河西項(xiàng)目防雷方案樣本

烏魯木齊市河西污水解決廠工程自控儀表及監(jiān)控系統(tǒng)成套防雷方案德國PHOENIXCONTACT(CHINA)CO.,LTD目錄第一章設(shè)計(jì)闡明 31.1概述 31.2項(xiàng)目概況 41.3設(shè)計(jì)根據(jù) 4第二章設(shè)計(jì)方案 102.1設(shè)計(jì)范疇 102.2防電涌保護(hù)配備原則 102.3防電涌保護(hù)配備闡明 102.3.1電源保護(hù) 102.3.2信號避雷器 112.3.3網(wǎng)絡(luò)避雷器 132.4電涌保護(hù)器性能參數(shù) 142.5配備清單 14第一章設(shè)計(jì)闡明1.1概述隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高新技術(shù)在各行各業(yè)推廣應(yīng)用，電子計(jì)算機(jī)與各類通訊設(shè)備之間已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化聯(lián)網(wǎng)。隨著系統(tǒng)完善，其獲得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益逐漸得到了體現(xiàn)。然而，頻繁雷害也已對許多設(shè)備正常工作導(dǎo)致了一定影響和危害，并給運(yùn)營維護(hù)工作帶來較大壓力，特別是對精密電子設(shè)備損害導(dǎo)致?lián)p失尤為巨大。雷電對電氣設(shè)備影響，重要由如下四個方面導(dǎo)致：直擊雷直擊雷蘊(yùn)含極大能量，電壓峰值可達(dá)5000KV，具備極大破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，巨大雷電流沿引下線入地，會導(dǎo)致如下三種影響：巨大雷電流在數(shù)微秒時間內(nèi)流入地下，使地電位迅速抬高，導(dǎo)致反擊事故，危害人身和設(shè)備安全。雷電流產(chǎn)生強(qiáng)大電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)極高脈沖電壓。雷電流流經(jīng)電氣設(shè)備產(chǎn)生極高熱量，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故。傳導(dǎo)雷遠(yuǎn)處雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生極高電壓，由室外電源線路和通信線路傳至建筑物內(nèi)，損壞電氣設(shè)備。感應(yīng)雷云層之間頻繁放電產(chǎn)生強(qiáng)大電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)極高脈沖電壓，峰值可達(dá)50KV。開關(guān)過電壓供電系統(tǒng)中電感性和電容性負(fù)載啟動或斷開、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，其脈沖電壓可達(dá)到線電壓3.5倍，從而損壞設(shè)備。破壞效果與雷擊類似。隨著當(dāng)代高科技發(fā)展，精密儀器，通訊設(shè)備，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣泛，因而由于感應(yīng)雷導(dǎo)致雷擊事故也越來越多。直接導(dǎo)致了巨大經(jīng)濟(jì)損失，而因重要設(shè)備損壞使網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓后導(dǎo)致間接損失更是驚人。河西污水解決廠位于新疆烏魯木齊頭屯河區(qū)，在生產(chǎn)廠區(qū)有用于全廠儀表控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于分布式網(wǎng)絡(luò)，在強(qiáng)雷擊狀況下強(qiáng)電磁作用于信號通訊線及分布網(wǎng)線上損壞一次儀表設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備因而，本方案將以河西污水解決廠儀表控制系統(tǒng)為保護(hù)對象，以對從系統(tǒng)外進(jìn)出電源、通訊線路、信號線入侵雷電流進(jìn)行泄放和攔截為手段，并以等電位連接為保證，從而形成一種多層完整全面防護(hù)體系。鑒于信號防雷工程特殊性，它有較大難度和風(fēng)險(xiǎn)性，除需具備一定電氣業(yè)務(wù)知識外，還需具備通信防雷研究和設(shè)計(jì)方面專業(yè)知識。因而，為了保證這次防雷工程質(zhì)量，南京菲尼克斯電氣有限公司依照實(shí)際狀況，提出了新疆河西污水解決廠項(xiàng)目保護(hù)設(shè)計(jì)方案。1.2項(xiàng)目概況由于近年來大量采用了高可靠性先進(jìn)設(shè)備，信息系統(tǒng)運(yùn)營可靠性也極大地提高，而當(dāng)代通信設(shè)備對雷電也越來越敏感，為保證通信設(shè)備和人員安全，使通信系統(tǒng)免受雷電或其他強(qiáng)電磁脈沖干擾，以保證通信系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)營，需依照實(shí)際狀況對防雷進(jìn)行防雷接地改造。1.3設(shè)計(jì)根據(jù)GB50057-94（）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50343-《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB18802.1-《低壓配電系統(tǒng)電涌保護(hù)器（SPD）第一某些：性能規(guī)定和實(shí)驗(yàn)辦法》GBJ79-85《工業(yè)公司通信接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174-93《計(jì)算機(jī)房防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB9361-88《計(jì)算機(jī)場站安全規(guī)定》現(xiàn)場勘查資料及建設(shè)單位提供資料。