明光市广播电视发射基站防雷综合设计

1、 滨江学院毕业论文 题 目 明光市广播电视发射基站防雷工程综合设计 学生姓名 童子建 学 号 20072345130院 系 滨江学院 专 业 雷电防护科学与技术 指导教师 施广全 二一一 年 五 月 三十 日 目录引言41工程概况51.1工程所处地区的气象、地理概况51.2工程土木概况82 设计要求和设计依据92.1 设计要求92.2 设计依据93 直击雷防护103.1电视塔外部防雷设计103.1.1接闪器和引下线设计103.1.2接地极系统123.2综合楼的外部防雷133.2.1避雷带和引下线布设133.2.2预留等电位接地端子143.2.3跨步电压的防护143.2.4联合接地153.3结论

2、164.发射基站电源系统雷电防护设计164.1、高压输电系统雷电防护174.1.1架空高压线的防护174.1.2变压器的防护174.2、低压电源系统三级防护174.2.1第一级保护184.2.2第二级保护184.2.3第三级保护194.2.4 spd的安装注意194.3结论205.综合大楼中机房的lemp防护205.1机房的网络和通讯系统的各种防护215.1.1接地母排设置215.1.2联合接地和等电位连接225.1.3保持安全距离225.1.4传输线路的屏蔽和接地225.1.5综合布线225.1.6网络通讯系统spd的选择225.2机房的天馈系统的防护245.2.1天馈系统的外部接地245.

3、2.2天馈系统spd的选择245.3结论266.安全视频监控系统的防护266.1 前端设备的防护266.1.1直击雷的防护276.1.2瞬态过电压的防护276.2传输线路的防护276.2.1室外线路的防护276.2.3室内线路的防护286.3终端设备的防护286.3.1设备安放位置设定286.3.2共用接地和等电位连接286.4 spd的选择286.5结论307 结束语30参考文献31abstract32明光市广播电视发射基站防雷工程综合设计 童子建南京信息工程大学 滨江学院，南京 210044摘要：针对明光市广播电视发射基站的实地进行了地质勘测，气象资料收集和基站的各种设备情况的记录，结合电

4、子信息系统在基站的大量应用及其易遭雷击的特点，通过科学有效的设计方法，依据国家标准，针对明光市广播电视基站进行了直击雷、雷电波的入侵全面的防护设计。从外部防雷到内部的信息系统的防雷，包括接闪器的布置、引下线的材料的选择、等电位连接、接地系统的安装和内部信息系统的电源，信号系统，spd的选择和安装等。从而完成了对基站雷电综合防护。关键词：明光市广播电视发射基站；等电位连接；雷电综合防护引言 进入二十一世纪，电子信息技术正在迅速地向人们生活的各个领域渗透，特别是广播电视基站离不开电子信息技术。该基站中有大量电子仪器传统的建筑防雷设计不再能满足建筑本身对雷电安全的需要。雷电防护已经不仅仅是对建筑本体

5、的防护，更应当侧重于对建筑内人身和电气设备的安全的防护。防雷工作要从以传统的防直击雷为主向防雷电感应过电压对通讯、安防、自动控制等系统设备的损害而转变1。雷电尤其是雷电过电压又开始危害这些精密的设备，特别是综合布线连接的网络交换机、服务器、计算机、监控系统、终端等各种信息设备。因雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失，雷电灾害和防雷又成为社会各界关注的焦点2。地球上平均每秒就会发生100次左右的闪电，其放电电流可高达数十千安培，甚至数百千安培，放电瞬间，巨大的雷电流可产生极大的破坏力和很强的电磁干扰。雷电造成的人员伤亡，财产损失触目惊心。据相关资料记载，全世界每年

6、因雷击造成的经济损失达10亿美元以上，人员伤亡也相当严重，全国平均每年因雷击伤亡人数达3000人左右。2004年我市电信部门通信设备多次遭受雷击，造成直接经济损失一百多万元。致灾原因是设备等电位处理不当，没有安装完善的防雷装置；同年凤阳县东盾木业公司一次雷击造成20多万元的直接经济损失，致灾原因是雷电波通过电力线路侵入厂区设备。2006年8月6日天长电信局因雷击造成26台交换机等设备损坏，直接和间接经损失惨重，原因同样是没有合格的综合防雷措施；2007年,我市西桥一移动通信基站因雷击不但造成自身大量设备损坏,而且雷击产生强大电磁场引起周围十几户居民家大量家用电器损坏，从而引发一场官司，使得该基

