機(jī)房防雷接地設(shè)計(jì)方案

1、機(jī)房防 雷 接 地 設(shè) 計(jì) 方 案秦皇島東美科技開發(fā)有限公司目 錄一、雷電防護(hù)概述.3 二、防雷體系概況.6 三、弱電系統(tǒng)雷害成因.7 四、防雷設(shè)計(jì)方案.7 1、設(shè)計(jì)依據(jù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn).7 2. 綜合防雷系統(tǒng)如圖.8 3、具體設(shè)計(jì)內(nèi)容.9 五、機(jī)房防雷產(chǎn)品介紹.13 六、機(jī)房防雷工程報(bào)價(jià)單.16 機(jī)房內(nèi) 部 防 雷 設(shè) 計(jì) 方 案一、雷電防護(hù)概述雷電是一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，其電壓可高達(dá)數(shù)百萬伏，瞬間電流更可高達(dá)數(shù)十萬安培。千百年來，雷電所造成的破壞可謂不計(jì)其數(shù)。落雷后在雷擊中心1.5-2km 范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)過電壓損害線路上的設(shè)備。雷電災(zāi)害如同暴雨、颶風(fēng)一樣都屬于氣象（自然）災(zāi)害，它與水、

2、旱、刑事犯罪、交通事故統(tǒng)稱為影響社會(huì)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的六大災(zāi)害。雷電產(chǎn)生于雷暴， 而雷暴往往伴隨強(qiáng)對(duì)流天氣而形成，是由大氣環(huán)流和當(dāng)?shù)貧庀笠蛩貨Q定的。雷暴是積雨云中云與云之間或云與地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，并伴有火花放電， 強(qiáng)大電流通過時(shí)，又使空氣迅速膨脹產(chǎn)生巨大的響聲，即雷電。閃電有枝狀、片狀、帶狀、球狀，其中枝狀最為常見。雷暴的能量是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化的大氣不穩(wěn)定能所供給的。每年進(jìn)入春季，太陽輻射增強(qiáng)，大氣中的不穩(wěn)定能增加，因雷暴始發(fā)于春季，盛夏，太陽輻射強(qiáng)烈，大氣不穩(wěn)定能儲(chǔ)存多，雷暴頻繁。 秋冬以后，太陽輻射減弱，因而雷暴逐漸減少。但由于全球氣候變化和大氣污染等原因，現(xiàn)在冬季也經(jīng)常出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象。據(jù)

3、悉，每個(gè)閃電的強(qiáng)度可以高達(dá)100 萬伏，一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率約有10 萬千伏安，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。雷電防護(hù)是一門古老而有神秘色彩的科學(xué)，自從有人類歷史以來，各個(gè)時(shí)期都記錄著人們和雷電斗爭的歷史。自從富蘭克林（benjamin franklin，1706-1790）研究大氣物理建立雷電理論并發(fā)明了避雷針以來， 人類同雷電的斗爭進(jìn)入了新的領(lǐng)域。富蘭克林以后，現(xiàn)代工業(yè)化開始發(fā)展，尤其是在俄國工程師多勃羅奧里斯基（1862-1919）發(fā)明了三相感應(yīng)電機(jī)和變壓器實(shí)現(xiàn)電能遠(yuǎn)距離傳輸；美國發(fā)明家貝爾（1847-1922）發(fā)明了電話以后，人類很快進(jìn)入了電氣化時(shí)代。這個(gè)時(shí)候雷電的危害從過去的以直

4、擊雷擊毀地上的人和物為主發(fā)展成為以通過導(dǎo)線傳播的雷電波為主。 經(jīng)過長期的研究，人們建立起了感應(yīng)雷和高電壓反擊的理論，弄清了高電壓雷電波在金屬導(dǎo)線上的傳播規(guī)律，并于1890 年發(fā)明了帶串聯(lián)間隙和熔斷器的避雷器。1922 年美國西屋電氣公司研制成功了炭化硅避雷器，1972 年日本日立公司研制成功了配電用無間隙避雷器，防雷科學(xué)得到了大的發(fā)展，高電壓雷電保護(hù)技術(shù)基本成熟。近年來， 隨著大量的數(shù)據(jù)設(shè)備和精密儀器應(yīng)用的范圍日益廣泛， 雷電損害造成的事故有逐年上升的趨勢(shì)。由于通訊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精密設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集中化，使設(shè)備耐受過電壓、過電流的能力下降，更易遭受雷電破壞。輕者可造成計(jì)算機(jī)終端和通信設(shè)備的接口