在設(shè)計(jì)過程中，咱們重要考慮并應(yīng)用了如下防護(hù)辦法：概括說，當(dāng)今電子設(shè)備防雷手段，重要采用分流、接地、屏蔽、等電位和過電壓保護(hù)五種辦法。分流：用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備上。屏蔽：通信系統(tǒng)所有金屬導(dǎo)線,涉及電力電纜、通信電纜和信號線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽，在信息系統(tǒng)建設(shè)中，運(yùn)用建筑物鋼筋網(wǎng)和其她金屬材料，使機(jī)房形成一種屏蔽籠。用以防止外來電磁波（含雷電電磁波和靜電感應(yīng)）干擾機(jī)房內(nèi)設(shè)備。等電位連接：機(jī)房內(nèi)所有金屬物體，涉及電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設(shè)備外殼等金屬構(gòu)件進(jìn)行電氣連接，以均衡電位。接地：在通信系統(tǒng)中，為保證其穩(wěn)定可靠工作、保護(hù)通信設(shè)備和人身安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，需要一種良好接地系統(tǒng)。過電壓保護(hù)：電子設(shè)備信號線、電源線上安裝相應(yīng)過電壓保護(hù)器，運(yùn)用其非線性效應(yīng)，將線路上過高脈沖電壓濾除，保護(hù)設(shè)備不被過電壓破壞。重要保護(hù)器件為氧化鋅壓敏電阻、二極或三極放電管、迅速箝位二極管等，依照需要進(jìn)行組合，形成完整防雷保護(hù)器。防雷設(shè)備對的選取和應(yīng)用，將直接關(guān)系到設(shè)備系統(tǒng)防雷質(zhì)量。如果選取不當(dāng)，不但難于起到防雷作用，甚至還會對通信導(dǎo)致不必要影響，因而，設(shè)備選型和應(yīng)用將是至關(guān)重要。電源防雷器選取和應(yīng)用原則考慮到設(shè)備電源負(fù)荷電流容量不大，為了安全起見及使用和維護(hù)以便，電源系統(tǒng)多級防雷，原則上均選用并聯(lián)型電源防雷器。殘壓特性是電源防雷器最重要特性，殘壓越低，保護(hù)效果就越好。但考慮到國內(nèi)電網(wǎng)電壓普遍不穩(wěn)定、波動范疇大實(shí)際狀況，在盡量選取殘壓較低電源防雷器同步；還必要考慮防雷器有足夠高最大持續(xù)工作電壓。如果最大持續(xù)工作電壓偏低，則易導(dǎo)致防雷器自毀。通信系統(tǒng)低壓側(cè)有不同保護(hù)級別，應(yīng)依照保護(hù)級別不同，選取適當(dāng)通流容量和電壓保護(hù)水平電源防雷器，并保證防雷器有足夠耐雷電沖擊能力。原則上，每一級交流電源之間連接導(dǎo)線超過25m以上，都應(yīng)做該級相應(yīng)保護(hù)。通信電源低壓側(cè)保護(hù)用電源防雷器，應(yīng)當(dāng)選取有失效警告批示、并能提供遙測端口功能電源防雷器，以以便監(jiān)控、管理和日后維護(hù)。電源防雷器必要具備阻燃功能，在失效、或自毀時不能起火；且必要具備失效分離裝置，在失效時，能自動與電源系統(tǒng)斷開，而不影響通信電源系統(tǒng)正常供電。電源防雷器連接端子，必要至少能適應(yīng)25mm2導(dǎo)線連接。安裝防雷器時引線應(yīng)采用截面積不不大于25mm2多股銅導(dǎo)線，建議使用25mm2多股銅導(dǎo)線，并盡量短（引線長度不適當(dāng)超過0.5m）。當(dāng)引線長度超過0.5m時，應(yīng)加大引線截面積。引線應(yīng)緊湊并排或綁扎布放。電源防雷器接地：接地線應(yīng)使用不不大于25～35mm2多股銅導(dǎo)線，并盡量就近與交流保護(hù)地匯流排、或總匯流排、接地網(wǎng)直接可靠連接。依照防雷區(qū)劃分、雷擊能量分布狀況、實(shí)際狀況合理地設(shè)計(jì)各級電源防雷體系，并選取恰當(dāng)防雷器。附注：防雷區(qū)劃分依照IEC1312-1雷電電磁脈沖防護(hù)原則，信息系統(tǒng)防雷保護(hù)區(qū)別為四個區(qū)域，各區(qū)交界處應(yīng)作相應(yīng)防雷解決。各區(qū)劃分如下：LPZ0A區(qū)：LPZ0B區(qū)：感應(yīng)雷主作用區(qū)，處在建筑物避雷針系統(tǒng)保護(hù)區(qū)內(nèi)，但未經(jīng)空間電磁屏蔽，雷電作用電磁場并不衰減，處在此空間所用可導(dǎo)電物體均可感應(yīng)較強(qiáng)雷電電磁脈沖。LPZ1區(qū)：建筑物屏蔽區(qū)，本區(qū)內(nèi)各物體不也許遭受直擊雷，流往各導(dǎo)體雷電流比0B區(qū)進(jìn)一步減小，本區(qū)內(nèi)電磁場也也許會衰減，取決于建筑物屏蔽辦法。LPZ2區(qū)：房間屏蔽區(qū)，對于計(jì)算機(jī)主機(jī)房所處空間，應(yīng)采用屏蔽辦法，以進(jìn)一步減小空間電磁場干擾。當(dāng)金屬導(dǎo)線（電源線、信號線等）穿越不同保護(hù)分區(qū)時，因電磁感應(yīng)作用，會產(chǎn)生較高過電壓，影響室內(nèi)設(shè)備安全。因而，需安裝相應(yīng)過電壓保護(hù)器，對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。在不同保護(hù)分區(qū)，所采用防雷器級別是不同。同步，需要作相應(yīng)等電位解決。防雷保護(hù)分區(qū)和防雷器分級應(yīng)用如下圖所示：

