智能樓宇雷電防護設計方案

1、智能樓宇雷電防護設計方案目錄一、概述二、現(xiàn)代雷電防護技術1. 現(xiàn)代防雷技術要點2. 雷電過電壓防護原理3. 防雷區(qū)劃分原則4. 雷擊防護等級分析三、雷害原因、雷害途徑與雷擊隱患1. 雷害原因分析2. 雷害途徑3. 雷擊隱患四、 設計說明1設計依據(jù)2措施和要求五、方案和配置1 .供電線路防雷電過壓保護2 .信息傳輸線路過電壓保護3 .等電位處理技術六、材料表一、概述雷電是一種自然放電現(xiàn)象。由于雷電放電電壓高、放電時間短，它的產生人類目前無法控制。雷云的生成、移動、放電的整個過程伴隨多種物理效應，女口: 靜電感應、高溫高熱、電磁輻射、光輻射等，這些物理效應的共同作用，已嚴重 危害室內弱電設備的安全

2、運行，甚至危及工作人員的安全。雷電災害嚴重性還表 現(xiàn)在波及面廣。主要有兩個方面的因素，首先積聚大量電荷的雷云有較大的活動 范圍及其放電過程的輻射范圍可覆蓋達幾十公里的范圍，其次地面各種網(wǎng)絡（電力、通信等網(wǎng)絡）的相互滲透、錯綜復雜。使雷電災害的范圍進一步擴大。在雷擊中心數(shù)公里范圍內都可能產生危險過電壓，損害線路上的設備。隨著現(xiàn)代電子技術的蓬勃發(fā)展，大量的微電子設備（系統(tǒng)）得以在工業(yè)控制中應用和聯(lián)網(wǎng)。由于其元器件的集成度愈來愈高， 信息存儲量愈來愈大，速度 和精度不斷提高，但工作電壓僅有幾伏，信息電流僅有微安級，因而對外界干擾極其敏感，對雷電等電磁脈沖和過電壓的承受能力相對脆弱，同時網(wǎng)絡廣域化又增

3、大了系統(tǒng) （設備）受干擾的可能性。 當雷電等引起的過電壓和伴隨的電磁場強 度達到某一閥值時，輕則引起系統(tǒng)失靈（誤動、信息丟失、特性變壞、運行不穩(wěn) 定等），重則導致整個電子系統(tǒng)或其元器件永久性損壞。據(jù)統(tǒng)計，雷電其中又以 雷擊電磁脈沖為電子系統(tǒng)事故的主要禍害， 且有逐年上升的趨勢。 因而，電子系 統(tǒng)（設備）特別是網(wǎng)絡信息系統(tǒng)（設備）必須實行雷電過電壓防護。二、現(xiàn)代雷電防護技術1. 現(xiàn)代防雷技術要點現(xiàn)代防雷技術強調全方位防護、綜合治理、層層設防。信息系統(tǒng)（國際電 工委員會標準將各種類型的電子系統(tǒng)， 如計算機、 通信設備、工業(yè)和商業(yè)自動化 控制系統(tǒng)等歸納為信息系統(tǒng)） 的防雷及過電壓防護是一種系統(tǒng)工程，

4、 必須貫徹整 體防護思想，綜合運用分流 （泄流）、均壓（等電位）、屏蔽、接地和保護（箝位）等各項技術，構成一個完整的防護體系（如下圖），才能取得明顯的效果外部防雷接閃越針網(wǎng)卅產屏 蔽 隔離雷電及過電壓防護內部防雷過電壓保護（信息系統(tǒng)及 電子設備、電氣設備）等電位聯(lián)結安全 距離I 外部電涌防F 雷擊電磁脈沖內部近旁電涌防護 內部操作過電壓IEC 61024 系列GB 5007-94（ 2000 版）GB 50057-94 （ 2000 版）IEC 61312 系列IEC 60364- （4，5）系列IEC 61643 系列2. 現(xiàn)代防雷框架圖德國專家希曼斯基所作過電壓保護理論與實踐一書中，寫出了

5、現(xiàn)代防雷系統(tǒng)的防雷框架圖：2.2具體防雷措施的作用接閃器（避雷針、網(wǎng)、帶）-接閃雷電流; 引下線和接地裝置引下線雷電流，防止反擊； 等電位連接 屏蔽 電涌保護器防止反擊；削弱感應；實現(xiàn)等電位連接；限制雷電波侵入； 限制感應電壓侵入 降低反擊的危害這是防雷措施，互相配合，各盡其職，缺一不可2.3 具體防雷措施2.3.1 外部防雷 外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防護直擊雷，它是防雷技術革新的 主要組成部分，其技術措施可分接閃器 （避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等金屬接閃器） 、 引下線、接地體和法拉等籠。按照國家建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057-942.3.2 等電位連接 等電位連接是將正常不帶電（