5、損壞，使通信中斷， 大量信息丟失或無法傳輸；重者使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)損壞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓， 工作無法進(jìn)行。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)易遭受雷擊損壞的設(shè)備有：modem（調(diào)制解調(diào)器）、 router （路由器） switch （交換機(jī)）、hub、網(wǎng)卡、通信卡、ups 、計(jì)算機(jī)電源及主板。例如：銀行是近年時(shí)常遭受雷擊的地方，原因是銀行采用微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，由于微電子產(chǎn)品，普遍絕緣強(qiáng)度低，過電壓耐受力差，一旦遭受雷擊，輕則程序混亂， 重則將微機(jī)損壞，與微機(jī)一樣，通訊也是近年雷擊襲擊的新目標(biāo)，其原因一是電話數(shù)量增多，二是通訊設(shè)備先進(jìn)之后承受力隨之減弱，過去使用的元件，耐受能量為一個(gè)焦耳左右， 而進(jìn)的元件只是過去元件耐受能力千萬分之

6、一。在雷電災(zāi)害防御方面，縱觀人類防雷歷史，已有兩個(gè)多世紀(jì)，從建筑物防雷發(fā)展到供電防雷、電氣和電子設(shè)備防雷，現(xiàn)在已進(jìn)入第四個(gè)階段即現(xiàn)代微電子設(shè)備防雷。防雷技術(shù)和產(chǎn)品， 也隨著現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展得到顯著發(fā)展，除傳統(tǒng)的避雷針引雷攔截技術(shù)外，已擁有消散削減、屏蔽隔離、抑制分流、疏導(dǎo)均衡等電位、 優(yōu)化接地泄放和雷電控測(cè)定位預(yù)警等技術(shù)，并相應(yīng)研制出多種高科技的隔離裝置、電子避雷器、高效防腐降阻劑等設(shè)備、器件和產(chǎn)品，出現(xiàn)了火箭與激光等人工影響雷電的裝置和雷電探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備，這都為有效防御治理雷電災(zāi)害奠定了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)化和科技的進(jìn)步使得各種高層建筑和特殊用途建筑如雨后春筍般的拔地而起，這也為雷電防護(hù)提

7、出了大量新的問題隨著城市建設(shè)速度大大加快，一座座高樓如雨后春筍般平地而起，高聳入云， 城市磁場也因此發(fā)生變化，使得雷電對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钣绊懭找婷黠@。1989 年 8 月12 號(hào)，山東皇島油庫突遭雷暴襲擊，導(dǎo)致起火爆炸，整個(gè)油庫區(qū)成了一片火海，大火燃燒了104 個(gè)小時(shí)，造成了重大的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 來自中國氣象局的數(shù)據(jù)表明，僅 1997 年就在廣東省發(fā)生雷擊事故145 案，造成直接經(jīng)濟(jì)損失2 億元，間接經(jīng)濟(jì)損失在5 億元以上。因此靜電抵抗 、電磁干擾、熱島效應(yīng) 等等的問題都有待進(jìn)一步去研究和解決。近十多年來圍繞這些問題人們進(jìn)行了不懈的努力， 提出了許多新的防雷理論，研制出一大批新的防雷器

