銅仁某監(jiān)獄下屬煤礦機房防雷電方案[科比防雷]

1、雙甲級防雷設(shè)計/施工資質(zhì)銅仁某監(jiān)獄下屬煤礦防雷工程設(shè)計方案設(shè)計單位：湖南普天科比特防雷技術(shù)有限公司聯(lián)系人： 劉云云 日期：2010年5月7日前 言 雷電是一種自然現(xiàn)象。隨著微電子、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，以集成電路為核心的各種測控及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)已廣泛應用于現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域。這類設(shè)備對過電壓、過電流、電磁脈沖等外來干擾極其敏感且耐受能力極低。通過對雷電的能量波譜分析可知，雷電波能量主要集中在低頻段，極易與工頻（50HZ）的供電線路形成耦合，造成雷電波的侵入；加之機房內(nèi)的計算機設(shè)備采用了大量的微電子技術(shù)，由于微電子設(shè)備的特殊性，其速度快、精度高，但抗干擾能力差，極易毀壞。而雷電電磁脈沖是一種強電磁

2、干擾源，以不同的途徑侵入電子設(shè)備內(nèi)部，輕則干擾設(shè)備的正常運行，造成數(shù)據(jù)失真；重則使電子設(shè)備局部損壞或整機報廢。一、雷電的防護原理在低壓供電系統(tǒng)、測量和控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)，有許多因素可引起過電壓浪涌。下面所述的四種造成的危害最大。直擊雷： 如果雷電直接對有外部防雷裝置的建筑物或者直接打到建筑物頂部的可以通過某種途徑傳輸雷電流入地的裝置放電(如室外天線，衛(wèi)星接收裝置等)，使得地電位抬升，一大部分雷電流通過保護接地線進入到建筑物的裝置和連接的設(shè)備。雷電也可能直接對電源線(低壓架空線)或數(shù)據(jù)線放電，大部分高能雷電流被引入到建筑物里。附近的雷擊：一是，即使建筑物本身沒有遭到雷擊，附近的雷電閃擊也可能引

3、起建筑物裝置上的過電壓。這個浪涌過電壓直接或通過電感性或電容性耦合到達電子裝置、設(shè)備的線路上。或者通過雷電放電通道散發(fā)出的磁場，在設(shè)備的線路上感應出過電壓，建筑物內(nèi)的長導線回路特別容易感應出過電壓。容性耦合是通過具有高電位差的兩點之間的電場產(chǎn)生的，例如在雷電放電通道和金屬導線之間。附近的雷擊-雷擊電磁脈沖輻射二是，雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導致地電壓升高，并在周圍形成巨大的跨步電壓。部分雷電流可能通過大地傳送到接地系統(tǒng)從而入侵建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。或者其它防雷裝置在對地泄放防雷流時引起接地裝置的電位升高，并沿接地系統(tǒng)入侵建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。附近的雷擊-地電位反擊

4、遠處的雷擊：一是在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)，雷電擊中電力或信息通訊線路，然后沿著傳輸線路侵入設(shè)備。二是在幾公里的范圍內(nèi)的雷電閃擊，也可能在低壓導線、數(shù)據(jù)線上感應過電壓，該過電壓也可能將高電壓傳導到建筑物的接地裝置上，從而對電子設(shè)備造成極大的危害。甚至云層之間或云層內(nèi)部的放電產(chǎn)生的瞬變電磁場也能耦合過電壓到導線中。遠處的雷擊-傳導雷開關(guān)浪涌：開關(guān)浪涌來自電路的閉合、斷開的轉(zhuǎn)換操作，來自感性和容性負載的開關(guān)操作，也來自短路電流的阻斷。特別地，大型用電系統(tǒng)或變壓器的斷開可能引起對鄰近的電子設(shè)備的損壞。雷電的破壞力主要表現(xiàn)為：1 產(chǎn)生電效應、熱效應和機械力破壞。2 由于雷電引發(fā)的電荷分布不均勻，通過

