機(jī)房防雷工程技術(shù)方案

1、機(jī)房防雷工程設(shè) 計(jì) 單 位 5 * 設(shè)計(jì)時(shí)間：2013年1月23日第一部分雷電概述及破壞性雷電是由天空中云層間的相互高速運(yùn)動(dòng)、劇烈磨擦，使高端云層和低端云層帶上相反電荷0此時(shí)，低 端云層在;下而的大地上也感應(yīng)出大量的異種電荷，形成一個(gè)極大的電容，當(dāng)英場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，就 會(huì)產(chǎn)生對(duì)地放電，這就是雷電現(xiàn)象。在氣彖學(xué)中，常用雷暴日數(shù)、年平均雷邸日數(shù)、年平均地而落雷密度，來(lái)表征某個(gè)地方雷電活動(dòng)的 頻 繁程度和強(qiáng)度。此外，也使用年雷閃頻數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)雷電活動(dòng)，它是指1000平方公里范圍內(nèi)一年共發(fā)生雷閃擊 的次數(shù)。我國(guó)一般按年平均雷眾日數(shù)將雷電活動(dòng)區(qū)分為少雷區(qū)（20天）、多雷區(qū)（2040天人高雷區(qū)（4080

2、天）、強(qiáng)雷區(qū)（80天）0我國(guó)的雷電活動(dòng)，夏季最活躍，冬季最少0全球分布是赤道附近最活躍，隨緯度升 髙而減少，極地最少。1. 雷電的破壞性雷電的破壞主要是由于云層間或云和大地之間以及云和空氣間的電位差達(dá)到一定程度（25- 30kV/cm）時(shí).所發(fā)生的猛烈放電現(xiàn)象。通常需擊有三種形式，宣擊雷、感應(yīng)雷、球形雷。直擊雷是帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猱 的放電現(xiàn)象。感應(yīng)雷是當(dāng)直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，地而某些范圍由于散流電阻大，出現(xiàn)局部 高電壓，或在直擊雷放電過(guò)程中強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周用的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓、而發(fā) 生閃擊現(xiàn)象的二次雷01）直擊雷破壞：當(dāng)雷電直接擊在建筑物上，強(qiáng)

3、大的雷電流使建（構(gòu)）筑物水份受熱汽化膨脹，從而產(chǎn)生很大的機(jī)械力，導(dǎo)致建筑物燃燒或爆炸。另外，當(dāng)需電擊中接閃器，電流沿引下線向大地瀉放時(shí)，這 時(shí)對(duì)地電位升高，有可能向臨近的物體跳擊，稱為雷電“反擊，從而造成火災(zāi)或人身傷亡。2）感應(yīng)需破壞：感應(yīng)需破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷兩種。由于雷電流變化梯度很大，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場(chǎng)，使得周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流可能向周圍物體放電,感應(yīng)到正在聯(lián)機(jī)的導(dǎo)線上就會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞性。jlUffrm=kipp f- 一 g. Ijj Ml、-_亠y涎二盂Irf n$附圖：某煙廠配電柜及設(shè)備被雷擊損壞圖3）靜電感應(yīng)雷：帶有大量負(fù)電荷

4、的雷云所產(chǎn)生的電場(chǎng)將會(huì)在金屬導(dǎo)線上感應(yīng)出被電場(chǎng)束縛的正電荷。當(dāng)雷云對(duì)地放電或云間放電時(shí)，云層中的負(fù)電荷在一瞬間消失了（嚴(yán)格說(shuō)是大大減弱），那么在線路 上感應(yīng)出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了朿縛，在電勢(shì)能的作用下，這些正電荷將沿著線路產(chǎn)4）電磁感應(yīng)雷：需擊發(fā)生在供電線路附近，或擊在避雷針上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場(chǎng).此交變電磁場(chǎng)的能量將感應(yīng)于線路并最終作用到設(shè)備上。由于避雷針的存在，建筑物上落雷機(jī)會(huì)反倒增加，內(nèi)部設(shè)備 遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會(huì)和程度一般來(lái)說(shuō)是增加了，對(duì)用電設(shè)備造成極大危害。因此避雷針引下線通體要有 良好的導(dǎo)電性，接地體一泄要處于低阻抗?fàn)顟B(tài)。5）雷電波引入的破壞：當(dāng)雷電接近架空管線時(shí)