6、或不帶信息）的、未接地或未良好接地的設 備金屬外殼、電纜的金屬外皮、建筑物的金屬構架、 管線的橋架與接地系統(tǒng)作電 氣連接，防止在這此物件上由于感應雷電高壓或接地裝置上雷電入地高電位的傳 遞造成對設備內部絕緣、電纜芯線的反擊。根據(jù) GB50057-94 建筑物防雷設計規(guī)范第 條一條款規(guī)定的 “每幢建筑物本身應采用共用接地系統(tǒng)的原則構成圖所示”，也應對電力線路或線纜、通信線路或線纜通過電涌保護器實現(xiàn)與共用接地系統(tǒng)的等電位連接。根據(jù) GB9361-88 計算站場地安全要求GB2887-89 計算站場地技術條件和 GB50174-93 電子計算機機房設計 規(guī)范等相關要求，機房內設備（含電源避雷器、信號

7、避雷器）宜采用單點接地 方式實現(xiàn)等電位連接。2.3.3 線路屏蔽 在保護的空間內，當采用屏蔽電纜時其屏蔽層應至少兩端并在防雷區(qū)交界 處做等電位連接， 當系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時， 應采用雙層屏蔽。 引入 到遠端機房的非屏蔽線纜應敷設在金屬管道內， 實現(xiàn)導電貫通， 并連接到共用接 地體上。所選用的金屬管道最好采用鐵管。2.3.4 內部防雷 內部防雷系統(tǒng)主要是對建筑物內易受過電壓破壞的設備如計算機等電子設 備加裝過壓保護裝置，在設備受到過電侵襲時，保護裝置能快速動作泄放能量， 從而保護設備免受損壞。內部防雷又可分為電源防雷和信號防雷。電源防雷系統(tǒng) 電源防雷系統(tǒng)主要是防止雷電波通過電源線路對計

8、算機及相關設備造成危 害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀避雷器 后繼續(xù)毀壞后續(xù)設備， 以及防止線纜遭受二次感應， 依照有關防雷工程試行草案， 應采取分級保護、 逐級泄流的原則。 一是在樓電源的總進線處安裝放電電流較大 的一級電源避雷器， 二是在重要樓層或重要設備電源的進線處加裝二級或三級電 源避雷器。 為了確保遭受雷擊時， 高電壓首先經(jīng)過一級電源避雷器， 然后再經(jīng)過 二級電源避雷器， 一級電源避雷器和二級電源避雷器之間的距離大于 10-15 米， 如果兩者間距不夠， 可采用帶線圈的防雷箱， 這樣可以避免二級電源避雷器首先 遭受雷擊而損壞2.3.4.2 信號防雷系統(tǒng)

9、由于雷電波在線路上能感應出較高的瞬時沖擊能量，因此要求網(wǎng)絡通信設 備（視頻監(jiān)控設備、電力載波設備、 RTU 設備、計算機網(wǎng)絡設備等）能夠承受 較高能量的瞬時沖擊， 而目前大部分通信設備由于電子元器件的高度集成化而致 耐過壓、耐過流水平下降， 通信設備在雷電波沖擊下遭受過電壓而損壞的現(xiàn)象越 來越多，其后果是可能造成整個通信系統(tǒng)的運行中斷， 因此必須在網(wǎng)絡通信口處 加裝必要的防雷保護裝置以確保網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的安全運行。組成雷電防護的外部防雷、 內部防雷和過電壓防護三大部分是相互配合、 各 行其責，缺一不可的。2雷電過電壓防護原理過電壓是在雷電放電、 開關過程以及靜電放電時形成并沿線竄入的， 其可能

10、對信息系統(tǒng)造成危害的入侵渠道主要是：電源線、信號線和接地線。雷電過電壓防護的基本原理是在瞬態(tài)過電壓的極短時間內， 在被保護區(qū)域內 的所有導電部件之間建立一個等電位， 這種導電部件包括了供電系統(tǒng)的有源線路 和信號傳輸線， 也就是說為了對信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖的防護， 要用一種現(xiàn)代高 科技電涌防護器（ SPD ）設置在供電、信號線路上，使在極短的時間（ ns 級） 內，將可能產生高達千安級的雷電流從電源傳輸線和信號傳輸線分流或傳導入 地。3防雷區(qū)劃分原則將需要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)，是為了規(guī)定各部分空間不同的雷 擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位連接點的位置， 從而決定位于該區(qū)域內的電子設備采用何種

11、電涌保護器在何處以何種方式實現(xiàn)與共用接地體等電位聯(lián)結；GB50057-94 建筑物防雷設計規(guī)范認為：1 )電磁場強度沒有衰減、可能遭受直接雷擊和導走全部雷電流的空間區(qū)域，確定為 LPZOA ，例如：不在避雷針保護范圍內的建筑物 屋面區(qū)域，如果電子設備、 供電線路、 通信線路等處于該區(qū)域內， 將可能遭受直接雷擊的襲擊，電磁場強度很大；2 )電磁場強度沒有衰減、不可能遭到大于所選滾球半徑對應雷電流直接襲擊的區(qū)域，確定為 LPZOB ，例如：在避雷針保護范圍內 建筑物外部區(qū)域，如果電子設備、供電線路、通信線路等處于該 區(qū)域內，將可能遭受比較強大的雷擊電磁脈沖的襲擊；3 )流經(jīng)導體的電流比 LPZOB

