南宁市广电中心方案

大胡子

FROM://www.duval-messien.com.cn/scheme/xxxtflfa/xxxtflfa.htm

一、方案综述
本方案经我司工程部人员详细实地考察，针对实际情况，突出
重点保护对象，提出切实可行的防雷、施工方案及合理的工程预算。
南宁市广电中心是现代化综合性技术大楼，内部设备繁杂且精密。电力与信息线路布置点多面广。这给过电压防护带来一定困难，经过严密的论证以及与实践经验相结合，采取不同的综合防雷措施，全面系统地考虑各部分设备的保护。从经济与技术的角度出发选取各种型号的防雷器，即能达到安全可靠的要求。

二、电源系统防雷
电源部分的防雷及过电压保护是整个综合楼防护重点及难点。当雷击楼层时，强大的雷电流及其高强度瞬变电磁场对周围导体产生过电压，绝大多数的雷害都是因为这类二次感应而造成。因此具有长距离的电力线和信号线都是二次感应雷的侵犯途径。此外，电力网络内部的操作或事故也同样会有危险的过电压波，会损害设备。
根据电磁理论的经典公式推算，得在雷电流引下线附近的金属开口环感应电势的公式如下：
Em=2×10-7×l×[ln(l+X1)/X1] ×（dI/dt）
其中，l闭环积分长度，X1引下线与闭环间距，dI/dt——雷电流陡度。
通常一个5m×5m的开口金属框在100KA雷电流峰值下，即使距离引下线200m也可以感应到1KV左右的电压。而在20米处则可达10KV以上。
防雷是一项系统工程，从电源部分、信号部分、接地屏蔽等分成不同的分项工作，广电中心技术大楼内部，电源方面的保护从整体考虑作出全面细致的方案措施。

1、DEHN牌防雷器简介
DEHN牌电源防雷器按国际标准规定的保护区概念和等电位措施严格遵照德国标准。在产品外观与内部技术参数上处于世界领先地位。按照分级泄流原理，DEHN牌防雷按功能和安装位置可分为DEHN port、DEHN guard、DEHN bridge、DEHN rail等。
DEHN port是高能量开关泄流型避雷器。它是基于同轴放电的火花隙的硬响应特性。其放电能力大，单相最大可承受100KA的10/350μs测试波的电击放电。响应时间低于100ns，能安装于LPZO区保护直击雷。
并且残余电压低于3.5KV，无续流，不影响电力供电。作为电源防雷器的第一道防线，DEHN port可将绝大部分的雷电能量泄散入地。
DEHN guard是精确限压型避雷器。其响应特性是压敏电阻的软特性，相当于多个双向抑制二极管串联和并联。可起到优越的电压箝位作用。压敏电阻的软特性响应时间极为迅速。DEHN guard的工作时影响时间低于25ns。它的通流容量最大可达到40KA的8/20μs的测试波形电击放电。残余电压低于1.5KV。DEHN guard可用作电源的第二级保护，与前级配合。吸收残余的脉冲能量。
由于第一、二级的工作特性及响应时间不同，为了能有效地利用其优点，避免缺陷，必须使其在动作时序和能量配合上扬长避短。DEHN bridge是电源第一、二级间的过渡装置。它可以集中感应补充线路长度。使第一级的过电压波延时到达第二级，以免误动。
DEHN rail是电源精细过压保护器。它是设备前端的精细保护，软响应特性，动作时间极为迅速，并且带有保险容断和遥控点，残余电压低于1.25KV。
DEHN牌电源防雷器的具体技术参数参阅产品说明书。
2、电源防雷器选择与安装
       所有广电中心大楼内部机房防雷选用DEHN牌防雷器并采
用了三级防雷。通常第一级安装于机房配电开关处，第二级安
装于UPS电源输入端。第三级装于被保护设备电源输入端。
3、相关防雷措施
        电源系统防雷的另一个技术难点在于接地的处理。良好的
接地有利于发挥避雷器的作用，而有缺陷的接地也会给设备带
来不同程度的伤害。从等电位的角度出发将大楼的电源系统接
地做成等电位接地网，接地线的型号必须是截面积大于
35mm2，总的引线截面积应大于50mm2。
        机房内部应做成等电位网格，有条件的网格越密效果越
好。一般使用高密度编织铜带，沿机房做成1m×1m等电位网
格。
   在没有保护的线路上或者较容易产生电磁感应的过电压的
线路还需要采用屏蔽管，将线路穿管屏蔽。屏蔽管的两端要良
好接地。