7、站长久不能恢复正常工作2009年7月9日，滁州铜鑫矿业有限公司的电控系统和监控系统被雷击而瘫痪，给正常工作造成很大影响，该公司处于山区，地下有金属矿藏，属于雷电易发区，加之防雷措施不全面，所以几乎每年都有雷灾发生；2010年7月25日该基站附近安徽长丰扬子汽车制造有限公司网络系统遭受雷电灾害，损坏电脑主机33台、显示器6台、24口交换机1台、16口交换机3台、8口交换机2台、集线器3台、光电收发器4台、监控录像机1台、监控摄像机1台。致灾原因是没有安装必要的雷电防护装置，系统接地不符合规范要求。为保障明光市广播电视基站的财产和工作人员人身安全确保工作能够正常进行，避免和减轻雷击灾害损失，现按照

8、国际国内标准规范的要求，针对明光市广播电视机站的地理位置，地质情况，所处地区的气候特点，雷暴特征等对基站进行了全面设计，以提高基站的雷电灾害综合防御能力，切实消除安全隐患，保证日后日常工作的顺利开展。在该工程中防雷设计从外部防雷到内部防雷层层深入。本文在外部防雷中主要采用的方法架设避雷针，同时建立有效的防雷接地系统。由于土壤电阻率很高给防雷设计施工带来很大麻烦，所以该设计中采用多种降阻处理。该基站在楼宇内部消防、安防、计算机网络等系统都运用了大量的微电子设备，这些设备大幅度提高自动化程度,但微电子元器件的耐过压、过流能力也相对较弱，对雷电干扰的防护能力较低，致使雷电灾害在逐年得到控制的情况下，

9、社会经济损失却呈现逐年增大的趋势。因此在防雷设计中对各电子系统采用多种防雷方法，例如等电位连接，线路屏蔽，在重要设备前端加装spd等。1工程概况1.1工程所处地区的气象、地理概况明光市位于长江中下游，江淮分水岭南侧，东、南、北三面丘陵地势低缓，市区及周边地区除靠近山区部分外，海拔一般在1240m之间，地下有铜等金属矿藏，地表土壤层一般由弱膨胀的第四纪晚更新世粘性土组成，电阻率较低，局部为风化石或沙土石混合结构，电阻率较高。明光市属于亚热带季风湿润气候带,水热资源丰富。主要的气候特点是：气候温暖湿润，季风显著, 四季分明，气温适中, 日照充足，雨量丰沛，光温基本同步，气候资源配制多样，气象灾害繁

10、多。一年四季具有冬夏长、春秋短，冬冷夏热的特点。由于位于中、低纬度的过渡地带，同时受西风带和东风带天气系统的双重影响，各种气象灾害频繁,时有发生, 是国内受台风、暴雨、干旱、寒潮、大风、雷暴、冰雹、冻害、龙卷风等灾害影响地区之一。表1 明光市人工观测雷电资料年 份雷暴日数年 份雷暴日数年 份雷暴日数195432197335199234195537197440199326195649197538199428195739197633199528195842197728199622195928197822199742196035197940199836196150198025199918196249

11、1981302000231963551982262001221964461983292002271965421984282003361966321985242004241967371986192005281968371987382006401969411988272007331970331989292008321971371990332009 351972351991332010 38 由表1中统计结果：我市平均年雷暴日数为33.5天，其中年最多雷暴日数为55天,最少为18天。表2 明光市闪电定位仪观测到的雷电资料月份累计雷电日累计雷电小时正闪数负闪数总闪数正闪比幅值均值正闪幅值均值负闪幅值均

12、值01 7 55 6 63 69 8.7% 37.80109 29.132976 -28.340715 02 51 174 50 335 385 12.987% 33.09167 43.163855 -32.12674 03 80 322 85 2561 2646 3.2124% 45.79126 43.447775 -40.68128 04 91 491 694 12599 13293 5.22% 48.057537 41.76037 -38.530177 05 90 520 366 6159 6525 5.609% 58.446675 30.781967 -35.504855 06 116

13、 940 2355 26892 29247 8.052% 54.998357 55.0246 -44.296095 07 124 1948 3029 115941 118970 2.546% 58.1588 50.334267 -50.376882 08 121 1733 1433 86400 87833 1.6315% 66.04339 50.95052 -66.54347 09 94 590 251 3826 4077 6.1565% 52.143132 53.761115 -59.412525 10 67 212 66 288 354 18.644% 39.471602 44.60042

14、2 -33.388915 11 63 203 214 758 972 22.016% 32.661445 40.06735 -39.99562 12 40 81 13 106 119 10.924% 31.757842 31.500526 -38.553385 由表2统计可以看出：滁州区域以负闪为主，占总闪电的90%以上； 1月份闪电发生的频数最少，从3月起闪电频率逐渐增大，至7月达最高值，8月次之，9月急剧下降，其中的月变化中最突出的是4月份的闪电发生次数反而比5月多. 图1 明光市闪电日变化特征图 如图1所示负闪与总电闪的趋势基本一致;日变化呈双峰分布,主峰突出,最高值是最低值的近5倍,最

