机房防雷接地工程设计方案.doc

1、机房防雷接地工程设计方案目录：1、雷电概述1) 雷电的描述2) 雷电的破坏3) 怎样进行雷电灾害防护4) 常规防雷5) 雷电保护的整体概念2、防雷接地原理1) 接地系统2) 防雷接地3) 接地的种类4) 地网工程概论5) 防雷等电位连接6) 等电位连接的主体及要求3、项目概述A. 项目勘察的具体情况B. 雷暴区及危险等级C. 客户要求4、设计方案A. 引用标准B. 设计方案5、验收方法6、工程设计进度表7、材料汇总表8、工程报价汇总表9、提供的服务10、企业简介11、参考工程1、雷电概述雷电的描述 :雷电是由天空中云层间的相互高速运动、 剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上相反电荷。 此时，低端

2、云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容， 当其场强达到一定强度时， 就会产生对地放电，这就是雷电现象。在气象学中， 常用雷暴日数、 年平均雷暴日数、 年平均地面落雷密度， 来表征某个地方雷电活动的 频繁程度和强度。此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动 ,它是指 1000 平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系。通常，建筑行业的防雷，更多的注重。雷暴日的多少；航空、航海、气象、通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少。 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（ 15 天）、中雷区（ 4190 天）、强雷区（

3、90 天）。我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。雷电的破坏雷电的破坏主要是由于云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一定程度（ 25 30kV/cm）时，所发生的猛烈放电现象。通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛 的放电现象。感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部 高电压，或在直击雷放电过程中， 强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压、而发 生闪击现象的二次雷。球形雷是球状闪电的现象。1）、直击雷破坏； 当雷电直接击在建

4、筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀， 从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时 ，这时对地电位升高， 有可能向临近的物体跳击， 称为雷电 “反击 ”，从而造成火灾或人身伤亡。2）、感应雷破坏；感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸， 而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。3）、静电感应雷； 带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的

5、正 电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。易燃易爆场所、计算机及其场地的防静电问题，应特别重视。4）、电磁感应雷；雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。5）、雷电波引入的破坏；当

6、雷电接近架空管线时， 高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。如果附近有可燃物，容易酿成火灾。 怎样进行雷电灾害防护单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施， 评估防雷设施是否符合国家规范要求，比如：学校、公司、区级以上医院、四星级以上宾馆、城区内高度在 45 米以上的高层建筑需两年检测一次。 单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作， 建立各项防雷安全工作， 建立各项防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维护。如雷雨过后 ,安装在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏，发现损坏时应及时更换。建设单位在防雷设施的

7、设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点， 雷电活动规律等因素综合考虑， 采用安全可靠、 技术先进、经济合理的设计施工。应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、 器件、器材、避免使用非标准防雷产品和器件。 新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设， 如：重新铺设电脑网络线、 室外天线的移位和加高等等都应该重新设计和建设防雷设施。雷灾发生时应及时处理，采取措施，避免再次雷击。常规防雷常规防雷电可分为防直击雷电、 防感应雷电和综合性防雷电。 防直击雷电的避雷装置一般由三部分组 成，即接闪器、引下线和接地体；雷电保护的整体概念六点防雷计划：针对雷电的危害，我们

8、认为防雷必须是全面的。主要包括以下六方面：1. 控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）2. 安全引导雷电流入地网3. 完善的低阻地网4. 消除地面回路5. 电源的浪涌冲击防护6. 信号及数据线的瞬变保护在科学技术日益发展的今天， 虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电，但是经过长期的摸索与实践， 已积累起很多有关防雷的知识和经验，形成一系列对防雷行之有效的方法和技术， 这些方法和技术对各行各业进行行之有效地预防雷电灾害具有普遍的指导意义。2、防雷接地原理接地系统接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。 因此，没有合理而良好的接地装置是不能可靠地避雷的

9、。 接地电阻越小， 散流就越快，被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小。对于计算机场地的接地电阻要求 4 欧姆，并且采取共用接地的方法将避雷接地、 电器安全接地、 交流地、直流地统一为一个接地装置。 如有特殊要求设置独立地， 则应在两地网间用地极保护器连接， 这样，两地网之间平时是独立的， 防止干扰，当雷电流来到时两地网间通过地极保护器瞬间连通，形成等电位连接。防雷工程的一个重要的方面是接地以及引下线路的布线工程，整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此， 所以应该认真的系统的研究。电力、电子设备的接地， 是保障设备安全、 操作人员安全和设备正常运行的必要措施。可以认为，凡是

