弱電防雷方案

目錄一：雷電的危害 -2-二、雷電侵入設(shè)備的途徑 -3-三、方案設(shè)計(jì)原那么 -5-四、設(shè)計(jì)依據(jù) -6-五：防雷技術(shù)方案 -7-1、 電源系統(tǒng)防護(hù) -7-2、 信號(hào)系統(tǒng)防護(hù) -9-3、 機(jī)房等電位及地網(wǎng)系統(tǒng) -10-六：產(chǎn)品材料數(shù)量及參數(shù) -11-七：防雷施工組織方案 -14-八：考前須知及售后效勞 -15-一：雷電的危害雷電是一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，其電壓可高達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏，瞬間電流更可高達(dá)數(shù)百千安。自然界每年都有幾百萬(wàn)次閃電。雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年〞公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一。最新統(tǒng)計(jì)資料說(shuō)明，雷電造成的損失已經(jīng)上升到自然災(zāi)害的第三位。全球每年因雷擊造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因雷擊以及雷擊負(fù)效應(yīng)造成的人員傷亡達(dá)3000～4000人，財(cái)產(chǎn)損失在50億元到100億元人民幣。隨著電子技術(shù)的飛速開(kāi)展，各種先進(jìn)的測(cè)量、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、電信和計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)中，人類(lèi)對(duì)電子產(chǎn)品尤其是計(jì)算機(jī)設(shè)備的依賴(lài)越來(lái)越嚴(yán)重。而電子元件的微型化、集成化程度越來(lái)越高，各類(lèi)電子設(shè)備的耐過(guò)電壓能力下降，造成雷電和過(guò)電壓破壞的比例呈上升的趨勢(shì)。美國(guó)研究報(bào)告[AD-722675]指出：當(dāng)雷電活動(dòng)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度到達(dá)0.07GS時(shí)，無(wú)屏蔽的計(jì)算時(shí)機(jī)發(fā)生誤動(dòng)作，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)2.4GS時(shí)，計(jì)算機(jī)將發(fā)生永久性損壞。也就是說(shuō)，按安培環(huán)路定理估算，離無(wú)屏蔽的計(jì)算機(jī)800m處落一個(gè)100kA的雷，計(jì)算機(jī)就可能發(fā)生誤動(dòng)作，距其83m處落一個(gè)100kA的雷，就要損壞。這些須實(shí)時(shí)運(yùn)行而因中斷造成設(shè)備的癱瘓，必會(huì)帶來(lái)不可估量的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于金融、證券、醫(yī)療、保險(xiǎn)、航空、航天、國(guó)防等國(guó)家重要關(guān)鍵部門(mén)尤其是這樣，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，雷電對(duì)微電子設(shè)備的破壞而造成的損失，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)雷擊火災(zāi)的損失，已成為當(dāng)今電子時(shí)代的一大公害。因此，如何設(shè)置防雷措施和接地，如何保障通信設(shè)備運(yùn)行完好及人身平安，以及如何有效抑制雷擊過(guò)電壓和電磁干擾成為一個(gè)全新的課題，也是大多數(shù)信息中心技術(shù)人員迫切需要解決的問(wèn)題。二、雷電侵入設(shè)備的途徑1、直接雷擊：指雷電直接擊在建筑物、構(gòu)架、樹(shù)木、動(dòng)植物上，由于電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等混合力作用，直接摧毀建筑物、構(gòu)筑物以及引起人員傷亡等。由于直擊雷的電效應(yīng)，有可能使機(jī)房微電子設(shè)備遭受浪涌過(guò)電壓的危害。根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94估算，雷電直接擊中建筑物，雷電的不到50%的能量將會(huì)從引下線等外部避雷設(shè)施泄放到大地，另外50%的能量將通過(guò)建筑物的供電系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)線纜以及建筑物的其他金屬管道、纜線分流。