長沙望城某小區(qū)防雷工程設(shè)計方案
- 發(fā)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(shù)百萬伏，瞬間電流可高達數(shù)十萬安培。雷擊所造成的破壞性后果體現(xiàn)于下列三種層次：①設(shè)備損壞，人員傷亡；②設(shè)備或元器件壽命降低；③傳輸或儲存的信號、數(shù)據(jù)（模擬或數(shù)字）受到干擾或丟失，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作而暫時癱瘓或整個系統(tǒng)停頓。目前，世界上各種建筑、設(shè)施大多數(shù)仍在使用傳統(tǒng)的避雷針防雷。用避雷針防止直接雷擊實踐證明是經(jīng)濟和有效的。但是，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，大量精密電子設(shè)備的使用和聯(lián)網(wǎng)，避雷針對這些電子設(shè)備的保護卻顯得無能為力。避雷針不能阻止感應(yīng)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(shè)備的罪魁禍?zhǔn)?。對于雷雨多發(fā)地區(qū)，計算機房必須設(shè)計安裝防雷電系統(tǒng)進行保護。
防雷保護設(shè)計工作不是簡單的防雷設(shè)施安裝和堆砌，而是一項要求高、難度大的系統(tǒng)工程，涉及多方面的因素。為此我們的設(shè)計指導(dǎo)思想的主旨是，本著“安全、經(jīng)濟、實用”的原則，嚴格遵照國家及行業(yè)相關(guān)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，進行統(tǒng)籌設(shè)計。根據(jù)GB50057-16《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)范條文說明第一章總則說明“按照本規(guī)范設(shè)計的防雷裝置的防雷安全度不是100%”。因此，按照本設(shè)計方案設(shè)計的防雷其安全度亦不是100%，但對已做了綜合防雷系統(tǒng)的部分，能大大減少雷擊概率，提高設(shè)備的防雷等級，達到防雷減災(zāi)的目的。
2.1 GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
2.2 GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》
2.3 GB50174-2008《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》
2.4 GB/T 3482-2008 《電子設(shè)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(tǒng)感應(yīng)雷防護：機房電源系統(tǒng)為220V電壓， 機房輸出后進入設(shè)備箱，最后從設(shè)備箱輸出進入末端設(shè)備。
信息系統(tǒng)：機房面積約10米*10米，設(shè)備箱里面有程控交換機等設(shè)備。該機房信號輸入線為光纜，該機房到其它各棟樓網(wǎng)絡(luò)終端的信號輸出線也采用光纜。從設(shè)備箱出來后進入末端設(shè)備，有攝像頭和廣播系統(tǒng)。
接地系統(tǒng)：只有原來的建筑地網(wǎng)30歐姆，土壤電阻率為300歐姆/米.
根據(jù)甲方要求，本次主要對該機房內(nèi)的電源系統(tǒng)和信息系統(tǒng)進行雷電感應(yīng)防護，其它部分防雷措施本次暫時不予考慮。
根據(jù)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(jīng)實踐經(jīng)驗證明，由電源系統(tǒng)耦合進入的感應(yīng)雷擊造成設(shè)備的損壞占雷擊災(zāi)害損失概率的70%以上。因此對電源系統(tǒng)的防雷保護是整個防雷工程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)IEC1312防雷及過電壓規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的劃分，針對重要系統(tǒng)的防雷應(yīng)分為三個區(qū)，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(dǎo)致的泄流后殘壓過大破壞設(shè)備或者保護能力不足引起的設(shè)備損壞。電源系統(tǒng)多級保護，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌及各種操作引起的各種過電壓的侵襲。
因此，根據(jù)實際情況及防雷原理，本方案對機房電源系統(tǒng)進行二級防雷保護，并在重要設(shè)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(shè)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(tǒng)，共1套，在其之前各加裝一個40A的空氣開關(guān)，共1組
在設(shè)備箱里面安裝一個電源防雷插座KSJ-Z5/10，保護精細設(shè)備，共10套。
4.3信號防雷：
在網(wǎng)絡(luò)攝像機前端安裝網(wǎng)絡(luò)2合1防雷器KSJ-DV220（24），電壓為12V，共136個。
在廣播系統(tǒng)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(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差。穿過各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)，以及在一個防雷區(qū)內(nèi)部的金屬部件和系統(tǒng)都應(yīng)在防雷區(qū)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(shè)一圈等電位均壓環(huán)，材料采用30*3紫銅，約40米。機房內(nèi)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(huán)，等電位均壓環(huán)與地網(wǎng)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(huán)節(jié)，地網(wǎng)是雷電流最終去處，地網(wǎng)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(wǎng)不但起不到很好的防雷效果，甚至有時會適得其反。
根據(jù)建筑物防雷規(guī)范及甲方要求該機房設(shè)備接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)小于4Ω。原地網(wǎng)為30歐姆，不符合接地電阻應(yīng)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(shè)地網(wǎng)，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(chǔ)接地網(wǎng)、人工接地網(wǎng)及電源系統(tǒng)接地線相互連接形成一個等電位共用接地網(wǎng)。
3）地網(wǎng)實際施工措施及敷設(shè)位置應(yīng)根據(jù)具體情況及時調(diào)整.
地網(wǎng)設(shè)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(guān)的系數(shù) 取1
（扁鋼為1、圓鋼為1.27、角鋼為1.46、）
計算結(jié)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(jié)果：單個垂直接地體接地電阻：Rc1=121歐姆，按設(shè)置20根，則Rc=121/20=6.06歐姆。
3），原地網(wǎng)為R3=30歐姆
地網(wǎng)的接地體由水平接地體、垂直接地體及接地模塊構(gòu)成的整個地網(wǎng)的工頻接地電阻
經(jīng)計算,其值為： R=3.3Ω<4Ω，地網(wǎng)電阻滿足使用要求。
總之,只有將直擊雷、感應(yīng)雷、接地網(wǎng)、選擇匹配的防雷器、接地線長度及等電位連接等因數(shù)考慮到系統(tǒng)防雷之內(nèi)，充分利用電磁兼容的分區(qū)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(zāi)的可能性降至最低。
