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1、防雷接地系统一、 概述 随着计算机及其网络技术应用的普及，建筑物的建设已成为办公大楼、写字楼、工厂及宾馆饭店的基本设施,其中综合布线在建筑物建设中占有重要的地位。在建筑物综合布线的工程属于建筑物弱电工程，耐压值很低，工程设计、施工中必须优先考虑保护人和设备不受电、火灾和雷灾的侵害，必须考虑布线系统与优先照明电线、动力电线、通信线路、暖气管道、冷热空气管道、电梯之间的距离，布线系统和绝缘线、裸线以及接地与焊接的安全,必须建设建筑物防雷系统，防雷系统不仅考虑建筑物防雷,还要考虑计算机及其她弱耐压设备防雷。另一方面才考虑线路的走向及美观限度。 根据百年来人们对雷电现象研究得出的结论,觉得雷电过电压入
2、侵电器设备的形式有两种：直接雷和感应雷。雷电直接击中线路并通过电器设备入地的雷击过电流称为直击雷；由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压、过电流形成的雷击称为感应雷。 按照国标G005-94建筑物防雷设计规范的规定银行大楼为第二类或第三类防雷建筑物,按规定建设防雷设施，设计由避雷网(带)、避雷针或混合构成的接闪器，立柱基本的钢筋网与钢屋架、屋面板钢筋等构成一种整体，避雷网通过所有力柱基本的钢筋作为接地体,将强大的雷电流引入大地。计算机系统安顿在建筑物内,受建筑物防雷系统保护,直击雷击中计算机网络系统也许性非常小,计算机设备抗直击雷能力很低,防护设备非常昂贵,一般不必安装防护直击雷的
3、设备。 1、计算机网络必须防感应雷： 感应雷可由静电感应产生，也可由电磁感应产生,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的低压电子设备威胁巨大，计算机网络系统及电话程控互换机的防雷工作重点是避免感应雷入侵。入侵计算机系统的雷电过电压过电流重要有如下三个途径。 (）由交流电2V电源供电线路入侵 计算机系统的电源由电力线路输入室内，电力线路也许遭受直击雷和感应雷；直击雷击中高压电力线路,通过变压器耦合到22伏低压,入侵计算机供电设备;此外低压线路也也许被直击雷击中或感应出雷电过电压。在20伏电源线上浮现的雷电过电压平均可达10000伏,对计算机网络系统可导致消灭性打击。 (2)由计算机通信线路入侵
4、由计算机通信线路入侵分为三种状况。状况一，本地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮,使高压入侵线路。状况二,雷云对地面放电时，在线路上感应出山千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,波及面广，危害范畴大。状况三,若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。 (3)地电位反击电压通过接地体入侵雷击时强大的雷电流通过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布，若有连接电子设备的其她接地体接近时,即产生高压
5、地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（涉及电源线和信号线）上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不仅不能保护计算机系统，反而也许引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，一般在00伏如下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,保证计算机特别是计算机网络系统安全。 防雷基本原理：均衡系统电位各个设备建立良好的等电位接地，即交流工作接地、保护接地、直流工作接地、防雷接地公用一组接地装置的联合接地方式。 逐级分别泄流 在雷电流通过的线路上逐级安装避雷设备，将雷电流、感应过电压逐