2、傳導(dǎo)雷〔雷電波侵入〕：在更大的范圍內(nèi)〔幾千米甚至幾十千米〕，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。其中地電位還擊也是傳導(dǎo)雷中的一種：雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導(dǎo)致地電壓升高，并在周?chē)纬删薮蟮目绮诫妷?。雷電可能通過(guò)接地系統(tǒng)或建筑物間的線路入侵到建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位還擊。3、感應(yīng)雷擊〔又稱(chēng)二次雷擊〕：指雷云之間或雷云對(duì)地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線或類(lèi)似的傳導(dǎo)線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓通過(guò)傳導(dǎo)體傳送至設(shè)備，間接摧毀微電子設(shè)備。在周?chē)?000m左右范圍內(nèi)〔有資料為500m或1500m，距離應(yīng)隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化〕發(fā)生雷擊時(shí)，LEMP〔電磁脈沖〕在上述有效范圍內(nèi)，在所有的導(dǎo)體上產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的感應(yīng)浪涌。因此分布于建筑物內(nèi)外的各種電力、信息線路將會(huì)感應(yīng)雷電而對(duì)設(shè)備造成危害。三、方案設(shè)計(jì)原那么由于電子設(shè)備雷電防護(hù)系統(tǒng)對(duì)所保護(hù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)正常運(yùn)行具有非常重要的作用，因此，雷電防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具備先進(jìn)性、可靠性、易維護(hù)、易升級(jí)等方面的突出特性。防雷工程設(shè)計(jì)及設(shè)備的選擇應(yīng)遵從以下的原那么：1.可靠性原那么設(shè)計(jì)系統(tǒng)雷電防護(hù)工程應(yīng)最先考慮的問(wèn)題就是可靠性。方案應(yīng)提供先進(jìn)的防雷保護(hù)技術(shù)，所選產(chǎn)品必須符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保證。2.先進(jìn)性、可擴(kuò)充性原那么采用當(dāng)今國(guó)內(nèi)、國(guó)際上最先進(jìn)和成熟的技術(shù)，使新建立的系統(tǒng)能夠最大限度地適應(yīng)今后技術(shù)開(kāi)展變化和業(yè)務(wù)開(kāi)展變化的需要，從目前國(guó)內(nèi)開(kāi)展來(lái)看，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的先進(jìn)性原那么主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是先進(jìn)的、開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)；采用的技術(shù)應(yīng)當(dāng)是可擴(kuò)充的，能滿足今后日益擴(kuò)充的需要。3.經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原那么本著一切從用戶實(shí)際角度出發(fā)，配置防雷保護(hù)系統(tǒng)的目的，在保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行下，整個(gè)防雷保護(hù)的建設(shè)要堅(jiān)持實(shí)用為主，根據(jù)投資的強(qiáng)度結(jié)合實(shí)用價(jià)值，應(yīng)盡可能選擇可靠性高，可維護(hù)性好的性能價(jià)格比高的產(chǎn)品，以便節(jié)省投資，以最低本錢(qián)來(lái)完成系統(tǒng)設(shè)備雷電防護(hù)的建設(shè)。四、設(shè)計(jì)依據(jù)依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，大樓和大樓內(nèi)部的計(jì)算機(jī)機(jī)房等設(shè)備都必須有完整、完善的浪涌保護(hù)措施，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、電腦網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信設(shè)備等裝置，均應(yīng)有SPD防護(hù)裝置保護(hù)。機(jī)房應(yīng)作等電位連接，接地電阻應(yīng)符合系統(tǒng)要求。