第三章 设计依据及政策文件规定
1、设计原则
由于雷电防护系统对所防护的建筑物和内部设备具有非常重要的作用,因此,防雷保护系统应具有先进性、可靠性、易维护、易升级等方面的突出特性。防雷工程设计及设备的选择遵循以下原则:
(1)、一切为用户着想原则
无论是多大或多小的系统防护工程,都应以一切为用户着想的原则办事,以用户需求作为准绳,本着务实,不追求豪华的思想,但又具有扩展性,通过相互诚恳地交流,协助用户,使其需求最终达到尽善尽美。
(2)、可靠性原则
设计系统防雷保护工程应最先考虑的问题就是可靠性。在选型上一定要用最成熟可靠的产品和技术,为此,在防雷保护方案中,我们所选用的防雷产品均符合国家及我省的防雷技术要求。
(3)、先进性原则
采用当今国内、国际上最成熟的技术及产品,使新建立的防雷系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要。
(4)、实用性原则
本着一切从用户实际角度出发,配置防雷保护系统不是给用户花钱,而是在保护用户的投资,保证设备的正常运行,保障人身生命的安全;实用性就是能够最大限度地满足实际需要,从实际应用的角度来看,这个性能更加重要。
(5)、开放性,可扩充、可维护性原则
防雷保护技术是不断发展变化的,为了保证用户的投资,所选产品必须符合国际和国内防雷标准,这样才能对未来的发展提供保证。
(6)、经济性原则
整个防雷保护的建设要坚持实用为主,在满足系统需求的前提下,应尽可能选用性能好,可靠性高,可维护性好,价格适中的产品,以便节省投资,以最低成本来完成防雷保护的高标准建设。
2、设计依据
《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000年版)
《计算机场地安全要求》 GB2887-89
《电子计算机机房设计规范》 GB50174-93
《低压配电设计规范》 GB50054-95
《计算机信息系统防雷保安器》 GA173-1998
《电子设备雷击试验》 GB3482-3483-83
《交流无间隙避雷器》 GB11032-89
《建筑防雷》 IEC1024-1∶1990
《雷电电磁脉冲的防护通则》 IEC1312-1∶1995
《电信交换设备耐过电压和过电流能力》 ITU.TS.K20∶1990
《用户终端耐过电压和过电流能力》 ITU.TS.K21∶1998
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94(2000年版)
《建筑物防雷设施安装》 99D562 (99年版)
《移动通信基站防雷与接地设计规范》 YD 5068-98
《通信工程电源系统防雷技术规定》 YD 5078-98
《有线电视系统工程技术规范》 GB 50200-94
《电信专用房屋设计规范》 YD5003-94
《微波站防雷与接地设计规范》 YD2011-93
《通讯局(站)接地设计暂行技术规定》 YDJ26-89
《电子设备雷击保护导则》 GB7450-87
《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》 GB64-83
3、政策文件规定
①、《中华人民共和国建设法》、《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国消防法》、《防雷减灾管理办法》
②、省政府79号令、《山东省防御和减轻雷电灾害管理规定》以及省公安厅、省安监局、省建设厅、省气象局下发的有关文件
第四章 雷电防护设计原理及方案
依据相关规定,市防雷中心派设计人员对临沂市交警支队综合楼进行实地勘察,认真听取了有关技术人员的介绍,按照国家有关规范,根据勘察情况,本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则,对临沂市交警支队综合楼作出如下综合防雷设计方案:
一、保护对象:
根据该单位实际情况和具体要求,本防雷工程主要防护对象:
综合楼本省及电器设备电源部分。
二、直击雷的防护
1、办公楼直击雷的防护
A、保留原有设计。
B、为防止直击雷并有效抑制雷电强度,保护办公楼及工作人员的安全,应在其顶端加装两支法国“卫星”(“satelit+”)ESE5000提前放电避雷针。
综合楼属市重点防雷单位,依据GB50057-94国家强制性防雷标准(2000年版)相关规定,为有效防止直击雷对办公大楼的破坏,应在大楼的顶端安装高压脉冲提前放电优化避雷针。
法国“卫星”(“satelit+”)ESE5000提前放电避雷针
