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1、word某某某监狱下属煤矿防雷工程设计方案设计单位：某某普天科比特防雷技术某某联系人： X云云 日期：2010年5月7日前 言 雷电是一种自然现象。随着微电子、计算机技术的迅速发展，以集成电路为核心的各种测控及网络通讯系统已广泛应用于现代生活的各个领域。这类设备对过电压、过电流、电磁脉冲等外来干扰极其敏感且耐受能力极低。通过对雷电的能量波谱分析可知，雷电波能量主要集中在低频段，极易与工频（50HZ）的供电线路形成耦合，造成雷电波的侵入；加之机房内的计算机设备采用了大量的微电子技术，由于微电子设备的特殊性，其速度快、精度高，但抗干扰能力差，极易毁坏。而雷电电磁脉冲是一种强电磁干扰源，以不同的途径
2、侵入电子设备内部，轻则干扰设备的正常运行，造成数据失真；重则使电子设备局部损坏或整机报废。一、雷电的防护原理在低压供电系统、测量和控制系统、计算机网络，有许多因素可引起过电压浪涌。下面所述的四种造成的危害最大。直击雷： 如果雷电直接对有外部防雷装置的建筑物或者直接打到建筑物顶部的可以通过某种途径传输雷电流入地的装置放电(如室外天线，卫星接收装置等)，使得地电位抬升，一大部分雷电流通过保护接地线进入到建筑物的装置和连接的设备。雷电也可能直接对电源线(低压架空线)或数据线放电，大部分高能雷电流被引入到建筑物里。附近的雷击：一是，即使建筑物本身没有遭到雷击，附近的雷电闪击也可能引起建筑物装置上的过电
3、压。这个浪涌过电压直接或通过电感性或电容性耦合到达电子装置、设备的线路上。或者通过雷电放电通道散发出的磁场，在设备的线路上感应出过电压，建筑物内的长导线回路特别容易感应出过电压。容性耦合是通过具有高电位差的两点之间的电场产生的，例如在雷电放电通道和金属导线之间。附近的雷击-雷击电磁脉冲辐射二是，雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。部分雷电流可能通过大地传送到接地系统从而入侵建筑物内部设备形成地电位反击。或者其它防雷装置在对地泄放防雷流时引起接地装置的电位升高，并沿接地系统入侵建筑物内部设备形成地电位反击。附近的雷击-地电位反击远处的雷击：一是在几
4、公里甚至几十公里的X围内，雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。二是在几公里的X围内的雷电闪击，也可能在低压导线、数据线上感应过电压，该过电压也可能将高电压传导到建筑物的接地装置上，从而对电子设备造成极大的危害。甚至云层之间或云层内部的放电产生的瞬变电磁场也能耦合过电压到导线中。远处的雷击-传导雷开关浪涌：开关浪涌来自电路的闭合、断开的转换操作，来自感性和容性负载的开关操作，也来自短路电流的阻断。特别地，大型用电系统或变压器的断开可能引起对邻近的电子设备的损坏。雷电的破坏力主要表现为：1 产生电效应、热效应和机械力破坏。2 由于雷电引发的电荷分布不均匀，通过静电感应而产生的局部
5、过压使电子设备损坏。3 由于雷电流形成的电磁场变化，通过电磁感应使周围导体产生过压。4 雷击使微电子设备地电位升，导致高电位地反击。二、雷击的防护对雷电防护，概括的讲就是在良好接地前提下，通过安装合适的过电压（流）保护器预防雷电感应，利用性能良好的避雷针（网、带）预防直接雷击。防雷系统应包括三个方面：直接雷击的防护、感应雷击的防护和良好的接地系统，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。A、直接雷击的防护：直接雷击的防护应采用避雷针或避雷带。按照滚球法计算被保护物应在接闪器的保护X围内，接地冲击电阻不大于10。避雷装置包括：接闪器、引下线和接地装置。B、感应雷击的防护：感应雷击防护应
