中學(xué)智能化防雷接地系統(tǒng)方案

中學(xué)智能化防雷接地系統(tǒng)方案1概述對(duì)弱電系統(tǒng)供電電源、避雷及接地系統(tǒng)的考慮，關(guān)系到人身、設(shè)備的安全和電子設(shè)備的工作可靠與否，其重要性不言而喻。江山中學(xué)是現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化的建筑群校園。校園內(nèi)各大樓的弱電系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信裝置、安保監(jiān)控系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、智能卡管理系統(tǒng)等大量電子設(shè)備。為了安全、穩(wěn)定和精確地運(yùn)行，防止一切外部干擾，這些設(shè)備的電子線路接地(也稱為邏輯接地或直流接地)必須有一個(gè)基準(zhǔn)電位；同時(shí)建筑物內(nèi)還有大量動(dòng)力電機(jī)、照明燈光及其它們的電源負(fù)荷開(kāi)關(guān)和布線。建筑物內(nèi)所有強(qiáng)、弱電設(shè)備對(duì)接地要求各不相同，它們之間既相互依存也相互干擾。而且包括供電電源在內(nèi)的機(jī)電設(shè)備的接地方式和避雷措施有著密切的關(guān)系?？紤]弱電系統(tǒng)的電源和接地，必然需要和強(qiáng)電及其接地系統(tǒng)一起統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。為追求人身、設(shè)備的安全和設(shè)備工作的可靠，在工程上可以采取一系列措施和辦法，例如接地種類就有：電源中性線接地，防雷接地，屏蔽接地，工作接地，保護(hù)接地，防靜電接地，直流接地等等。由于現(xiàn)代建筑物機(jī)電設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，要求弱電系統(tǒng)防雷接地方案應(yīng)該有一套科學(xué)、有效和易實(shí)施的對(duì)策。如設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)直接影響智能化系統(tǒng)功能與價(jià)值，造成極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以對(duì)中國(guó)美術(shù)學(xué)院視覺(jué)藝術(shù)學(xué)院弱電系統(tǒng)防雷接地保護(hù)系統(tǒng)要進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)。2設(shè)計(jì)規(guī)范Ø《浙江59號(hào)關(guān)于加強(qiáng)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷減災(zāi)的通知》Ø《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92Ø《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50311-2000Ø《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房規(guī)范》GB50174-93Ø《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地技術(shù)條件》GB2887-89Ø《計(jì)算機(jī)站場(chǎng)地安全要求》GB9361-88Ø《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2000Ø《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ57-833統(tǒng)一(聯(lián)合)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)將弱電接地方案描述如下：1)接地體的構(gòu)成利用建筑物樁基鋼筋，作為自然接地體，可以將外圈鋼筋用40mmX4mm鍍鋅扁鋼或者Ø12mm圓鋼筋，閉環(huán)連接，并將所有樁基焊接成一體，構(gòu)成一個(gè)樁基接地體，這一工作可在土建澆筑承重平臺(tái)時(shí)完成。在平原河網(wǎng)地帶，一般樁基接地體都能達(dá)到接地電阻小于1歐姆的要求。