图5所示，沿着被测定接地极e ，将电位检测针p 和电流检测针c 以直线相互隔开20m插入接地中，将电位检测针p 插入接地极e 和电流检测针c 之间。2 e、p和c分别通过引线连接到计算机上对应的按钮e、p、c。3将仪表放在水平位置，检查零指示器的指针是否指向中心线。 如果偏离中心线，可以用调零器调整中心线。4将“倍率尺度”设为最大倍率，一边缓慢转动发电机的手柄，一边转动“测量刻度盘”，使零指示器和指针对准中心线。 当零指示器指针接近平衡时，提高发电机手柄的转速，使其每分钟转120圈以上。 调整“测量刻度盘”，使指针位于中心线上。图5接地电阻测量接线图5“测量刻度盘”的读取值小于1时，请将“倍率刻度盘”调整为