直擊雷電流在電源系統(tǒng)分派：依照GB50057-94原則對直擊雷電流分類：第一類200KA10/350μS第二類150KA10/350μS第三類100KA10/350μS如圖所示：一種能量為200KA直擊雷，由整個系統(tǒng)電源、管線、地網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)線來分擔(dān)。由于雷擊時能量本質(zhì)某些集中在初次雷擊波（10/350μS）相應(yīng)庫侖量和焦耳量，是大量雷電荷泄放，因此強(qiáng)制性國標(biāo)GB50057-94()《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄中把初次雷擊波參數(shù)（10/350μS）做為了雷擊電流參數(shù)，而8/20μS波形并非自然界具備波形，它是一種測試波形。IEC和IEEE會員國涉及了全世界大多數(shù)國家，當(dāng)前可以明確建筑物外部防雷裝置遭到直擊雷擊和鄰近雷擊時，建筑物入口處選取防雷器參數(shù)必要考慮雷擊沖擊電流Iimp(10/350μS),而在建筑物內(nèi)防雷器才可選取8/20μS產(chǎn)品。通信設(shè)備接口保護(hù)器選取和應(yīng)用原則通訊及信號防雷器規(guī)定較高，為了不影響數(shù)據(jù)傳播，選取通訊及信號防雷器必要有國家或信息產(chǎn)業(yè)部承認(rèn)檢查機(jī)構(gòu)出具檢查合格報(bào)告。無檢查合格報(bào)告防雷器一律不準(zhǔn)用在數(shù)據(jù)通信設(shè)備接口上作保護(hù)裝置用。通訊及信號接口防雷器普通串聯(lián)在通訊線路中，選取和應(yīng)用信號防雷器，必要以不影響數(shù)據(jù)傳播為基本原則。通訊設(shè)備接口種類繁多，傳播速率各不相似。應(yīng)依照接口速率，選取工作速率適當(dāng)、物理接口適當(dāng)數(shù)據(jù)設(shè)備接口保護(hù)用防雷器。盡量少通過接口轉(zhuǎn)接方式來達(dá)到與通訊設(shè)備物理接口相連，以免增長插損，影響信號傳播。對于速率較高數(shù)據(jù)設(shè)備接口，應(yīng)選取極間電容、漏電流、插損、駐波比盡量小，響應(yīng)時間盡量快信號防雷器。通訊接口信號工作電壓差別較大，為保證信號防雷器真正起到保護(hù)作用，應(yīng)依照信號工作電壓不同，選取動作電壓和限制電壓適當(dāng)保護(hù)防雷器。依照設(shè)備接口抗雷電規(guī)定，應(yīng)選取有足夠大耐雷電沖擊能力信號防雷器。信號防雷器接地必要有可靠接地連接線，該接地線應(yīng)與被保護(hù)通訊設(shè)備地線就近可靠連接，接地線不應(yīng)不大于2.5mm2。第二章設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)范疇本設(shè)計(jì)涉及：電源防雷；信號防雷；信號防雷；信號防雷；2.2防電涌保護(hù)配備原則浪涌保護(hù)器配備應(yīng)參照國家機(jī)械行業(yè)原則JB/T5894－91“交流無間隙金屬氧化物避雷器使用導(dǎo)則”執(zhí)行和國標(biāo)“交流無間隙金屬氧化物避雷器”有關(guān)規(guī)定；防雷器件選取，應(yīng)具備高通流容量，殘壓低，響應(yīng)速度快，帶浪涌辨認(rèn)，便于維護(hù)等長處。2.3防電涌保護(hù)配備闡明2.3.1電源保護(hù)電源電涌保護(hù)器選用如下：電源避雷器選用德國PHOENIXCONTACT公司PT2-PE/S-230AC-ST組合防雷器。滿足DINVDE0675-6：1989-11/草案規(guī)定級別D額定電壓Un：230VAC放電器設(shè)定電壓Uc：253VAC額定電流In/30℃額定放電沖擊電流Isn(8/20)μs：5[kA]最大放電沖擊電流Ismax(8/20)μs：10[kA]保護(hù)電平：1.5[kV]響應(yīng)時間ta≤150ns所需前置保險(xiǎn)裝置最大值：25A溫度范疇：-40滿足IEC529/EN60529保護(hù)級別：IP202.3.2信號避雷器1.4～20mA模仿量信號避雷器采用PHONIXCONTACTPT1*2-24VDC-ST最大容許工作電壓Umax：28VDC額定電流In：450mA額定放電沖擊電流Isn(8/20)：10kA在1kV/μs時輸出電壓極限：40[V]-時間響應(yīng)ta：1[ns]-每個通道中電阻:2.2[Ω]溫度范疇：-40℃2.Profibus避雷器采用PHONIXCONTACTPT3-PB-ST(依照實(shí)際通訊總線擬定)C1，C2，C3，D15.2VDC/3.6VAC450Ma10kA/10kA20kA<=15V/<=15V-40°C至+85°CIP203.視頻信號防雷器采用PHOENIXCONTACTC-UFB-5DC/E75IEC類別/VDE規(guī)格級別

