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防 雷 工 程

一、概述:            点击进入:防雷系统设备和选型

    随着计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)、显示技术(CRT)的发展和广泛应用,各系统集数据采集、信息传送于一体的网络形成,随之引入了大量设备。由于这些设备大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元,其对瞬间过电压的承受能力大幅降低,将成为受雷电损害的主要设备,所以对于雷雨多发地区各系统采取有效的保护措施是非常必要的。

二、雷电破坏途径: 

 2-1:直击雷
   一般防直击雷是通过外部避雷装置即:接闪器(避雷针、避雷带、避雷网、避雷线)、引下线、接地装置构成完整的电气通路,将雷电流泄入大地。
    接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损毁,但雷电仍会透过多种形式及途径破坏电子设备。

 2-2:雷电波侵入
    系统电源线、信号传输或进入设备的金属管线遭到雷击或被雷电感应时,雷电波沿这些金属导线侵入设备,造成电位差使设备损坏。

 2-3:雷电感应
  当雷击中避雷针时,在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的设备和传输线路会感应出较大的电动势。这种现象叫电磁感应。
  当有带电的雷云出现时,在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv,信号线路上可40-60kv。这种现象叫静电感应。研究表明:静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。
  电磁感应和静电感应称为感应雷,又叫二次雷击。它对设备的损害没有直击雷来的猛然,但它要比直击雷发生的机率大得多,按原邮电部的统计感应雷造成的雷击事故约占雷击事故总和的80%。

 2-4:地电位反击
    建筑物的外部防雷系统(如避雷针、避雷网)遭受直接雷击,在接地电阻的两端就会产生危险的过电压,由设备的接地线引入设备,造成设备的损坏。

三、防雷解决方案:

  3-1:外部防雷:

    根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)规范的要求,必须对弱电系统所在建筑物做外部防雷措施。在设计建筑物外部防雷时,对其建筑物设计时必须考虑到楼顶上须设避雷带及避雷针;建筑物应采用暗敷设引下线(可以利用建筑物构造柱内的主筋做引下线),其间距不大于25米。
  另外对中心机房应金属均压环,并将其与房内金属导电外壳做等电位连接。

         外部防雷接地装置建议采用独立接地装置,并尽可能与大楼建筑接地在地面下用热镀锌扁钢进行焊接,每两幢建筑之间,不少于两处焊接位置。

  3-2:内部防雷:
   3-2-1:屏蔽:

   空间屏蔽:无论是网络,还是通讯机房等,其所有建筑均基本为框架式建筑,故建筑本身的梁与柱构成了大型格栅屏蔽,对建筑以外雷电产生的电磁脉冲有着很好的空间屏蔽,即将空间磁场作了一次大的衰减,从而将系统设备保护在LPZ1区的范围内。
    线路屏蔽:为了避免线路上发生耦合现象,及线路之间产生互感电流,建议弱电各系统布线均采用金属屏蔽线槽架设,并将线槽金属两端做接地处理,金属线槽接头处需做跨接处理。另外,所有电源线路与信号线路应分线槽布线,且之间间距应大于30cm。如果线路上安装防雷器,要求其地线应单独走线,与其它线路间距大于30cm,而且地线应尽量避免走直角。

   
设备屏蔽:所有系统重要设备,应考虑设备屏蔽。最好将重要电子设备放置在机柜内,且机柜外壳应做接地处理

   3-2-2:接地:
  
针对各项系统的电子设备,应做好接地系统。根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.3条要求,机房接地应符合本规范其它章的规定外,尚应符合下列规定。一、每幢建筑应采用共用接地系统。二、当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时,宜将其接地装置互相连接。
   接地方式:联合接地(三套法接地,应取系统最小接地电阻值。各系统接地电阻应满足下列要求:
   系统安全保护接地:           RPE≤4Ω (人员安全性要求)
   通讯抗干扰地:               RG≤1Ω  (抗EMI干扰要求)
   防静电接地(串联1MΩ电阻)   RJJ≤100Ω(静电泄流通路要求)
   防雷接地                     RF≤10Ω (雷电接闪后泄流要求)

   3-2-3:均压等电位连接
  
按照根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.4条要求,穿过各防雷区界面的金属物和系统,以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做符合要求的等腰三角形电位连接。对机房所有金属设备外壳需做等电位连接,并在静电地板下做均压环设施,让设备地就近接地,避免机房内因建筑物柱筋在泄放雷电流时,引起周围金属物件感应电压不一致,造成设备之间金属放电现象。同时要求均压环与机房柱筋进行连接。这需要根据各系统所在其建筑内的空间决定均压环的大小和平面布置。

   3-2-4:设备安全距离
  
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.2条要求,设备安放位置应远离建筑物的梁、柱、壁顶等有金属的地方,避免其内钢筋在泄放雷电流时对金属产生较强的磁场,形成电磁脉冲电流,造成设备损坏,各系统电子设备安放位置的安全距离应规范要求。

   3-2-5:安装SPD(过电压保护装置或浪涌保护器)
    根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中要求,在线路进入不同的防雷分区界面上需做等电位连接,即采用电涌保护器。

四、防雷系统方案:
    综合防雷总的原则是:1、将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散(外部保护);2、 阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波(内部保护及过电压保护);3、限制被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护),为此要配置防雷设备和构建防雷系统。不同的设施对防雷的设置稍有差别,这里以综合大楼为例简述防雷系统设置的方案。

、 防雷系统设备:
   请参见附件
防雷系统设备和选型(点击进入)
 


 
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