15、高值出现在16-17时;2时和上午11时分别有一较小的低谷;正闪变化幅度小,负闪变化幅度大。图2 明光市闪电月变化特征图 如图2图所示月变化中闪电次数主要出现在3-9月份，从3月起闪电频率逐渐增大，至7月达最高值，8月次之，9月快速下降。1.2工程土木概况 拟建的横山电视发射台位于皖东丘陵地带的横山山顶之上，北纬32.72769°、东经118.14118°，海拔高度约180m左右。项目总占地面积约10000。待建项目包括：约118米高的电视发射塔一座，建筑面积约400的2层综合楼一栋，在综合楼附近单独建变配电房一间。发射塔位于综合楼的东边，距综合楼的直线距离约25m，在综合

16、楼的南面空地安装卫星天线2-3座，天线上边缘高度约5m，综合楼的东边一间为一层平顶结构，用作主发射机房。卫星接收、节目编播及监控、信号传输、其它弱电机房以及值班人员办公生活用房等均设置在综合楼内。项目所在地为附近最高山头，山体以火山岩为主，地表为风化石与土壤混合构成。山的西南侧不远处为一标准的火山口地貌，东西两侧海拔高度缓慢降低延伸至农田（水田），西北侧约1km处为一座小型水库，北侧有一简易公路穿越几座小山头后与一县际公路相接。电视发射台项目平面示意图。2 设计要求和设计依据2.1 设计要求明光市广播电视基站是一处现代化的广播电视基站，信息化程度高，传输设备先进，并包括了大型电子设备，位于郊区

17、山地易受到雷电的危害，而且一旦受到雷电的危害可能造成大面积的电视广播中断现象,给人民群众的生活带来诸多不便,因此明光市广播电视基站的重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性和后果，进行综合评定，确定明光市广播电视基站的建筑物为第二类防雷建筑物；其内部信息系统的防雷等级为a级。所以该工程应具有完善的直击雷防护装置和雷电电磁脉冲防护装置，满足防直击雷、侧击雷、雷电感应、雷电波侵入和雷电地电位反击等的技术要求。具体的说，直击雷防护装置的技术要求：不仅能有效接闪雷电荷，并通过合理有效的最短路径将雷电向大地释放，接地装置吸收雷电荷后应保持其电位的均衡性，而且应为其内部的各类电子信息系统（计算机网络系统、通

18、信系统、安检系统、消防控制系统、有线电视系统、综合布线系统、天馈系统、各种精密信号传输设备等）提供良好的电磁环境条件（h2.4gs）和为它们的雷电电磁脉冲防护提供必要的基础条件（msb、seb、feb、leb、接地干线、建筑屏蔽、线缆屏蔽及合理布线等）。雷电电磁脉冲防护装置的技术要求：通过屏蔽、隔离、合理接地、正确布线和有源导体的等电位连接等一系列防护技术措施，将可能产生的耦合过电压、雷电感应过电压、雷电波侵入过电压、操作过电压及其电磁干扰所产生的过电压限制到被保护对象所能承受的安全值以下，有效保护相应的信息技术设备4。2.2 设计依据1)gb50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范

19、2)gb/t50314-2000智能建筑设计规范 3)gb/t50311-2000建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范 4)gb50348-2004安全防范工程技术规范5)gb/t19271.1-2003信息技术装置的接地配置和等电位连接6)gb/t16895.17-2002信息技术装置的接地配置和等电位连接7)gb50200-94有线电视系统工程设计规范8)gb50116-98火灾自动报警系统设计规范9)gb50174-93电子计算机机房设计规范10)gb50054-95低压配电设计规范11)gb50339-2003智能建筑工程验收规范12)yd5098-2001通信局（站）雷电过电压保护工

20、程设计规范13)防雷与接地安装（2003合订本）：99（03）d501-1、02d501-2、03d501-3、03d501-4。3 直击雷防护直接雷击是指雷电直接击在建筑物构架、动植物上，因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡4。一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器（针、带、网、线 、）引下线构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。然而接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损毁5。保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针 （线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接

21、地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击6。 这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。建筑物的所有外露金属构件（管道），都应与防雷网（带，线）良好连接7。所以直击雷防护装置是一个建筑物最基本的雷电灾害防护装置之一，它的作用是有效接闪雷电荷，通过合理有效的路径以最快的速度向接地装置泄放雷电荷。接地装置吸收雷电荷后应保持其地电位均衡，不仅保护建筑物本身，而且为其内部的各类电子信息系统提供良好的电磁环境条件和为雷击电磁脉冲防护提供必要的基础条件（屏蔽、等电位连接和共用接地）8。外部防雷设计必须进行综合考虑，统筹利用。由于该工程是一项比较复杂的问题，在实际的防雷工程设计中，应严格按照执行强制