5、靜電感應而產(chǎn)生的局部過壓使電子設(shè)備損壞。3 由于雷電流形成的電磁場變化，通過電磁感應使周圍導體產(chǎn)生過壓。4 雷擊使微電子設(shè)備地電位升，導致高電位地反擊。二、雷擊的防護對雷電防護，概括的講就是在良好接地前提下，通過安裝合適的過電壓（流）保護器預防雷電感應，利用性能良好的避雷針（網(wǎng)、帶）預防直接雷擊。防雷系統(tǒng)應包括三個方面：直接雷擊的防護、感應雷擊的防護和良好的接地系統(tǒng)，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。A、直接雷擊的防護：直接雷擊的防護應采用避雷針或避雷帶。按照滾球法計算被保護物應在接閃器的保護范圍內(nèi)，接地沖擊電阻不大于10。避雷裝置包括：接閃器、引下線和接地裝置。B、感應雷擊的

6、防護：感應雷擊防護應主要從線路防護考慮。機房電源進線處應加裝電源避雷器，機房信號進線處應加裝信號避雷器。計算機場地的安全保護接地應不大于4，交流工作接地應不大于4。二、設(shè)計依據(jù)的規(guī)范1GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范2GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范3GB50174-93電子計算機機房設(shè)計規(guī)范4GB9361-88計算機場地安全要求5GB7450-87電子設(shè)備雷擊保護導則6GB2887-89計算站場地技術(shù)條件7GB12158-90防止靜電事故通用導則8IEC60364-5-534建筑物的電氣設(shè)施過電壓保護器件9IEC61024-1-1建筑物防雷防雷裝置保護、級別的選擇

7、10IEC6063SPD電源浪涌保護器11GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范三 現(xiàn)場情況XX監(jiān)獄煤礦位于山東省境內(nèi)，年平均雷暴日為25天。本次防雷保護的重點是辦公大樓的通信機和調(diào)度機房。辦公樓共4層，長約50米，寬約18米，高約20米，大樓為框架式結(jié)構(gòu)。屋頂已有避雷帶，但避雷帶已有部分位置斷開，且很多通信線纜平行纏繞在避雷帶上。屋面有太陽能熱水器，上端有避雷短針，已與避雷帶連接，接地可靠。辦公大樓的總電源在2樓，有2路供電線路進入動力配電柜，從動力配電柜出來進入到各樓層的樓層配電箱，從二樓的配電箱分配一條線路進入到三樓調(diào)度機房的穩(wěn)壓電源，功率為50KVA，經(jīng)穩(wěn)壓電源進入到各機柜的設(shè)備。調(diào)度機

8、房有防靜電地板，機房內(nèi)有2臺機柜，前面一臺為調(diào)度機柜，內(nèi)有4臺24口交換機，信號線路經(jīng)光纜進入光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換成電信號后，再通過超五類網(wǎng)絡(luò)線路進入交換機中。機房的第二個機柜主要是監(jiān)控機柜，用來監(jiān)控井下的生產(chǎn)和人員定位情況。井下視頻信號線路進光纜傳輸?shù)揭曨l信號光纖收發(fā)器，再通過同軸電纜時入視頻分配器，每臺視頻分配器為8路進線，24路出線，共4臺。調(diào)度機房沒有接地系統(tǒng)。通信機房在辦公樓的4樓，內(nèi)有400門的程控交換機系統(tǒng)；電源從三樓的穩(wěn)壓電源處接入。三、設(shè)計方案內(nèi)容1確定建筑物防雷類別依據(jù)GB 50057-94（2000版）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，該煤礦辦公樓防雷類別為二類。2確定建筑物電子信息系統(tǒng)雷電