①、工作原理:
“satelit+”通过一个脉冲变压器和振荡器的结合实现了以严格控制的频率和幅度发射高压信号的技术;它的能量来自静电场与电磁场并转化成高压信号送到针尖,产生大量的电离子,这种功能使“satelit+”发出的上行先导提前至远离避雷针几十米至上百米处与来自雷云的下行先导接闪,通过阻尼线路对雷电流进行延时、衰减,以减少空间电磁场的发展。同时,通过雷电场的发展同时,通过雷电场的电场触发器,以准确被控的频率和幅度发射高压脉冲,产生提前放电,从而提高避雷针的有效性,从而扩大了避雷针的保护范围。
②、“satelit+”ESE5000提前放电时间及保护半径
如下表:
“satelit+”ESE5000提前放电时间为50微秒
D=45m
高 度(m)245710152045
半 径(m)3569868788909295
2、建筑物顶部的防雷措施
楼顶所有不带电金属体应与防雷装置相连,连接点不应少于两处,各部连接点应牢固可靠。
圆钢之间的连接应采用搭接焊,搭接长度应为圆钢直径的6倍,应在两面施焊,如因特殊情况采取一面焊接的情况下,搭接长度应为圆钢的12倍。
扁钢之间的连接应采用搭接焊,搭接长度应为扁钢宽度的2倍,应在三面施焊。
焊接处应采取防腐处理,如涂防腐漆。
楼顶的避雷网格不应大于10m×10m或8m×12m,拐弯处角度应大于900。
三、雷电感应、雷电波侵入的具体防护
1、屏蔽措施
①办公大楼计算机网络机房及其它弱电机房的屏蔽
计算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽,在机房建设中,利用建筑物钢筋网和其他金属材料,使机房形成一个屏蔽笼。用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰机房内设备。
具体可分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和各种线缆(包括管道)的屏蔽。屏蔽是防雷六大主要措施之一。为防雷击电磁脉冲,将机房所有线缆均敷设在金属屏蔽管内,埋地引入室内,通过多次等电位连接进入机房。机房外墙的网格尺寸加密为20mm×20mm以下。机房使用的金属板门、窗架设网孔不大于20mm×20mm的金属网。金属门、屏蔽网与建筑物内的主钢筋做可靠电气连接。机房内的设备距外墙及梁柱大于1000mm。
②电缆的屏蔽
机房所有电缆敷设在金属屏蔽管内,金属屏蔽管首尾电气连通,金属管、线槽的连接处应跨接,并作可靠接地,与等电位连接排作可靠电气连接。
2、等电位措施
①等电位连接的必要性
GB50057-94(2000年版)强制性国家标准第3.1.2条规定:“装有防雷装置的建筑物,在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下,应采取等电位连接”
GB50057-94(2000年版)条文说明第3.1.2条第3.1.1款:“为减小在需要防雷的空间内发生火灾、爆炸、生命危险,等电位是一项很重要的措施。”和第3.3款:“在需要防雷的空间内防止发生生命危险的最重要措施是采用等电位连接。”
②等电位连接的目的
等电位连接是内部防雷装置的一部分,其目的在于减少雷电流所引起的电位差。等电位是用连接导线或过电压(浪涌)保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置,建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电气装置、电信装置等连接起来,形成一个等电位连接网络,以实现均压等电位,防止需要防雷空间内的火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。
为实施等电位和浪涌保护器的安装,IEC标准将需要保护的空间划分为不同的雷电防护区(LPZ),以规定各部分空间不同的雷电电磁脉冲(LEMP)的严重程度和指明各区交界处等电位连接点的位置。
③等电位连接的设置
计算机机房设局部等电位连接排敷设400×100×10mm的铜板作为设备的接地母排。将室内所有电子设备所有进入机房的金属管道、金属门窗、信号电缆外屏蔽层、电力电缆外铠装、计算机装置本身(含外露可导电部分)、PE线、防静电地板、电力线(通过SPD连接)等与等电位端子排连接并接地,独立接地系统接地电阻小于4Ω,共用接地系统小于1Ω。
在计算机网络系统中,为保证其稳定可靠的工作、保护计算机网络设备和人身安全,解决环境电磁干扰及静电危害,需要一个良好的接地系统。接地和等电位连接方式,可参看下图:
3、箝位措施
①、防雷电感应、雷电波侵入措施
由于雷电在泄放过程中产生的静电感应、电磁感应和雷电电磁脉冲作用,容易在各种电源线路、信号线路上感应出雷电过电压,雷电波沿着各种线路侵入室内,造成内部设备损坏,危及工作人员的生命安全,而电涌保护器能把线路上的过电压泄放掉从而保护设备。
SPD(浪涌保护器)的安装目的是为保护工作人员生命安全和保障仪器设备的正常运转。浪涌保护器是通过对雷电入侵波对大地的泄放,箝位线路电压,防止电源线路中雷电暂态过电压对设备线路板、集成芯片的损坏,以及对工作人员的旁络闪击。
②、供配电系统雷电防护
SPD1:安装在变电室低压电源总配电柜上,在每条相线和中性线上选用I级分类试验用冲击电流Iimp通过幅值电流不小于60KA的SPD(10/350μs)。在此,我们选用并联式AT-380-60KA型,1-4层的照明线路(3路)、7-25层的照明线路(3路)、电梯动力线路(3路)各加装一台(共9台)。
SPD2:在1AL、2AL、3AL、4AL、02AL1、集中电表箱:7AW1、7AW2、7AW3、12AW1、12AW2、12AW3、17AW1、17AW2、17AW3、22AW1、22AW2、22AW3、25AL1、25AL2、25AL3、电梯动力箱25AT1、25AT2、25AT3、计算机机房(两路供电)1AT3、1AT4、屋面景观照明及航空照明(3处)、消防控制1AT2(两路供电)处各加装第二级电源避雷器。选用每条相线和中性线上每个SPD标称放电电流不小于40KA的SPD(8/20μs)。在此,我们选用AT-380-40KA型电源避雷器(共29台)。
SPD3:安装计算机机房断路器处每个SPD标称放电电流不小于10KA的SPD(8/20μs)。在此,我们选用并联式AT-380-20KA型电源避雷器(共2台)(根据需要其它弱电设备前端进行加装)。
SPD4:在计算机设备前加装相应更快的SPD4进行细保护。在此我们选用FRCZ-0型电源避雷器(根据需要选择)。
通过避雷器的雷电流逐级减少,我们在安装避雷器时总会使用导线进行连接,而导线电感在雷电波的频率下不能忽略,于是有:
Uc=UL1+Us+UL2
Uc=Is(ZL1+ZL2)+Us
这样的残压将会附加上一个额外的Is(ZL1+ZL2),如果只有一级避雷器,雷电流的大部将从这一级避雷器泄放入地则IS非常大,这样要保证U额外Is(ZL1+ZL2),要求SPD接地的导线要短、粗、直,连接导线总长度不大于0.5m,接至配电柜、箱内的预留等电位连接端子上。在避雷器上端,要有快速熔丝或空气开关保护,以防止短路电流导致系统故障。
开关型SPD与限压型SPD之间的间距不宜大于10m,限压型SPD之间的间距不宜大于5m。
SPD安装后,应立即记录下使用时间,凡使用一年后的产品,应对其进行静态电压U1mA测量(防雷减灾管理机构有专门测量设备),若该电压降到原值的20%就要立即更换产品,否则后果自负。
4、信号系统的防雷
临沂市交警支队综合楼计算机机房信号线主要有:电话、专线(包括DDN、ISDN及光纤)、计算机网络线等。其中电话及专线由大楼外直接送入机房,该信号线受感应雷的影响较多,故应在信号进线端口安装相应信号避雷器。计算机网络线未走金属走线槽,较不规范,由于有些网络线可能较长,最长达100多米,有资料表明,当无屏蔽措施的网络线超过15米时,网络适配器就有可能因感应雷击损坏,加上机房窗户屏蔽较差等因素,对网络系统主机及服务器等重要设备及连接网络线较长的计算机设备的网络端口处安装相应网络避雷器。
通讯、网络系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路,主要线路包括电话线、专线、微波通信线(天馈线)等;众所周知,网络通讯设备的接口芯片抗过电压冲击的能力很差,一般CMOS电路极限电压均在几十伏,极易遭受感应雷袭击。而根据美国通用电气公司R.D.HILL的试验结果,只需0.07高斯的磁场强度就能使网络系统瘫痪,而2.4高斯的磁场强度就使计算机的元器件永久性损坏,轻则部分通讯线路中断,重则整个网络瘫痪。
为尽量避免上述灾害情况的发生,需针对不同的设备选用相应的数据通讯信号避雷器作为通讯线路上防感应雷电压波的保护措施。
计算机局域网系统:
在重要的服务器和工作站的入线的端口各安装1个ZGB235F-3型信号避雷器,传输速率为100Mbps,用来保护主交换机及服务器和工作站免遭感应雷电压或雷电电磁脉冲的侵害。
产品特点:
通流容量大,限制电压低,响应速度快