22、性国家标准建筑物防雷设计规范的前提下，还需要结合周围的实际环境，根据各类设备的特点和防护对象的实际情况灵活应用，综合考虑，以收到防护效果。3.1电视塔外部防雷设计由于待建电视发射塔的塔基建在山顶上,土层较薄,土壤电阻率较高（经实地测量，土壤层平均厚度约50cm，该层土壤电阻率为500m）,这就需要通过降阻处理。由于发射塔通体为钢结构，因此在发射塔顶端安装避雷针时，引下线无需另外设置（有必要时可以测试各部分的过渡电阻），而由天线的金属支撑装置和塔体共同充当，但是要保证避雷针，天线金属支撑装置和铁塔各段的可靠电气连接。3.1.1接闪器和引下线设计接闪器（避雷针）选用25mm×400mm的

23、热镀锌圆钢制作而成，由于接闪器安装在位于山头铁塔的顶端，大风可能造成铁塔、接闪器和天线大幅度、高频率摇摆，所以设计安装要达到所需的机械强度和热稳定性，同时满足长期抗腐蚀性能的要求。为了减少雷击时避雷针杆对天线工作的影响，避雷针杆在天线仰角零度下边缘以上使用一段高强度玻璃钢管代替金属杆，在内部使用截面积不少于50mm2多股铜芯线实现接闪器与金属支撑杆的电气连接，利用天线的金属支撑件、铁塔塔体作为引下线，并与塔基基础中预埋件(如图3)和钢筋形成的自然接地网(如图4)以及塔基外围的人工接地体共同构成直击雷防护系统。图3基础预埋件图4铁塔基础接地网格特征3.1.2接地极系统在塔基周围距离塔基不小于5m

24、处开挖深度和宽度均为1.5m的环形坑道，从山下运粘土将环形坑道填满并夯实。再在夯实后的粘土层上开挖宽为30cm，深度为60cm的坑道，在此环形坑道底部均匀铺放2吨左右长效降阻剂,再将5×50mm热镀锌扁钢焊接成水平接地体置入坑道内。使接地体在塔基周围形成一个水平接地环(如图5)，在靠近每个塔角处用5×50mm热镀锌扁钢与水平接地环焊接并引出地面，以便后期与塔脚连接（如图6）。另外，在靠近大楼位置处用5×50mm镀锌扁钢焊接并引出不少于两根且间隔为8m的引线，以便与大楼接地体系统进行等电位连接。当水平接地体安装就位后，再在接地体上均匀铺3吨左右长效降阻剂，与下面的降

25、阻剂一起将接地体包裹起来（注意：1）.接地体和引线的焊接，要多侧面双面焊接，搭接长度不低于扁钢宽度的5倍,尽量避免垂直搭接；2).接地体和引下线的防腐,接地体和引线要采用热镀锌工艺,焊接处涂刷3-4遍防锈漆进行防腐处理。3).预留的塔脚引线要足够长,后期可以以螺栓连接方式或直接焊接方式与铁塔脚连接；4).水平环行接地体与铁塔脚间的引线可以裸露在外面）。最后进行坑道粘土回填，灌水殷实，表面可以用适当大小的石块铺平，防止粘土流失，而不必用混凝土覆盖。这样粘土可以在雨季吸收充足的雨水，有利于降低土壤电阻率。 图5 基础环形接地图 图6 铁塔基础截面图 3.2综合楼的外部防雷综合楼距离电视发射塔较近，

26、处于电视塔的保护范围内，正常情况下很少受到直接雷击。但由于该综合楼建在山头岩石之上，有可能受到直击雷、侧击雷、球形雷的危害，因此不可忽视直击雷的防护。3.2.1避雷带和引下线布设在综合楼屋脊及屋面四周边缘安装避雷带(直径为10mm的热镀锌圆钢)如图7；利用建筑物构造柱内靠外且对角的两根主筋(满足大于直径大于16mm的要求)作为引下线并与大楼的基础圈梁内靠外且对角的两根作为水平均压环的主筋焊接；采用类似铁塔接地系统的做法，在综合楼四周安装环形水平接地体（其沟道开挖的深度和宽度减少至一米左右，其降阻方法可以只采用换土，而不放置降阻剂的方式解决，以降低成本），此水平接地体在每根引下线处用5×

27、;50mm热镀锌扁钢与综合楼的引下线及基础圈梁可靠焊接连通。再将避雷带、引下线按规范要求焊接连通，从而形成直击雷防护系统。 图7 综合大楼屋面避雷带示意图3.2.2预留等电位接地端子用5×50mm热镀锌扁钢与综合楼的水平接地体焊接（尽量远离直击雷引下线）并引入设备机房，按有关规范要求在机房合适位置安装接地端子。3.2.3跨步电压的防护 在综合楼的大门前人行道地坪以下50cm用6根50mm×50mm×5mm×2500mm角钢作为垂直接地体（如图8），以40mm×4mm扁钢最作为水平接地体，安装一组接地系统（如图9）。针对接地体所处位置地质土壤电阻

