防雷接地系统方案

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1、目录第一部分 工程概况与用户需求 2一、工程概况2二、用户需求分析2第二部分 初步设计方案 2一、系统分析 2二、设计依据8三、设计原则与设计特点9四、系统设计方案 101、系统概述 102、方案设计 1121、供电（电源）系统与信号防雷设计 1122、接地设计 1223、室外监控信号避雷设计 15五、系统设计的性能指标16第三部分 产品选型 16第一部分 工程概况与用户需求一、工程概况根据贵州武警办公大楼工程所处地区的雷电等级与建筑防雷接地系统弱电设计 规范，对本工程整个智能化系统及弱电机房和弱电间进行完整的接地设计，以保证本 工程智能化系统能安全运行。二、用户需求分析目前各种建筑大多数仍采

2、用避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针 （带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。但是，随着 现代电子技术的不断发展，精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机、通信网络的 运行系统中。这些高精度的微电子计算机设备内置大量的 CMOS 半导体集成模块，导 致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过 0.07 高斯， 就可引起计算失效；磁场脉冲超过 2.4 高斯就可以引起集成电路永久性损坏。）无法 保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行。我方考虑建筑物实际环境因素和用户实际需要而设计一套比较完整而易于操作 的防雷设计及安装技术的防雷方案，从而达到

3、保障整个智能化系统及弱电机房和弱电 间设备系统安全地运行的建设初衷。第二部分 初步设计方案一、系统分析其中包含：建筑物和计算机房的安全要求；避雷装置的技术要求； 从现场察看，能够引入机房内部线路的浪涌电压和操作过电压主要有：1、避雷针在拦击大电流（一般为超过40KA）先导并经引下线入地的过程中， 在周围空间产生很强的电磁场，此时大厦内部的电源线、数据线因受感应电流的 冲击而损坏。2、雷电的“绕击”现象引起的对内部设备的感应雷击。这种绕击电流往往为 10KA 左右，接闪器无法吸引它，它的先导可能闪击建筑物的某个部位，建筑物10KA60KAD2=40KAD1、D2为截击距离100MD2=40M内的

4、电子设备就会被感应雷电流击毁。3、户外线路遭到直接雷击后，线路中的大电流窜入建筑物内部，从而引起对内部设备的损坏，或当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时，雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间的电源线、信号线、数据线感应过电压，传至设备，使之损坏。4、操作过电压引起的危害，这大多发生在电感、电容性设备的开关（例如电梯的启停）、输电线路的短路、周围大容量工业设备运行时产生的干扰。操作过 电压在电源线上会产生 5000-6000V、3KA 的浪涌过电压及浪涌电流，它们窜入弱 电设备内同样会产生很大的破坏性后果。从以上引入的雷电流的分析中可以得出：在整个弱电电子设备防雷系统工程中， 除了有良好的避雷针、下

5、引线和地网系统外，同时必须在电源系统、数据信号系统进 行可靠、有效的防护工作，并具有可靠的接地装置。本方案所采取的措施正是基于以上分析，从各种可能引入雷电流和感应浪涌及各 种过电压的电源和数据信号线路入手，选用世界一流的电源及数据信号防雷器件对建 筑物内设备及其它重要终端进行保护。由于建筑物在其顶部已安装了避雷针和女儿墙避雷带装置，且下引线与建筑主钢 筋相连接，其地网情况较好，同时采用联合接地方式，设备防雷工程的重点放在因雷 击或线路过电压产生的浪涌过电压和浪涌电流而导致对内部设备的损坏的防护。A 、 机房与弱电间在建筑物内部，而该建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或

6、环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施 均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法 拉第笼式接地系统。它是消除地电位反击有效的措施。应符合下列要求： 1、安装的 避雷针或避雷线（网）应使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于 接闪器保护范围内。架空避雷网的网格尺寸不应大于5m*5m或6m*4m。2、所有避雷针 应采用避雷带互相连接。3、建筑物应装设均压环。4、防直击雷的接地装置应围绕建 筑物敷设成环型接地体，通常每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Q,本工程中采 用联合接地，接地电阻不应大于1Q。B、机房内通信电缆以及地线的布放和连接，通过模

7、拟不同的布线、屏蔽和接地 方式时，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对计算机通信网络系统在 建筑物楼内的布线和接地方式有如下要求：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿 建筑物立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能 位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。C、根据IEC（国际电工委员会）雷电保护区的划分要求，建筑物外部是直击雷的 区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为0区；建筑 物内部及计算机房所处的位置为非暴露区,可将其分为1区、2区，越往内部，危险程 度越低，

8、雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入（如图1）。保护区的界 面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电 气通道以及金属管则通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过 点做等电位连接。进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在LPZ与LPZ、LPZ与LPZ区交界处，以 0112及终端设备的前端根据IEC61312雷电电磁脉冲防护标准，安装上不同类别的电 源类SPD（瞬态过电压保护器），以及通讯网络类SPD（如图2）。SPD是用以防护电子设 备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。选用和使用SPD注意事项：应在不同使用范围内选用不同性