8、件、設(shè)備和材料，開發(fā)出許多全新的雷電防護(hù)技術(shù)。我國于1994 年頒布了新的建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50057-1994，該規(guī)范參考了大量國際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原有的_規(guī)范做了大量的修改，無論從指導(dǎo)思想、技術(shù)要求還是技術(shù)措施上講都處在國際領(lǐng)先地位，這也標(biāo)志著我們國家對(duì)雷害的重視。二、防雷體系概況由接閃器、避雷器件、均壓等電位體、接地裝置等構(gòu)成的工程網(wǎng)絡(luò)稱為綜合防雷工程系統(tǒng)。技術(shù)先進(jìn)是安全的有效保證，在保證安全的前提下對(duì)設(shè)計(jì)提出了更加嚴(yán)格的要求。一個(gè)完善的防雷體系應(yīng)包括三方面內(nèi)容：1、外部防雷，即由外部防雷裝置（接閃器、引下線和接地裝置）承接50%以上的雷電流泄入大地；2、內(nèi)部防雷，即采用等電位連結(jié)、屏蔽、

9、防閃絡(luò)技術(shù)和裝置阻塞雷電波沿金屬導(dǎo)線和空間電磁場入侵的途徑；3、電涌保護(hù)，利用某些元件的非線性特性，組成電涌保護(hù)器(spd) 并將其連結(jié)在配電和信號(hào)線路中，將累計(jì)產(chǎn)生的過電壓和過電流通過spd泄入大地。建筑物防雷工程是一個(gè)綜合系統(tǒng)工程，必須將外部防雷、內(nèi)部防雷、 電涌保護(hù)作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合分析和設(shè)計(jì)，這三個(gè)系統(tǒng)缺一不可，其設(shè)計(jì)必須符合其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范，必須根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、 發(fā)生雷電事故的可能和后果，因地制宜地采取防雷措施。對(duì)雷電綜合防治的原則是：綜合治理、整體防御、多重保護(hù)、層層設(shè)防。運(yùn)用 消散、疏導(dǎo)、隔離、均壓 的方法，根據(jù)特定保護(hù)空間的實(shí)際情況，用相應(yīng)的防雷器件構(gòu)成工程網(wǎng)絡(luò)來

10、保證其防雷安全、治理雷電災(zāi)害。做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、施工維護(hù)方便。三、弱電系統(tǒng)雷害成因直擊雷：雷云對(duì)地放電，雷電直接擊在露天的電子設(shè)備上造成設(shè)備損壞。雷電波侵入： 電源線、 信號(hào)傳輸線遭到直接雷擊或臨近地區(qū)遭_受雷擊時(shí)， 在金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生過電壓沿金屬導(dǎo)線侵入室內(nèi)設(shè)備，造成設(shè)備損壞。 有時(shí)供電系統(tǒng)發(fā)生故障產(chǎn)生的過電壓電涌也會(huì)使設(shè)備損壞。雷電感應(yīng)和地電位反擊：當(dāng)建筑物遭到雷擊，雷電流瞬時(shí)流過建筑物導(dǎo)體入地瀉放過程中，會(huì)對(duì)臨近金屬導(dǎo)線產(chǎn)生磁感應(yīng)，引起過電壓災(zāi)害。雷電流瀉入大地時(shí)， 地電位明顯升高，會(huì)對(duì)附近的金屬管線或分置的接地裝置形成反擊，使與這些分置的接地裝置連接的設(shè)備損壞。四、防雷設(shè)

11、計(jì)方案1、設(shè)計(jì)依據(jù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)gb 50057-94 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（2000 版）gb 50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50174-93 電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50169-92 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范iec 61024 建筑物防雷iec 61312 雷電電磁脈沖的防護(hù)gb/t50311-2000 建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范d 562 建筑物、構(gòu)筑物防雷設(shè)施安裝雷電防護(hù)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)愈合理，系統(tǒng)的各個(gè)部分之間才可以有機(jī)結(jié)合，相互之間的作用就愈協(xié)調(diào)，從而使整個(gè)系統(tǒng)在總體上達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)工作中，防雷設(shè)計(jì)主要的目的是將防