9、防護等級依據(jù)GB 50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范，該站房電子信息系統(tǒng)雷電防護等級為B級。 四、防雷方案主要內(nèi)容本方案包括兩部分的防雷保護，第一部分為辦公大樓的通信機房和調(diào)度機房的防雷保護，第二部分為室外監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護。一、辦公大樓調(diào)度機房及通信機房防雷保護1直擊雷防護方案：煤礦已有防直擊雷措施，本方案不再進行防直擊雷保護的設(shè)計。建設(shè)單位可自行對屋面的避雷帶進行維護，將斷接地避雷帶連接好，刷防銹漆，重新布放通信電線纜，距避雷帶的距離不小于1米。2電源系統(tǒng)感應雷防護：1）、辦公樓三相電源線路第一級防雷保護：在辦公樓二樓的動力配電柜的380VAC總開關(guān)處安裝三相電源電涌保護器

10、，型號：D8,作為辦公樓內(nèi)三相總配電電源的感應雷防護。產(chǎn)品主要參數(shù)：標稱放電電流：8KA,電壓保護等級Up3.2 KV,響應時間Tans,并聯(lián)安裝。數(shù)量1套。 2）、電源線路第二級防雷保護：在辦公樓的二樓層配電箱安裝電源線路的第二級防雷器，型號分別為KBT-D380/40，標稱放電電流：4KA,電壓保護等級Up2.6KV,響應時間Tans,并聯(lián)安裝。KBT-D380/40，數(shù)量1套。 3）、電源線路第三級防雷保護：A）在三樓調(diào)度機房的三相電源穩(wěn)壓器的供電線路上并聯(lián)安裝1臺三相電源防雷器,作為調(diào)度機房電源線路的第三級防雷保護,型號為KBT-380C/20在四樓通信機房的單相電源穩(wěn)壓器的供電線路上

11、并聯(lián)安裝1臺單相電源防雷器,作為通信機房電源線路的第三級防雷保護,型號為KBT-220B/20B）在三樓調(diào)度機房的網(wǎng)絡(luò)機柜的UPS前端安置1臺串連式電源防雷相，產(chǎn)品型號為KBT-P3000，作為機房電源系統(tǒng)的第三級防護。4.在調(diào)度機房的機柜內(nèi)安裝KBT-220E/PDU機架式電源防雷插座，對機柜內(nèi)設(shè)備的供電線路進行精細防雷保護，數(shù)量共5只。 3信號系統(tǒng)感應雷防護：1)在調(diào)度機房的標準機柜內(nèi)24口網(wǎng)絡(luò)交換機前端安裝一臺KBT-C100/24集中式計算機網(wǎng)絡(luò)防雷箱，對計算機網(wǎng)絡(luò)信號線路進行防雷保護，數(shù)量共4臺。由于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)機柜里已裝滿了各種設(shè)備，沒有安裝防雷器的空間，需新加一臺標準機柜，將現(xiàn)有的

12、網(wǎng)線絡(luò)設(shè)備重新布放，將防雷器安裝位置預留出來，每一臺交換機下方留2U的空間作防雷器的安裝空間。新機柜的購買及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及線路的布放由建設(shè)單位負責進行。 2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護井下監(jiān)控系統(tǒng)由于井下監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機在地下，且傳輸線路為光纜，不易遭受雷擊，因此不需進行攝像機的防雷保護。3）電話線路防雷保護在通信機房程控交換機連接地所有電話外線上安裝400路電話線路防雷器，防止雷電流沿這引線路進入電話設(shè)備。型號為KBT-C100，每套可保護10對電話線路，數(shù)量共40套。4等電位處理：將機房內(nèi)各設(shè)備進行等電位連接，并可靠接地，以減小各設(shè)備間的電位差，防止其因電位差過高而產(chǎn)生設(shè)備間的放電。5地網(wǎng)制作 ：防