設(shè)計(jì)依據(jù)包括：〔1〕、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50057-94〔2000年版〕〔2〕、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50343-2004〔3〕、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50174-93〔4〕、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50169-92〔5〕、《Protectionagainstlightingelectromagneticimpulse》雷電電磁脈沖的防護(hù)IEC1312-1-2-3：1995-02五：防雷技術(shù)方案此方案包含電源系統(tǒng)防護(hù)、信號(hào)系統(tǒng)防護(hù)、電子電器設(shè)備等電位及地網(wǎng)系統(tǒng)幾個(gè)局部。采取泄流、均壓、箝位保護(hù)和接地的措施來(lái)降低雷電危害。電源系統(tǒng)防護(hù)根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94估算，雷電直接擊中建筑物，雷電的不到50%的能量將會(huì)從引下線等外部避雷設(shè)施泄放到大地，另外50%的能量將通過(guò)建筑物的供電系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)線纜以及建筑物的其他金屬管道、纜線分流。根據(jù)IEC1312防雷及過(guò)電壓標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)防雷分區(qū)的劃分，針對(duì)重要系統(tǒng)的防雷應(yīng)分為三個(gè)區(qū)，分別加以考慮。只做單級(jí)防雷可能會(huì)帶來(lái)因雷電流過(guò)大而導(dǎo)致泄流后殘壓過(guò)大破壞設(shè)備或者保護(hù)能力缺乏引起的設(shè)備損壞。電源系統(tǒng)采用多級(jí)保護(hù)措施，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級(jí)過(guò)電壓的侵襲。按照GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》防雷設(shè)計(jì)中關(guān)于電源線路的浪涌保護(hù)器標(biāo)稱(chēng)放電電流參數(shù)值應(yīng)符合下表規(guī)定：保護(hù)分級(jí)LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界處LPZ1與LPZ2、LPZ2與LPZ3區(qū)交界處直流電源標(biāo)稱(chēng)放電電流〔kA〕第一級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流〔kA〕第二級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流〔kA〕第三級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流〔kA〕第四級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流〔kA〕8/20μs10/350μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs≥10A級(jí)≥20≥80≥40≥20≥10直流配電系統(tǒng)中根據(jù)線路長(zhǎng)度和工作電壓選用標(biāo)稱(chēng)放電電流≥10kA適配的SPDB級(jí)≥15≥60≥40≥20C級(jí)≥12.5≥50≥20D級(jí)≥12.5≥50≥10注：SPD的外封裝材料應(yīng)為阻燃型材料。電源第一級(jí)防護(hù)：根據(jù)國(guó)家有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規(guī)定，外接金屬線路進(jìn)入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽15米以上的距離進(jìn)入建筑物，且要在建筑物的線路進(jìn)入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進(jìn)入端安裝低壓總電源防雷器，將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設(shè)備的平安。作為系統(tǒng)電源進(jìn)線端的第一級(jí)防雷器，在雷擊多發(fā)地帶至少應(yīng)有60～100KA的最大通流容量，可將數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)伏的雷擊過(guò)電壓限制到數(shù)千伏，防雷器可并聯(lián)安裝在第一級(jí)低壓總配電柜內(nèi)的電源輸出端。