[原创]银行营业楼的综合防雷

yuvictory

[watermark]
银行营业楼
综
合
防
雷
设
计

防雷中心
2003年7月24日

银行营业楼的综合防雷
防雷中心
一、概述
雷电是一种对国民经济和军事活动影响较大的一种灾害性天气现象，雷灾事故在社会上产生了十分严重的影响,经济上的直接和间接损失也很大。1987年联合国确定的“国际减灾十年”公布的对人类造成最为严重危害的十大自然灾害中，雷暴由于其对人类生命财产的巨大侵害，被列在显著的地位。欧洲著名的保险机构德国法兰克福ELETRA，WUBA保险公司1994年理赔统计中占比例最高的是过电压/间接雷击损害，为全部赔款的33.7%，德国慕尼黑TELA保险公司对从1994年到1998年过电压及雷击造成的损失进行统计发现，已由1978年的不足4％上升到1994年的16％，17年中增加了400％。这是由于近年来，伴随着高新技术的发展，尤其是电子技术的飞速发展，计算机系统的网络化程度越来越高，人类对电子产品尤其是计算机设备的依赖越来越严重。而电子元件的微型化、集成化程度越来越高，各类电子设备的耐过电压能力下降，造成雷电和过电压破坏的比例呈上升的趋势。有资料表明，由于雷电活动，当磁感应强度B＝0.07GS时，无屏蔽的计算机会发生误动作，而B＝2.4GS时，集成电路就会永久性损坏。电子设备的抗雷击过电压能力80年代与50年代相比，由于集成度的大幅度提高降低了近106～108倍。计算机网络和通信设备内部结构的高度集成化造成设备耐过电压、过电流能力下降，极易遭受雷电损坏，轻者可造成计算机终端和通信设备的接口损坏、通信中断，大量信息丢失或无法传输；重者使网络主机损坏，导致网络瘫痪，工作无法进行，由此造成较大的经济损失和较严重的社会影响。在我国,每年发生的雷击事件数以万计,计算机机房遭雷击的事件也频频发生。据报道：1992年6月22日20时至21时，北京地区的一次雷击，使中国气象局中心计算机室的四楼、五楼、六楼的大型计算机的主机、微机和各终端及出口遭受了严重损毁，导致次日中央电视台新闻联播之后的气象预报成了空白，其影响之大远远超过雷击造成的设备损坏。本次雷击事件同时使北京－东京的同步线路的调制解调器被击坏，影响北京－东京线路中断46小时；另一主机的一块异步板被击坏，导致8条线路中断；并损坏终端6台，端口8～9处。1995年6月，某省银行清算中心的一座33层大楼遭雷击，致使网络停止工作3天，几亿元资金无法运行，利息损失就达200多万。1994年8月12日，湖南一家银行的微机因雷击损坏，直接经济损失75万，而由此产生的业务停止达7天，所导致的损失超过几百万。因此防御雷电灾害工作显得日益重要。 国家有关部门对计算机系统的防雷工作非常重视,制订了相关的法律、法规及相应的标准和规范。江苏省为雷击多发区，每年有7个月处于雷暴主要发生期，平均雷暴日为30～42天，最高年份达73天。近年来，因无防雷设施或设施不完备我省的计算机、通信等信息系统遭受雷害的恶性事故时有发生，给国家和人民生命财产带来重大损失。。

二、雷电的破坏作用
雷电是雷云对地或雷云之间剧烈放电现象，它具有电流的一切效应，其高电压可达500KV，大电流可达100～300KA，电流变化率高一次放电约为40μS。雷电流对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：
1、直击雷    
直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达500KV，具有极大的破坏力。如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：
a：巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故， 危害人身和设备安全。
b：雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。
C：雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。
2、传导雷
远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路和通信线路传至建筑物内，损坏电气设备。
3、感应雷
云层之间的频繁放电产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压，峰值可达50KV。
4、开关过电压
供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高压脉冲，其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。
由此产生的雷电过电压对电子设备的破坏主要有以下几个方面：
（1）、损坏元器件
a：过高的过电压击穿半导体结，造成永久性损坏；
b、较低而更为频繁的过电压虽在元器件的耐压范围之内，亦使器件的工作寿命大大缩短；
c、电能转化为热能，毁坏触点、导线及印刷电路板，甚至造成火灾；
（2）、设备误动作及破坏数据文件
因此，应该根据实际情况具体分析，采取相应的防雷保护措施，确保计算机系统的安全工作。

三、雷电的防护措施
（一）防雷方案依据
建筑物防雷规范       （GB50057-94）
计算机房防雷设计规范  (GB50174-93)
电子设备雷击保护导则  (GB7450-87)
计算站场安全要求      (GB9361-88)
工业与民用电力装置的过电压保护设计规范 (GB64-83)
电信专用房屋设计规范  (YD5003-94)
移动通信基站防雷与接地设计规范 （YD5068-98）
计算机信息系统防雷保安器   （GA173-1998）
雷电电磁脉冲的防护   （IEC1312）
过电压保护器   （VDE0675）

（二）、防雷设计原理及措施
概括的说，当今计算机系统防雷设计的手段，主要采用接闪分流、接地、屏蔽、等电位、合理布线以及过电压保护等方法，使外部防雷装置和内部防雷装置能够整体的考虑。
（A）、接闪分流
利用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。
（B）、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。
（C）、等电位连接
将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接，以均衡电位。
（D）、接地
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：