10、与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方， 就是接地工程需要作到的地方。 由此可以我们知道，接地工程的广泛性和重要性。一方面，随着时代的进步， 强功能高价值设备的广泛使用， 要求提供更加可靠的接地保护； 另一方面，微电子技术的推广， 使得现代设备要求更低的接地电阻，还往往需要抗干扰。实践要求有更加系统的接地理论来对工程实际进行指导。 根据近年来的设计施工经验认为：a) 接地连接方式和接地参数并重；b) 以减小或消除同系统中不同性质的接地（如防雷地、工作地、外壳接地、静电地、信号地等）之间的电位差为目的，选用适当的布线方式；c) 根据地网所在地的接地电阻、土层分布等地质情况，尽

11、量进行准确设计；接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感， 为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC 标准和 ITU 相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出 :不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接

12、点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。防雷接地为使雷电浪涌电流泄入大地， 使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分，金属护套，避雷器，以及一切水、 气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。防雷接地装置包括避雷针、带、线、网，接地引下线、接地引入线、接地汇集线、 接地体等。为防止反击， 以往的防雷规范对防雷接地与其他接地之间提出一整套限制措施， 即规定两类接地体和接地线之间的最短距离。在有些情况下， 间距无法拉开到规定值时， 则要采用严

13、密的绝缘措施。接地的种类供电系统用变压器的中性点直接接地；以及电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接， 都称为接地，前者为工作接地，后者为保护接地。 配电变压器低压侧的中性点直接接地， 则此中性点叫做零点， 由中性点引出的线叫做零线。 用电设备的金属外壳直接接到零线上，称接零。在接零系统中，如果发生接地故障即形成单相短路，使保护装置迅速动作，断开故障设备，从而使人体避免触电的危险。地网工程概论防雷接地，应按现行国家标准 建筑防雷设计规范 执行。由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作拉地体时一般采用 40mm40mm 的角铁，每根长 2.5m，间距约

14、 5 米垂直打入地下，顶端距地面约 0.5-1.0m，顶端再用 40mm 40mm 左右的扁铁全部焊起来，构成一个统一的接地系统。防雷等电位连接接闪装置在捕获雷电时， 引下线立即升至高电位， 会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络， 并使其电位升高， 进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险， 最简单的办法是采用均压环， 将处于地电位的导体等电位连接起来， 一直到接地装置。 台站内的金属设施、 电气装置和电子设备， 如果其与防雷系统的导体， 特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形

15、成一个 “等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统， 都应在防雷区交界处做等电位连接。应采用等电位连接线和螺栓紧固的线夹在等电位连接带做等电位连接，而且当需要时，应采用避雷器做暂态等电位连接。等电位连接的主体及要求等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与系统之间的电位差。当建筑物内有信息系统时， 在那些要求雷击电磁脉冲影响最小之处，等电位连接带宜采

16、用金属板， 并与钢筋或其他屏蔽构件作多点连接。 对进入建筑物的所有外来导电部件做等电位连接的主体应包括以下内容：1） 设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；2） 供电线路含外露可导电部分；3） 防雷装置；4） 由电子设备构成的信息系统。大楼的计算机房六面敷设金属屏蔽网， 屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。通过星型（S 型结构或网形M 型）结构把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S 型，大型机房选M型结构。机房内的电力电缆（线） 、通信电缆（线）宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋15m 以上，埋地深度应

17、大于0.5m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋15m 以上，铁管两端接地。3、项目概述A、 项目勘察的具体情况广州某军区通讯站位于广州市。 机房位于通讯站办公楼二楼， 办公楼属钢筋混凝土框架结构。 根据通讯站负责人介绍； 位于办公楼南面绿化带有一人工辅助地网，经相关技术员采用电阻测试仪测得人工辅助地网平均电阻值为 0.63 ，符合 GB 50174-93电子计算机机房设计规范要求。但机房无防雷接地端子和等电位连接。B、雷暴区及危险等级广州某军区通讯站机房位于广州市， 雷击风险评估： 根据建筑物电子信息系统防雷技术规范附录 D 资料表明当地年平均雷暴日为 76.1d/a，属于强雷