如果采用樁基接地體還不能達(dá)到接地電阻小于1歐姆的要求，應(yīng)該另外增設(shè)接地樁，或者設(shè)法使接地電阻達(dá)到規(guī)定要求。2)建筑物的避雷結(jié)構(gòu)利用建筑物所有柱子鋼筋做避雷接地引下導(dǎo)體，導(dǎo)體下端和接地樁基焊接，上端與屋頂避雷環(huán)、接閃器連接，中部和外墻鋼筋、圈梁鋼筋及樓層結(jié)構(gòu)鋼筋焊接，形成一個(gè)籠罩整個(gè)建筑物的避雷網(wǎng)架。建筑物的所有弱電設(shè)備，均應(yīng)在這個(gè)避雷網(wǎng)架的有效保護(hù)之內(nèi)。其中位于屋頂?shù)男l(wèi)星天線，其安裝位置應(yīng)該在最近避雷針的保護(hù)范圍以內(nèi)。3)設(shè)置總等電位銅排采用40mmX4mmX1000mm紫銅排，每隔50mm鉆Ø12mm連接孔，就位于建筑物變配電站的適當(dāng)位置(便于連接各類接地導(dǎo)線)。該銅排至少三處與建筑物的接地體可靠連接：(1)電源變壓器中性點(diǎn)，(2)附近接地體(例如建筑物接地樁基)，(3)變配電所內(nèi)接地網(wǎng)格。應(yīng)該確保總等電位銅排的電位是真正的地電位，要求接地電阻小于等于1歐姆。4)建筑物內(nèi)的各種功能接地電源中性線接地在TN-S系統(tǒng)中，中性線N與供電電源變壓器的中性點(diǎn)連接在一起，這根中性線，除了通過(guò)等電位銅排和其它接地線“一點(diǎn)”連接以外，嚴(yán)禁和任何“地”有電氣連接。N線是各設(shè)備的功率接地線，它和其它三根相線一起接向用電設(shè)備。交流設(shè)備保護(hù)接地設(shè)置交流設(shè)備保護(hù)接地線，即強(qiáng)電PE干線。采用銅排(銅排截面應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn))，敷設(shè)在強(qiáng)電豎井中。強(qiáng)電PE干線的下端從總等電位銅排出發(fā)，引到各樓層，在每個(gè)樓層的強(qiáng)電間設(shè)置一個(gè)輔助等電位銅排。這個(gè)輔助等電位銅排應(yīng)該用絕緣子支撐，與防雷系統(tǒng)隔離，也與其它系統(tǒng)設(shè)備隔離。強(qiáng)電PE接地線的標(biāo)志色是黃綠相間色。弱電設(shè)備的保護(hù)接地應(yīng)設(shè)置弱電系統(tǒng)獨(dú)立的PE接地干線，可按強(qiáng)電PE干線類似方式制作，弱電PE干線銅排(導(dǎo)線)截面可按最大用電電子設(shè)備的電源相導(dǎo)線截面參照比較確定，敷設(shè)在弱電豎井中。弱電PE接地線從總等電位銅排出發(fā)，分別引到各樓層弱電間或者接近電子設(shè)備的位置，宜同樣設(shè)置輔助等電位銅排(導(dǎo)體)，供電子設(shè)備外殼和周圍的非帶電金屬殼體保護(hù)接地之用。單臺(tái)設(shè)備，或者距離較遠(yuǎn)設(shè)備，可用多芯電纜，取其中一根芯線作為PE線。屏蔽層接地或者抗靜電接地，都可以連接在附近的弱電PE線或輔助等電位銅排上。弱電設(shè)備的直流接地弱電設(shè)備電子(模擬或數(shù)字)線路的信號(hào)地或者叫邏輯地，一般情況下需要可靠接地，這種接地可以統(tǒng)稱為直流接地。各種弱電設(shè)備的直流接地導(dǎo)線，應(yīng)該各自從總等電位銅排分別引接到各自設(shè)備的直流接地極。如果某區(qū)域直流電子設(shè)備較多，也可采用輔助等電位銅排接地方法，從此銅排引下一根直流接地導(dǎo)線至總等電位接地體。直流接地導(dǎo)線只能用于直流接地，嚴(yán)格禁止與其它接地系統(tǒng)混接。直流接地導(dǎo)線應(yīng)穿金屬管、槽敷設(shè)，金屬管、槽應(yīng)該有接地連續(xù)性措施，其兩端與弱電PE線連接。各種接地線要有明確區(qū)別標(biāo)志，特別要注意中性線N，保護(hù)接地線PE和直流接地線的區(qū)別。靜電屏蔽、電磁屏蔽和它們的接地靜電屏蔽是防止靜電場(chǎng)對(duì)電子信號(hào)回路的影響，通過(guò)靜電屏蔽可以消除兩個(gè)電路之間由于容性偶合產(chǎn)生的干擾。一般電子設(shè)備本身出廠時(shí)已經(jīng)具備靜電屏蔽層，在建筑物內(nèi)安裝就位以后，應(yīng)該將這個(gè)靜電屏蔽層可靠接地。另外如果氣候干燥，建筑物室內(nèi)極易產(chǎn)生靜電，這種靜電不僅干擾電子設(shè)備的正常工作，還可能損壞場(chǎng)效應(yīng)類電子芯片。