传输速率高达100Mbps,插入损耗低
体积小,安装方便,连接形式多样
适用服务器、工作站、网络终端设备、视频编、解码器、线路收发器、集线器、中继器、调制解调器等
卫星和有线电视系统:
在卫星天线的进线端安装ZGB003N1型天馈避雷器,作为通信信号线路保护,有效的对信号线路的感应雷击进行保护。
在有线电视的进线端安装ZGB003J1型天馈避雷器,作为通信信号线路保护,有效的对信号线路的感应雷击进行保护。
产品特点:
工作频率范围宽、安装方便装拆快
驻波、插入损耗小输出保护电压低
承受信号功率强应用范围十分广
过程响应时间短性能稳定寿命长
有可以内馈产品外形美观体积小
监控、广播及大屏幕显示系统系统:
在监控系统的视频信号输入端安装ZGB235B-5信号避雷器,保护视频信号的正常工作。
产品特点:
通流容量大保护电平低响应时间快
体积小、重量轻安装使用方便
外形美观大方
连接形式多样,适用于各种不同的接口
四、接地系统
接地系统分两种:一种是独立接地,一种是共用接地。
在信息系统内独立接地一般是将防雷电接地与防静电、防电磁干扰、保护接地分开接地,两个接地系统应保持20m以上的距离,以防止过电压对仪器的工频干扰,各类引下线应保持一定的安全距离防止暂态高电位的反击。
共用接地是将所有建筑物防雷装置、电气设备、线路、网络等不带电金属部分,金属护套,避雷器,以及一切水、气管道与防雷接地装置作电气连接。
依据GB50057-94(2000年版国家强制性标准)《建筑物防雷规范》条文说明第3.2.4条第五款:防雷装置直接装在建、构筑物上,要保持防雷装置与各种金属物体之间的安全距离已成为不可能,在二类、三类防雷建筑物中采取共用接地装置,共用接地装置适合供所有接地之用(例如防雷、低压电力系统、电讯系统)。共用接地装置接地电阻值要求小于1Ω。
五、连接规定
圆钢之间的连接应采用搭接焊,搭接长度应为圆钢直径的6倍,应在两面施焊,如因特殊情况采取一面焊接的情况下,搭接长度应为圆钢的12倍。
扁钢之间的连接应采用搭接焊,搭接长度应为扁钢宽度的2倍,应在三面施焊。
焊接处应采取防腐处理,如涂防腐漆。
六、连接线的规格要求
在LPZ0B区与LPZ1区处,铜材要求截面积大于16mm2,钢材要求大于50mm2;在LPZ1区与LPZ2区处,铜材要求截面积大于6mm2,铜材要求大于16mm2。
七、其他附属装置的防护
建筑物顶部的旗杆、标志牌、广告牌等较大不带电金属物体必须进行等电位连接并可靠接地。
建筑物外部安装的装饰用射灯、墙角灯、轮廓灯、彩灯、航空障碍信号灯以及正压风机、抽烟风机等应穿金属管屏蔽,金属管应和防雷装置可靠连接,并应在接闪器保护范围内(电缆可设在安装避雷针的钢管内),不应高出避雷网,在供电线路的配电盘内的电源侧与外壳之间应装设浪涌保护器。
总之,本防雷设计方案,将根据经费情况,按系统和设备重要性、发生雷击风险的严重程度,综合考虑防雷设施实施的先后,避免或减轻雷击损失。
说明:
1、防雷工程施工时,将作详细检测,如现场实际情况与本方案有不适时,将及时向用户方通报经同意后作适当调整。
2、未详尽之处,按照相关国家标准执行,并在施工过程中说明补充。
第五章 防雷电感应工程概算
雷电防护工程预算报告
第六章 防雷工程进度
1、为不影响正常办公,施工时间可安排在休息时间;
2、整体防雷工程在2周内完成。
第七章 防雷工程的维护
1、每年雷雨季节以前应由市防雷中心对整体的防雷工程进行检查,平时应注意常规的检查,主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、引下线是否有断开;
2、接地网及各类接地的电阻值应由市防雷中心进行一次测量,并存档;
3、检查连接点之间的过渡电阻,焊接点是否有锈蚀;
4、禁止在雷雨天气检测、触摸防雷装置;
5、对防雷装置有任何异常或疑问,请及时与我中心联系。
第八章 工程施工质量保证及保修
祥见《防雷工程协议书》
第九章 其它
经双方协商签订协议后,工程开始施工。工程竣工后,由市防雷管理机构检测合格后,发给检测报告书认可。
信息通讯系统(信号)的防雷、屏蔽措施作为二期工程进行,另架空线路应采取埋地敷设。
第十章 附录
《防雷产品维护手册》
《防雷工程协议书》
《仪器设备清单》
《设计资质证书》
《施工资质证书》
《安装图集》
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谢谢。
我也是新手,能给我发一份吗,谢谢~`
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