6、级泄放。 加强屏蔽 在线路通道上建立屏蔽层,屏蔽层与大楼联合接地系统良好连接，避免感应雷干扰和破坏通信线路和设备。 2、建筑物防雷 建立联合接地系统，形成等电位防雷体系 将建筑物的基本钢筋、梁柱钢筋、金属框架、建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好接地的法拉第笼，将建筑物各部分的交流工作地、安全保护地、直流工作地、防雷接地与建筑物法拉第笼良好连接，避免接地线之间存在电位差,消除感应过电压产生的因素。 2电源系统防雷 在高压端各相安装防雷装置作为第一级保护,在低压侧安装阀门式防雷装置作为第二级保护，在楼层配电箱安装电源避雷箱作为第三级保护。 3综合布线系统防雷 构造化布线系统是一种可以支持任何
7、顾客选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等多种信息的传播，支持UT、光纤、TP、同电缆等多种传播载体，支持多顾客多类型产品的应用，支持高速网络的应用。构造化布线系统涉及六个子系统：工作区子系统、水平支干线子系统、管理子系统、垂直主干子系统、设备子系统和建筑群主干子系统。(1)工作区子系统 工作区由信息插座延伸至站设备。工作区布线规定相对简朴，这样就容易移动、添加和变更设备。每个五类数据点含一种RJ插座,三类语音点含一种R4插座，连接计算机网络的数据点，在管理子系统中已经采用了防护措施，一般不需要加装防雷设施;若需要运用调制解调器
8、通过语音点连接计算机,由于语音线路与外线连接，有必要安装信号避雷器,作为末级防雷措施。 (）水平支干线子系统 连接管理子系统至工作区,涉及水平布线、信息插座、电缆终端及互换。指定的拓扑构造为星形拓扑。数据点和语音点采用双绞线铺设，最远的延伸距离为90米,除了90米水平电缆外,工作区与管理子系统的接插线和跨接线电缆的总长可达0米，规定铺设在金属桥架或金属管线内,与联合接地系统相连的金属桥架和金属管线充当了屏蔽层,两端或连接到网络设备或连接到垂直干线,不必再加装防雷设施。 (3）管理区子系统放置电信布线系统设备,涉及水平和主干布线系统的机械终端和互换线路,管理区子系统的数据部分安装在一种1英寸安装
9、机柜中，材料涉及五类配线架、光纤配线架、绕线环、标签等,采用双绞线作为垂直主干线，需要在机柜中安装计算机网络防雷器，作为计算机网络第二级防雷措施，防护由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产生的感应雷;语音部分采用用BIX安装架固定在墙面，罩上防尘盖,材料涉及2对接线板、绕线环和标签等，管理区子系统需要装信号避雷器，作为通信线路第二级防雷措施。 （）垂直主干线子系统 它连接程控互换机室、设备间和入口设备，涉及主干电缆、中间互换和主交接、机械终端和用于主干到主干互换的接插线或插头。 语音主干线按照程控互换机和电信系统的原则和做法，采用100对三类非屏蔽大对数双绞电缆，已在管理区子系统安装了信号避
10、雷器,一般不需要再装防雷设备。采用大对数双绞电缆作为数据传播主干缆,已在管理区子系统安装了信号避雷器,一般不需要再装防雷设备。 采用光纤作为数据传播主干缆,可满足FDDI、TM、迅速以太网、光纤以太网的传播规定,用光纤作为计算机网络主干线,绝对避免了由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产生的感应雷，是最佳的防雷措施。 (5）设备子系统 它是布线系统最重要的管理区域，所有楼层的资料都由电缆或光纤电缆传送至此。一般,此系统安装在计算机系统、网络系统和程控机系统的主机房内。一般分为语音管理和数据管理两部分。 语音设备管理区子系统，连接大楼外多种线路,重要解决电话、X25、DDN进线等，经与垂直干线