在通訊設(shè)備機(jī)房和計(jì)算機(jī)房，為了防止這種干擾，應(yīng)該采用防靜電地板，房間門窗的把手、門閂以及其它金屬部件都必須可靠接地。電磁屏蔽是防止外來(lái)電磁場(chǎng)以及布線間直接電磁偶合對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾。一般電子設(shè)備本身已經(jīng)具有屏蔽體(和靜電屏蔽合用)，應(yīng)該將屏蔽體可靠接地。5)統(tǒng)一接地的阻值要求統(tǒng)一接地的接地電阻，按規(guī)范規(guī)定必須≦1Ω。為了防止各種接地帶來(lái)的干擾電流影響，使其能迅速地泄入大地，不致產(chǎn)生地電位值有較大浮動(dòng)，這個(gè)要求比一般分散接地體的接地電阻要嚴(yán)格。若統(tǒng)一接地的接地電阻阻值達(dá)不到≦1Ω時(shí)，應(yīng)該增加其它人工接地體或采取降阻措施。6)防雷接地方面的考慮智能建筑的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，雖然不屬弱電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)范圍，可是對(duì)弱電設(shè)備的安全運(yùn)行關(guān)系重大。因?yàn)榇蟛糠蛛娮釉O(shè)備的絕緣水平很低，往往只有幾十伏耐壓。而來(lái)自雷電的電壓瞬時(shí)可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏以上，即使來(lái)自雷電的二次感應(yīng)電壓，也足以造成電子設(shè)備的損壞。所以設(shè)計(jì)建筑物的防雷設(shè)施，特別要注意對(duì)弱電設(shè)備的隔離，使它們盡可能遠(yuǎn)離防雷系統(tǒng)。首先建筑物內(nèi)部的弱電設(shè)備都應(yīng)位于建筑物防雷網(wǎng)架以內(nèi)，并宜選擇防雷效果較好的樓層就位。少數(shù)設(shè)備，如屋頂衛(wèi)星天線等，應(yīng)在避雷針的有效防護(hù)范圍之內(nèi)。在放置重要弱電設(shè)備的樓層部位，應(yīng)設(shè)計(jì)比較全面的防雷等位面和均壓環(huán)。防雷接地系統(tǒng)，可以作為大樓接地系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行其它功能接地設(shè)計(jì)時(shí)，都必須注意與防雷接地系統(tǒng)之間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)其它接地系統(tǒng)，應(yīng)該都在防雷接地系統(tǒng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。充分利用嚴(yán)密的防雷結(jié)構(gòu)，保護(hù)好電子設(shè)備。為了避免雷電發(fā)生時(shí)避雷引下導(dǎo)線通過(guò)的瞬時(shí)浪涌電流和過(guò)電壓對(duì)其它電器設(shè)備的沖擊，避雷導(dǎo)線應(yīng)該相對(duì)獨(dú)立。建筑物內(nèi)設(shè)備以及設(shè)備周圍金屬構(gòu)件，除了在接地體上接地并和避雷系統(tǒng)連接以外，其它各處應(yīng)與防雷保護(hù)接地系統(tǒng)隔離。在設(shè)計(jì)這些接地系統(tǒng)的過(guò)程中，要始終貫徹總等電位、輔助等電位、以及局部等電位的原則。要明確哪些接地可以混接，哪些接地不可以混接，并以統(tǒng)一接地方式完成各類接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。4弱電系統(tǒng)接地及防雷措施4.1接地系統(tǒng)本工程的弱電系統(tǒng)接地主要將針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心、電子閱覽室、視聽(tīng)閱覽室及樓層分配線間（弱電豎井)的接地措施，以及具有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接地措施。建筑物內(nèi)部有高精密、高穩(wěn)定度的電子設(shè)備，需要設(shè)置獨(dú)立接地系統(tǒng)時(shí)，則應(yīng)該單獨(dú)設(shè)計(jì)它的接地設(shè)施，因此機(jī)房采用單獨(dú)接地。