12、 更小，不可能遭受直擊雷的襲擊區(qū)域，確定為 LPZ1 ，例如：在避雷針保護范圍內建筑物內部的最外部 分，如果電子設備、供電線路、通信線路等處于該區(qū)域內內，將 可能遭受較大的雷擊電磁脈沖的襲擊；4 )流經(jīng)導體的電流比 LPZ1 更小，不可能遭受直接雷的襲擊的區(qū)域，確定為 LPZn+1 ，例如：在避雷針保護范圍內建筑物內部的較內 部分，如果電子設備、供電線路、通信線路等處于該地區(qū)域內， 將可能遭受較小的雷擊電磁脈沖襲擊；視電子設備的精密程度， 確定具體的保護分區(qū)。在一般情況下，建筑物的防雷區(qū)可按下圖 劃分見圖3.2大樓防雷區(qū)劃分按一般原則確定具體防雷區(qū)，1）引入建筑物地下室總配電間的供電線路處于

13、LPZOB 和 LPZ1 區(qū)交界處； 2）引入樓層配電箱、消控 （BA） 中心、計算機房、 程控機房、 衛(wèi)星有線電視機房配電箱、 電梯控制機房配電箱、 會議中心機房配電 箱、多功能廳配電箱處于 LPZ1 和 LPZ2 區(qū)交界處； 3 ）從建筑物室外引入的各 種信號電纜如 3 類電纜、通信光纜、有線電視電纜、衛(wèi)星接收用天饋通信電纜 處于防雷區(qū) LPZOB 和 LPZ1 區(qū)交界處； 4 ）建筑物內的各種智能控制電纜、計 算機通信電纜（光纜或五類線纜）、有線電視電纜處于 LPZ1 和 LPZ2 區(qū)交界處； 5 ）建筑物屋面安裝的衛(wèi)星接收裝置處于 LPZOB 區(qū)；3.3 GB50057 94 建筑物防

14、雷設計規(guī)范第 條規(guī)定“由于工藝 要求或其他原因， 被保護設備不會正好設在兩防雷區(qū)界面處而是設在其附近， 在 這種情況下， 當線路能承受所發(fā)生的電涌電壓時， 電涌保護器可安裝在被保護設 備處，而線路的金屬保護層或屏蔽層宜首先于界面處做一次等電位連接” ，因此， 在線路的金屬保護層或屏蔽層于界面處做一次等電位連接 （接地） 后，將電涌保 護器安裝在被保護設備處， 即安裝在變電站總空氣開關后、 樓層配電箱內、 機房 重要設備用電處，通過在供電線路上并聯(lián)安裝電涌保護器和在通信線路上串聯(lián)安 裝電涌保護器，從而使供電線路、通信線路（ 25ns 內）與共用接地體實現(xiàn)瞬間 等電位連接；4雷擊防護等級分析信息系

15、統(tǒng)的防雷擊電磁脈沖設計最好是在雷害風險評估的基礎上進行，但 目前還沒有成熟而又細致的信息系統(tǒng)的雷害風險評估方法。 以下介紹的方法可以 窺見影響信息系統(tǒng)工程的雷害風險評估的各種因素， 其主要原則是： 綜合考慮信 息系統(tǒng)所處的環(huán)境、設備重要性、雷擊后果的嚴重程度、雷擊概率、系統(tǒng)可接受的雷擊次數(shù)等，最后確定雷電防護等級。4.1 雷擊概率計算1 ) 按當?shù)乩纂娀顒訌姸扔嬎憷讚舻孛娓怕蔔g=0.024T d4/3次/Km 2年，其中Td當?shù)啬昶骄妆┤? ) 計算建筑物雷擊概率Nd=KN gAe次/ 年其中：K選擇性系數(shù)Ae 建筑物雷擊等效面積。從其實際面積向外擴大。擴大程度與建筑物平面面積和高度有關當

16、建筑物高度H小于100m，其每邊的擴大寬度D和等效面積Ae按下式 計算：D=sqrtH (200-H )Ae=LW+2 (L+W) *sqrtH (200-H ) + n *H (200-H ) *10-6 其中：D 每邊擴大寬度，mL, W, H建筑物長寬高，m-6當建筑物高度H等于大于100m ,其每邊的擴大寬度D等于H，等效 面積Ae按下式計算：Ae=LW+2 (L+W ) *H+ n *H 2*104.2 可接受雷擊次數(shù)計算 /信息系統(tǒng)可接受雷擊次數(shù)計算Nc=5.8*10 -3 /C次/ 年C=C1+C2+C3+C4+C5其中： C 影響因素總和C1- 建筑物結構、材料因素金屬材料0.

