新乡学院防雷工程方案

1、新乡市雷威防雷工程有限公司 提供雷击防护全面解决方案 新 乡 学 院雷击防护方案 新乡市雷威防雷工程有限公司2016-06-12目 录目 录14一、前 言15二、雷击的防护原理161、雷电的危害162、雷击的产生形式163、雷击的防护：17三、新乡学院防雷现状分析19四、雷击防护设计201、 防雷类别的确认：202、直接雷防护：203、 感应雷击防护系统：23五、工程造价表15一、前 言 新乡学院雷击防护方案由新乡市雷威防雷工程有限公司设计。 我公司技术部根据国家建筑物防护要求，参照国内、国际相关技术标准，并综合以往工程经验，详细地设计了新乡学院雷击防护方案。本方案符合以下标准： a.建筑物防

2、雷设计规范(GB50057-2010) b.民用建筑电气设计规范(选一)(JGJ/T16-92) c.电子计算机房设计规范(选)(GB50174-93) d.计算机场站安全要求(选)(GB9361-88) e.电子设备雷击保护导则(选)(GB7450-87) f.计算机场站地技术条件(GB2887-89) g. IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护 第一部分 通则 h. IEC1312-2雷电电磁脉冲的防护 第二部分 建筑物屏蔽、其外部的等电位连接及接地。 i. IEC1312-3雷电电磁脉冲的防护 第三部分 电涌保护器的 要求 二、雷击的防护原理1、雷电的危害随着电子技术快速发展，集成电路对

3、电压和电流脉冲的敏感程度越来越高，除直接雷击影响外，雷电引起的冲击过电压和过电流成为造成电子设备损坏和工作中断的主要因素之一。 2、雷击的产生形式雷击的产生主要有两种形式（另外还有球形雷，因目前防雷界对其还没有统一的认识，且发生较少，只需做好屏蔽措施即可）。2.1、直接雷击：雷云之间或雷云对地面某一点（包括建筑物、构架、树木、动植物等）的迅猛放电现象称之为直接雷击，它因电效应、热效应、和机械力效应等造成物体损坏和人员伤亡。2.2、感应雷击： 雷云放电时，在附近导体上（包括架空电缆、埋地电缆、钢轨、水管等）产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击，它因过电压、过电流易对微电子设备造成损坏、伤

4、害工作人员、使传输或储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失。感应雷击主要通过如下途径损坏设备：、通过电源线路感应。、通过通信线路感应。、高压地反击作用。、空间瞬变电磁场的感应。3、雷击的防护：一个完整的防雷系统包括方面：直击雷的防护和感应雷的防护。缺少任何一面都是不完善和有潜在危险的。国际电工委员会过电压委员会（IEC/TC-81）是权威的国际性标准组织，其制定的防雷规范IEC-61024（建筑物防雷）和IEC-61312（雷电电磁脉冲的防护）重点提出了防雷分区和等电位连接的概念，根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区，并在不同的防雷区界面上进行等电位连接，能直接连接的金属物就直接连

5、接，不能直接连接的如电力线和通信线等，通过不同的避雷器进行等电位连接。根据IEC提出的防雷区划分的概念，我们可以建造一个防雷保护系统的模型来直观、简洁的分析雷电防护的问题。 如图一所示：LPZOALPZO2计算机房LPZOBSPDLPZO1LPZO1配电房建筑物进线图一LPZOA：该区域目标直接暴露于雷电引起的未衰减强电磁场环境下。LPZOB：该区域不是直接雷击区，可能承受大部分的雷电流，电磁场不被衰减。LPZO1：该区域不是直接雷击区，与LPZOB区相比，这个区域内导体流过的电流是经过衰减的，衰减程度取决与所采取的屏蔽措施。后续防雷区LPZO2：当传导的雷电流或雷电磁场须进一步衰减时，则须建

6、立下级子区域，子区域的选择取决于系统的防护要求。 防雷区的划分有助于建立一个多级、完善、安全的防护系统。实践证明这种分区分级等电位连接的防雷方案是最好的解决方法。A、直接雷击的防护措施： 直击雷防护系统包括：接闪器、引下线、接地系统，其目的是将大部分雷电流泄入大地，使LPZ1区内的建筑物免受直接雷击的危害。B感应雷击防护措施：感应雷击是以过电压（过电流）的形式损坏电气设备，基本原理是消除电位差，技术措施有等电位连接、屏蔽、安装防雷器等。等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差，穿过各防雷区和一个防雷区内部的金属部件和系统都应在交界处做等电位连接。对供电线路、通信线