12、雷與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的客觀實(shí)際條件進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通過合理配置， 使之溶為一體， 確保系統(tǒng)的穩(wěn)定工作， 從而發(fā)揮出系統(tǒng)防護(hù)工作的最佳效果。依據(jù)iec-61024 雷擊區(qū)域劃分（室外區(qū)，室內(nèi)區(qū)，設(shè)備區(qū)）的要求，建筑物必須安裝有防直擊雷裝置的避雷針或避雷帶（在本設(shè)計(jì)方案中不考慮直擊雷的防護(hù)）；電源線和信號(hào)線安裝防雷電感應(yīng)的避雷器；以及采用各種接地、屏蔽手段在防雷區(qū)界面處進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，達(dá)到消除防雷區(qū)內(nèi)各設(shè)備之間電位差的目的。2. 綜合防雷系統(tǒng)如圖3、具體設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 電源部分防雷保護(hù)對(duì)于低壓供電系統(tǒng)，浪涌引起的瞬態(tài)過電壓（tvs ）保護(hù)，采用分級(jí)保護(hù)的方式來完成。從大樓供電系統(tǒng)的進(jìn)入端開始逐步進(jìn)行

13、浪涌能量的吸收，對(duì)瞬態(tài)過電壓進(jìn)行分階段抑制。將雷電流引起的殘壓降低到設(shè)備承受的范圍內(nèi)。第一級(jí)避雷保護(hù)根據(jù)國家有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規(guī)定，外接金屬線路進(jìn)入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽15 米以上的距離進(jìn)入建筑物，且要在建筑物的線路進(jìn)入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進(jìn)入端安裝低壓端的總電源防雷器，將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設(shè)備的安全。對(duì)于機(jī)房電源一級(jí)電源防雷器，三相進(jìn)線的每條線路應(yīng)有60-100ka 的通流容量，可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的過電壓限制到幾千伏以內(nèi)，防雷器并聯(lián)安裝在機(jī)房的市電電源總進(jìn)線端處，對(duì)電源線路上的直擊雷和傳導(dǎo)雷過電壓進(jìn)行保護(hù)。具體措施：第一級(jí)避雷保護(hù)：

14、選用型號(hào)lga601p-ii 型三相電源避雷器該型號(hào)的避雷器通流容量達(dá)60ka，經(jīng)過本級(jí)防雷可將大部份雷電流泄入大地，但是其產(chǎn)生的殘壓很高，通過供電線路進(jìn)入的雷電危害依然很大。安裝位置：安裝在機(jī)房總配電的電源線進(jìn)線端。第二級(jí)避雷保護(hù)：作為分級(jí)配電柜的次級(jí)防雷器，可將幾千伏的過電壓進(jìn)一步限制到 2 千伏以內(nèi)，要求具有20ka 以上的通流容量。防雷器并聯(lián)安裝在機(jī)房得分配電柜的電源進(jìn)線端處。可以對(duì)已經(jīng)經(jīng)過初級(jí)防雷器限制電壓的直擊雷、高強(qiáng)度感應(yīng)雷和一、二級(jí)間感應(yīng)雷實(shí)施泄放保護(hù)。要求第二級(jí)防雷器的線路安裝距離距第一級(jí)防雷器10-15 米，以使防雷器的動(dòng)作分級(jí)起效。具體措施：第二級(jí)避雷保護(hù)：選用型號(hào)lga

15、401p-ii 型單相電源避雷器第二級(jí)為中級(jí)保護(hù)，要求電源防浪涌保護(hù)器的標(biāo)稱放電電流40ka 以上，限制電壓小于1.3kv 。通流容量40ka，響應(yīng)時(shí)間： 25ns 。安裝位置：在機(jī)房的分配電箱的電源進(jìn)線端并聯(lián)安裝。第三級(jí)避雷保護(hù)：這是系統(tǒng)防雷中最容易被忽視的地方，現(xiàn)代的電子設(shè)備都使用很多的集成電路和精密的元件，這些器件的擊穿電壓往往只是幾十伏，最大允許工作電源也只是ma 級(jí)的，若不做第三級(jí)的防雷，由經(jīng)過一、二級(jí)防雷而進(jìn)入機(jī)房設(shè)備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對(duì)機(jī)房的后接設(shè)備造成很大沖擊，并導(dǎo)致設(shè)備的損壞。作為第三級(jí)的防雷器，要求有10ka 以上的通流容量。具體措施：選用型號(hào)lga201p-i

