×××单位防雷防静电技术方案

防雷、防静电技术方案一．概述雷电是年趋严重的自然灾害之一。现代的通信技术和计算机网络系统不断进步，联网化程度越来越高；通信设备越来越多，规模越来越大，大规模集成电路的工作电压越来越低,耐压程度也明显减低,使设备对电气环境的依赖很强,根据保险公司的统计，近年来雷电与过电压损坏在电子设备的损害事故原因中已占绝对的因素，而且还有逐年上升的趋势。并且由于雷电过电压损坏造成的系统停顿、业务停顿、重要数据丢失、甚至系统崩溃，往往给用户造成的间接经济损失远远超过直接的硬件损失。因此避雷、过压防护已成为具有时代特点的一项迫切要求。尤其是对一些涉及国计民生的重要机关与部门,数据系统的故障造成的影响面极广,不能被接受。雷击一般分为直雷击，感应雷电波侵入，地电位反击等多种形式。直击雷的电效应也使落雷点及附近区域（据统计，可以是一个相关广泛的区域，在落雷点的3公里范围内都可能受到影响）的电气、电子线路直接或间接遭到雷电侵袭或感应雷电波和浪涌过电压的侵入，尤其使微电子设备遭受到不可估量的危害。感应雷击涉及的范围很广，对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，而且，微电子设备遭雷击损坏，85％以上是由感应雷引起的。同时，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。传统的防雷装置是通过避雷针、避雷带或避雷网及良好的接地系统等装置组成。根据GB50057-94、IEC1024-1、IEC1312-1标准，还应采取内部防雷措施。进出各分区界面的线路和金属管道应在界面处进行等电位连接，所有等电位连接体必须与室外防雷系统相连，对于所有进出分界面的电源线和信号线，都应通过避雷器或过压保护器进行等电位连接，而达到保护设备的目的。通过上述措施和配合装置，能有效地防止雷电波侵入设备，形成多层保护的结构。为了保证用电设备及系统网络稳定可靠运行，并保证工作人员有安全的工作环境，根据国内及国际有关的防雷规范规定，结合用户所处的环境。根据现场提供的供电电源及机房设备情况及要求，提出本方案：二、设计依据本方案的设计和施工按以下规范为依据：1.《GB50057－94建筑物防雷设计规范》2.《GB50174－93电子计算机机房设计规定》3.《JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范》4.《GB2887计算机场地技术要求》5.《GB9361－88计算机场站安全要求》6.《GA173-1998计算机信息系统防雷保安器》7.《IEC1024-1－防雷保护装置规范》8.《IEC1312-1－防止雷电波侵入保护规范》9.《IEC664-1－低压系统中有设备的绝缘配合》三、方案设计说明系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:1、外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。2、内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。3、避雷带、引下线（建筑物钢筋）和接地等构成的外部防雷系统，主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。4、雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：①直击雷；②传导雷；③感应雷；④开关过电压。直击雷：雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。直击雷波形为10/350us传导雷（雷电波侵入）：在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。其中地电位反击也是传导雷中的一种：雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。感应雷（雷电波感应）：在周围1000公尺左右范围内（有资料为500公尺或1500公尺，距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）。发生雷击时，LEMP在上述有效范围内，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。随着现代高科技的发展，精密仪器，通讯设备，数据网络的应用越来越广泛，因而感应雷造成的雷击事故也越来越多，除直接造成了巨大的经济损失外，因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。四、方案设计思想A.引下线引下线的作用是将接闪器接闪的雷电流安全的导引入地，引下线不得少于两根，并应沿建筑物四周对称均匀的布置，引下线的间距不大于18米，引下线接长必须采用焊接，引下线应与各层均压环焊接，引下线采用30毫米的圆钢或相同面积的扁钢。对于框架结构的建筑物，引下线应利用建筑物内的钢筋作为防雷引下线。采用多根引下线不但提高了防雷装置的可靠性，更重要的是多根引下线的分流作用可大大降低每根引下线的沿线压降，减少侧击的危险。的目的是为了让雷电流均匀入地，便于地网散流，以均衡地电位。同时，均匀对称布置可使引下线泻流时产生的强电磁场在引下线所包围的电信建筑物内相互抵消，减小雷击感应的危险。B.接地体接地体是指埋在土壤中起散流作用的导体，接地体应采用：n钢管直径大于50毫米，壁厚大于3.5毫米；n角钢不小于50×50×5毫米n扁钢不小于40×4毫米。将多根接地体连接成地网，地网的布置应优先采用环型地网，引下线应连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。垂直接地体一般长为1.5-2.5米，埋深0.8米，地极间隔5米，水平接地体应埋深1米，其向建筑物外引出的长度一般不大于50米。（2）直击雷电流在电源系统的分配：根据GB50057-94的标准对直击雷电流分类：第一类200KA10/350us第二类150KA10/350us第三类100KA10/350us一个能量为200KA的直击雷，由整个系统的电源、管线、地网、通信网络线来分担。以一栋建筑的防雷来讲，电源部分承担其中近45%（100KA），以三相四线为例，每线承担大约有25KA(10/350us)的雷电流。通信站基本无管道系统，不计。地网和通信线路承担剩余55%的雷电流。