單獨(dú)引出2路接地銅排（40mm×4mm×600mm），作為弱電接地系統(tǒng)的接地極，銅排之間的間隔在25米以上，弱電的接地銅排接地值應(yīng)小于4歐姆，如不夠，可增加接地點(diǎn)。對(duì)于內(nèi)部無(wú)網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房的建筑物，則單獨(dú)引出1路接地銅排（規(guī)格同上）。從1個(gè)接地銅排上引出接地線，至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，單獨(dú)接地，從另1個(gè)接地銅排上引出接地線至電子閱覽室、視聽(tīng)閱覽室及弱電井，敷設(shè)方式采用銅軟線穿PVC管至機(jī)房，這樣就避免了其他接地系統(tǒng)的干擾，銅線的截面應(yīng)大于100平方毫米。要注意的是銅線與銅排的連接應(yīng)采用接地螺栓的連接方式保證接地效果。接地引入線長(zhǎng)度不宜超過(guò)30m，接地引入線應(yīng)作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣地溝內(nèi)布放，埋設(shè)時(shí)應(yīng)避開(kāi)污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應(yīng)有防止機(jī)械損傷的措施。接地體的上端距地面不應(yīng)小于0.7m。機(jī)房的接地設(shè)計(jì)：(1)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房采用防靜電地板，將地板支架電氣連接形成一個(gè)接地網(wǎng)，并與建筑的獨(dú)立接地銅排相連接；(2)機(jī)房?jī)?nèi)四周應(yīng)做一圈接地帶，采用40*4mm鍍鋅扁鋼帶，并與建筑的獨(dú)立接地銅排相連接；(3)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)地線應(yīng)用編織銅線或多股銅線，將各機(jī)柜的信號(hào)地連接在一起，然后統(tǒng)一接地，并不得與零線相連；(4)接地線與其他電纜交叉時(shí)，其間距應(yīng)在25mm以上；(5)機(jī)房的配電柜、箱、接線盒、插座盒的金屬外殼、穿墻鋼管、線槽、電纜金屬護(hù)套和其他用電設(shè)備的金屬外殼、活動(dòng)地板的金屬支架等均應(yīng)保護(hù)接地；(6)接地電阻不大于4Ω。弱電樓層配線間的接地：(1)弱電樓豎井間內(nèi)設(shè)垂直接地鋼帶，采用鍍鋅扁鋼40*4mm，全樓配線間上下貫通，并與建筑獨(dú)立接地銅排相連；(2)配線間內(nèi)的機(jī)柜、穿線管、線槽、橋架外殼等均應(yīng)與接地鋼帶相連，并應(yīng)使所有穿線管、線槽、橋架電氣相連；(3)接地電阻不大于4Ω。機(jī)房?jī)?nèi)通信電纜以及地線的布放和連接通過(guò)對(duì)不同的布線、屏蔽和接地方式的模擬，和空間電磁場(chǎng)對(duì)通信線路的電磁感應(yīng)影響情況試驗(yàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑物樓內(nèi)的布線和接地方式有如下結(jié)論：(1)通信電纜以及地線的布放應(yīng)盡量集中在建筑物的中部；(2)通信電纜線槽以及地線線槽的布放應(yīng)盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁，應(yīng)盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠(yuǎn)的位置；(3)衛(wèi)星接收機(jī)高頻電纜在進(jìn)入機(jī)房前其金屬屏蔽外皮，應(yīng)至少有二處與避雷設(shè)備引下線連接。接地系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無(wú)銹蝕、接地體附近地面有無(wú)異常，必要時(shí)應(yīng)挖開(kāi)地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)每年進(jìn)行一次測(cè)量。