28、率偏高（实测500·m）的情况，对地下接地体周围施以化学降阻剂，以确保接地系统接地电阻小于4。最后用水泥铺盖填平，保证人员在雷雨天在人行道上行走的安全。 图8 垂直接地体示意图 图9接地示意图3.2.4联合接地在综合楼水平接地体靠近电视塔一侧用5×50mm热镀锌扁钢（间隔约8m）分别引出两根联合接地线并与电视发射塔接地系统预留的对应接地引出线可靠连接，从而使电视发射塔的接地系统与综合楼的接地系统形成联合接地系统（如图10）。（注：为防止跨步电压伤及人身安全，此两根联合接地线应穿绝缘pvc管并埋设在地面50cm以下位置）。 图10外部接地系统平面图3.3结论通过对工程地区现场

29、的实地勘探过后制定了以上的直击雷防护方案，方案中考虑到铁塔的接闪和雷电流的泄放问题，既要保证工程安全性，同时又要节约成本，所以依托建筑物自身的特点，利用铁塔的钢结构作引下线节约了很多资金，因地制宜通过使用降阻剂的方法使工程中的接地电阻符合国家标准。在综合楼的防护方案中不光考虑到了接闪和接地，对跨步电压的防护也有关注，切实做到了对人身安全的各方面的防护。综合楼的环形地网与铁塔的环形地网连接行成了联合接地，这样使雷电流更快的泄放，增加了建筑物的安全系数。该方案可以有效的完成直击雷的防护。4.发射基站电源系统雷电防护设计电源部分防护雷电侵害主要是通过线路侵入9。对高压部分主要是使用避雷线对架空高压输

30、电线路的防护，同对变压器的选址进行选择并安装专用的避雷器，使电力传输线把对地的电力限制到小于6000v，而线对线则无法控制。所以，对380v低压线路应进行过电压保护，按国家规范应分三部分：建议在高压变压器后端到建筑总配电盘前端的电缆内芯线两端应对地加装电涌保护器，作一级保护；在建筑总配电盘至各楼层分配电箱间的电缆内芯线两端应对地加装电涌保护器，作二级保护；在所有重要的、精密的设备以及ups的前端应对地加装电涌保护器，作为三级保护10。目的是用分流（限幅）技术即采用高吸收能量的分流设备（电涌保护器）将雷电过电压（脉冲）的能量分流泄入大地，达到保护目的，所以，分流、等电位技术中采用防护器的品质 、

31、性能的好坏是直接关系网络防护的关键，因此，选择合格优良的电涌保护器至关重要11。 4.1、高压输电系统雷电防护由于基站位于以岩石和风化石组成的山头，因此将高压输电线缆由山下全程埋地铺设至山上很困难,因此只能采取架空引入基站，但是这种架设方式会大大增加直接雷击和感应雷击的风险。为了有效减少直接雷击和感应雷击对高压输电设备以及其它电气设备的损坏，保障基站的正常工作，而采取以下设计。4.1.1架空高压线的防护在架空高压线路接入变压器前500m处在其上方架设避雷线，同时保证电力线在避雷线的25度µ角的保护范围内，避雷线（除终端杆外）每杆作一次接地，在终杆上增装一组避雷器。或者在高压输电线路终

32、端杆和终端杆前第一和第三杆上各增设一组避雷器，使架空高压线路引入的雷电流得到较好的泄放，从而达到保护变压器等配电设备的目的。4.1.2变压器的防护将变压器安置在不可能遭受到直接雷击的位置，在变压器高压侧的三根相线加设阀式避雷器，在变压器低压侧三根相线加装10/350µs波形的氧化锌避雷器。高压侧的三个避雷器应尽量靠近变压器，其接地端直接与变压器的金属外壳相连，达到减少雷电流在引线上寄生电感产生压降的目的。同时还要将接地线与综合大楼和铁塔的接地网进行等电位连接，减少雷电反击的发生。低压电缆采取较为安全的埋地引入大楼的方法，但埋地长度不应小于50m。4.2、低压电源系统三级防护 由基站综

33、合楼的基本情况可知，大楼内的电气系统采用tn-c-s系统，该电气系统的防护等级应为b级，宜在低压配电系统中采用2到3级spd进行保护。同时根据gb50057-94（2000版）建筑物防雷设计规范第6.4.4条规定“电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大箝压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。”在建筑物进线处和其它防雷区界面处的最大电涌电压，即电涌保护器的最大箝压加上其两端引线的感应电压（up）应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短。在不同界面上的各电涌保护器还应与其相应的能量

34、承受能力相一致。该工程中采用三级保护(如图11)。 图11电源三级spd安装示意图4.2.1第一级保护第一级电源浪涌保护器（b级），选用obo mc50-b-vde电涌保护器（三相火线及零线分别对地保护）装于建筑物的总配电箱内，与供给机房电力回路总开关输出端除pe线外并接，用于防止电力线在传输途中遭受直击雷或由于对周围电磁感应产生过电压沿电力线进入机房，将数万至十万伏的浪涌电压限制到1500v左右。此款spd为密闭式火花间隙，动作时不会喷出气体火花，不会对周围的物体和人身造成危害，其雷电流能力高达100ka（10/350µs），能够很好的释放雷电流能量，且电压保护水平1.5kv，起到

