福建省建陽市金石礦業(yè)有限公司機(jī)房防雷接地工程設(shè)計(jì)方案

1、福建省建陽市金石礦業(yè)有限公司機(jī)房防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案福建國智計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程有限公司（國家乙級防雷資質(zhì)）二一三年六月第一章 前 言雷擊是世界上嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，近幾年來隨著我國通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)越來越深入人們生活和工作中，同時也預(yù)示著數(shù)字化、信息化時代的來臨。這些微電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的普遍應(yīng)用，使得人及設(shè)備的防雷安全問題顯得越來越重要。由于微電子設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓、和低功耗等特性，這就使其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感。因此，由于雷擊現(xiàn)象導(dǎo)致對建筑、各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、人員安全等造成的事故越來越多，損失越來越大。為了

2、加強(qiáng)對機(jī)房的通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等弱電電子設(shè)備采取有效實(shí)用的防雷保護(hù)措施，保障機(jī)房系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行，減小雷電感應(yīng)對電子信息設(shè)備的影響，我們將因地制宜地采取綜合系統(tǒng)防雷安全措施，根據(jù)環(huán)境因素、雷電活動規(guī)律、設(shè)備所在雷電防護(hù)區(qū)和系統(tǒng)對雷電電磁脈沖的抗擾度、雷擊事故受損程度以及系統(tǒng)設(shè)備的重要性，采取相應(yīng)的雷電防護(hù)，防止或減少雷擊所發(fā)生的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、全面加強(qiáng)防護(hù)。第二章 現(xiàn)場勘察情況經(jīng)現(xiàn)場勘察，機(jī)房位于一樓。土壤為沙包土為主；土壤電阻率約在800M。該地區(qū)累計(jì)年平均雷電日數(shù)為45.2天；雷擊大地的年平均密度3.21次/(km2·

3、a)，因此該區(qū)極易遭受直擊雷破壞。引發(fā)設(shè)備等被擊壞的可能。經(jīng)過認(rèn)真查閱相關(guān)氣象、雷電資料，屬于國家防雷安全規(guī)范規(guī)定的重雷區(qū)。根據(jù)營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)和機(jī)房所在位置環(huán)境條件、雷電活動規(guī)律以及建筑物電子信息系統(tǒng)的重要性和使用性質(zhì)，按國標(biāo)GB5057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，該機(jī)房雷電防護(hù)等級可劃分為二類。第三章 雷電防護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)：建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-2010年版)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（GB50343-2004)雷電電磁脈沖的防護(hù)（IEC61312）建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范（GB/T21431-2008） 符合其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范. 第四章 雷電防護(hù)設(shè)計(jì)方案根據(jù)建

4、筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-2010版)的規(guī)定和建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB50343-2004（表4.3.1建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級的選擇表）的要求，按C級雷電防護(hù)等級對該信用社營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行綜合雷電防護(hù)設(shè)計(jì)。應(yīng)甲方委托，對機(jī)房接地極、機(jī)房等電位措施進(jìn)行整改設(shè)計(jì)：一、內(nèi)部綜合防雷措施（一）電源系統(tǒng)的綜合防雷: 根據(jù)國標(biāo)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范的標(biāo)定，電源線路浪涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流參數(shù)要求達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：保護(hù)分級LPZ0區(qū)與LPZl區(qū)交界處LPZl與LPZ2、LPZ2與LPZ3區(qū)交界處直流電源標(biāo)稱放電電流(kA)第一級標(biāo)稱放電電流(kA)第二級標(biāo)稱放電電流(k

5、A)第三級標(biāo)稱放電電流(kA)第四級標(biāo)稱放電電流(kA)8/20s10/350s8/20s8/20s8/20s8/20sA級20804020l0l0B級15604020直流配電 系統(tǒng)中根據(jù)線路長度和工作電壓選用標(biāo)稱放電電流l0kA適配的SPDC級12.55020D級l2.55010由于監(jiān)控視頻網(wǎng)點(diǎn)電力供電系統(tǒng)是由監(jiān)控中心引入，屬于二級配電，并且電源進(jìn)戶沒有采取任何防雷措施。因此，我們主要對低壓供配電系統(tǒng)采取以下的防雷保護(hù)方案： 1在主配電箱處安裝第一級10/350ms波形浪涌保護(hù)器，經(jīng)計(jì)算選用LDY-75B/SH/4型號的產(chǎn)品，并以最短距離將保護(hù)器的接地線接到接地匯流排上。其技術(shù)要求如下：（1

6、）雷電脈沖電流Iimp(kA)25 kA;（2）持續(xù)運(yùn)行電壓385420V;（3）電壓保護(hù)水平2.5KV。2第二級電源防雷器引用原有避雷器；3.各級浪涌保護(hù)器（SPD）接地線應(yīng)平滑與各等電位接地銅排就近相連接。 (二)地網(wǎng)建設(shè)良好的接地是各種設(shè)備正常運(yùn)行和雷電防護(hù)有效性的基本保證，隨著電子技術(shù)日益向高頻率、高速度、高可靠性、高靈敏度、高密度（小型化、大規(guī)模集成化）、大功率、小信號運(yùn)用和復(fù)雜化方向發(fā)展，電磁干擾已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常工作的突出障礙，因此，各接地系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)能滿足抗干擾和安全兩方面的要求。為了達(dá)到降低接地網(wǎng)接地電阻之目的，首先需要從理論上研究降低接地電阻的方法。由公式R=/C可以看出，