具體防護(hù)措施：在辦公樓BLG-315/3P和宿舍樓BLM2輸出配線端，分別并聯(lián)安裝威力WLDM8-100KA/4電源防雷模塊各1臺(tái)，共計(jì)2臺(tái)。用于電源系統(tǒng)的第一級(jí)防雷保護(hù)，使大局部雷電能量在此泄放。電源第二級(jí)防護(hù)：第二級(jí)電源防雷器，對(duì)通過(guò)電源初級(jí)防雷器的雷電能量進(jìn)一步泄放，可將幾千伏的過(guò)電壓進(jìn)一步限制到兩千伏以下，防雷器可并聯(lián)安裝在樓層配電室的配電柜的總開(kāi)關(guān)配電輸出端。具體防護(hù)措施：在辦公樓樓層配電室的-1AL1/-1AL2/1AL1/2AL1/3AL1/4AP1/5AP1/5AP2……等〔見(jiàn)圖紙標(biāo)注〕配電柜的總開(kāi)關(guān)配電輸出端，并聯(lián)安裝威力WLDM8-60KA/4電源防雷模塊各1臺(tái)，共計(jì)18臺(tái)，用于電源系統(tǒng)的第二級(jí)防雷保護(hù)，進(jìn)一步泄放線路中殘存的雷電流。在宿舍樓樓層配電室的1AL1、2/2AL1、2/4AL1、2/……等〔見(jiàn)圖紙標(biāo)注〕配電柜的總開(kāi)關(guān)配電輸出端，并聯(lián)安裝威力WLDM8-60KA/4電源防雷模塊各1臺(tái)，共計(jì)10臺(tái)，用于電源系統(tǒng)的第二級(jí)防雷保護(hù)，進(jìn)一步泄放線路中殘存的雷電流。 室內(nèi)的重要電子設(shè)備使用防雷插排，防雷插排能夠有效的吸收突波，抑制尖峰脈沖和浪涌電流，防止電子電器設(shè)備遭受一場(chǎng)電壓沖擊和感應(yīng)雷擊而造成損害，并用過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能，超負(fù)荷自動(dòng)短路。防雷器的安裝要求，布線標(biāo)準(zhǔn)美觀，線徑到達(dá)泄流要求，SPD前端安裝熔斷器，防止SPD內(nèi)部短路引起跳閘。接地線要求最好不超過(guò)0.5米，并平安有效的連接到地網(wǎng)。防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94第條在一般情況下，當(dāng)在線路上多處安裝SPD且無(wú)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)時(shí)電壓開(kāi)關(guān)型SPD與限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜小于10m，限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜小于5m。否那么應(yīng)加裝退藕器。因此如果實(shí)際過(guò)程中存在線路距離達(dá)不到要求的情況，就后級(jí)防雷箱前端串聯(lián)退藕器，彌補(bǔ)導(dǎo)線長(zhǎng)度不達(dá)要求的情況。信號(hào)系統(tǒng)防護(hù)各類(lèi)信號(hào)系統(tǒng)是辦公系統(tǒng)的重要組成局部，本方案包括網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)控信號(hào)系統(tǒng)和有線電視系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備精密，耐壓能力弱，如有雷電流入侵，極易造成大范圍設(shè)備損壞。因此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防護(hù)要做到全方位，高防護(hù)能力，并且保證信號(hào)正常不受干擾。措施如下：在辦公樓、宿舍樓網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)前端安裝千兆網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器〔WLJ45-E1000M/24〕，所有網(wǎng)絡(luò)線路首先進(jìn)入防雷器的IN端，經(jīng)過(guò)防雷器的防護(hù)后，在防雷器的OUT端進(jìn)入交換機(jī)。各個(gè)樓層交換機(jī)與機(jī)房交換機(jī)相同，安裝相應(yīng)接口數(shù)量的千兆網(wǎng)絡(luò)防雷器。千兆網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器〔WLJ45-E1000M/24〕防雷器共計(jì)56臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器的安裝要求，首先防雷器的地線要和機(jī)柜或主機(jī)金屬局部進(jìn)行連接，使防雷器的外殼可以和設(shè)備外殼形成等電位連接，然后機(jī)柜或主機(jī)的金屬局部就近連接到機(jī)房等電位排。