防雷设计方案

防雷方案设计

4.1标准依据：

现场勘察情况

GB50057-94《建筑物防雷设计规范》2000版

GB500174-93<<计算机机房设计规范>>

GA173-1998《计算机信息系统防雷保安器》

IEC1312-1.2.3《雷电电磁脉冲的防护》

计算机信息系统防雷安全规范(讨论稿)

QX3-2000《气象信息系统雷击雷电电磁脉冲的防护》

GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

GB/T13615－92<<地球站电磁环境保护要求>>

YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》

<<无线电管理规则>>

GB50058-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

GB9361-88《计算机场地安全要求》

DL/T621-1997<<交流电器装置的接地>>

YD2011-93 微波站防雷与接地设计规范

YD5078-98 通信工程电源系统防雷技术规定

GB50198-94 民用闭路电视系统工程技术规范

4.2防雷方案设计内容

雷电分为直击雷和雷电电磁脉冲危害。具有高电压、大电流和瞬时性特点，强大的闪电产生静电场、电磁场和电磁辐射，以及雷电波侵入、地电位反击等，统称雷电电磁脉冲，严重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作，在一定范围内造成许多微电子设备损坏。仅仅依靠避雷针等防直击雷系统是无法保证防雷效果的，需要有一种合理的工程保护方式，既要防护直接雷击，又要防护雷电电磁脉冲，做到综合保护。

根据国内外最新的防雷技术规范、防雷设备、防雷实践经验，本次贵单位智能化系统机房综合防雷工程主要包括对智能化系统中弱电设备的综合防雷保护。主要考虑：机房设备电源的浪涌冲击防护、信号及数据线的瞬变防护、地电位反击、完善的等电位低阻地网等方面。因为从综合防雷的思想除了考虑建筑物直接雷防护还须全面考虑到这些弱电子系统的供电线路、通信信号信线路的感应雷防护并保证良好有效的等电位接地。确保人身、各系统设备稳定运行。

4.3.1具体防雷措施

（1）直击雷防护（大楼直击雷防护措施已有,本次不考虑）

（2）机房感应雷防雷保护

供电线路防雷保护主要是在机房设备的各配电线路安装多级防雷器，“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级，经过逐级限压和放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用”防雷箱”、“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。

针对机房重要设备及主要的终端设备，可在交换机等设备的电源进线端，串联安装插座式防雷器，其作用是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用。

电源系统防雷保护采用多级防护的原理，关于多级保护的要求，主要来源于IEC中雷电分区的概念，主要的目的是为了降低残压。因为既满足通流容量大，又要求残压低的避雷器元器件是不存在的。在IEC及GB50057-94中要求，第一级电源避雷器残压小于4KV，第二级电源避雷器残压小于2.5KV，第三级电源避雷器残压小于1.5KV。对于采用220V的供电设备而言，瞬间耐冲击过电压幅值为1.5KV，国标中考虑留有余地，要求末端避雷器残压值小于1.5×80%=1.2KV。本方案通过以上三级防护，可以把过电压箝制到1KV以下。对使用UPS 供电的重要设备而言，再通过UPS滤波整流后，完全可以满足要求。

1.1 机房电源第一级防护

措施：①在网络机房电源自切配电柜处，分别并联安装一套一体化三相高能量电

源避雷器LAYM-120*4，作为机房电源系统的第一级防护，该型产品具有通

流量大、残压较低、具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能。计1

套。

说明：为了有效抑制由高压侧产生的强大过电压侵入到室内的低压配电系统，低压侧也应有相应的避雷装置，以初步释放高能量的雷电波。国标中明确要求

在变压器的高、低压侧均应对地加装过压保护器。

LAYM-120*4，最大通流容量达120KA。关于通流容量的选择，依据IEC标准，一类防雷建筑物首次雷击雷电波的幅值为200KA，通过外部避雷装置引下入地约占50%，即100KA，其余100KA耦合到进入大楼的各种线路或管道上，因此供电线路上最大过电流幅值为100KA，在GB50057-94中因考虑了屏蔽因素，按30%考虑，因此明确规定第一级电源避雷器标称通流容量不得小于15KA。LAYM-120*4避雷器通流容量为120KA，可以满足要求。