三、信息系统防雷
信息系统有大量的精密电子设备，耐压水平低。通常还会联成局部网络系统。设备之间的信息通路总有一定的距离，超过某一范围时会对设备造成威胁。由于精密设备的耐压水平低，而端口的线路又会产生电磁感应，设备因此通常是从端口导入过电压波而损伤。
广电中心的信息系统相当复杂，需要保护的对象大多是面天线的馈线。馈线保护器的选择可采用DEHN牌馈线避雷器和瑞士HUBER+SUHNER生产的波导馈线避雷器。DEHN牌馈线避雷器的放电电流可达30KA，插入损耗低，小于0.1dB。它的内部元件是气体放电管，频率上限受到限制，可在2.5G以内选择不同型号。
瑞士HUBER+SUHNER生产的λ/4波导分流参数过压保护器可任意选择频段，插入损耗低，小于0.1dB，它的内部元件是λ/4短路棒，其工作机理近似于L-C串并取形成的滤波电路，而在各种技术参数上都比其它形式的馈线避雷器优越。
信息系统除安装避雷器外，还应采取其它的防电磁脉冲措施，如优化接地形式，采取信号线屏蔽。
四、接地系统改造
整幢大楼的接地共接于电井内的保护地和工作逻辑地。并且两种地分开使用。而在一楼的接地汇集处共点。在新修改的建筑物防雷国标中规定使用共同接地系统。这是一项新的技术措施。
采用共同接地系统的概念是将所有与地有关的引线就近汇接于同一地网。因此建议将工作逻辑地取消共同使用防雷接地，这样对于接地的等电位连接更加可靠和安全。
机房的接地做成均压接地网格，这种网格能避免不同点的电位差，即能起到有效等电位联接。并且在各点的接地很方便。在有条件的机房最好能凿开柱内钢筋与等电位网格相连。

五、综合防雷与接地措施
1、等电位连接
     所有铠装电缆和穿铁管的电缆的电缆金属外壳和铁管的两端要就近接地。超出30m长的铠装电缆，每隔15m重复接地一次。
所有计算机房、数据处理室、播控室和监控机房等在有静电地板的下方增设均压等电位网格。材料可选用高密度铜带，网格密度可视具体而定。
所有楼层的金属吊顶要作等电位接地处理。
2、屏蔽与综合布线
    所有布线避免靠近外壳，否则应距外墙1.5m以上。
   所有信号线路、电话线及电力线路最好置于铁槽或铁管内，铁槽或铁管需两端就近良好接地，超出30m则每隔15m重复接地。
   所有天线馈线应穿管屏蔽15m以上两端就近可靠接地。
  在所有装设稳压器的前端另装SPD浪涌保护器。

