弱電系統(tǒng)防雷解決方案

1、.弱電系統(tǒng)防雷解決方案一、概述1、淺析弱電系統(tǒng)的雷電危害雷擊是一種自然現(xiàn)象， 它能釋放出巨大的能量、 具有極強大的破壞能力。幾個世紀(jì)來，人類通過對雷擊破壞性的研究、探索，對雷電的危害采取了一定的預(yù)防措施，有效地降低了雷害。近年來，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展， 弱電系統(tǒng)在生產(chǎn)生活各個方面的使用越來越廣， 人們在受益于微電子的極大方便的同時， 也受到其一旦損壞就損失巨大的困擾。實際中，在增加弱電系統(tǒng)的時候，往往對弱電系統(tǒng)的防雷未加考慮或考慮不夠的情況較多， 一旦有雷電波侵入，設(shè)備損壞一般是巨大的，有的甚至使整個系統(tǒng)癱瘓，造成無可挽回的損失。分析這些類雷擊事故的主要原因是由于一次設(shè)備發(fā)生雷擊后在弱電設(shè)

2、備造成的浪涌超過了設(shè)備承受的能力而損壞設(shè)備的， 浪涌的主要形式是電源浪涌、 信號浪涌。而這種浪涌在新建或擴建設(shè)備時又往往不被重視，所以才會造成嚴(yán)重的損失。'.2、弱電系統(tǒng)雷害的主要原因分析雷電會導(dǎo)致多種不同形式的危害，沒有任何一種辦法可以全面防止雷電的危害， 通過各種有效的辦法可將雷害的程度降到最低，在多年的實際中人們對直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷的認(rèn)識比較高，防護也相對完善，但對雷電浪涌的防護意識和防護措施相對比較薄弱，對弱電系統(tǒng)的雷電浪涌考慮不夠造成的雷擊事件屢見不鮮。主要的雷電形式及雷害情況有以下幾種情況：(1) 直擊雷是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、 動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)

3、等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。(2) 感應(yīng)雷是雷電在雷云之間或雷云對地放電時，在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。 感應(yīng)雷雖然沒有直接雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。(3) 雷電浪涌是近年來由于微電子的不斷使用引起人們極大重視的一種雷電危害形式， 同時其防護方式也不斷完善。 最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的， 而是由于雷擊發(fā)生時在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。 一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化，從而造成設(shè)備耐壓、耐過電流的水平下降，對雷電 ( 包括感應(yīng)雷及操作過電壓浪涌 ) 的承受能

4、力下降，另一方面由于信號來源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入。 浪涌電壓可以從電源線或'.GA267-2000GA173-2002YDJ26-89YD5078-98YD/T5098-2001YD/T1235-2002GB50057-94.信號線等途徑竄人電腦設(shè)備。 信號系統(tǒng)浪涌電壓的主要來源是感應(yīng)雷擊、電磁干擾、 無線電干擾和靜電干擾。金屬物體 ( 如電話線 ) 受到這些干擾信號的影響， 會使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼， 影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率。排除這些干擾將會改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀況。美國 GE公司測定一般家庭、飯店、公寓等低壓配電線 (110V) 在 10000h( 約一年零兩個月

5、 ) 內(nèi)在線間發(fā)生的超出原工作電壓一倍以上的浪涌電壓次數(shù)達到 800 余次，其中超過 1000V的就有 300 余次。這樣的浪涌電壓完全有可能一次性將電子設(shè)備損壞。3、弱電系統(tǒng)雷害的影響弱電系統(tǒng)的雷擊危害所帶來的影響是很嚴(yán)重的，如下圖所示：二、弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計依據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范通信局（站）低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器通信局（站）雷電過電壓保護工程設(shè)計規(guī)范通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定通信局 ( 站) 接地設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)范計算機信息系統(tǒng)防雷保安器計算機信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防護規(guī)范DL/T621-97交流電氣裝置的接地'.DL548-94電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程IEC61024建筑

6、物防雷IEC61312雷電電磁脈沖的防護IEC61643連接至低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器IEC60664低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合IEC、ITU 及 UL有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范三、弱電系統(tǒng)的防雷措施我公司是一家專門從事現(xiàn)代防雷理論研究、 防雷產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)制造、防雷工程設(shè)計施工的專業(yè)防雷公司。根據(jù)多年來的防雷經(jīng)驗，對弱電系統(tǒng)的特點進行細(xì)致的分析，總結(jié)出以下措施：按照防護范圍可將弱電系統(tǒng)的防雷措施分為兩個部分進行： 外部防護和內(nèi)部防護。其中外部防護主要是指對安裝有弱電系統(tǒng)的建筑物本體的雷電防護（即直擊雷防護）；內(nèi)部防護指在建筑物內(nèi)部弱電系統(tǒng)對過電壓的雷電防護（即感應(yīng)雷防護）。如下圖所示：1、弱電系統(tǒng)的外部防護