18、区，依据 GB50057-94建筑物防雷设计规范(2000 版)附录一计算其建筑物年预计雷击次数，预计年雷击次数为N 均 0.3 次/a，根据GB50057-94 的 2.0.4 条规定：预计雷击次数大于等于0.06 次/a，且小于或等于 0.3 次的住宅、 办公楼等一般性民用建筑物， 应划分为第三类防雷建筑物。C、客户要求根据现场已有的防雷接地在机房内安装符合标准规范的防雷接地端子和等电位连接。4、设计方案A、引用标准u GB50057-94建筑物防雷设计规范（ 2000）u GB50343建筑物信息系统防雷技术规范 （2004）u GB50174-93电子计算机机房设计规范u IEC 6I

19、312雷电电磁脉冲的防护B、方案设计依据 GB 50057-94建筑物防雷设计规范第六章：雷击电磁脉冲，第三节：屏蔽、接地和等电位连接的要求；依据 GB 50343-2004建筑物电子信息系统防雷设计规范 第五章：防雷设计，第三节：等电位连接及共用接地系统设计中关于等电位连接的要求；参考 IEC 61312雷电电磁脉冲的防护标准第一部分：通则，第三章第四节：等电位连接的要求；第二部分：建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地中关于等电位连接的要求；按照 GB 50343-2004建筑物电子信息系统防雷设计规范第六章：防雷施工中关于等电位连接的要求进行施工。实施方案：从建筑物防雷接地网采用 95 平方

20、毫米多股铜芯接地线， 加套金属屏蔽管，两端做好等电位连接处理， 固定在外墙以最近的距离引入通讯站机房。 连接在 300mm*80mm*6mm 铜排制作的接地端子（接地汇流排）上，供机房设备防雷保护接地用。用 30mm*3mm 铜带制作均压带，围绕机房室内防静电地板内敷设，用 50 平方毫米的多股铜芯将均压带与接地汇流排连接。用 10 平方毫米的多股铜芯接地线将金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、各种电子设备的金属外壳、机架等与接地汇流排连接。施工图纸：5、验收方法工程施工完毕后， 由相关检测部门验收， 验收标准依据相关的防雷规范标准进行验收。并出具相应的合格检测报告。6、工程施工进度表施工进度表序

21、号日期 123451 材料进场2 地网引线施工3破柱筋引线4机房均压环制作5设备机柜接地6等电位连接7 验收7、材料汇总表序号 项目内容型号 数量 备注1 汇流排 （30*3mm）铜带25M 机房等电位连接2 汇流排 （50*5mm）扁铜0.3M 机房接地基准点3 接地线 （10mm2） 30M 等电位连接4 接地线 （50mm2） 10M 接地支线5 接地线 （95mm2） 10M 接地干线6 接地线线耳10mm2；50mm2；95mm2 6 个 连接头8、工程报价表 说明 ：此表包含所有设备报价； 材料费；施工费；工程验收费； 税费等。9、提供的服务为了不断满足顾客的需求，达到优质服务的目

22、的。坚持 “质量第一，用户至上，为客户提供专业、及时、优质、令您满意 ”的服务宗旨，特制定以下售后服务细则：1）、提供技术咨询、 日常维护知识及安装指导等服务，客户响应时间为一个工作日。2）、本方案设计安装的工程提供3 年承诺服务。在工程验收完毕后开始投入使用日起 1 年内，如因施工质量问题， 将给予免费对本项工程维修施工安装；后 2 年对所安装的项目的提供维修维护，只收取维修维护材料费。防雷具体措施5.1 设计依据1、 建筑物防雷设计规范GB50057-942、建筑物防雷 防雷装置保护、级别的选择IEC61024-1-13、质量管理体系认证ISO9001：20004、 民用建筑电气设计规范J

23、GJ/T16-925、雷电电磁脉冲的防护IECI3125.2 方案组成本方案包括三大部分：第一部分：防雷地网的制作。 包括：机房防雷接地地网单独设置。地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。第二部分：设备防雷：包括机房电源、网络、监控、音频系统。5.3 方案设计目标保障贵单位机房、 网络、监控、音频系统免遭雷击损坏， 保障系统的正常运作和贵单位工作的有序进行。5.4 方案设计范围贵单位机房电源、网络、监控、音频系统。5.5 具体防雷措施5.5.1 地网及等电位处理部分地网的制作根据 GB50057-94（2000 年版）建筑物防雷设计规范 ，第二章建筑的防雷分类：第 2.0.2