1.2机房电源第二级防护

措施：在UPS电源配电柜处，分别安装电源防雷器LAYM-40*4作为二级电源防雷器,该型产品具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能。

说明：①第二级保护的目的是为了进一步降低残压，并有效分流供电线路在传输过程中的感应或耦合过电压。

②LAYM-40*4最大通流容量达40KA（8/20us），既可以泻放大能量的雷电

波，又可以箝制低能量的操作过电压，并且可靠性大大提高。

1.3电源第三级防护

措施：由于在网络机房的主要设备供电处、计算机网络重要设备端处分别安装电源三级防雷器LAYCB10-220C，作为各终端设备电源系统第三级防护，该型产品

具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能。

说明：①第三级保护的目的是针对网络中心精密电子设备的保护，并再次降低残压。

②关于多级保护的要求，主要来源于IEC中雷电分区的概念，主要的目的是

为了降低残压。因为既满足通流容量大，又要求残压低的避雷器元器件是不存

在的。在IEC及GB50057-94中要求，第一级电源避雷器残压小于4KV，第

二级电源避雷器残压小于2.5KV，第三级电源避雷器残压小于1.5KV。对于采

用220V的供电设备而言，瞬间耐冲击过电压幅值为1.5KV，国标中考虑留有

余地，要求末端避雷器残压值小于1.5×80%=1.2KV。本方案通过以上三级防

护，可以把过电压箝制到1KV以下。对使用UPS供电的重要设备而言，再通

过UPS滤波整流后，完全可以满足要求。

③LAYCB10-220C，标称通流容量达10KA（8/20us），国标GB50057-94中同

样考虑屏蔽因素，但要求第三级电源避雷器标称通流容量不得小于3KA

（8/20us）。

4.3.2信号方面的保护

在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在1KM范围内的金属环路，如网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击，将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。对于网络、信号及通讯方面的防雷工作是较易被忽视的，往往是当系统受到巨大破坏、资料损失惨重时才想到应该做预先的防范。

本方案中网络、信号设备防护方面，依据GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》、YD/T5098 《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》、GB 2887-89《计算机场地安全要求》中信号系统雷电及过电压防护要求，为尽量避免上述灾害情况的发生，需针对不同的智能系统设备选用相应的数据通讯信号避雷器作为通讯线路上防感应雷电压波的保护。

措施：

1、对于通过软光纤进行连接的，并且又同处在一个层面上，所以它们之间暂不须加装避雷器。

2、与外网进行数据通讯是通过电信局光纤宽带进行连接的，要做好光纤加强钢筋的接地，如光纤系统的收发设备与钢筋的距离较远的话，也不必加装避雷器。但是内部核心服务器、核心交换机的网口进线端必须加装网络信号避雷器LAXR45-05E、LAXR45-05E*24，以确保核心设备不受雷电的侵入。

4.4机房等电位接地

机房内设等电位均压环，并引至室内汇流排，并将通信交换设备、矩阵、控制主机、控制台、静电地板金属骨架等设备等电位连接。

机房通信交换设备、服务器、控制主机、控制台、静电地板金属骨架等设备等电位接地处理,具体为:

在两机房静电地板下面做等电位均压环,用多股铜芯将均压带与接地汇流排连接。用不低于6平方毫米的多股铜芯接地线将金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、各种电子设备的金属外壳、机架、光纤加强钢筋等与接地汇流排连接。使所有设备在雷击过程中处于同一电位

水平，有效地避免不同设备之间的地电位反击。

4.5地网建设

接地系统是防雷工程的基础，良好的接地和合理的接地方式能够充分发挥防雷器件的作用。

根据:

GB 50174-93 “电子计算机机房设计规范”中规定：交流接地应小于4欧姆，安全接地应小于4欧姆.