11、子系统跳接后,连通各语音管理子系统。安装通信避雷柜,连接进出大楼的通信线路，覆盖了进出大楼所有通信线，大对数通信电缆必须埋地铺设，防护由于进出大楼的通信线路引入的感应雷。 数据设备管理子系统,与大楼计算机房在同层,以便操作和管理，是计算机网络中心，采用光纤作为计算机网络主干线,绝对避免了雷电影响，是最佳的防雷措施;若采用大对数双绞电缆作为数据传播主干缆，需要在机柜中安装计算机网络防雷器，作为计算机网络第一级防雷措施。 (）建筑群连接子系统提供外部建筑物与大楼内布线的连接点,实现建筑群之间的连接。采用广纤作为建筑物间网络连接介质，不需要安装避雷器,甚至可以架空铺设。若采用双绞线,必须埋地铺设。
12、采用建筑物内避双绞线铺设时，导线必须单独铺设在弱电金属桥架或弱电金属管线内，金属桥架和金属管线与联合接地系统良好相连,充当导线的屏蔽层,不能与强电导线公用强电金属桥架或强电金属管线，强电金属桥架、强电金属管线与弱电金属桥架、弱电金属管平行铺设时，净距离不不不小于2厘米 进出建筑物的通信导线,不能通过架空线进出大楼，必须通过埋地铺设，并且需要加装金属护套或屏蔽层。 计算机网络防雷系统是保证高大建筑物内计算机系统可靠运营的基本措施,在建筑物设计施工特别是综合布线系统设计施工时,应得到注重，列为基本建设项目。二、 范例：某防雷系统工程简介： 1、防直击雷 某公司计算机中心大楼顶部是直击雷最容易击中的
13、部位，一旦被雷电击中,按“IEC1312-”对雷电引起的电磁脉冲的防护(国际原则）第3.41.条论述:“百分之五十的雷电流I1进入建筑物的雷电防护接地系统；此外，百分之五十的雷电流I2以感生过电压的形式加在建筑物的其他设备上”(如机房外部的导电部件,电源线路和通信线路等）。按国际原则的提法:百分之五十的雷电流进入设备，足以使设备损坏，导致通信中断的重大事故。 由于直击雷入地的电流强度极大,因此,在雷电流入地的过程中，将产生极强的电磁波，该电磁波会近距离感应在大楼内多种设备的线路上,产生感应过电压,从而使设备损坏。 为了使直击雷的能量不要进入设备或尽量小地进入设备,必须配备严格的等电位接地设施，
14、同步应尽量小地减小入地的雷电流强度,在大楼顶部安装一套D-10型限流避雷针。“限流避雷针”是根据“克制先导中和论”的原理制造的，可以克制雷电先导的发展，使强放电不致于发生,从而使入地电流克制在先导电流的水平上,使本来也许产生的上百千安的雷电流变成了较为弱小的雷电流放电。、防感应过电压 线路的感应过电压是空中电磁场或静电场在导线或设备上由电磁感应或静电感应形成的感生电流而引起的过电压,目前国内由于雷害而导致设备损坏,有80以上直接来自线路的感应过电压。因此,线路避雷器的安装已迫在眉睫。对计算机机房而言,避免过电压只有两种线路：一种是电源线；另一种是信号线（涉及电话中继线、天馈线、X.25线、光缆
15、等）。根据提供的配电及通信线路的状况，根据国家防雷规范规定,电源线应做好二级以上保护,逐级对地泄放雷电流能量。由于任何一种避雷设备都不也许没有阻抗,正是由于阻抗的存在，在大电流的冲击作用下,就会产生残压。一般状况下,电源的第一级保护即粗保护残压较高。因此，必须加装动作时间快、通流量大、残压低的避雷器。（1)电源线感应过电压防护 电源线的第一级防护，采用我公司生产的第六代产品：DK 38C50电源避雷箱。与同类产品相比,其具有如下长处： 、通流量大(用20的实验电流冲击，其通流量为50A)； b、残压低，避雷箱动作后各相对地电压不不小于1000（一般避雷器为70V）； c、响应时间快,动着时间不不小于25nS，其原理是:采用双回路瞬态避雷方式,当差模电压或共模电压侵入时,避雷回路能在2nS以内动作,使过电压得到有效的克制,并使各线路间的电位差基本保持不变。雷电冲击后自动恢复到正常状态。 d、自动保护电路：避雷箱设有两组并联回路，当其中一回路有故障时,相应的批示灯熄灭,另一回路将继续工作。 电源线的第二、三级防护,我们分别采用DK-0A15、DK-220AC15a模块式电源避雷器，它们具有通流量大、残压低，动作时间快等优势。工作原理均采