5、，高壓沖擊波會(huì)沿架空管線侵入室內(nèi)，造成高電流引人這樣可能引起設(shè)備損壞或人身傷亡事故。附圖：傳導(dǎo)雷對(duì)設(shè)備的損壞附圖：傳導(dǎo)雷進(jìn)入室內(nèi)6）開(kāi)關(guān)過(guò)電壓:供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負(fù)載開(kāi)啟或斷開(kāi)、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，英脈沖電壓可達(dá)到線電壓的3. 5倍，從而損壞設(shè)備0破壞效果.與雷擊類似。由此產(chǎn)生的雷電及過(guò)電壓對(duì)電子設(shè)備的破壞主要有以下幾個(gè)方面:a.過(guò)高的過(guò)電壓擊穿半導(dǎo)體造成永久性損壞: b、較低而更為頻繁的過(guò)電壓雖在元器件的耐壓范圉之內(nèi)，亦使器件的工作壽命大大縮短:C、電能轉(zhuǎn)化為熱能，毀壞觸點(diǎn)、導(dǎo)線及印刷電路板，甚至造成火災(zāi):2008年超過(guò)12722多件案例損壞原因的

6、分析:不小心誤操作22. 67%風(fēng)暴0 78%盜竊7. 01%火災(zāi)4. 88%其它26. 76%水災(zāi)6. 22%雷擊51, 68%（雷擊及操作過(guò)電壓）2. 雷電防護(hù)原理雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、 接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過(guò)渡防護(hù)，由合理的設(shè)置防霜器、屏蔽、接地、 布線組成，可減少入侵引入的感應(yīng)雷電流。內(nèi)部防護(hù).由均壓等電位連接和過(guò)電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng) 電位，限制過(guò)電圧幅值。概括地說(shuō)，當(dāng)今電子設(shè)備的防需手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等電位和過(guò)電壓保護(hù)五種方法。（1）分流利用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等將雷

7、電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備 上。（2）屏蔽控制室內(nèi)所有的電力電纜、通信電纜和信號(hào)線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽，在控制室建設(shè)中，利用 建筑物鋼筋網(wǎng)和貝他金屬材料，使英形成一個(gè)屏蔽籠。用以防止外來(lái)電磁波（含需電的電磁波和靜電感應(yīng)） 干擾控制室內(nèi)設(shè)備。（3）等電位連接將控制室內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門(mén)窗、設(shè)備外殼等金屬構(gòu)件進(jìn)行電氣連 接，以均衡電位。（4）接地在控制室電源系統(tǒng)中，為保證其穩(wěn)定可靠的工作、保護(hù)控制室設(shè)備和人身安全，解決環(huán)境電磁丁擾及靜電危害，需要一個(gè)良好的接地系統(tǒng)。（5）過(guò)電壓保護(hù)在電源線上安裝相應(yīng)的過(guò)電壓保護(hù)器（防雷器），利用其非線

8、性效應(yīng)，將線路上過(guò)奇的脈沖電壓濾除，保 護(hù)設(shè)備不被過(guò)電壓破壞。主要的保護(hù)器件為氧化鋅壓敏電阻-二極或三極放電管、快速鉗位二極管等，根據(jù)需要進(jìn)行組合，構(gòu)成完整的防雷保護(hù)器。Z Z LP20A 區(qū) / 乙 電源線少/Z ZLPZOB區(qū)第_級(jí)Z Z / Z ZZ Z Z避雷針LPZ1 IXLP22 區(qū) 、LPZ3 區(qū)第三級(jí)第一級(jí) 、附圖：雷電防護(hù)原理第二部分設(shè)計(jì)依據(jù)GB500o7-94r設(shè)計(jì)依據(jù)建筑物防雷設(shè)訃規(guī)范建筑物電子涪息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB50o43-2004建筑物防雷一防雷裝置保護(hù)、級(jí)別的選擇IEC61024-1-1質(zhì)量管理體系認(rèn)證IS09001： 2000民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ/T16

9、-92雷電電磁脈沖的防護(hù)IECI3122.方案設(shè)計(jì)原則本方案根據(jù)機(jī)房所處的地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動(dòng)規(guī)律等的基礎(chǔ)上因地制宜地采取防雷描施，防止或減少需擊所發(fā)生的財(cái)產(chǎn)損失，以安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理為原則.設(shè)汁本方案，以達(dá)到對(duì)機(jī)房弱電系統(tǒng)的防雷保護(hù)。3.防雷器選型根據(jù)機(jī)房弱電系統(tǒng)的重要性及對(duì)防需系統(tǒng)的要求在對(duì)一些知名防雷產(chǎn)品進(jìn)行分析后，公司決定采用已在氣象局備案，通過(guò)了北京雷電防護(hù)裝置測(cè)試中心和上海需電設(shè)備測(cè)試中心測(cè)試的，國(guó)內(nèi)最專業(yè)、可靠性最高、使用最廣泛的防雷產(chǎn)品一一雷科星（LKX）防雷產(chǎn)品。（1）LKX （雷科星）-系列電源防雷器有如下特點(diǎn):適用范圍廣一可應(yīng)用于不同電網(wǎng)