24、条第一项之规定，凡制造使用或贮存爆炸危险、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物， 因电火花而引起爆炸， 会造成巨大破坏和人身伤亡者， 属于第一类防雷建筑物； 第三章建筑物的防雷措施：第二节第一类防雷建筑物的防雷措施：第 3.2.2 条第一类防雷建筑物防止雷电波侵入的措施， 第一项之规定避雷器、 电缆金属外皮、 钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地。我公司采用1500mm 长的热镀锌接地棒和接地模块 ,再添加高效降阻剂， 在大楼附近制作一个接地地网。 设计接地装置的垂直接地体用 550501500mm 的热镀锌接地棒和接地模块，垂直接地体之间间隔为 3000mm，水平接地体用 440mm

25、 的热镀锌扁钢，水平接地体与垂直接地体须焊接牢固。垂直接地体按接地装置剖面布置图开坑，挖深 1000mm，宽 400mm，桩基处开挖长、宽各 800mm，然后垂直打入地下 1400mm，使接地电极的顶部高出地面 100mm，然后用水平接地体焊接连通。水平接地体应钝角弯曲引上地面上 300mm，然后与引下线焊接，引下线为 10mm的热镀锌圆钢。接地体在焊接时， 扁钢搭接长度为宽度 2 倍，并应焊接 3 个棱边，各焊接处的焊接面不应小于 100mm。接地体的焊接点或无镀锌部分， 均应做防腐处理，涂沥青油或防锈漆防腐。将降阻剂敷设在地网中。接地体安装完成后，逐层回填泥土，在接地体周围不得填入砖石、焦

26、渣、垃圾之类的杂物，与此同时进行检测及设立警示牌。引下线与接地线的安装在机房所在大楼外墙上距地面不小于0.3 米处设置地网测试点， 测试点放在防水的接地盒内， 地网水平接地体与测试点的连接采用 10mm的热镀锌圆钢。机房电源防雷器的接地地线按相关标准可采用 10 平方毫米多股铜线与大地相连，以消除它们之间的电位差。引下线采用 35mm2 的多股铜线，并在多股铜线上套相应规格的 PVC 管保护。5.5.2 感应雷防护感应雷防护系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置。 通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器， 使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。 将可能进入的雷电流阻拦在外，

27、将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。设计依据：依据 GB 50057-94建筑物防雷设计规范第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第 6.4.1 至 6.4.12 条 LPZ0A 、LPZ0B 区对电涌保护器（ SPD）的要求及 GB 50054-95低压配电设计规范第四章：配电线路的保护中有关低压防雷的有关规定；参照 JGJ/T 16-92民用建筑电气设计规范第 13 部分：电力设备防雷、第 14 部分接地及安全； DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合第三章到第十章； DL/T621-1997 交流电气装置的接地第三章、第四章、第六章、第

28、七章的部分条文。一、机房防雷设计? 电源第一级防雷在大楼总电源进线处并联安装1 台雷科星系列 LKX-B380/100KA型三相电源防雷箱。该防雷箱在整个防雷系统中所起的根本作用是，当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路(相线、零线 )上的感应雷电流，在进入总配电箱之前就迅速地泄放入地，此类防雷产品高可靠性、 大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、高能量浪涌过电压的冲击， 稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用，可以将残压限制在较低。产品参数型号： LKX-B380/100KA ；最大通流容量Imax：100KA ；保护水平 UP： 2500V；响应时间： 25ns。? 电源第二级防雷在机房电源进线处并联安装 1 台雷科星系列 LKX-B380/40KA 型三相电源防雷箱。该防雷箱在整个防雷系统中所起的根本作用是， 当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路 (相线、零线 )上的感应雷电流，在进入总配电箱之前就迅速地泄放入地， 此类防雷产品高可靠性、 大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、 高能量浪涌过电压的冲击， 稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用，可以将残压限制在更低。产品参数型号： LKX-B380/40KA ；最大通流容量Imax：40KA ；保护水平UP： 1800