4.2防雷系統(tǒng)根據(jù)中國(guó)美術(shù)學(xué)院視覺(jué)藝術(shù)學(xué)院的防雷現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)家《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94標(biāo)準(zhǔn)及浙公算（1998）59號(hào)要求和國(guó)家有關(guān)行業(yè)防雷規(guī)定。4.2.1防雷保護(hù)器設(shè)置原則按照國(guó)際電工委員會(huì)在IEC61312-1（雷電電磁脈沖的防護(hù)）中提出按防雷界面設(shè)置保護(hù)裝置的原則，對(duì)大樓內(nèi)外的防雷區(qū)域進(jìn)行了劃分。LPZOA區(qū)：室外且不受大樓防直擊雷設(shè)施的保護(hù)，如大樓的設(shè)施在該區(qū)域內(nèi)，有可能受直擊雷雷擊，且雷擊電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZOB區(qū)：室外但在大樓防直擊雷設(shè)施的保護(hù)范圍之內(nèi)，雷擊電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZ1…n區(qū)：室內(nèi)后續(xù)防雷區(qū)，區(qū)內(nèi)設(shè)施不可能遭直擊雷雷擊，電磁場(chǎng)的衰減程度受區(qū)域界面（墻體）屏蔽措施的影響。防雷保護(hù)器的設(shè)置應(yīng)根據(jù)防雷區(qū)的劃分原則，當(dāng)線路穿越不同防雷界面時(shí)設(shè)置相應(yīng)量級(jí)的防雷保護(hù)器。如從LPZOA區(qū)進(jìn)入LPZOB區(qū)時(shí)，防雷保護(hù)器應(yīng)具備泄放直擊雷雷電流的能力。4.2.2供電線路防雷保護(hù)設(shè)計(jì)大樓電源系統(tǒng)從學(xué)校配電機(jī)房引入，電纜走地下電纜溝進(jìn)入樓棟配電箱。在對(duì)電纜外的金屬保護(hù)層做一次可靠等電位連接后，我們還需利用避雷器進(jìn)行電源保護(hù)。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)機(jī)房：在機(jī)房UPS電源前端采用FRD-40-3B-5型三相電源避雷器，通流容量為40KB，作為機(jī)房電源線路的二級(jí)保護(hù)，可將幾千伏的過(guò)電壓進(jìn)一步限制，對(duì)侵入機(jī)房的感應(yīng)雷電壓波進(jìn)行泄流保護(hù)。在中心設(shè)備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為20KB，作為樓層設(shè)備電源的三級(jí)保護(hù)，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電安全及機(jī)房?jī)?nèi)的用電正常。有線電視系統(tǒng)機(jī)房：在衛(wèi)星接收設(shè)備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為20KB，作為設(shè)備電源的三級(jí)保護(hù)。廣播系統(tǒng)機(jī)房：在廣播設(shè)備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為20KB，作為設(shè)備電源的三級(jí)保護(hù)。安防監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)房：在安防設(shè)備電源前采用FRD-10-2B電源避雷器，通流容量為10KB，作為設(shè)備電源的三級(jí)保護(hù)。其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間：在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間電源前采用FRD-10-2A電源避雷器，通流容量為20KB，作為設(shè)備電源的三級(jí)保護(hù)。4.2.3信號(hào)線路的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷包括由戶外引至戶內(nèi)的通訊線路,主要線路包括電話線、專線、微波通信線（天饋線）等。為盡量避免感應(yīng)雷襲擊而造成計(jì)算機(jī)的元器件永久性損壞，需針對(duì)不同的設(shè)備選用相應(yīng)的信號(hào)避雷器作為信號(hào)線路上防感應(yīng)雷的保護(hù)措施