6、主要从线路防护考虑。机房电源进线处应加装电源避雷器，机房信号进线处应加装信号避雷器。计算机场地的安全保护接地应不大于4，交流工作接地应不大于4。二、设计依据的规X1GB50057-94建筑物防雷设计规X2GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规X3GB50174-93电子计算机机房设计规X4GB9361-88计算机场地安全要求5GB7450-87电子设备雷击保护导则6GB2887-89计算站场地技术条件7GB12158-90防止静电事故通用导则8IEC60364-5-534建筑物的电气设施过电压保护器件9IEC61024-1-1建筑物防雷防雷装置保护、级别的选择10IEC6063S
7、PD电源浪涌保护器11GB50054-95低压配电设计规X三 现场情况XX监狱煤矿位于某某省境内，年平均雷暴日为25天。本次防雷保护的重点是办公大楼的通信机和调度机房。办公楼共4层，长约50米，宽约18米，高约20米，大楼为框架式结构。屋顶已有避雷带，但避雷带已有部分位置断开，且很多通信线缆平行缠绕在避雷带上。屋面有太阳能热水器，上端有避雷短针，已与避雷带连接，接地可靠。办公大楼的总电源在2楼，有2路供电线路进入动力配电柜，从动力配电柜出来进入到各楼层的楼层配电箱，从二楼的配电箱分配一条线路进入到三楼调度机房的稳压电源，功率为50KVA，经稳压电源进入到各机柜的设备。调度机房有防静电地板，机房
8、内有2台机柜，前面一台为调度机柜，内有4台24口交换机，信号线路经光缆进入光纤收发器转换成电信号后，再通过超五类网络线路进入交换机中。机房的第二个机柜主要是监控机柜，用来监控井下的生产和人员定位情况。井下视频信号线路进光缆传输到视频信号光纤收发器，再通过同轴电缆时入视频分配器，每台视频分配器为8路进线，24路出线，共4台。调度机房没有接地系统。通信机房在办公楼的4楼，内有400门的程控交换机系统；电源从三楼的稳压电源处接入。三、设计方案内容1确定建筑物防雷类别依据GB 50057-94（2000版）建筑物防雷设计规X，该煤矿办公楼防雷类别为二类。2确定建筑物电子信息系统雷电防护等级依据GB 5
9、0343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规X，该站房电子信息系统雷电防护等级为B级。四、防雷方案主要内容本方案包括两部分的防雷保护，第一部分为办公大楼的通信机房和调度机房的防雷保护，第二部分为室外监控系统的防雷保护。一、办公大楼调度机房及通信机房防雷保护1直击雷防护方案：煤矿已有防直击雷措施，本方案不再进行防直击雷保护的设计。建设单位可自行对屋面的避雷带进行维护，将断接地避雷带连接好，刷防锈漆，重新布放通信电线缆，距避雷带的距离不小于1米。2电源系统感应雷防护：1）、办公楼三相电源线路第一级防雷保护：在办公楼二楼的动力配电柜的380VAC总开关处安装三相电源电涌保护器，型号：D8,作为办公
10、楼内三相总配电电源的感应雷防护。产品主要参数：标称放电电流：8KA,电压保护等级Up3.2 KV,响应时间Tans,并联安装。数量1套。2）、电源线路第二级防雷保护：在办公楼的二楼层配电箱安装电源线路的第二级防雷器，型号分别为KBT-D380/40，标称放电电流：4KA,电压保护等级Up2.6KV,响应时间Tans,并联安装。KBT-D380/40，数量1套。3）、电源线路第三级防雷保护：A）在三楼调度机房的三相电源稳压器的供电线路上并联安装1台三相电源防雷器,作为调度机房电源线路的第三级防雷保护,型号为KBT-380C/20在四楼通信机房的单相电源稳压器的供电线路上并联安装1台单相电源防雷器