南宁电台播控机房防雷方案

1、概述
南宁电台播控机房，位于广电中心大楼顶层20、21楼，其中
20楼的电源和信号总归21楼控制。本方案以21楼为主体保护，20楼兼顾，提供系统的保护方案。

二、电源系统防雷
21楼层及20楼电源供给以电缆形式引自一楼配电间，电缆长
度大于100m。机房配电室内有3台单相3KVA UPS。UPS输出共有9路单相供电。
由于21楼处于大楼顶层，在建筑物遭直击雷时，雷击处附近电磁场强大，变化剧烈，电源线路最易受电磁脉冲侵扰并产生感应过电压。因此在此处安装三级防雷器。
第一级开关泄流避雷器（DEHN port），安装于21楼配电室总开关前，一套三相四线制共4只（三相+零线）。
DEHN port技术参数如下：
型号额定电压Uc闪电测试电流(10/350)Iimp残余电压(10/350)Up响应时间    tA安装
DEHN port275v75KA≤3.5KV≤100ns标准35mm铁轨
第二级精确限压型避雷器（DEHN guard），安装于3台单相UPS前端，一套两只，3套共6只。安装于UPS前端，可以将UPS也列于保护对象，免于雷击损坏。
DEHN guard的技术参数如下：
型号额定电压Uc闪电测试电流(8/20)Iimp残余电压(10/350)Up响应时间tA安装
DEHN guard275v40KA≤1.5KV≤25ns标准35MM铁轨
在第二级与第一级之间安装连接器DEHN bridge，它的作用是集中感应补充线路长度，以利于前后两级之间的动作时序配合。
DEHN bridge的技术参数如下：
型号额定电压Uc额定电流额定感抗短路电流强度安装
DEHN bridge500v35A15μH±20%50KA/ 50Hz标准35MM铁轨
第三级使用精细过压保护器DEHN rail。一只DEHN rail为单相两线制保护形式，每一只可保护一个房间内的用电设备。21楼9路20楼6路共15路从配电室引至各房间。共使15只DEHN rail，安装于房间开关盒后面。
DEHN rail技术参数如下：
型号额定电压Uc闪电测试电流(8/20)Iimp残余电压(8/20)Up响应 时间tA安装
DEHN rail230V2KA1.25KV≤25ns35MM标准导轨
通过以上电源系统的三级防雷器安装，可以免除从电力线路引入的直击雷、感应过电压、电源内过电压等各种形式的侵害。

3、信息系统防雷
    南宁电台的信息系统与外部有直接联络的主要在21楼，联络的形式主要有热线电话线与面天线馈线。热线电话线由电信局供至中心大楼2楼。再由2楼的LSA架引至19楼目前电话线有9条，只用6个RJ45接口，考虑将来改换12个RJ45接口，应采取备用形式。南宁电台的天线馈线共2套，一路数字微波天线，一路模拟微波天线，2路工作频率都在1GHZ左右。
由于电话线与电力线路一样布线广泛，同理应采用3级防雷措施。
第一级电话防雷器安装于大楼二层的LSA架共9条热线安装9只DEHN DPL1F，产品型号ALD110V，此处第一级防雷。防止外线引入的浪涌过压。
第二级电话防雷器安装于大楼19屋，LSA架共9个DEHN DPL1F，ALD110V。此处为第二级防雷。第二级作为本楼受电磁脉冲干扰时的信息线路过电压防护，同时还作为第一级的后备保护。
第三级防雷器装于直播室内接线盒，防雷器选用美国APC PTEL1 12个接口12只另选用12只备用。
天馈线保护因其固有天线型式，只能安装一级保护，辅助采用其它保护形式。如天线穿管屏蔽。天馈线避雷器选用DEHN UGK频率在200m~2G范围适用。天线屏蔽管要两端良好接地。
天馈线避雷器共使用2只，其技术参数如下：
型号额定放 电电流闪电测 试电流最大放 电电流频率范围波阻抗插入损耗
DEHN UGK15KA10/35030KA2G以内50/75/93Ω<0.1dB

4、接地改良与等电位连接及屏蔽措施
    21楼中控机房的接地引自电井接地引线。目前的地线型号为16mm2，按规范要求，应采用S>35mm2的铜线作为接地线。从电井引入到配电室约30m铜线地线改造和接地。
    机房等电位连接使用高密编织铜带，做均压环，条件允许时做成0.1×1m网格。建议使用30m铜带沿墙周于木地板下做一环均压，即便于接地还起到等电位的效果。
   天线应在楼面尽可能长的穿管屏蔽，一般采用15米屏蔽管已足够。2路天线共30米。