9、能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的 形式、额定电压等因素。LPZ与LPZ区交界处的SPD必须是经过10/350us波形冲击 01试验达标的产品。对于信号SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。SPD 保护必须是多级的，例如对大楼电子设备电源部分雷电保护而言，至少应采 取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护。为各级SPD之间做到有效配合，当两 级 SPD 之间电源线或通讯线距离未达规定要求时，应在两级 SPD 之间采用适当的退耦 措施。信号SPD应满足信号传输速率、工作电平、网络类型的需要，同时接口应与被保 护设备兼容。信号SPD由于串接在线路中，在选用时应选用插入损耗较

10、小的SPD。在 选用SPD时，应让供应商提供相关SPD技术参数资料。正确的安装才能达到预期的效 果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。卫星接收机高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮应接地。D、等电位连接的要求：实行等电位连接的主体应为：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；供电线路含外露可导电部分；防雷装置；由电子设 备构成的信息系统。实行等电位连接的连接体为金属连接导体（如图 3）和无法直接连接时而做瞬态 等电位连接的电涌保护器（SPD）。计算机房六面应敷设金属屏蔽网，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（见图4）把设备直

11、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，在大型机房选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50m以上，埋地深度应大于0. 6m，屏蔽层两端接地，非 屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上，铁管两端接地。I燃气管【诵讯电缆电源线220/380V ACC&I 或 EDP 电缆J,1:管Z阴级保护的输油管电网部分保护器二、设计依据1依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准 与部委颁发的设计规范的要求，该建筑物和大楼内之计算机房等设备都必须有完整完 善

12、之防护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，空 调设备、电脑网络、微波通信设备等装置应有防护装置保护。2 GB50057-94建筑物防雷设计规范为使建筑物防雷设计因地制宜的采用防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的 人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠，技术先进，经济合理。本规范不适用于 天线塔，共用天线电视接收系统，化工厂户外装置的防雷设计。3 GB50174-93电子计算机机房安全设计规范本规范适用于陆地上新建、该建和扩建的主机房建筑面积大于或等于140M2的电 子计算机机房的设计。而本规范不适用于工业控制用计算机房和微型计算机机房。为 了使电子计算机机房确保电

13、脑网络系统稳定可靠运行和保障机房安全使用，应符合现 行有关标准规范的规定。4 GB2887-89 计算站场地技术文件 本标准规定了计算场地技术要求与测试方法，并适用于各类地面计算站依据计算站的性质、任务、工作量的大小，计算机类型的不同，计算机对供电、空调等的要求。 至于测试方式从环境因素的不同采用合适测试仪表，这包括磁场干扰环境场强的测试 和接地电阻测试。5 GB9361-88 计算站场地安全要求 本标准规定了计算站场地的安全要求，并适用于各类地面计算站，不建站的地面计算机机房，按本标准对计算机机房的有关要求执行；改建的或非地面计算机机房可 参照本标准执行。至于计算机机房的安全分类为A、B、C

14、三个基本类别，因应实际设备和环境需求 选择在安全机房下操作。6 JGJ/T16-92 民用建筑电气执行规范 为在民用建筑电气设计中更好地贯彻执行国家的技术政策，作到安全可靠，技术先进、经济合理、维护方便。本规范使用于城镇新建、改建和扩建的单体及群体民用建筑的电气设计，并应选 用合适的定型产品及经过检测的优良产品。7 GA173-1998 计算机信息系统防雷保安器 计算机信息系统加装有效可靠的防雷保安器，是国际上通用的最有效的防护措 施。防雷保安器是保证计算机信息系统安全的专用产品，因此它应符合本标准的技术 要求、实验方法、检验规则、标志、包装、运输及储存，并能有效防止感应雷电破坏 该系统受保护

15、设备。8 IEC1312雷电电磁脉冲的防护 本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、安装、检查、维护；并对装有这系统（如电子系统）的建筑物评估LEMP屏蔽措施的效率的方 法。针对现有的防雷器（SPD）应用在防雷区概念安装上提出相关的要求。9 IEC 61643 SPD电源防雷器本标准对电源防雷器用于交直流电源电路和设备上，额定电压在 1000Va.c 或 1500Vd.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。10 IEC 61644 SPD 通讯网络防雷器 本标准对通讯网络防雷器用于通信信号网络系统，这类防雷器内置过压过流元器件，额定电压在lOOOVa.c.或1500Vd.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。11 VDE0675过电压保护器过电压放电保护器（电源防雷器）适用于额定交直流电压在100V至1000V范围 内之供电配电系统，对应于防雷器作出分级分类要求。三、设计原则与设计特点全系统的设计遵循以下设