長沙望城某小區防雷工程設計方案
- 發布時間：2019-01-20
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目 錄
眾所周知，雷電具有極大的破壞性，其電壓高達數百萬伏，瞬間電流可高達數十萬安培。雷擊所造成的破壞性后果體現于下列三種層次：①設備損壞，人員傷亡；②設備或元器件壽命降低；③傳輸或儲存的信號、數據（模擬或數字）受到干擾或丟失，甚至使電子設備產生誤動作而暫時癱瘓或整個系統停頓。目前，世界上各種建筑、設施大多數仍在使用傳統的避雷針防雷。用避雷針防止直接雷擊實踐證明是經濟和有效的。但是，隨著現代電子技術的不斷發展，大量精密電子設備的使用和聯網，避雷針對這些電子設備的保護卻顯得無能為力。避雷針不能阻止感應雷擊過電壓、操作過電壓以及雷電波入侵過電壓，而這類過電壓卻是破壞大量電子設備的罪魁禍首。對于雷雨多發地區，計算機房必須設計安裝防雷電系統進行保護。
防雷保護設計工作不是簡單的防雷設施安裝和堆砌，而是一項要求高、難度大的系統工程，涉及多方面的因素。為此我們的設計指導思想的主旨是，本著“安全、經濟、實用”的原則，嚴格遵照國家及行業相關防雷技術標準規范要求，進行統籌設計。根據GB50057-16《建筑物防雷設計規范》規范條文說明第一章總則說明“按照本規范設計的防雷裝置的防雷安全度不是100%”。因此，按照本設計方案設計的防雷其安全度亦不是100%，但對已做了綜合防雷系統的部分，能大大減少雷擊概率，提高設備的防雷等級，達到防雷減災的目的。
2.1 GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》
2.2 GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》
2.3 GB50174-2008《電子計算機機房設計規范》
2.4 GB/T 3482-2008 《電子設備雷擊試驗方法》
2.5 IEC61312-1：1995《雷電電磁脈沖的防護》第一部份：一般原則（通則）
2.6 IEC61312-3：1995《雷電電磁脈沖的防護》第三部份：電涌保護器的要求
2.7 IEC61024-1-1《建筑物防雷 防雷裝置保護級別的確定》
2.8 GB9361-88《計算站場地安全要求》
該機房建筑物直擊雷防護情況：本建筑物為近幾年新建，直擊雷本方案不予考慮。
電源系統感應雷防護：機房電源系統為220V電壓， 機房輸出后進入設備箱，最后從設備箱輸出進入末端設備。
信息系統：機房面積約10米*10米，設備箱里面有程控交換機等設備。該機房信號輸入線為光纜，該機房到其它各棟樓網絡終端的信號輸出線也采用光纜。從設備箱出來后進入末端設備，有攝像頭和廣播系統。
接地系統：只有原來的建筑地網30歐姆，土壤電阻率為300歐姆/米.
根據甲方要求，本次主要對該機房內的電源系統和信息系統進行雷電感應防護，其它部分防雷措施本次暫時不予考慮。
根據甲方要求，本次不再考慮該機房所在建筑物直擊雷防護措施。
經實踐經驗證明，由電源系統耦合進入的感應雷擊造成設備的損壞占雷擊災害損失概率的70%以上。因此對電源系統的防雷保護是整個防雷工程中必不可少的一個重要環節。根據IEC1312防雷及過電壓規范中有關防雷分區的劃分，針對重要系統的防雷應分為三個區，分
別加以防護。只做單級防雷可能會帶來因雷電流過大而導致的泄流后殘壓過大破壞設備或者保護能力不足引起的設備損壞。電源系統多級保護，可防范從直擊雷到工業浪涌及各種操作引起的各種過電壓的侵襲。
因此，根據實際情況及防雷原理，本方案對機房電源系統進行二級防雷保護，并在重要設備前加裝終端雷電防護，采用逐級降壓的原則，使過電壓降低到對設備無損害的值。各級防雷器安裝示意圖如下：
4.2.1電源第一級防護
在機房配電柜電源處前安裝一套KSJ-MB/2AC60電源防雷模塊，保護機房電源系統，共1套，在其之前各加裝一個40A的空氣開關，共1組
在設備箱里面安裝一個電源防雷插座KSJ-Z5/10，保護精細設備，共10套。
4.3信號防雷：
在網絡攝像機前端安裝網絡2合1防雷器KSJ-DV220（24），電壓為12V，共136個。
在廣播系統前端安裝音頻信號防雷器KSJ-A60-RJ11/110，共128個
等電位連接的目的，在于減小需保護空間內各金屬部件和各系統之間的電位差。穿過各防雷區交界的金屬部件和系統，以及在一個防雷區內部的金屬部件和系統都應在防雷區交界處做等電位連接。在主機房的靜電地板下沿機房四周敷設一圈等電位均壓環，材料采用30*3紫銅，約40米。機房內各機柜及靜電地板骨架等金屬外殼用6mm2多股銅軟線連接至等電位等電位均壓環，等電位均壓環與地網連接，材料采用不小于50mm2多股銅軟線。
接地是防雷工程中一個重要的環節，地網是雷電流最終去處，地網的好壞直接影響到防雷效果的好壞。沒有一個合理、良好的地網不但起不到很好的防雷效果，甚至有時會適得其反。
根據建筑物防雷規范及甲方要求該機房設備接地網接地電阻應小于4Ω。原地網為30歐姆，不符合接地電阻應小于4Ω要求。具體措施如下:
1）在辦公大樓的機房附近合適位置敷設地網，水平接地體采用40*4熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50*5*1500熱鍍鋅角鋼，垂直接地體之間間距不小于3米。
2）將機房所在建筑物基礎接地網、人工接地網及電源系統接地線相互連接形成一個等電位共用接地網。
3）地網實際施工措施及敷設位置應根據具體情況及時調整.
地網設計與制作
1、接地電阻計算方法如下
1）、使用4×40的熱鍍鋅扁鋼做水平接地體，其工頻接地電阻：
計算公式：
Rs：水平接地體接地電阻
ρ：土壤電阻率 取300歐姆.米
L：水平接地體總長度(m) 取80米
d：等效水平接地體橫截面直徑(m) 取0.02米
（角鋼為邊寬、扁鋼為寬度的1/2）
t：埋在地下深度(m) 取0.6米
K：與接地裝置型式有關的系數 取1
（扁鋼為1、圓鋼為1.27、角鋼為1.46、）
計算結果：RS =7.87歐姆。
2）、使用50×50×2000熱鍍鋅角鋼做垂直接地體，其工頻接地電阻：
計算公式：
單個垂直接地體
ρ：土壤電阻率 取300歐姆/米
L：垂直接地體長度(m) 取2米
d：接地體直徑（角鋼為邊寬）(m) 取0.05米
計算結果：單個垂直接地體接地電阻：Rc1=121歐姆，按設置20根，則Rc=121/20=6.06歐姆。
3），原地網為R3=30歐姆
地網的接地體由水平接地體、垂直接地體及接地模塊構成的整個地網的工頻接地電阻
經計算,其值為： R=3.3Ω<4Ω，地網電阻滿足使用要求。
總之,只有將直擊雷、感應雷、接地網、選擇匹配的防雷器、接地線長度及等電位連接等因數考慮到系統防雷之內，充分利用電磁兼容的分區防雷，消除地電位反擊等綜合措施，才可以將部隊機房的防雷工作做好，使雷災的可能性降至最低。