17、5鋼筋混凝土1.0磚混結構1.5磚木結構2.0木結構和其它易燃材料 2.5C2- 信息系統(tǒng)重要程度一般設備0.5GB9361-88 中 C 類機房 1.0GB9361-88 中 B 類機房 2.0GB9361-88 中 A 類機房 3.0C3- 電子設備耐沖擊能力因素與設備耐沖擊能力接地等電位連接線纜屏蔽等 一般0.5較弱1.0相當弱3.0C4- 電子設備所處的防雷區(qū)因素1.0LPZ2 及以上 0.5LPZ11.52.0LPZObLPZO aC5-電子設備雷擊后果嚴重程度因素業(yè)務中斷不產生不良后果0.5業(yè)務原則上不允許中斷，但中斷無嚴重后果1.0業(yè)務不允許中斷，且中斷有嚴重后果1.54.3信息

18、系統(tǒng)雷擊防護等級的確定根據(jù)無保護下，系統(tǒng)的雷擊概率 Nd與可接受雷擊次數(shù)NC比值，即要求提高電子設備防雷擊的可靠性，確定信息系統(tǒng)雷擊防護等級：詳見下表。比值防護等級電涌保護器保護級數(shù)Nd/ N c>50A3-450> Nd/ N c>20B2-320> N d/ N c>5C25> N d/ N cD1以上風險評估方法未計算雷電感應、侵入波，也未考慮由雷害造成的直接 經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失。三、雷害原因、雷害途徑與雷擊隱患1.雷害原因分析從許多的雷害案例中，我們不難發(fā)現(xiàn)建筑物都已經(jīng)設計了符合相關建筑防雷規(guī)范的避雷針（網(wǎng)、帶），但為什么還會發(fā)生雷電災害？其實，

19、避雷針能很有效的防止直擊雷危害，而對傳導雷擊、感應雷擊和雷電的電磁感應現(xiàn)象是無能為力 的，造成電子設備損壞主要原因是：1 1 建筑按照 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057-94 設計的外部防雷系統(tǒng)在接 閃雷電通過主鋼筋引下線 （或單設引下線） 對地泄放過程中， 將在引下線周圍形 成比較強大的瞬變磁場， 從而使引入到建筑物的電力電纜線、 通信電纜線、 有線 電視電纜線感應產生感應電勢， 從而有可能擊壞與其聯(lián)接的各種電子設備。 或使 電子設備經(jīng)常處于浪涌沖擊狀態(tài)而降低電子設備的使用壽命， 增加故障： 根據(jù)在 避雷針引下線附近開口金屬環(huán)上產生感應電勢的計算公式：Em=2 X 10-7L X Ln（1

20、+Xi） /X i X dl/dt，取一個5m X 5m的開口金屬環(huán)，在 2.5ms內雷電流峰 值為 100KA （概率大于 11% ），距離接閃點 200m 處，其感應電勢為 1000V ， 因此建筑物內緊靠接閃器引下線的各種電纜有可能感應出幾千伏的高電壓， 足以 擊壞附近的電子設備。 平時， 我們在計算機旁接通移動電話的瞬間， 計算機顯示 屏會出現(xiàn)閃動現(xiàn)象， 這就是電磁波對計算機的干擾現(xiàn)象， 移動電話的信號強度約 為 3dB ，其對計算機的干擾已見一斑，更何況強大的雷電波信號？這也是我們 在雷雨天氣關機的直接原因；i2 引入建筑物的電力電纜線、 通信電纜線、 有線電視電纜線在遠處遭受雷擊，

21、 浪涌沿著電力電纜線、 通信電纜線、 有線電視電纜線傳導至室內， 從而沖擊電子 設備；i3 大樓總配電的變壓器高壓側、低壓側分別安裝使用高壓和低壓避雷器，能 保證變壓器的絕緣不會擊穿，但其低壓避雷器在接閃雷電 3-5KA 后，其殘壓將 達到 2i00-2600V ，將沿著電力電纜線傳輸?shù)浇ㄖ飪扔秒娫O備，從而破壞電 子設備；i4 各種自動化控制設備使用了大量的接觸器、可控硅和變頻技術，在這些設 備開關工作時，瞬間會產生大量的開關過電壓、 諧波等，尤其是采用變頻控制技術后，其產生諧波過電壓過電流遇到容性阻抗的放大作用， 將有可能擊毀電子設 備；各種控制技術產生的開關過電壓我們平時也能時常感受到，

22、如在看電視突然開燈，電視畫面出現(xiàn)瞬間閃動現(xiàn)象；從側面說明，由于我國電網(wǎng)質量較差，電子 產品的壽命會比國外低得多的原因；1 . 5工作內域在使用電焊機、電錘、電鉆進行維修作業(yè)或裝修作業(yè)時，會產生 工業(yè)過電壓，從而沿著電力電纜線傳輸?shù)骄蛹译娮釉O備，沖擊或毀壞電子設備；1 . 6電子設備隨著集成化程度的提高，其抗過電壓過電流能力的下降，PC機浪涌承受/保護電壓見下表（單位伏）：對象絕緣耐壓值標稱安全電壓推薦保護電壓數(shù)據(jù)來源交流電源插口1800800300PCMagaz ine電話RJ11接口1300800260FCC Part68RS232接口/2527ELA 232-D 標準以太網(wǎng)/1010Met