GB 50057-94 “建筑物防雷设计规范”防雷接地电阻应小于10欧姆。

YD 2011-93 “微波站防雷与接地设计规范”指出：严禁作接零保护。工频接地电阻应不大于10欧姆。

YDJ 26-89 “通信局(站)接地设计暂行技术规定”：严禁采用中性线作为交流保护地线。综合通信大楼的接地电阻值不宜大于1欧姆。

YD 5003-94“电信专用房屋设计规范”中的防雷设计：电信建筑防雷接地装置的冲击接地电阻不应大于10欧姆，对三合一接地(联合接地)应满足工作接地电阻要求。

根据以上国家规范要求，程控交换机、小型计算机等设备一般要求直流工作地小于1Ω。接地电阻越大，越不利于过压过流的泄放，因此接地电阻应严格控制在要求的范围内。

除了尽量降低接地电阻，均压和等电位连接是防地电位反击的有效方法。在一定的范围内做一个封闭的均压环、把进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做等电位连接，可以消除可能存在的破坏力极强的电位差。

常见的接地方式有三种，一是联合接地，二是分开接地，三是混合接地。计算机机房的接地系统国家规范推荐采用联合接地方式，即把建筑防雷地、设备保护地、交流工作地、直

流工作地连在一起，以避免产生过电压时各地网间的电势差对设备形成反击。接地电阻取系统要求的最小值。另外，为避免接地线形成回路产生干扰杂波，同时使雷电流以及电源发生故障时的大电流尽快入地，遵循“共地不共线”的单点接地原则，即使用同一组地网时，不同用途的接地母线和不同系统的接地母线应单独从地网处引入。

措施：

根据实地情况，中心机房接地系统设计在办公楼后面，接地体上端深度为500 mm，宽不少于5000mm，接地电阻为≤4Ω，垂直接地体采用5mm×50mm×2500mm热镀锌角钢或瀚易HY003接地模块，水平接地体采用4mm×40mm热镀锌扁钢，垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体与水平接地体的搭接采用双面焊接，焊接长度不小于10cm，焊接处刷红丹或沥青油做防腐处理。接地线用4mm×40mm的热镀锌扁钢，预留接地测试点。配备相应规格的不锈钢螺

丝或铜螺丝。

防雷接地方面的施工方法：

接地是整个工程的重点，也是防雷工程的基础，其施工步骤如下：

a、土方开挖

在敷设接地极以前，需沿接地体的线路挖沟，以便打入接地体和敷设连接这些接地体的扁钢。接地装置需埋于地表层以下，一般接地体顶部距地面应不小于0.6m。

按设计规定的接地网线路进行测量划线，然后以线开挖，一般沟深0.8-1.0m，沟上部宽0.6m，底部宽0.4m，沟要挖得平直，深浅一致，且要求沟底平整。如有石子应清除。挖沟时如附近有建筑物或构筑物，沟的中心线与建筑物或构筑物的距离不宜小于2m。

b、埋设垂直接地体：

挖好沟以后，尽快敷设接地体，以防止塌方。接地体采用手锤打入地中，接地体与

地面保持垂直，防止接地体与土壤产生间隙，增加接地电阻影响散流效果。

垂直接地体采用的是HY003接地模块或者∠50×50×5×2000mm的镀锌角钢。接地体应敷设在易于检查的地方，且应有防止机械损伤及化学腐蚀的保护措施。从接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离越短越好。

c、敷设水平接地极：

垂直接地体将采用—40×4mm的镀锌扁钢进行连接。当接地体放入地中后，将扁刚放置与沟内，将扁钢与接地体依次焊接。扁钢采用侧放的方式，便于焊接，并减小散流电阻。

d、接地体（线）的焊接及防腐处理：

接地体之间的连接采用搭焊接，焊接处必须牢固无虚焊。焊接时的长度为：扁钢与扁钢之间焊接为其宽度的两倍，当宽度不同时，以窄的为准，且至少要3边焊接；圆钢与圆钢连接为其直径的6倍；圆钢和扁钢连接为圆钢直径的6倍；扁钢与角钢焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外，还应焊以由扁钢弯成的弧形（或直角形）卡子，或直接将接地扁钢本身弯成弧形（或直角形）进行焊接。

防腐处理：防腐处理采用防锈漆、银粉漆、沥青漆三种漆依次分别涂抹的方式进行处理。待第一道漆干了以后方可上第二道漆，直到上完为止，在最后一道漆干了以后，方可回填。

e、土方回填

接地体与连接线焊接好之后，经过检查确认接地体埋设深度、焊接质量、接地电阻等符合要求后进行回填。

f、土方清理：

在完成回填以后，将不需要碎石泥土清理干净。

h、青苗恢复：

在所有以上的工程完成以后，将被损坏的青苗全部恢复。