C2、C3防雷器設(shè)定電壓(最大持續(xù)工作電壓)UC：5VDC殘存電壓，在In時

≤10V在40℃時標(biāo)稱電流IN

185mA/額定放電電流In(8/20)μs

10kA/10kA保護(hù)級別，符合IEC60529/EN60529

IP20殘存浪涌電流(8/20μs)

10kA切斷頻率fg(3dB)，在50Ω系統(tǒng)中（典型）

170MHz輸出電壓閾值：在1kV/μs時

≤13V/≤500V輸入衰減aI，在50Ω系統(tǒng)中（典型）

1.7dB至20MHz響應(yīng)時間ta

≤500ns/≤100ns

溫度范疇

-40°C至+80°C4.控制信號防雷器采用PHOENIXCONTACTPT5-HF-5DC額定工作電壓 Un 5.2V 通頻帶 fG RL=100Ω/150 ≥70MHZ ★沖擊通流容量 Isn 8/20μs 10kA ★插入損耗 Ae RL=100Ω ≤0.2dB 響應(yīng)時間 Ta ≤500ns 2.3.3網(wǎng)絡(luò)避雷器最大允可工作電壓Uc：11VDC額定電流In：1.5A額定放電沖擊電流in(8/20)：2.5kA1kV/μs時輸出電壓限位：30V對稱/非對稱（地）20V響應(yīng)時間ta：500ns極限頻率fg(3dB)：100/150Ω系統(tǒng)中對稱（典型）100MHz溫度范疇：-40符合IEC529/EN60529保護(hù)級別：IP202.3.3信號隔離器A:單片厚度6.2mm,超薄設(shè)計(jì)B:采用底部橋接供電,完美T-bus供電系統(tǒng).C:使用環(huán)境溫度:-25到65度