35、第一级保护泄流的目的。并在spd前安装熔断器（或空气开关），以便在电涌保护器发生故障时及时将保护线路从主线路中断开,防止因spd老化出现续流过大,绝缘损坏，而引起的线路短路和起火现象。在熔断器的选择上应当参照电涌保护器说明书中的规定值。4.2.2第二级保护第二级电源浪涌保护器（c级）选用obo v25-c385作为第二级电源spd，安装在办公楼的总表箱处。因为该工程中供电系统采用tn-c-s制式，所以该级spd选用三相对地保护模式。由于过电压在第一级时已经得到大部分的释放，第二级防护是对电源第一级的spd过滤后剩余的雷电流威胁以及电力网自身的波动浪涌和人为操作等引起的过电压沿电力线侵入机房进行

36、保护。这时对spd的要求关键在于反应时间，通流容量可以适当的减少。因此选用spd的核心元件是压敏电阻，要求灵敏度很高，而且残压要低。4.2.3第三级保护第三级电源防雷器（c级）选用obo-c+pen-280安装在整个保护线路的最末端同时也是被保护设备的前端。对该级spd的选择要求在于电压保护水平和反应时间，其要将残余浪涌电压的值降低到设备最高耐压值以下，使浪涌的能量不至于损害到设备。由于此级选用的spd带有熔断器,故在线路中就不必再安装空气开关了。4.2.4 spd的安装注意在前两级安装时在spd前串联一个与之匹配的空气开关进行过电流保护。安装spd时，作为泄放雷电流的接地线，在材料的选择上应

37、选用截面积第一级为25mm2、第二级为16mm2、第三级为10mm2的铜导线（铜的电阻率较低，有利雷电流的泄放）。spd其两端引线要尽可能的短，上下引线长度小于0.5m。在第二级安装时由于大楼配电箱空间有限，且配电房内配电线路较多。为了避免因为连接导线过长影响spd的保护效果，同时解决spd安装空间问题，我们采用凯文接法(如图12)。 图12凯文式接法原理图表4工程中安装的电源spd具体技术参数spd的型号obomc50-b-vdeobov25-c-385obo v20-c+pen-2801.标称电压230v385v280v2.最大持续工作电压225v280v225v3.浪涌电流测试(10/3

38、50)-根据iec61312-1峰值电流50ka 电量25as4.电压保护水平<2kv<1.2kv<1.2kv5.绝缘电阻>100 m>90 m>90 m6.响应时间<100ns<25ns<25ns7.标称放电电流90ka60ka30ka8.最大后备保护熔断器500a(gl/gg)160a(gl/gg）25a(gl/gg)9.温度范围-40到+85-40到+85-40到+8510空气湿度<95%<95%<95%11.最大放电流120ka100ka80ka12.标称负载电流26a（up to 30）26a（up to 30）

39、26a（up to 30）13.5ka时的残亚<1.2v<1.2v<1.2v4.3结论 该电视基站的电源防护方案分为两块高压输电和低压输电，这两部分缺一不可必须综合考虑。高压部分考虑架空输电线路的防雷和对变压器的安放位置选址，低压部分主要采用三级spd的防护方式，在spd的安装方式上采用了凯文接法避免因为连接导线过长影响spd的保护效果，同时解决spd安装空间问题。通过上述的设计保护方案可以有效的保护电源系统的安全工作状态。5.综合大楼中机房的lemp防护计算机机房网络通信系统雷电防护包括广域网雷电防护、局域网雷电防护、无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间

40、的串口雷电防护等12。在计算机机房的建设中，一定要求有一个良好的接地系统，因所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地，从而保护设备和人身安全。如果机房接地系统做得不好，不但会引起设备故障，烧坏元器件，严重的还将危害工作人员的生命安全13。另外还有防干扰的屏蔽问题，防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解决。一般整个建筑物的接地系统有：建筑物地网（与法拉第网相接）、电源地（要求地阻小于10）、逻辑地（也称信号地）、防雷地等2，有的（如ibm）公司要求另设专用独立地，要求地阻小于4 （根据实际情况可能也会要求小于1）。然而，各地必须独立时，如果相互之间距离达不到规范要求的话，则容易出现地