23、allic當瞬間電壓超過其絕緣耐壓值時，電子設備的安全性能降低，甚至被毀。因而電子設備的瞬間旱災電壓應該小于其絕緣耐壓值，正常的工作電壓應小于保護電壓。以下公布的是國內外集成電路損傷功率值表：型號器件功能損 傷 功 率（W）輸入線輸出線電源線仙 童9930雙路四輸入門730290660Motorola運算放大器890150005400Mcl539GMotorola5輸入門20209504400Mc301GT 19464路雙輸入與非門4060870元器件的損傷功率小，就有可能遭到損壞1 . .7電子設備在設計過程中，已經(jīng)采用了許多保護器件，如快熔、空氣開關、繼電保護器件等，每種器件都有特有的動態(tài)

24、響應時間，每種電子設備也有保護響 應時間，如空氣開關、繼電保護器件其動態(tài)響應時間約在200ms左右，而雷電波浪涌的波峰約在2-5卩s前到達，我們平時以8/20卩s或10/350卩s波型用 來模擬雷電波，當雷電波到達時，電子設備的各種保護器件無法及時響應， 從而 損壞電子設備。1 . 8有些電子設備，如UPS、功率放大器、交換設備等已經(jīng)考慮了相應的防雷 措施。已具備了一定的防（雷擊）浪涌能力，但大部分的電子設備至多只考慮了 一級防雷措施，而且其最大放電電流一般只有 500A，最大也只有3000A左右, 較大的雷電流將可能擊壞保護器件而串入到后續(xù)設備，也因雷電波經(jīng)一級泄流后產生的較大殘壓（一般為1

25、200-2000伏）經(jīng)常沖擊后續(xù)設備而損壞或降低了設 備使用壽命，尤其對使用在野外的設備；2.雷害途徑2. 1直擊雷雷電直接擊中地面建筑物，然后經(jīng)接地裝置泄放入地。雷擊全過程包括首次雷擊、后續(xù)雷擊和長時間雷擊，首次雷擊幅值最大，后續(xù)雷擊的陡度最大，按照GB50057-94建筑物防雷設計規(guī)范附錄六“雷電流”中的相關規(guī)定，按二類防雷建筑物設計，其首次雷擊、后續(xù)雷擊的相關數(shù)據(jù)如下表：著次雷擊和后續(xù)雷擊持雷電流參量表首次雷擊后續(xù)雷擊備注電流幅值1 （kA）15037.5波頭時間Ti （卩S）100.25半值時間T2 （卩S）350100平均陡度I/ T 1 （ kA/卩S）15150根據(jù)我國對年平均雷

26、暴日大于20天的地區(qū)統(tǒng)計強度概率公式為LgP=-（1/108）*I的統(tǒng)計計算所得的概率表如下:雷電流（kA ）150100654024概率P3%11%36%70%85%歷史氣象資料統(tǒng)計表明：杭州年平均雷暴日多于56天，屬雷電多發(fā)地域所處地理環(huán)境為平原水域，容易吸引空間雷電，相對增加雷擊概率。2.2反擊因已經(jīng)按照標準設計安裝了相應的直擊雷防護系統(tǒng)，大樓的電子設備不大 可能遭受直擊雷的襲擊，電子設備遭受破壞的可能方式是直擊雷電流通過接地裝 置時造成的高電壓使電子設備的薄弱環(huán)節(jié)擊穿。2. 3雷電波侵入與大樓各種供電設備、弱電設備相連的各種引入線纜（如電力電纜、有線 電視線纜、衛(wèi)星饋線線纜、郵電通信線

27、纜、視頻監(jiān)控線纜、設備控制線纜等）遭 受直擊雷或感應，雷電流沿線侵入2. 4 雷電感應 大樓的外部防雷系統(tǒng)接閃直擊雷通過引下線時引起大樓內部各種線纜感應產生感應過電壓。3. 雷擊隱患 由于雷電的多發(fā)特征，對于強電而言，通過建筑物外部避雷設施引雷泄流 過程中產生的雷擊電磁脈沖容易造成智能樓宇室內現(xiàn)代化智能設備受損。 我們認 為主要雷擊隱患有：（1）、室內的現(xiàn)代化智能設備抗干擾能力脆弱，低壓配電線路無防雷擊電 磁脈沖裝置，易受雷擊電磁脈沖侵入。（ 2）、信息傳輸線路外部引入的光纜雖然雷擊電磁脈沖不易侵入，但通過 光電轉換后的五類線等各種信號線路在各設備的遠距離連接仍可能 受雷擊電磁脈沖侵入致?lián)p弱電

28、設備。四、設計說明 為最大限度地減少雷電對智能建筑的侵害，減少雷擊事故發(fā)生概率，保障 建筑大樓系統(tǒng)安全可靠運行， 根據(jù)“浙江省實施中華人民共和國氣象法 辦法”、 “省政府辦 199775 號”、“浙公 19979 號文件”之規(guī)定，我們對其現(xiàn)場情況 進行分析，提出合理解決辦法。1 設計依據(jù)1）、中華人民共和國氣象法 2001 2）、建筑物防雷設計規(guī)范 GB 50057-94 （ 2000 版）3）、電子計算機機房設計規(guī)范 GB 50174-934）、雷電電磁脈沖的防護 IEC-613125）、民用建筑電氣設計規(guī)范 YGJ/T166）、計算機機房場地技術要求 GB2887-897）、計算機機房場地