13、雷的原理就是將強大的雷電流引入大地，防止其進入設(shè)備而對其進行破壞。各種防雷裝置都應進行可靠的接地。機房的防雷接地需在辦公樓外的綠化帶內(nèi)制作1個地網(wǎng)，接地電阻不大于4歐姆。由于綠化帶內(nèi)有很多的樹木，施工前需由建設(shè)單位將綠化帶的樹木移走，等地網(wǎng)施工完畢后再移植回綠化帶內(nèi)。地網(wǎng)施工完后，需從地網(wǎng)沿辦公大樓的墻角引接地主干線到通信機房和調(diào)度機房，材料為35平方BVR線纜。人工接地體采用熱鍍鋅鋼材，水平接地體采用40*4熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50*5熱鍍鋅角鋼。地網(wǎng)的制作方法：。人工接地體(包含接地模塊)在土壤中的埋設(shè)深度不應小于0.5m。埋在土壤中的接地裝置，其連接應采用焊接，并在焊接處作防腐處理

14、。垂直接地體宜直接打入地溝內(nèi)，其間距不宜小于其長度的2 倍并均勻布置。垂直接地體坑內(nèi)、水平接地體溝內(nèi)宜用低電阻率土壤回填并分層夯實。在高土壤電阻率地區(qū)，宜采用換土法、降阻劑法或其它新技術(shù)、新材料降低接地裝置的接地電阻。鋼質(zhì)接地裝置應采用焊接連接。其搭接長度應符合下列規(guī)定：1)扁鋼與扁鋼搭接為扁鋼寬度的2 倍，不少于三面施焊；2)圓鋼與圓鋼的搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；3) 圓鋼與扁鋼搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；4) 扁鋼和圓鋼與鋼管、角鋼、互相焊接時，除應在接觸部位兩側(cè)施焊外，還應增加圓鋼搭接件；5)焊接部位應作防腐處理。接地裝置連接應可靠，連接處不應松動、脫焊、接觸不良。接地裝置

15、施工完工后，測試接地電阻值必須符合設(shè)計要求，隱蔽工程部分應有檢查驗收合格記錄。五、辦公樓調(diào)度、通信機房防雷工程預算 二、室外的監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護1直擊雷防護方案：XX監(jiān)獄區(qū)域內(nèi)10個值班崗亭均無防直擊雷措施，存在嚴重的雷擊安全隱患，本方案采取在值班崗亭上面加裝一根避雷針，針尖高2米，對崗亭的工作人員和監(jiān)控設(shè)備進行直擊雷保護。避雷針高度2米，數(shù)量為10支。 2電源系統(tǒng)感應雷防護：1）、監(jiān)控室大樓三相電源線路第一級防雷保護：在監(jiān)控大樓總電源處安裝1套，D8,作為辦公樓內(nèi)三相總配電電源的感應雷防護。產(chǎn)品主要參數(shù)：標稱放電電流：8KA,電壓保護等級Up3.2 KV,響應時間Tans,并聯(lián)安裝。數(shù)量1套。

16、 2）、電源線路第二級防雷保護：在機房的配電箱安裝電源線路的第二級防雷器，型號分別為KBT-D380/40，標稱放電電流：4KA,電壓保護等級Up2.6KV,響應時間Tans,并聯(lián)安裝，KBT-380B/40數(shù)量1套。 3）、電源線路第三級防雷保護：在監(jiān)控機房的三相電源穩(wěn)壓器的供電線路上并聯(lián)安裝1臺三相電源防雷器,作為調(diào)度機房電源線路的第三級防雷保護,型號為KBT-380C/20。4.在調(diào)度機房的機柜內(nèi)安裝KBT-220E/PDU機架式單相電源防雷插座，對這些設(shè)備的供電線路進行精細防雷保護，數(shù)量共2只。 3信號系統(tǒng)感應雷防護：A在帶云臺的球形攝像機或槍式攝像機前端安裝KBT-V/3監(jiān)控多功能防