7、路跨越各防雷区无法实行等电位连接时采用安装防雷器的办法，这些防雷器必须很好配合，以便按照它们的通流能力分配可接受的承受值。屏蔽措施：可分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和各种线缆的屏蔽。防止地反击的影响，采取在几个地网之间加装地电位均衡器的办法，或者采用联合接地的方式。 三、新乡学院防雷现状分析河南省是全国的雷电灾害多发地区，据气象部门多年的统计，年平均雷暴最高时可多达40天左右。防雷已成为确保该省各行业正常工作的一项重要前提。新乡学院坐落在豫北历史名城新乡市，拥有在校教职工20000余名。新乡市雷安防雷检测中心通过对该校进行常规检测发现：该校综合楼、教学楼、办公楼、学生宿舍以及家属楼避雷设施均有不同程

8、度的损毁，并提出了整改意见。为了保证师生们的生命财产安全，免受雷击带来的直接与间接的经济损失，做好雷电防护是非常必要的。经过实地考察，新乡学院的部分建筑物没按要求安装避雷设施；部分建筑物的避雷设施有不同程度的损毁，需要进行修复；部分建筑物楼顶的接闪带已锈蚀严重；家属区楼顶太阳能未能与防雷装置可靠可靠焊接；电梯间配电柜未按要求安装SPD电涌保护器；排风机未按要求与防雷装置可靠焊接等众多安全隐患，加大了直击雷接闪直接击于建筑物的概率。直击雷风险的提高必定加大了校园网络安全的风险，然而该校信息系统防雷电感应、防雷电波侵入措施并不完善，因此必须按照国家相关规范来分析目前雷击防护不完善带来的安全隐患，同

9、时设计一个完善、安全的雷击防护系统。四、雷击防护设计 根据新乡学院的防雷现状，按照新乡市的雷闪频率和国家三类建筑物雷电防护的有关要求，我们中心设计了雷击防护系统。1、 防雷类别的确认： K-校正系数，土山顶部的建筑物取1.5；Ne-建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/Km2.a）；Td为年平均雷暴日，根据全国年平均雷电日数分布图显示，该地区的年平均雷暴日数为40天。Ae-与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（Km2）。L、W、H分别为建筑物的长、宽、高,则：防雷类别根据建筑物年预计雷击次数确定，预计雷击次数的公式如下：N-建筑物预计雷击次数（次/a）；则：N=K*Ne*Ae2、直接雷防护：2

10、.1、屋面防雷施工方案1 沿建筑物女儿墙外围安装避雷带（10的热镀锌圆钢）作为接闪器防直击雷，避雷带采用支撑卡子（20mm*4mm*150mm的热镀锌扁钢）固定。间隔距离为1米。2 所有突出屋面的金属建筑物或金属体就近与避雷带连接。3 所有进出建筑的风管、水管、电缆桥架、保护管等金属体应在进出建筑出与避雷带连接。2.2、材料要求：1 镀锌钢材有扁钢、角钢、圆钢、钢管等热镀锌材料，应符合设计规定。产品应有材质检验证明及产品出厂合格证。2 镀锌辅料有铅丝（即镀锌铁丝）、螺栓、垫圈、弹簧垫圈、U型螺栓、元宝螺栓、支架等。3 电焊条、氧气、乙炔、沥青漆、混凝土支架，预埋铁件，小线，水泥，砂子，塑料管，

11、红油漆、白油漆、防腐漆、银粉，黑色油漆等。4 主要机具：常用电工工具、手锤、钢锯、锯条、压力案子、铁锹、大锤、冲击钻、电焊机、电焊工具等。2.3、避雷网安装1 避雷带应平直、牢固，不应有高低起伏和弯曲现象，距离建筑物应一致，支持件的间距和承受的垂直拉力应符合施工质量验收规范要求。2 （避雷带弯曲处不得小于90°，弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍。3 避雷带扁钢，截面不得小于48mm；如为圆钢直径不得小于8mm。2.4、焊接要求：1 镀锌扁钢不小于其宽度的2倍，三面施焊。（当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的为准）敷设前扁钢需调直，煨弯不得过死，直线段上不应有明显弯曲，并应立放。2 镀锌圆