南宁电视台播出部防雷方案

1、概述
   南宁电视台，位于广电中心大楼19楼，有线台的直接保护对象主要为电源系统，多数的用电设备都由一台UPS供给电源。此外有一条卫星天线已经应用，另需设计2路微波天线以备后用。有线台内部设备较多，各种设备布置范围较大，因此在接地与均压上需要着重考虑。

2、电源系统防雷
电源引自电井电缆，引用时采用三相四线而在机房内实际只使
用单相输到UPS。从整体防雷考虑，电源系统防雷仍然采用三级保护，总体方案论证时已于大楼一层配电间处安装了第一级防雷器。本楼层内部可作第二级防雷保护即满足用电设备的安全。
电源防雷器选用单相DEHN guard 2只。安装于UPS电源输入端。作为第二级防雷保护。
电源的第一级保护安装于一楼配电间，电缆前端，使用DEHN port 开关泄流避雷器共4只。

3、信息系统防雷
   电视台信息系统设备繁多，现今使用的设备中与外部直接有联系的是一条卫星天线馈线。它引自顶楼的天面。另有2路微波天线也需列入保护范围。
   天馈线的保护只能安装一级天馈线专用避雷器，其工作特不允许象电源系统一样多级保护。天馈线避雷器瑞士HUBER+SHUNER公司生产的名牌天馈线避雷器，其工作频率范围可以任意选择，性能优越。接口形式与波阻抗都能匹配。选取HUBER+SUHNER的SERISE3401防雷器共3只，其中一只为实际应用的1.4GHZ工作频率F接头，另2只20GHZ以内具体参数待定。
   由于天馈线的保护只有一道防线因此需采用辅助措施，即将馈线穿屏蔽管。一般应为15m，越长越好。共使用于3条天馈线即45米屏蔽管。屏蔽管的两端应良好接地。

4、接地系统的处理与机房均压等电位连接    
   由于19楼内部设备接地与防雷接地分散不均，为能遵照规范实施均压等电位，必须在机房内部制作接地环做成回形环网格，便于设备保护与防雷接地。在机房内使用高密编织铜带80米制作等电位环。在接地引线处应将原有的细线改换成适合标准的35mm2铜线。大约使用30m。将各种设备接地、工作接地、防雷接地共同连接到等电位环上。组成共用接地系统。

南宁电视台播控机房防雷方案

1、概述
南宁电视台播控机房位于广电中心大楼4楼。播控机房内部做
有少量避雷措施如接地铜带，布线于铁槽等，但是整个供电系统和信息系统无相应措施，仍然需从整体考虑全面防护。

2、电源系统防雷
4楼播控机房电源引自电井，经一台3KVA和一台6KVA UPS
单相供给各路用电设备。
本楼层位于较低层，在雷电直击本楼时经过顶楼的均压分流，且距离雷击点较远，较易达到安全要求，但由于设备是重点保护，故仍然按三级防雷实施。
电源的第一级保护与19楼设置的第一级防雷器共享，即安装于一楼配电间的4只开关泄流型避雷器DEHN port。这一级对电力线路引入的直击雷及浪涌地电压可以拦截绝大部分能量。
第二级保护防雷器安装于UPS电源输入端。使用精确限压型避雷器DEHN guard，单相两台UPS共2相4只，此级防雷器已能达到保护UPS的要求，但后续的用电设备仍然需要进一步保护，以期提高可靠性和安全系数。
第三级防雷器使用DEHN rail精细电子设备过压保护器，分电盒处共分七路电供给设备，因而共需7只DEHN rail。

3、信息系统防雷
    4楼播控室除与3楼数字电视有联络外，另有9条面天线此处的天线都使用F接口，工作频率范围宽广，1GHz到10GHz不同，天馈线的保护选用HUBER+SUHNER 3401型号馈线专用避雷器共9只。