10、制式。保護(hù)模式新一柑線對(duì)中線，中線對(duì)地線的保護(hù)模式匚設(shè)訃更安全一故障電流回路由相線與中線完成不受地阻值高的影響。通流量大一內(nèi)苣高能放電極、性能可靠。（2） LKX （雷科星）-系列信號(hào)類防雷器有如下特點(diǎn):多級(jí)保護(hù)，通流容量大（1015KA）。傳輸速率高，插入損耗小Q允通電壓限制在損壞接口的電流水平之下內(nèi)置快速半導(dǎo)體保護(hù)器件，響應(yīng)速度快。）LKX （雷科星-接地模塊有如下特點(diǎn):能吸濕保溫、能保持與土壤有效接觸、接地電阻低。耐大工頻和沖擊電流沖擊，電阻穩(wěn)世。耐腐蝕、無(wú)毒、使用壽命長(zhǎng)、安裝簡(jiǎn)便。第三部分雷電防護(hù)措施1.方案設(shè)計(jì)范圍機(jī)房電源系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防需保護(hù)；機(jī)房等電位處理；接地地網(wǎng)的制作。2.方

11、案設(shè)計(jì)目標(biāo)保護(hù)機(jī)房的弱電系統(tǒng)免遭感應(yīng)需損壞，保障設(shè)備的安全和工作的有序進(jìn)行3. 機(jī)房電源系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)a電源第一級(jí)防雷在機(jī)房所在樓層配電間總電源處并聯(lián)安裝一套雷科星LKX-B380/100型三相電源防需箱，做為電源的第-級(jí)防雷保護(hù)，共訃1套。產(chǎn)品技術(shù)參數(shù):型號(hào)LKX-B380, 100標(biāo)稱通流容fi InfkA. 8/20ps)60最大通流容fi ImaxikA, 8/20|JS)100保護(hù)水平(kV)2.5漏電流 0. 75VlmA pA)W20額定工作電壓(Vac)380響應(yīng)時(shí)間(ns)25持續(xù)工作電re (Vac)385工作溫度CC)40+85b電源第二級(jí)防雷雖然已經(jīng)在樓層總電源謹(jǐn)線端安裝

12、了第一級(jí)的防雷器，但是當(dāng)較大雷電流進(jìn)入時(shí)，第一級(jí)防雷器可將 絕大部分雷電流由地線泄放，而剩余的雷電殘壓還是相當(dāng)高，因此第一級(jí)防雷器的安裝，可以減少大而積 的雷擊破壞事故，但是并不能確保后接設(shè)備的萬(wàn)無(wú)一失還存在感應(yīng)雷電流和雷電波的二次入侵的可能，需 要在機(jī)房電源電源謹(jǐn)線處安裝電源第二級(jí)防雷器。具體措施:在機(jī)房總電源處并聯(lián)安裝一套雷科星LKX-B220/80型單相電源防雷箱，做為機(jī)房電源的第二級(jí)防需保護(hù)，共訃1套。產(chǎn)品技術(shù)參數(shù):型號(hào)LKX-B220/80標(biāo)稱通流容S In(kA. 8/20ps)40最大通流容S ImaxikA, 8/20|4S)80保護(hù)水平(kV)2.2湖電流 0. 75VlmA

13、 220響應(yīng)時(shí)間(ns)40保護(hù)水平(kV)18湖電流 0. 75UlmA 220響應(yīng)時(shí)間(ns)25持續(xù)工作ftlM(VAC)385工作溫度CC)-40-+85C.電源末級(jí)精細(xì)保護(hù)機(jī)房重要設(shè)備如主機(jī)、交換機(jī)等，幷工作電壓低，耐壓水平低，因此需要安裝保護(hù)水平低的防雷器。具體措施:在機(jī)房主機(jī)、交換機(jī)等具體設(shè)備電源前端各串聯(lián)安裝一個(gè)雷科星LKX-E220-4PT/10型電源防雷插座,做為電源的末級(jí)精細(xì)防雷保護(hù)，共訃3套。產(chǎn)品技術(shù)參數(shù):型號(hào)LKX-E220-4PT, 10標(biāo)稱通流容S In(kA. 8/20ps)5最大通流容S Imax(kA, 8/20ps)10額定功率P(kW)2保護(hù)水平(kV)