29、安全要求 GB9361-88 8 ）、GA 2732措施和要求2 1 措施室內防雷 就三個方面對設備和系統(tǒng)進行雷擊電磁脈沖防護：（1 ） 供電線路的雷擊電磁脈沖防護電源防雷系統(tǒng)主要是防止雷電波通過電源線路對計算機及相關設備造 成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊 毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設備， 以及防止線纜遭受二次感應， 依照有關防雷 工程試行草案， 應采取分級保護、 逐級泄流的原則。 一是在樓電源的總進線 處安裝放電電流較大的一級電源避雷器， 二是在各樓層或重要設備電源的進 線處加裝二級或三級電源避雷器。 為了確保遭受雷擊時， 高電壓首先經(jīng)過一 級電源避雷器， 然

30、后再經(jīng)過二級電源避雷器， 一級電源避雷器和二級電源避 雷器之間的距離大于 10-15 米，如果兩者間距不夠，可采用帶線圈的防雷 箱，這樣可以避免二級電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。（2 ） 信號線路的雷擊電磁脈沖防護由于雷電波在線路上能感應出較高的瞬時沖擊能量，因此要求網(wǎng)絡通信設備（視頻監(jiān)控設備、電力載波設備、消控設備、廣播設備、計算機網(wǎng)絡設備等）能夠承受較高能量的瞬時沖擊， 而目前大部分通信設備由于電子元 器件的高度集成化而致耐過壓、 耐過流水平下降， 通信設備在雷電波沖擊下 遭受過電壓而損壞的現(xiàn)象越來越多， 其后果是可能造成整個通信信息系統(tǒng)的 運行中斷，因此必須在網(wǎng)絡通信口等處加裝必要的防雷

31、保護裝置以確保網(wǎng)絡 通信系統(tǒng)的安全運行。（3 ） 均壓等電位連接技術等電位連接是將正常不帶電（或不帶信息）的、未接地或未良好接地 的設備金屬外殼、 電纜的金屬外皮、 建筑物的金屬構架、 管線的橋架與接地 系統(tǒng)作電氣連接，防止在這此物件上由于感應雷電高壓或接地裝置上雷電入 地高電位的傳遞造成對設備內部絕緣、 電纜芯線的反擊。根據(jù) GB50057-94 建筑物防雷設計規(guī)范 第 條一條款規(guī)定的 “每幢建筑物本身應采用 共用接地系統(tǒng)的原則構成圖所示” ，也應對電力線路或線纜、通信線路或線 纜通過電涌保護器實現(xiàn)與共用接地系統(tǒng)的等電位連接。根據(jù) GB9361-88 計 算站 場地 安全 要求、 GB288

32、7-89 計算站場地 技術 條件 和 GB50174-93 電子計算機機房設計規(guī)范等相關要求，機房內設備（含 電源避雷器、信號避雷器）宜采用單點接地方式實現(xiàn)等電位連接。2 2 要求室內防雷：（1） 按標準和規(guī)范在供電線路、 信息傳輸線路設置高科技防雷裝置 （SPD ） （2 ） 在機房主要電子設備之間實施等電位處理， 使雷擊電磁脈沖侵入的雷電流能夠快速、安全入地，以維護智能系統(tǒng)的安全運行五、方案和配置1 供電線路雷擊電磁脈沖防護雷擊事例表明，從供電線路入侵的雷擊電涌脈沖占雷擊事故的大部分，可 直接損害計算機、通信系統(tǒng)；而變壓器、 UPS 等設施不能消除雷擊電涌脈沖。 因此，按 IEC 6131

33、2 與 GB 50057-94（2000 版）的原則，信息系統(tǒng) （計算機， 通信和各類電子系統(tǒng) ）的供電線路上應設置多級 SPD 防護措施（一般為三級、 貴 重設備為四級配置），從而將雷擊電涌脈沖降到設備能承受的水平。另外，雷電流主要是由首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流所組成。因此，雷 擊電涌脈沖防護必須考慮到如何抑制（或分流）首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電 流。在設計供電線路雷擊電涌脈沖防護方案（須采取多級防護措施）的同時， 還必須考慮防護器件各級之間的能量配合及設備所能承受的 SPD 的殘壓。室內雷擊電涌脈沖防護的重點為供電線路的防護。 依據(jù)現(xiàn)代防雷技術要求并結合實際情況，防雷方案如下：第一級電源防雷

34、：根據(jù)國家有關低壓防雷的有關規(guī)定，外接金屬線路進入建筑物之前必須埋 地穿金屬管槽 15 米以上的距離進入建筑物， 且要在建筑物的線路進入端加裝 低壓 SPD （避雷器）。具體措施：在綜合樓低壓配電房電源輸入端，安裝型號為：尚普 SP-B-100/4 三相電源防雷器共 2 套，作為第一級防雷。（按 2 組電 源進線設計）第二級電源防雷：1.8 千第二級防雷器，作為次級防雷器，可將高達幾千伏的過電壓限制到 伏以下，雷電多發(fā)地帶需要具有 40KA 的通流容量，防雷器可并聯(lián)安裝在每 層樓（或機房）分配電柜電源輸入端，配電柜的電源是三相四線制，此級防 雷器并聯(lián)安裝，對后接設備的功率不限。 具體措施：在每