12、钢焊接长度为其直径的6倍并应双面施焊（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准）。3 镀锌圆钢与镀锌扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。4 镀锌扁钢与镀锌钢管（或角钢）焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外，还应直接将扁钢本身弯成弧形（或直角形）与钢管（或角钢）焊接。5 在建筑物的变形缝处应做防雷跨越处理。6 避雷线同引下线焊接处的药皮应敲掉，进行局部调直后刷防锈漆及铅油（或银粉）。7 建筑物屋顶上突出物，如金属建筑结构、透气管、金属屋面、铁栏杆、爬梯、冷却水塔、电视天线等，这些部位的金属导体都必须与避雷网焊接成一体。2.5、引下线的设计避雷针可用铁塔作引下线，因铁塔已良好接地，所以

13、只需在安装避雷针时保证避雷针与铁塔有良好的电气连接，并做防腐处理即可，机房和变压器房的避雷带用建筑物内的钢筋作引下线，将屋面避雷带按标准要求分别接在四个角上，将避雷带与机房混凝土内的钢筋相连。3、 感应雷击防护系统：3.1、供电线路感应雷击的防护：对于计算机和信息机房、以及大楼内的其它设备在供电线路上的防护按照国家标准以及IEC的有关要求应该采取多级防护的办法，对雷电流进行逐级泄放，按照IEC防雷区划分的概念：凡穿越两个防雷区的地方都应该采取等电位连接的办法防护，既在两个防雷区的分界处安装防雷器或直接金属连接，防雷器的原理是：当没有雷电流时，防雷器对地呈现高阻状态，当有雷电流时，防雷器与大地瞬

14、间导通，与大地呈现等电位状态，这样可以保证设备的安全与正常工作。对于多级防护中，防雷器的配合根据IEC标准可采取能量配合的原则。当一个系统遭受雷击时，雷电流将在系统内部分配，通常情况下首次雷击的50%能量将由避雷针、引下线、钢筋结构、自来水管等金属管道平均分配泄放到地，剩余能量会从建筑物的各种外来线缆（穿越两防雷区的线缆）侵入系统，考虑到电力线路通常为三相五线制，五条线路会平均分配能量，所以每线有可能遭受首次雷击的电流为150KA×50%×1/5（雷击波形为10/350S），而8/20S与10/350S雷电波形的能量比为1/5，经换算后，可知首次雷击的雷电流为150KA&#

15、215;50%×1/5×5=75KA（雷击波形为8/20S）。当线路进入机房和信息室所在楼层配电柜/箱时，这里可作为防雷保护的第二级保护，应分别安装浪涌保护器。可采用泄流量为每线40KA的浪涌保护器作为二级保护，安装在楼层配电处。在机要文电室UPS前端安装泄流量为每线20KA的浪涌保护器。这样既对外部的雷电压起到抑制作用，也可对大楼内部产生的过电压，如：大功率用电器的突然启动等产生的过压起到抑制作用，进而保证设备的安全工作。 由于信息系统的信号采集接收部分根据需要可设置在室内也可能设置在室外，因此信号采集接受部分及视频传输部分可能处于LPZOA与LPZOB区，但无论存在上述

16、哪个区域皆会受到雷电电磁干扰，而处于LPZn(n1)区的终端显示控制部分因导线的引入，会遭受引入高电压的危害，综述信息系统会遭受雷电危害。终端显示控制设备虽然设置在LPZ1区内，但是由于其设备连接来自LPZ0区的电源、信号线路，同时设备本身与接地系统相连，皆存在高电压引入的隐患。综上所述机要文电室与技侦大队机房交换机设备前端需加装信号浪涌保护器。3.2、等电位连接将分开的导电装置各部分用等电位连接导体或电涌保护器(SPD)做等电位连接。它包括在内部防雷装置中，其目的是减小建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间由雷电流产生的电位差。防雷等电位连接区别于电气安全的等电位连接，最主要是将不能直接连接的带电体通过电涌保护器做等电位连接。 SPD 三级防护示意图浪涌保护器工作原理图A03、A06、A15、A16电梯间配电箱未安装SPD电涌保护装置。现需要各安装40KA的浪涌