7、降低接地電阻有以下兩種途徑：一是增大接地體幾何尺寸，以增大接地體的電容C；二是改善地質(zhì)電學(xué)性質(zhì)，減小地面的電阻率和介電系數(shù)。接地網(wǎng)是接地系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其由外層接地環(huán)（網(wǎng)）、水平接地體（網(wǎng)）和垂直接地極（體）組成。以下是對該視頻監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)降低接地電阻所采用的幾種綜合措施。 1.有限區(qū)域增大接地網(wǎng)面積由上面接地電阻的物理概念，大地電阻率和介電系數(shù)不容易改變，而接地電阻R與接地網(wǎng)電容C成反比：從理論上分析，接地網(wǎng)電容C主要由它的面積尺寸決定，與面積成正比，所以接地網(wǎng)面積與接地電阻成反比。減小接地網(wǎng)接地電阻，增大接地網(wǎng)面積是可行途徑。一個有多根水平接地體組成的接地網(wǎng)可以近似地看成一塊孤立的平板，借用平板接

8、地體接地電阻計(jì)算公式，當(dāng)平板面積增大一倍時，接地電阻減小29.3%。2、地網(wǎng)邊緣添加降阻模塊接地模塊性能特點(diǎn)：內(nèi)置的防腐金屬電極、周圍密實(shí)包裹這物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的低電阻導(dǎo)電材料，保證了接地模塊的導(dǎo)電性不受季節(jié)影響。它具有吸濕、保溫特性，接地模塊電阻低且能保持長期穩(wěn)定；在高土壤電阻率地區(qū)，能有效降低地網(wǎng)接地電阻。經(jīng)多次大電流沖擊后，阻值不增大，無變硬、發(fā)脆、斷裂等現(xiàn)象發(fā)生，耐腐蝕、無毒害、對環(huán)境五污染。使用壽命長，大于30年。施工方便，不受氣候和地質(zhì)條件的影響。3、 地網(wǎng)內(nèi)增加降阻劑 由于地理環(huán)境原因，因此需在地網(wǎng)內(nèi)設(shè)置降阻劑，設(shè)置為每米15KG左右。接地故障電流主要集中在接地網(wǎng)的邊緣，因此，接

9、地網(wǎng)的邊緣應(yīng)考慮集中降阻的處理。在廠區(qū)視頻監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)接地網(wǎng)的外圍每隔5m到10米布置一塊低電阻率接地模塊。接地模塊增大了接地裝置與土壤的接觸面積，可以有效的改善接地網(wǎng)的電氣性能并在一定程度上降低接地電阻。利用本機(jī)房一塊綠地土壤電阻率較低的地方進(jìn)行地網(wǎng)施工，地網(wǎng)建設(shè)按GB50057-2010第四章第三節(jié)進(jìn)行施工；地網(wǎng)采用環(huán)型接地體與輻射型；環(huán)型接地體采用水平接地極與垂直接地極；垂直接地極采用2.5m，每隔5.0米打入一支垂直接地極；當(dāng)受地方限制時可適當(dāng)減??；人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5m。人行道上埋深應(yīng)大于1m，或是進(jìn)行絕緣處理，具體實(shí)施應(yīng)符合GB50057-2010。（三）機(jī)房等電

10、位連接等電位連接的目地，在于減少雷電流所引起的電位差，從而保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)場機(jī)房及辦公場所的位置情況，采取以下等電位連接措施：1.等電位總接地線從建筑物外的防雷人工設(shè)置的接地體內(nèi)用鍍鋅扁鐵引入機(jī)房及網(wǎng)點(diǎn)的匯流排。2機(jī)房等電位接地匯流排、監(jiān)控系統(tǒng)接地匯流排布設(shè)采用S型結(jié)構(gòu)形式，接線方便、安全可靠。機(jī)房活動地板下四周墻壁上敷設(shè)一個條狀等電位連接箱；機(jī)房內(nèi)各種設(shè)備金屬外殼、機(jī)柜、靜電地板、金屬線槽、金屬門窗、避雷器及配電盤接地端等就近與等電位排連接。各設(shè)備接地PE線用不小于6mm2多股銅芯線。3.室內(nèi)部分機(jī)柜（如監(jiān)控機(jī)、交換機(jī)等）采用S型等電位連接星形結(jié)構(gòu)，采用30×3mm扁銅或

11、等電位連接箱，紫銅板用絕緣端子固定在墻上（接近設(shè)備多的位置）。各種設(shè)備金屬外殼，機(jī)柜等與S型星形等電位連接，通過唯一的一點(diǎn)連接組合到共用接地系統(tǒng)中(鍍鋅扁鐵)。4.進(jìn)入通信機(jī)房的光纖金屬加強(qiáng)芯或金屬外殼應(yīng)在入戶處做等電位連接，可就近接于M型等電位連接網(wǎng)。5.機(jī)房內(nèi)微電子設(shè)備、設(shè)備機(jī)柜、等電位接地排等與大樓結(jié)構(gòu)柱主鋼筋（防直擊雷引下線）相隔至少1.0米，以有效防止雷電流從主鋼筋泄流產(chǎn)生電感而損壞設(shè)備的現(xiàn)象。6. 等電位接地示意圖二、綜合接地措施:接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、雷電感應(yīng)或其它形式的雷，最終都是把雷電流送入大地，也是電位均衡補(bǔ)償系統(tǒng)基礎(chǔ)。目的是使雷電流通過低阻抗接地系統(tǒng)向大地泄放，從而保護(hù)建筑物、人員和設(shè)備的安全。根據(jù)建筑物電子信息系統(tǒng)的特點(diǎn),將外部防雷接地裝置和內(nèi)部防雷接地裝置協(xié)調(diào)統(tǒng)一布置,從整體上全面規(guī)劃的有效連接。根據(jù)現(xiàn)場情況