4、接地系统完善
   接地部分原来已用铜带。但存在缺点，应将各部分铜带连接成闭合环形。这样有利于各部分的等电位连接。

南宁有线台数据机房防雷方案

1、概述
数据机房位于广电中心大楼3楼，机房的重点保护对象主要为
电源系统，所有的数字电视设备由1台20KVA的UPS与2台3KVA的UPS供给。

2、电源系统防雷
电源引自竖井中电缆，因数据机房为整个有线台的核心所在，
当大楼遭受直击雷时，瞬变电磁场将如总述所述十分强大，作为整栋大楼的重中之重，需将数据机房单独划为一整体防雷区域，整段电源分为三级保护，以求将感应过电压层层削弱，达到设备可正常工作的范围。
现在数据机房的配电间电源总闸处并联安装德国盾牌避雷器DEHN port 4只，作为电源系统的第一级保护。在此处安装DEHN port主要为了避免产生小概率的强直击雷而产生的强大感应过电压。减轻第二级避雷器的负担。
在20KVA UPS的电源线接头处并联安装第二级防雷保护DEHN guard 4只，为配合第一级和第二级避雷器的动作时间，还需在第一级和第二级之间串联安装退耦器DEHN bridge 4只，在3KVA UPS的进线端装设DEHN guard单相一套2只，2台3KVA UPS共4只。在UPS前端装设DEHN guard的目的是将第一级避雷器过高的残压削弱，使之对UPS在线工作不产生影响或损坏UPS。
在机房内部，在数字电视设备，3台服务器的8位空气开关前的小线母线处，图文电视4位空气开关前的小母线处及其它用电设备的四位空气开关处各装设第三级精细型过压保护器德国产DEHN rail各一套，共7只DEHN rail。
装设DHEN rail的目的是为了使异常操作过电压或小感应过电压削弱，令其在设备的合理工作范围内。

3、信息系统
该数据机房共有8条天馈线进入，须在设备端串联天馈线避雷
器，产品采用瑞士HUBER+SUHNER 3401系列，8条天馈线共采用8个，天馈线在户外部分需穿金属管屏蔽，金属管两端良好接地。
三台服务器网卡接口处须串联信息避雷器后接入，产品采用德国产DEHN牌，型号为UGKF/RJ45 4TP，共三个。
产品技术参数如下：
额定电压电压级别最大放电电流 8/201KV/μs时 保护级别带宽数据传输速率
5V-6V-5KA/（A/A）≤15V2Mhz2Mbit/s

4、均压、接地改良措施
现有地线须改用35mm2的多股铜芯线，在防静电地板下采用高密编织铜带组成1m1m的均压网格，静电地板的支撑脚，各设备的保护地应就近接到该均压网格上，该均压网接在现有的地线接入端上。

配电间防雷保护

本大楼所有供电都由一楼低压配电间以电缆供给，它与外部电力网直接联络。各种雷击和操作过电压等浪涌波由此处作第一途径侵入，在此处装设第一级防雷保护效果最佳。其它楼层所作的重复第一级是考虑到对象的重点保证浪涌完全吸收和电磁感应防护。
选取DEHN port三相四线制式共4只，并联安装于低压母线上。接地直接引用配电间内部的地线排。

其他防雷建议
1、接地引线。原电井内有两条接地引线，2、其中的扁钢为一专用防雷保护接地；另一条绝缘铜线为工作地。我们建议去除工作地，3、采取共地均压共用接地系统。
4、其它楼层。除去重点保护楼层外，5、其它楼层的每一层（或两层共用）的配电箱内装三相四线制式4只精确限压型过压保护器DEHN guard。
6、为节约项目投资，7、可在部分防雷器的选型上采用国产设备，8、但国产设备9、在技术指10、标11、上无法与国外进口防雷器相比，12、从远景规划考虑也不13、是很经济，14、从安全角度考虑可能会降低可靠性。

项目名称广电中心防雷方案设计人邓家凯 文元利
项目负责人陆新义审核人黄晓光
制图人欧翔日期2000.9.12

              杜尔-梅森防雷高科技有限公司
                      2000年9月12日