17、雷箱，可對攝像機的電源線路、控制線路和信號線路進行防雷保護，防止雷電流沿這些線路進入攝像機，共10臺B在監(jiān)控機房的硬盤錄像機前端安裝一臺集中式視頻信號防雷箱，型號為KBT-V40A/16，每臺可保護16條視頻信號線路。C在攝像機控制臺的控制線路上安裝1只KBT-C485控制線路防雷器，數(shù)量共1只。4等電位處理：在機房安裝一只等電位匯流箱，型號為KBT-H28，作為機房內(nèi)各設(shè)備的等電位接地裝置，將機房內(nèi)各設(shè)備進行等電位連接，并可靠接地，以減小各設(shè)備間的電位差，防止其因電位差過高而產(chǎn)生設(shè)備間的放電。5地網(wǎng)制作 ：防雷的原理就是將強大的雷電流引入大地，防止其進入設(shè)備而對其進行破壞。各種防雷裝置都應進

18、行可靠的接地。1）機房的防雷接地需在辦公樓外的綠化帶內(nèi)制作1個地網(wǎng)，接地電阻不大于4歐姆。2）在攝像機處的地面下制作一個簡易地網(wǎng)，做為攝像機的防雷接地裝置;避雷針引下線與其地網(wǎng)可靠焊接。共10處，簡易地網(wǎng)的接地體采用銅包鋼材料。由于綠化帶內(nèi)有很多的樹木，施工前需由建設(shè)單位將綠化帶的樹木移走，等地網(wǎng)施工完畢后再移植回綠化帶內(nèi)。地網(wǎng)施工完后，需從地網(wǎng)沿辦公大樓的墻角引接地主干線到通信機房和調(diào)度機房，材料為35平方BVR線纜。人工接地體采用熱鍍鋅鋼材，水平接地體采用40*4熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50*5熱鍍鋅角鋼。地網(wǎng)的制作方法：。人工接地體(包含接地模塊)在土壤中的埋設(shè)深度不應小于0.5m。埋

19、在土壤中的接地裝置，其連接應采用焊接，并在焊接處作防腐處理。垂直接地體宜直接打入地溝內(nèi)，其間距不宜小于其長度的2 倍并均勻布置。垂直接地體坑內(nèi)、水平接地體溝內(nèi)宜用低電阻率土壤回填并分層夯實。在高土壤電阻率地區(qū)，宜采用換土法、降阻劑法或其它新技術(shù)、新材料降低接地裝置的接地電阻。鋼質(zhì)接地裝置應采用焊接連接。其搭接長度應符合下列規(guī)定：1)扁鋼與扁鋼搭接為扁鋼寬度的2 倍，不少于三面施焊；2)圓鋼與圓鋼的搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；3) 圓鋼與扁鋼搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；4) 扁鋼和圓鋼與鋼管、角鋼、互相焊接時，除應在接觸部位兩側(cè)施焊外，還應增加圓鋼搭接件；5)焊接部位應作防腐處理。接地裝置連接應可靠，連接處不應松動、脫焊、接觸不良。接地裝置施工完工后，測試接地電阻值必須符合設(shè)計要求，隱蔽工程部分應有檢查驗收合格記錄。附件:公 司 簡 介 湖南普天科比特防雷技術(shù)有限公司是從事防雷產(chǎn)品研制、開發(fā)、生產(chǎn)及及服務于一體的高科技專業(yè)性防雷公司，為社會各界提供完善的防雷工程設(shè)計、產(chǎn)品安裝、檢測維護及技術(shù)咨詢，其主要產(chǎn)品有KBT系列電源防雷器和信號防雷器，共40余個品種。產(chǎn)品主要性能符合國際電工委員會標準IEC1312-3，ITV-TSK.11，ITV-TSK K20要求和有關(guān)國家標準，行業(yè)標準要求。擁有一流的雷電檢測中心，雷電試驗場所，科學的管理方式、先進的檢測手段、雄