14、0.7湖電流 0. 75VlmA 220響應(yīng)時(shí)間(ns)25持續(xù)工作電M (Vac)385工作溫度CC)-10*-85電源系統(tǒng)防雷安裝示意圖:L1L2L3N4. 機(jī)房網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)a-網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線端防雷進(jìn)入機(jī)房的雷電流除沿電源線路侵入外，網(wǎng)絡(luò)線路也是幷通逍之一，因此需要在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線端安裝防雷 器進(jìn)行保護(hù)。具體措施：在網(wǎng)線進(jìn)線端安裝RJ45接口的LKX-SC100-RJ45型訃算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷器進(jìn)行保護(hù)，共訃1個(gè)。產(chǎn)品技術(shù)參數(shù):型號(hào)LKX-SC100-RJ45標(biāo)稱通流容S InfkA. 8/20ps)5最大通流容S Imax(kA 8/20|JS10接口類型RJ45保護(hù)水平(V)20傳輸速率(Mbps)

15、155響脫時(shí)間(ns)1插入損耗(dB)0.2工作溫度CC)40 85b核心交換機(jī)防雷交換機(jī)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的孩心，其工作電壓低，易受感應(yīng)需電流和浪涌電流影響，需要安裝相應(yīng)防雷 器進(jìn)行保護(hù)。具體措施：在核心交換機(jī)、分交換機(jī)處各安裝相應(yīng)24 口 RJ45接口 LKX-SC100-RJ45/24E型集線式網(wǎng)絡(luò)防雷箱，以防止感應(yīng)雷電流侵入交換機(jī)，共訃2臺(tái)。產(chǎn)品技術(shù)參數(shù):型號(hào)LKX-SC100-RJ15/2-1E標(biāo)稱通流容fi In(kA. 8/20ps)5最大通流容fi ImaxikA, 8/20|JS)10接口類型RJ45端口數(shù)fi24 口保護(hù)水平(V)20傳輸速率(Mbps)155響應(yīng)時(shí)間(ns)

16、1插入損耗(dB)0.2工作溫度CC)1085網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷安裝示意圖:網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線.Cn0IKX MC核 心 交 換 機(jī)PC5.等電位連接措施在機(jī)房的靜電地板下面設(shè)置一圈3*30mm扁銅,作為機(jī)房等電位連接載體，以消除各點(diǎn)的等電位差。機(jī)房?jī)?nèi)所有防雷設(shè)備地線、金屬外殼、門(mén)窗、靜電地板.強(qiáng)弱電橋架等先連接到等電位網(wǎng)上再與接地柑連接，采用S型接地方式。等電位連接示意圖剖而圖:網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線外墻2電源進(jìn)線陰?kù)o電地板卅架支柱（絕緣子）平而圖:外墻3*30mm扁銅電地板*30mm扁銅6.連接線標(biāo)準(zhǔn)電源防雷器連接線采用lOram?多股銅線，地線采用1612多股銅線;信號(hào)防雷器地線采用lOmn?多股銅線:等電位網(wǎng)與接地

17、的連接采用25mm2多股銅線。7.接地地網(wǎng)制作采用1500銅包鋼接地棒、接地模塊，制作一個(gè)阻值不大于4Q的接地地網(wǎng)。設(shè)訃接地裝置的垂直接地體用5X50X50X1500mm的銅包鋼接地棒、LKX-JDM. F型接地模塊，垂宜接地體之間間隔為3000mm,水平接地體用S4X40mm的熱鍍鋅扁鋼，水平接地體與垂直接地體須焊接牢固。垂宜接地體按接地裝置剖而布置圖開(kāi)坑，挖深lOOOmm,寬400tnm,樁基處開(kāi)挖長(zhǎng)、寬各800mm銅包 鋼接地棒垂直打入地下，使接地電極的頂部髙出地面100mm,接地模塊水平放置然后用水平接地體焊接連水平接地體應(yīng)鈍角彎曲引上地而上SOOmm,然后與引下線焊接，接地線為1)10mm的熱鍍鋅圓鋼。接地體在焊