41、电位反击事故，因此，各接地系统之间的距离达不到规范的要求时，应尽可能连接在一起（即所谓的联合接地系统），如实际情况不允许直接连接（联合接地）的，可通过地电位均衡器实现等到电位连接。同时完备的机房的屏蔽措施可以有效的减少电磁干扰，一般可以通过合理的综合布线和等电位连接达到。进出建筑物的信号线缆宜选用有金属屏蔽层的电缆（或穿金属管）并埋地敷设，在直击雷非防护区lpz0a或直击雷防护区lpz0b与第一防护区lpz1交界处，电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地，电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口应安装适配的信号线浪涌保护器，浪涌保护器的接地端及电缆内芯的未使用空线均应接地。局域网雷电防护的重点

42、是做好局域网网线的屏蔽，同时加强终端设备局域网端口的雷电防护。局域网络通常以双绞线传输数据，无屏蔽保护，布线也往往不尽规范，除了有可能遭受感应雷击的袭击外，交流线路的干扰也会对网络系统造成影响4。在局域网络的两端安装避雷器，可有效地防 止各种过电压对设备造成的破坏。局域网的网口应该采取雷电防护措施，服务器、网络交换机、集线器等端口应加设专用防雷器。出户的局域网线及bnc远程局域网也须安装防雷器14 。匹配原则应参照防雷标准和计算机通信协议。5.1机房的网络和通讯系统的各种防护5.1.1接地母排设置在机房防静电地板下用40mm×4mm紫铜排安装一组m型接地母排，用35mm2多股铜芯线将

43、先期预留的机房接地端子与此m型接地母排相连接，形成环形闭合形式的机房接地网，分别用10-25mm2的多股铜芯线将安全保护地、交流工作地、高频地等以最短途径连接到此地网上（如图13）。 图13 机房等电位连接示意图5.1.2联合接地和等电位连接将建筑物内部的电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、防静电地板、金属吊顶、金属门窗、信息设备防静电接地、安全保护地、spd接地端等以最短距离就近与机房接地网连接，接地线的材料选用不小于6mm2的铜线。这样就可以达到防止电位差反击的目的。5.1.3保持安全距离机房内部的电子设备的安装位置也需要合理的选择，才能达到正常安全的电磁环境。

44、该工程中机房的门窗虽然在施工时就近与建筑的防雷接地系统相连，但还应尽量远离作为防雷引下线的柱子，同时保持设备和门窗相距1m左右。5.1.4传输线路的屏蔽和接地所有数据传输线和电源线均应有金属屏蔽层，在进入机房时要与等电位连接排相连，还要在设备端与设备机柜相连。由此可以起到屏蔽和分流的作用，有效的提高抗干扰能力。在电话(传真)、网络等线路的输入端分别安装线路专用spd，对这些线路上的感应雷击进行有效防护；机房各服务器所在机柜的电源插座选用防雷型插座。在采取了电源和信号双重防护后，能够较好的遏制瞬态浪涌电流，防止浪涌电流对设备的冲击和损坏。起到保护或延长设备的寿命。在机房设备的信号传输线中尽量使用

45、光纤传输，以光信号传递信息。光纤主要由玻璃纤维组成，当有雷电电磁脉冲时不会发生电磁感应作用，只需将金属加强芯在埋地的两端就近接地，另外光缆的金属加强芯还要在入户时和入户设施接地母排相连（接地线的截面积不小于35mm）5.1.5综合布线在机房布线时应尽量减少信号线和电源线两者所构成的回路面积，必要时可以将两线绞合在一起，形式上和双绞线相似。这样的布线方式可以有效地减小回路面积，避免了长距离的平行布线，从而避免雷击时出现雷电电磁脉冲穿过回路感应出较高的暂态过电压危及与线路端连接的机房设备。5.1.6网络通讯系统spd的选择 电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择应根据线路的工作频率、传输介质、传输速

46、率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器（如表5和表6所示）。1).在modem组的前端安装第一级信号避雷器青竹牌byf209（如图14）：防护通讯设备免受过电压的损害。2) 在ddn专线接收设备上安装信号避雷器青竹牌byf208a（如图15），保护dnn专线上设备， 防止过电压对集线器，网卡，dnn专线，调制解调器的危害。3). 在服务器的网线连接处安装第二级信号避雷器青竹牌rj45-e100/4-01（如图16），防止地电位升高或线路中感应而产生的过电压对设备造成的损害 图14 byf209实物图图15 byf208a-15实物图图16

47、 rj-e100/4-01实物图表5信号线路spd技术参数五类非屏蔽双绞线屏蔽双绞线同轴电缆标称导通电压1.2un1.2un1.2un测试波形（1.2/50µs、8/20µs）混合波（1.2/50µs、8/20µs）混合波（1.2/50µs、8/20µs）混合波标称放电电流1ka0.5ka3ka注：un最大工作电压。表6工程中安装的信号spd具体技术参数产品型号 byf209 rj45e100/401 byf208a额定工作电压170v5v15v/20v/48v保护级别35050v（8/20）最大放电电流(8/20)3ka500a5k