由此可见，电源系统对直击雷的防护非常关键。（3）应雷的防护前面已提到感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属导体中的，其实感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体，一是静电感应：在雷云中的电荷积聚时，附近的导体也会感应上相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电荷迅速释放，而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道，就在电路中形成电脉冲。二是电磁感应：在雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场，在其附近的导体中产生很高的感生电动势。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。感应雷可以通过电力电缆、视频线、网络线和天馈线等侵入，由于电力电缆的距离长且对雷电波的传输损耗小，所以由电源侵入的感应雷造成的危害十分突出，按原邮电部的统计约占了雷击事故的80%。因此，对建筑物内的系统设备进行感应雷防护时，电源是重点。感应雷还可以通过空间感应侵入通信站的内部线路，虽然经过建筑物和机壳的屏蔽衰减后其能量大为减小，但站内许多电信设备的抗过压能力也很弱，如果处理不当也可能造成设备故障。（4）接地汇集线的布置接地汇集线（汇流排）应布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地连接线最短，各楼层的分汇集线应直接与楼底的总汇集线相连，这样能保证实现单点接地方式。（5）等电位连接各种系统的防雷要求种类很多，但其防雷思想是一致的，就是努力实现等电位。绝对的等电位只是一个理想，实际中只能尽量逼近，目前是综合采用分流、屏蔽、箝位、接地等方法来近似实现等电位。（6）电源避雷器的选择和应用原则考虑到电源负荷电流容量较大，为了安全起见及使用和维护方便，数据通信电源系统的多级防雷，原则上均选用并联型电源避雷器。电源避雷器的保护模式有共模和差模两方式。共模保护指相线-地线（L-PE）、零线-地线（N-PE）间的保护；差模保护指相线-零线（L-N）、相线-相线（L-L）间的保护。对于低压侧第二、三、四级保护，除选择共模的保护方式外，还应尽量选择包括差模在内的保护。残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，保护效果就越好。但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时。还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。如果最大连续工作电压偏低，则易造成避雷器自毁。电源系统低压侧有一、二、三级不同的保护级别，应根据保护级别的不同，选作合适标称放电电流（额定通流容量）和电压保护水平的电源避雷器，并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。原则上，每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上，都应做该级相应的保护。电源低压侧保护用的电源避雷器，应该选择有失效警告指示、并能提供遥测端口功能的电源避雷器，以方便监控、管理和日后维护。电源避雷器必须具有阻燃功能，在失效、或自毁时不能起火。电源避雷器必须具有失效分离装置，在失效时，能自动与电源系统断开，而不影响通信电源系统的正常供电。电源避雷器的连接端子，必须至少能适应25mm²的导线连接。安避避雷器时的引线应采用截面积不小于25mm²的多股铜导线，建议使用25mm²的多股铜导线，并尽可能短（引线长度不宜超过1.0m）。当引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积;引线应紧凑并排或绑扎布放。电源避雷器的接地：接地线应使用不小于25~35mm²的多股铜导线，并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接。（7）电源避雷器的安装要求在安装电源避雷器时，要求避雷器的接地端与接地网之间的连接距离尽可能越近越好。如果避雷器接地线拉得过长，将导致避雷器上的限制电压（被保护线与地之间的残压）过高，可能使避雷器难于起到应有的保护作用。因此，避雷器的正确安装以及接地系统的良好与否，将直接关系到避雷器防雷的效果和质量。避雷器安装的基本要求如下：电源避雷器的连接引线，必须有足够粗，并尽可能短；引线应采用截面积不小于25mm²的多股铜导线；如果引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积；引线应紧凑并排或帮扎布放；电源避雷器的接地线应为不小于25~35m²多股铜导线，并尽可能就近可靠入地。五、综合防雷方案设计（1）前端设备的防雷a)前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。b)为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V或380V）,地线等。c)室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω，高土壤电阻率地区可放宽至10Ω。（2）传输线路的防雷a)弱电系统及UPS系统主要是传输信号线和电源线。监控设备的电源从终端设备处引入。所有弱电系统的用电由UPS提供。b)控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。（3）终端设备的防雷a)在弱电系统中，中心机房的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。b)中心机房所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合GB50057－94中有关直击雷保护的规定。c)进入中心机房的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。d)中心机房内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防