（E）、合理布线以及过电压保护
计算机系统机房内多离不开照明、动力、电话、网络和各种计算机设备的信号线路，在防雷设计中必须考虑防雷系统与这些管线的位置关系，所以合理布线是防雷设计的重要因素之一。此外在电子设备的信号线、电源线上安装相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。主要的保护器件为氧化锌压敏电阻、二极或三极放电管、快速箝位二极管等，根据需要进行组合，形成完整的防雷保护器。
(三)、防雷区的划分
为实施等电位连接和浪涌（过电压）保护器的安装，根据IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护标准，将需要保护的空间划分为不同的防雷保护区，各区交界处应作相应的防雷处理。各区划分如下：
LPZ0A区：直击雷作用区，处于建筑物避雷针系统保护区以外的区域，由于本区内所有物体均有可能遭受直接雷击，并可能导走全部雷电流；另外本区能所有物体均处于雷电电磁场最强处，故对于雷电的感应最强。
LPZ0B区：感应雷主作用区，处于建筑物避雷针系统保护区内，但未经空间电磁屏蔽，雷电作用电磁场并不衰减，处于此空间的所用可导电物体均可感应较强雷电流的区域。
LPZ1区：建筑物屏蔽区，本区内各物体不可能遭受直击雷，流往各导体的雷电流比0B区进一步减小，本区内电磁场也可能会衰减，取决于建筑物的屏蔽措施。
LPZ2区：房间屏蔽区，对于计算机主机房所处空间，应采用屏蔽措施，以进一步减小空间电磁场的干扰。
当金属导线（电源线、信号线等）穿越不同的保护分区时，因电磁感应的作用，会产生较高的过电压，影响室内设备的安全。因此，需安装相应的过电压保护器，对设备进行保护。在不同的保护分区，所采用的防雷器级别是不同的。同时，需要作相应的等电位处理。
防雷保护分区和防雷器的分级应用如下图所示：      

银行营业楼的综合防雷设计
业银行委托，防雷中心派设计人员对银行中心机房进行实地勘察，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，对银行营业楼提出如下综合防雷设计方案：
（一）、建筑物直接雷的防护
1、由于雷电的危害作用不仅在直接雷方面，更多地表现在雷电电磁脉冲危害的广泛性与严重性方面。因此现代防雷技术强调全方位防护，层层设防，综合治理，把防雷看作一个系统工程。本防雷方案包括建筑物直接雷防护和雷电感应以及雷电波侵入的防护。
2、银行大楼位于莒南中心地区，据介绍为2003年俊工的层建筑物，钢筋混凝土框架结构，按《建筑物防雷规范》GB50057－94，该建筑物未有完善的直接雷防护措施。
须做以下整改措施：
（1）
（二）雷电感应以及雷电波侵入的防护
商业银行中心机房位于该大楼三楼，经实地勘察：
1、机房的防雷屏蔽、等电位联结和接地较规范。
机房四壁为金属铝塑板，较之一般墙面有较好的抗电磁辐射，机房内安装了防静电天花板、防静电地板，并与防静电地板下接地铜排多点连接，供电线、网络线分别穿金属管和走线槽，金属管和线槽与防静电地板下接地铜排多点连接，集线器、调制解调器等安放入机柜内，机房内采用铝合金玻璃隔断。机柜、机箱、铝合金框架与门框应可靠接地，机房内所有设备应作等电位连接，金属管、线槽的连接处应跨接，防雷施工时应认真测试，如不附合规范要求时，则须仔细整改。
2．机房供电系统的防雷措施
银行中心机房供电由该大楼底楼总配电房经金属桥架直接送达三楼中心机房配电房，机房内的照明、空调与计算机分别供电，其中计算机系统由30KVA的UPS供电，安装、走线、接地及屏蔽等措施较规范。由于进出机房的线缆（主要为供电线、信号线）是引雷入室的重要途径，因此除了规范的接地及屏蔽等措施外，需增加过电压保护设备（浪涌抑制器、电源避雷器），有效预防雷电波从电源系统侵入，保护供电、用电设备。根据该中心机房的实际情况，建议①在大楼底楼总配电房安装一套OBO MC50-B电源避雷器（电涌保护器）。②在中心机房配电房的照明、空调与计算机配电箱安装OBO V25-B/3+NPE电源避雷器，对机房内的各种用电设备进行保护。③在对电压要求较高和较重要的设备前端、计算机房的UPS输出端，安装精密电源防雷器，作为最后一级保护，以彻底滤除电源上的各种高频杂波。
3、信号系统的防雷措施
银行中心机房信号线主要有：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埋地直接送入机房，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。计算机网络线则走金属走线槽，较规范，但由于有些网络线较长，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（详见中心机信号防雷设计图）。

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，在施工图纸汇审时或施工过程中说明补充。

[/watermark]

NewOne

老大，你这是方案？现场勘测报告吧！

NewOne

现场勘测也不完全。
电源部分：没有说明主、分配电的位置，设备型号及配电设备的容量，一般来说应该有UPS的？您老也没有说明型号和位置。
信号部分：进入大楼的所有的线路没有统计数量、接口形式、电压及工作频率，将来如何选型？信号防雷器可是要串入线路的，要十分的小心啊！
一般来说，机房会有多个地，多个地之间应该有处理措施的。您也省了。
太简单了吧！

yuvictory

楼上老兄你好，谢谢你的指点，能不能发一篇给我看看你的方案。

NewOne

不好意思，说话的时候有没有注意用词。先给您道歉了。我写的方案太烂，不能见人。请原谅！

leian

怎么没有图纸呀，请楼主发一份全的吧

yuvictory

想让我下岗啊