35、層樓的分配電柜電源輸入端， 安裝型號為：尚普 SP-C-40/4三相電源防雷器共 23 套，（每層按 1 套設計），作為第二級防雷。 在監(jiān)控消控機房的配電柜電源輸入端，安裝型號為：尚普SP-C-40/4 三相電源防雷器共 1 套，作為第二級防雷。在機房 UPS 電源進線端安裝型號為：尚普 SP-C-40/4 三相電 源防雷器共 1 套，作為第二級防雷保護。第三級防雷系統(tǒng)：第三級防雷即用電設備的末級防雷，這也是系統(tǒng)防雷中最容易被忽視的 地方，現(xiàn)代的電子設備都使用很多的集成電路和精密的元件，這些器件的擊 穿電壓往往只是幾十伏，最大允許工作電源也只是 mA 級的，若不安裝第三 級電源防雷器，而進入設

36、備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對后接設備造 成很大的沖擊，并導致設備的損壞。作為第三級的防雷器，要求有 10KA 以 上的通流容量。單相的用電設備，可以選用精細過壓保護器，其串聯(lián)在設備前端，對內 部產生的操作過電壓（如感性或容性負載設備的啟動或關機等）和高壓靜電 有極好的防范效果。精細過壓保護器對后接功率有所限制，后接設備功率不 宜超過 2000W 。針對功率大于 2000W 的設備，單相供電應選用尚普 SP-C-20/2 電源防 雷器，三相供電設備選用尚普 SP-C-20/4 電源防雷器。 此型防雷器并聯(lián)安裝， 對后接設備功率無限制。具體措施：在電腦主機房內各臺服務器的電源前各串聯(lián)安裝一套

37、尚普 SP-D-5/LN 精細過壓保護器 , 作為服務器電源線路的防護，估需三 套。在電腦主機房機柜供電和各樓層的網(wǎng)絡交換機機柜供電的電源 輸入端 ,每個機柜串聯(lián)安裝一套尚普 SP-D-5/LN 精細過壓保護器 ,作 為電源三級防護，估需三十套。在其它重要設備衛(wèi)星接收機的電源輸入端（如：衛(wèi)星接收機、有 線廣播系統(tǒng)的節(jié)目播放器、 監(jiān)控機房內電視幕墻、 視頻分配和矩陣設 備、消防自動報警設備等） ,串聯(lián)安裝一套尚普 SP-D-5/LN 精細過 壓保護器 ,作為衛(wèi)星接收機的電源三級防護，估需十套。2 信息傳輸線路 雷擊電磁脈沖防 護信息傳輸線路對防雷擊電涌有更高要求，雷擊電磁脈沖是計算機網(wǎng)絡雷害 事

38、故的主要禍害。這些信息傳輸線路上的雷電感應電壓脈沖幅值最高可達數(shù) kV 級，持續(xù)幾個微秒，足以擊毀集成電路元件。因此，必須在系統(tǒng)或設備的各進出 傳輸線路安裝相應的雷擊電涌防護器（ SPD ），一旦線纜上遭雷擊電涌入侵，由 于 SPD 的作用，系統(tǒng)或設備的各端口電壓大致抑制到可承受水平（處等電位） 從而使系統(tǒng)設備不致?lián)p壞信號防雷器的配置應按信號的的傳輸速率、電壓、工作電流、插入損耗和 接口型號選擇。另外，內部計算機、控制終端及各種類網(wǎng)絡的非屏蔽數(shù)據(jù)線，應 在設備的一端采用數(shù)據(jù)線 SPD保護，若長度大于50m，應在兩端采用數(shù)據(jù)線 SPD保護。信號防雷器具體配置如下：計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)保護在部分線路較長

39、的網(wǎng)絡交換機前加裝網(wǎng)絡專用防雷器， 以確保網(wǎng)絡交換機的 雷擊安全保護。若主級與次級網(wǎng)絡交換機之間屬于光纖線路的，而光纖線路本身 并不傳導雷電流，因此無需考慮此段線路的雷電防護，而只對五類線（超五類線） 的網(wǎng)絡線路進行防護。具體措施：針對網(wǎng)絡交換機的防護，可以選用尚普 SP-J-RJ45-10 防雷器, 估需十只。電視監(jiān)控系統(tǒng)大樓的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，分為監(jiān)控頭和機房內二部分防雷保護。具體措施：1、室外攝像頭室外型攝像槍（帶云臺）在解碼器前端，安裝三合一型SP-XBNC220防雷器，包含電源、視頻接口、控制回路防雷器，作 為室外型攝像槍（帶云臺）的保護，估需二只。室外型攝像槍（不帶云臺）在 攝像 槍前