11、,作为通信机房电源线路的第三级防雷保护,型号为KBT-220B/20B）在三楼调度机房的网络机柜的UPS前端安置1台串连式电源防雷相，产品型号为KBT-P3000，作为机房电源系统的第三级防护。4.在调度机房的机柜内安装KBT-220E/PDU机架式电源防雷插座，对机柜内设备的供电线路进行精细防雷保护，数量共5只。3信号系统感应雷防护：1)在调度机房的标准机柜内24口网络交换机前端安装一台KBT-C100/24集中式计算机网络防雷箱，对计算机网络信号线路进行防雷保护，数量共4台。由于现有的网络机柜里已装满了各种设备，没有安装防雷器的空间，需新加一台标准机柜，将现有的网线络设备重新布放，将防雷器
12、安装位置预留出来，每一台交换机下方留2U的空间作防雷器的安装空间。新机柜的购买及网络设备及线路的布放由建设单位负责进行。2）视频监控系统防雷保护井下监控系统由于井下监控系统的摄像机在地下，且传输线路为光缆，不易遭受雷击，因此不需进行摄像机的防雷保护。3）线路防雷保护在通信机房程控交换机连接地所有外线上安装400路线路防雷器，防止雷电流沿这引线路进入设备。型号为KBT-C100，每套可保护10对线路，数量共40套。4等电位处理：将机房内各设备进行等电位连接，并可靠接地，以减小各设备间的电位差，防止其因电位差过高而产生设备间的放电。5地网制作 ：防雷的原理就是将强大的雷电流引入大地，防止其进入设备
13、而对其进行破坏。各种防雷装置都应进行可靠的接地。机房的防雷接地需在办公楼外的绿化带内制作1个地网，接地电阻不大于4欧姆。由于绿化带内有很多的树木，施工前需由建设单位将绿化带的树木移走，等地网施工完毕后再移植回绿化带内。地网施工完后，需从地网沿办公大楼的墙角引接地主干线到通信机房和调度机房，材料为35平方BVR线缆。人工接地体采用热镀锌钢材，水平接地体采用40*4热镀锌扁钢，垂直接地体采用50*5热镀锌角钢。地网的制作方法：。人工接地体(包含接地模块)在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。埋在土壤中的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处作防腐处理。垂直接地体宜直接打入地沟内，其间距不宜小于其长度
14、的2 倍并均匀布置。垂直接地体坑内、水平接地体沟内宜用低电阻率土壤回填并分层夯实。在高土壤电阻率地区，宜采用换土法、降阻剂法或其它新技术、新材料降低接地装置的接地电阻。钢质接地装置应采用焊接连接。其搭接长度应符合下列规定：1)扁钢与扁钢搭接为扁钢宽度的2 倍，不少于三面施焊；2)圆钢与圆钢的搭接为圆钢直径的6 倍，双面施焊；3) 圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的6 倍，双面施焊；4) 扁钢和圆钢与钢管、角钢、互相焊接时，除应在接触部位两侧施焊外，还应增加圆钢搭接件；5)焊接部位应作防腐处理。接地装置连接应可靠，连接处不应松动、脱焊、接触不良。接地装置施工完工后，测试接地电阻值必须符合设计要求，隐蔽工
15、程部分应有检查验收合格记录。五、办公楼调度、通信机房防雷工程预算二、室外的监控系统防雷保护1直击雷防护方案：XX监狱区域内10个值班岗亭均无防直击雷措施，存在严重的雷击安全隐患，本方案采取在值班岗亭上面加装一根避雷针，针尖高2米，对岗亭的工作人员和监控设备进行直击雷保护。避雷针高度2米，数量为10支。 2电源系统感应雷防护：1）、监控室大楼三相电源线路第一级防雷保护：在监控大楼总电源处安装1套，D8,作为办公楼内三相总配电电源的感应雷防护。产品主要参数：标称放电电流：8KA,电压保护等级Up3.2 KV,响应时间Tans,并联安装。数量1套。2）、电源线路第二级防雷保护：在机房的配电箱安装电源线路的第二级防雷器