16、i 型單相電源避雷器第三級(jí)為精細(xì)保護(hù)，雷電通量20ka，限制電壓小于1.3kv，響應(yīng)時(shí)間：25ns。安裝位置：在機(jī)房的ups 電源進(jìn)線端并聯(lián)安裝。（2）信號(hào)部分防護(hù)在雷擊發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生巨大瞬變電磁場，在1km 范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊金屬連線等都會(huì)感應(yīng)到雷擊，將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行甚至徹底破壞系統(tǒng)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)、 信號(hào)及通訊方面的防雷工作是較易被忽視的，往往是當(dāng)系統(tǒng)受到巨大破壞、資料損失慘重時(shí)才想到應(yīng)該做預(yù)先的防范。本方案中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防護(hù)方面，依據(jù)gb 50174-93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范、 yd/t5098通信局（站）雷電過電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范中信號(hào)系統(tǒng)雷電及過電壓防護(hù)

17、要求，考慮到機(jī)房設(shè)備的重要性，針對(duì)中心機(jī)房網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及服務(wù)器網(wǎng)卡以及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)卡等做重點(diǎn)防護(hù)。具體實(shí)施：1)在交換機(jī)的信號(hào)輸出端口串聯(lián)安裝多端口電涌保護(hù)器lgx-rjz5-iii 型避雷器，作為對(duì)后續(xù)設(shè)備的防雷保護(hù)。2）在服務(wù)器的信號(hào)線路輸入端串聯(lián)安裝網(wǎng)絡(luò)電涌保護(hù)器lgx-rjn5-ii 型避雷器， 作為對(duì)服務(wù)器及后接設(shè)備的防雷保護(hù)。（3）機(jī)房等電位防護(hù)iec61312 中指出： 等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差。 在一個(gè)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，采用等電位連接線做等電位連接 ；國家標(biāo)準(zhǔn)gb50057-94 局部修訂條文中指出：穿

18、過各防雷區(qū)界面的金屬物和系統(tǒng)，以及在一個(gè)防雷區(qū)內(nèi)部的金屬物和系統(tǒng)均應(yīng)在界面處做等電位連接。具體實(shí)施： 。在機(jī)房的防靜電地板下鋪設(shè)匯流排組成機(jī)房的等電位連接系統(tǒng)，以避免機(jī)房設(shè)備間的電位差而造成機(jī)房設(shè)備和人員的損傷。（4）防雷接地系統(tǒng)接地是防雷的重要組成部分，是防雷裝置的基礎(chǔ)，是使雷電流更好的瀉入大地，根據(jù)實(shí)際情況，需重新做一個(gè)綜合接地體。為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接地阻值，還應(yīng)盡量減小上引線的電阻值。此次設(shè)計(jì)上引線選用載面積為16 平的銅芯地線電纜。接地體的具體位置和上引線的具體路由， 在施工時(shí)以盡可能的情況下，減少上引線的長度。通過增大導(dǎo)線載面和減小導(dǎo)線長度的措施，來盡量減小接地引線的電阻值。具體實(shí)施

19、：本設(shè)計(jì)方案中建議采用由防雷模塊lgd01m 組成的接地網(wǎng)，是機(jī)房內(nèi)由于雷電感應(yīng)而產(chǎn)生的浪涌電流能夠迅速泄流入地。五、機(jī)房防雷產(chǎn)品介紹1) 電源第一級(jí)防雷lga601p-ii 最大持續(xù)工作電壓550v， 標(biāo)稱工作電壓220v/380v/50hz， 通流容量 60ka， 限制電壓 1.5kv，響應(yīng)時(shí)間 25ns,（ p 型不帶計(jì)數(shù)， j 型帶計(jì)數(shù)），聲光告警， 狀態(tài)檢測(cè)， 有，,導(dǎo)體截面25mm2,外形尺寸 288mm*190mm*84mm,保護(hù)區(qū)域lpz0b-1 2) 電源第二級(jí)lga401p-ii 最大持續(xù)工作電壓420v;標(biāo)稱工作電壓220v/380v 50hz;通流容量40ka;限制電壓1.3kv