48、a温度范围-25至80-20至60-25至80接口形式插座rj45（8p8）rj11插座频率100mhz寄生电容30pf响应时间1ns限制电压100v（10/700）保护电路1/4保护对象modem组及电话，传真电路使用rj45接口的计算机通讯设备集线器，网卡，dnn专线，调制解调器5.2机房的天馈系统的防护5.2.1天馈系统的外部接地在铁塔上布设馈线时，馈线的外屏蔽层分别在天线处，铁塔中部，离塔处及机房入口处外侧就近接地。（注意：实工过程中室外馈线走线架始末两端必须接地，但不要与室内走线架相连通。）5.2.2天馈系统spd的选择该电视基站有电视发射机5台,调频发射机2台,它们通过sd-50-

49、40馈线将信号传输出去，因此在防雷工程设计中是不可忽视的一环（如图17）。该工程中馈线的接口形式为直径40mm的法兰盘连接，在馈线末端安装专用天馈spd时，需要通过接口转换器(obo厂家可以提供各种接口)进行匹配。该工程中我们选用obo-ds-bnc系列专用天馈spd，其特点插入损耗低，高雷电流通流能力，适用性强，安装造型简单（如表7所示）。 表7工程中安装的天馈spd具体技术参数型号ds-bnc传输功率400w额定放电电流10ka冲击通流量2.5ka传输频率02.5ghz电压保护水平0.8kv响应时间100ns温度范围-35至80 图17 铁塔天馈系统示意图采取了以上各种措施后，处在机房内的

50、人员和设备安全将大大提高，但该基站建设在山顶岩石层上，由于山顶上电阻率很高，雷击时散流较慢，以接地网为中心向外辐射电位陡度较大，会形成较高的跨步电压。因此，雷暴天气时工作人员应尽量躲避在机房内部，防止跨步电压触电。5.3结论 该工程中计算机机房对雷电过电压的防护要求比较高，对计算机网络系统进行防雷设计时，应根据机房所在的地理环境进行综合考虑，经过合理雷电风险分析，针对雷电入侵机房设备的主要来源，进行整体的防护，并根据现有的一些成熟的防雷技术经验，采取经济有效的防护措施，方案中采用等电位连接，综合布线，选择设备安放位置，对天馈系统的有效接地和安装专用spd等措施。应当可以有效的对机房各种设备正常

51、工作进行保护。6.安全视频监控系统的防护 该基站的视频监视系统由前端系统,传输系统,终端系统及控制系统四个部分构成。该工程中前端系统部分在室外，容易遭受到直击雷和感应雷。如果遭受到雷击，可能通过传输系统将雷电波传输到监控中心，对终端设备和控制系统造成威胁。雷电对视频监控系统的损害途径是多方面的，总的来说 ,防雷保护是一个比较复杂的问题 ,对安全监控系统的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能 ,更重要的是在监控系统的设计施工之前 ,就要考虑到监控系统所处的地理环境 ,设计合适的线缆布放方式、屏蔽及接地方式。总之 ,该系统防雷保护设计应综合考虑 ,才能获得良好的效果6.1 前端设备的防护前端设备主

52、要由彩色摄像机，镜头，云台，防护罩和支架构成。摄像头大部分设在办公大楼内部，工作电压为12v；但有一部分分布在停车场及各主要道路出入口位置，工作电压为220v(如图18)。因此如果安装在室内，一般不会遭受直击雷击 ,但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害 ,而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。 图18 视频监控系统结构图 6.1.1直击雷的防护前端设备（摄像头等）应置于接闪器 (避雷针或其它接闪导体 )有效保护范围之内。当摄像机独立架设时 ,避雷针最好距摄像机 34m的距离,但该工程有困难，所以避雷针架在摄像机的支撑杆上 ,引下线直接利用金属杆（大于80mm的镀锌钢管）。接地体使用镀锌角钢垂直打

53、入地下2m并用镀锌扁钢与摄像机的金属杆做可靠的电气连接，采用的搭接长度为扁钢宽度的2倍，三面焊接。摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽（也可以在金属杆内布线），以达到防止电磁感应效果。室外的前端设备应有良好的接地 ,接地电阻小于 4,但由于该工程为高土壤电阻率地区可放宽至 <10。 6.1.2瞬态过电压的防护在前端设备的每条线路上加装合适的避雷器 ,如电源线 (dc12v)、视频线、信号线和云台控制线。摄像机的工作电压为12v，由直流变压器供电 ,单相电源避雷器并联在直流变压器的前端，选用专用避雷器。因为信号线传输距离长 ,耐压水平低 ,极易感应雷电流而损坏设备。为了将雷电流从信号传输线传导入地,信号过电压保护器需快速响应 。6.2传输线路的防护视频监控系统主要是传输信号线和电源线。相关规范中规定 ,传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时 ,可采用直埋敷设方式。当条件不允许时 ,可采用通信管道或架空方式 ,并规定了传输线缆与其它线路之间的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间