40、端安裝二合一型SP-BNC220 防雷器，包含電源、視頻接口防雷器，作為室外型攝像 槍（不帶云臺）的保護， 估需二只 。2、閉路監(jiān)控室1 ）在硬盤錄像機視頻輸入端口安裝 SP-S75-BNC 信號 SPD ， 估需二十只 ；2 ）在信號控制線上安裝 SP-X-6 信號 SPD ，估需五只 ；防盜報警系統(tǒng)在進入機房內的 1 對紅外線對射報警探頭通訊線路輸入端， 安裝SP-X-48 信號 SPD ，估需五只。在周邊圍墻上的 1 對紅外線對射報警探頭通訊線路端，安裝SP-X-48 信號 SPD ，估需五只。消防報警系統(tǒng)作為報警控制線路的防護， 分為報警器和機房內報警控制設備二部分防雷 保護。 具體措

41、施：在消防部的控制機房的報警設備控制線路的接入端，安裝SP-X-48 信號 SPD 控制線路防雷器作為控制線路防護，每套防 雷器可作為二對控制線路的防護，估需五只。在綜合樓的每個報警器控制線路的接入端，安裝 SP-X-48 信號 SPD 防雷器作為控制線路防護， 每套防雷器可作為二對控制線路的防護，估需五只。智能卡系統(tǒng)作為智能控制系統(tǒng)控制線路的防護，分為控制器和機房內服務器二部分防雷保護。 具體措施：在電腦機房內服務器的控制線路輸入端， 安裝 SP-X-12 信號 SPD 控制線路防雷器作為控制線路防護，每套防雷器可作為二對控制 線路的防護，估需五只。在每臺讀卡器、考勤機、門禁控制器等設備的控

42、制線路輸入端， 安裝 SP-X-12 信號 SPD 控制線路防雷器作為控制線路防護，每 套防雷器可作為二對控制線路的防護，估需五只。有線廣播系統(tǒng)作為有線廣播系統(tǒng)的音頻線路的防護，只對廣播室內功放機的音頻線路作 防雷保護。 具體措施：在每個分區(qū)的功放線路輸出端，安裝 SP-DC110/2 防雷器作為 音頻線路防護，估需三十套。衛(wèi)星接收系統(tǒng)在接收機的每條天饋線接入端，各串聯(lián)安裝一套 SP-T50-F 防雷 器，估需三只。有線電視系統(tǒng)在視頻分配器的視頻線路接入端，安裝一套單路視頻防雷器SP-S75-F 作為有線電視分配器的防護，估需三只。通信系統(tǒng)保護通信線路一般為 PSTN 電話線路設備（如程控交換

43、機、撥號 MODEM 等） 和 DDN 或 ADSL 專線等。通信系統(tǒng)和電源系統(tǒng)類似， 遭受雷擊的主要原因除直 接遭受雷擊外還有建筑物外通過傳輸線路引入和 1 公里范圍內發(fā)生雷擊時的感 應雷。當雷擊發(fā)生時，通訊線路和網(wǎng)絡線路仍然會流入大約10% 的雷擊能量，因此這部分的防雷也是非常關鍵的。在機房每臺拔號上網(wǎng) MODEM 的通訊線接入端， 各安裝一套 SP-Y-RJ11 防雷器，估需五只。在機房每臺 DDN 專線 MODEM 的通訊線接入端， 各安裝一 套 SP-Y-RJ11 防雷器，估需五只。在機房每臺 ADSL 專線 MODEM 的通訊線接入端，各安裝 一套 SP-Y-RJ11 防雷器，估需

44、五只。3 機房接地與 等電位處理技術有的單位遭雷擊后， 有關人員認為房子上面已有避雷、 已有接地為什么還會 被雷擊？這是往往由以下兩個原因造成： （ 1）雷擊電磁脈沖入侵（損壞于無形）2）設備與設備之間接地沒采取等電位技術處理。這就要求實行室內雷擊電磁脈沖 SPD 防護措施和建立完善的接地等電位系統(tǒng)1）、接地放式大樓中信息系統(tǒng)弱電系統(tǒng)眾多，還有交流和直流電源系統(tǒng)，各個系統(tǒng)都有 獨自的接地要求，按功能分有防雷地、工作交流地（ N 線）、靜電地、屏蔽地、 直流地、絕緣地、 安全保護地等， 為了各接地裝置之間不能經(jīng)土壤擊穿和避免相 互干擾，防雷接地與其它接地裝置在土壤中需隔開較大的距離（如 20m

45、），由于 城市中大樓的接地裝置受到接地裝置場地的限制， 無法實現(xiàn)上述距離間隔， 因此 按照現(xiàn)行的國家相關防雷標準， 應將上述接地實現(xiàn)共用接地系統(tǒng)。 在電子設備有 特殊要求時， 應采用瞬態(tài)接地技術， 即在建筑物外部防雷系統(tǒng)的共同接地體與機 房電子設備接地間串聯(lián)一只地網(wǎng)均壓儀。明確地講，所說的共用接地系統(tǒng)是將防雷地、 工作交流地（N線）、靜電地、 屏蔽地、直流地、絕緣地、安全保護地等做在一個接地裝置上（通常是大樓基礎 地），接地電阻值取其中最低值。完全的共地系統(tǒng)不僅采用公共的接地裝置，而 且采用公共的接地系統(tǒng)，共地使電子設備無法受到地電位反擊。智能建筑心須有良好的接地裝置以及良好的接地系統(tǒng)。在智能建筑的共用 接地系統(tǒng)是以