監(jiān)控系統(tǒng)防護(hù)措施如下：室外云臺(tái)攝像機(jī)處安裝視頻三合一防雷器〔WLSKD-3Y〕共計(jì)33臺(tái)，安裝地點(diǎn)越靠近攝像頭越好。室外云臺(tái)攝像機(jī)傳輸視頻信號(hào)的同軸電纜進(jìn)入機(jī)房后，在進(jìn)入設(shè)備的前端加裝單口視頻防雷器〔WLSP-75B〕,每條線路對(duì)應(yīng)一臺(tái)共計(jì)33臺(tái)?？刂凭€靠近主機(jī)端加裝控制信號(hào)防雷器〔WLKZ-485〕一臺(tái)。視頻信號(hào)防雷器的安裝要求，首先防雷器的地線要和攝像頭或主機(jī)金屬局部進(jìn)行連接，使防雷器的外殼可以和設(shè)備外殼形成等電位連接，然后攝像頭或主機(jī)的金屬局部就近連接到機(jī)房等電位排。每個(gè)攝像頭對(duì)應(yīng)一處接地，接地電阻小于4歐姆。如兩處距離較近，可共用一處接地。以上方案采用的信號(hào)防雷器產(chǎn)品均是兩級(jí)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，插入損耗小，泄流能力強(qiáng)。工作穩(wěn)定。有線電視系統(tǒng)在室外天饋線路進(jìn)入室內(nèi)設(shè)備前安裝天饋信號(hào)防雷器一臺(tái)〔WLTK-50〕機(jī)房等電位及地網(wǎng)系統(tǒng)由于機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備較多，機(jī)房等電位采取沿四圍敷設(shè)一圈銅排的方法。措施為，在靜電地板下沿房間四周敷設(shè)4mm*40mm的銅排，使之形成一個(gè)環(huán)形，銅排預(yù)留孔位，將機(jī)房?jī)?nèi)的防雷器及電子電器設(shè)備就近連接到等電位銅排上。銅排使用25mm2BVR地線連接到地網(wǎng)。機(jī)房接地使用獨(dú)立的接地系統(tǒng)，接地體具體制作方法：可在大樓附近空地上根據(jù)地方大小挖一條條狀的溝，溝的寬度為0.5－1.0M，深度不應(yīng)小于1米，溝的長(zhǎng)度根據(jù)地方而定。然后將準(zhǔn)備好的接地模塊以每隔4～5米的距離放入溝內(nèi)，當(dāng)垂直接地體都布置好后，再將垂直接地體與水平接地體〔40mm*4mm熱鍍鋅扁鋼〕進(jìn)行有效地焊接，應(yīng)對(duì)焊接點(diǎn)做防腐處理。最終使接地電阻小于4歐姆為止。再利用扁鋼從已做好的接地帶的一點(diǎn)或一端焊接好引至地面以上作為總接地端子，最后再利用不應(yīng)小于16mm2的多股銅芯線從已做好的總接地端子端進(jìn)行有效連接后引至六：產(chǎn)品材料數(shù)量及參數(shù)產(chǎn)品名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量備注電源第一級(jí)防雷模塊WLDM8-100KA/42臺(tái)電源第二級(jí)防雷模塊WLDM8-60KA/428臺(tái)電源防雷插排WL2206-20KA待定視現(xiàn)場(chǎng)情況而定千兆網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器WLJ45-E1000M/2456臺(tái)三合一防雷器WLSKD-3Y33臺(tái)視頻信號(hào)防雷器WLSP-75B33臺(tái)控制信號(hào)防雷器WLKZ-4851臺(tái)天饋信號(hào)防雷器WLTK-501臺(tái)接地模塊WLD-014塊輔材線材等等一宗施工費(fèi)總計(jì)SPD參數(shù)WLDM8-100KA/4額定電壓〔最大持續(xù)運(yùn)行電壓〕Uc380V/50Hz雷擊沖擊電流〔8/20μs〕Imax100kA標(biāo)稱(chēng)雷電通流量〔8/20μs〕In50KA電壓保護(hù)水平UP≤2.5kV響應(yīng)時(shí)間Ta≤25nsWLDM8-60KA/4額定電壓〔最大持續(xù)運(yùn)行電壓〕Uc380V/50Hz雷擊沖擊電流〔8/20μs〕Imax60kA標(biāo)稱(chēng)雷電通流量〔8/20μs〕In30KA電壓保護(hù)水平UP≤2.0kV響應(yīng)時(shí)間Ta≤25nsWL2206-20KA額定電壓〔最大持續(xù)運(yùn)行電壓〕Uc220V/50Hz雷擊沖擊電流〔8/20μs〕Imax20kA標(biāo)稱(chēng)雷電通流量〔8/20μs〕In10KA電壓保護(hù)水平UP≤1.2kV響應(yīng)時(shí)間Ta≤25ns功率2200W6.WLJ45-E10通流量〔8/20μs〕In3KA插入損耗≤0.2db電壓保護(hù)水平UP≤60V工作電壓≤6V響應(yīng)時(shí)間Ta≤2nsWLKZ-485通流量〔8/20μs〕In5KA特性阻抗100Ω插入損耗≤0.1db工作電壓≤6VWLSKD-3Y通流量〔8/20μs〕In5KA特性阻抗75Ω插入損耗≤0.3db工作電壓220VWLTK-50通流量〔8/20μs〕In10KA特性阻抗50Ω插入損耗≤0.2db工作頻率