7、：弱電系統(tǒng)的外部防護首先是使用建筑物的避雷針將主要的雷電流引人大地；其次是在將雷電流引人大地的時候盡量將雷電流分流，'.避免造成過電壓危害設(shè)備； 第三是利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋可以作為不規(guī)則的法拉第籠，起到一定的屏蔽作用， 如果建筑物中的設(shè)備是低壓電子邏輯系統(tǒng)、遙控、小功率信號電路的電器，則需要加裝專門的屏蔽網(wǎng)， 在整個屋面組成符合規(guī)范要求大小的網(wǎng)格，所有均壓環(huán)采用避雷帶等電位連接；第四是建筑物各點的電位均衡，避免由于電位差危害設(shè)備； 第五是保障建筑物有良好的接地，降低雷擊建筑物時接點電位損壞設(shè)備。2、弱電系統(tǒng)的內(nèi)部防護：從 EMC(電磁兼容 ) 的觀點來看，防雷保護由外到內(nèi)應(yīng)劃

8、分為多級保護區(qū)。最外層為 0 級，是直接雷擊區(qū)域，危險性最高，主要是由外部( 建筑 ) 防雷系統(tǒng)保護， 越往里則危險程度越低。 保護區(qū)的界面劃分主要通過防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構(gòu)成的屏蔽層而形成，從 0 級保護區(qū)到最內(nèi)層保護區(qū)， 必須實行分層多級保護， 從而將過電壓降到設(shè)備能承受的水平。 一般而言，雷電流經(jīng)傳統(tǒng)避雷裝置后約有50%是直接泄人大地，還有 50%將平均流人各電氣通道 ( 如電源線，信號線和金屬管道等 ) 。隨著電腦通信設(shè)備的大規(guī)模使用， 雷電以及操作瞬間過電壓造成的危害越來越嚴(yán)重。 以往的防護體系已不能滿足電腦通信網(wǎng)絡(luò)安全的要求。應(yīng)從單純一維防護轉(zhuǎn)為三維防護，包括：防直擊雷

9、，防感應(yīng)雷電波侵入，防雷電電磁感應(yīng)， 防地電位反擊以及操作瞬間過電壓影響等多方面作系統(tǒng)綜合考慮。多級分級 ( 類) 保護原則：即根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能及不同'.受保護程序和所屬保護層確定保護要點作分類保護； 根據(jù)雷電和操作瞬間過電壓危害的可能通道從電源線到信號線路都應(yīng)做多級層保護。2.1 電源部分的防雷措施弱電設(shè)備的電源雷電侵害主要是通過線路侵入。 高壓部分有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對地的電壓限制到小于6000V(1EEEEC62.41)，而線對線則無法控制。所以，對 380V 低壓線路應(yīng)進行過電壓保護， 按國家規(guī)范應(yīng)有三部分： 建議在高壓變壓器后端到二次低壓設(shè)備的總配電

10、盤間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加防雷器，作一級保護；在二次低壓設(shè)備的總配電盤至二次低壓設(shè)備的配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝防雷器，作二級保護；在所有重要的、精密的設(shè)備以及 UPS的前端應(yīng)對地加裝避雷器或保護器，作為三級保護。目的是用分流 ( 限幅 ) 技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備 ( 避雷器 ) 將雷電過電壓 ( 脈沖 ) 能量分流泄人大地，達到保護目的，所以，分流( 限幅 ) 技術(shù)中采用防護器的品質(zhì)、 性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)保護的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的避雷器或保護器至關(guān)重要。2.2 信號部分的防雷措施對于信息系統(tǒng)， 應(yīng)分為粗保護和精細(xì)保護。 粗保護量級根據(jù)所屬保護區(qū)的級別確定， 精細(xì)保

11、護要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度和重要性來進行確定。在重要設(shè)備和敏感設(shè)備的前端安裝相應(yīng)的避雷器。2.3 等電位連接及接地處理均衡弱電系統(tǒng)各設(shè)備設(shè)施間的電位差對其防護來說是至關(guān)重要的，另外一定要有一個良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷系統(tǒng)都需要通過'.接地系統(tǒng)把雷電流泄人大地， 從而保護設(shè)備和人身安全。 如果機房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備故障，燒壞元器件，嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全。 另外還有防干擾的屏蔽問題， 防靜電的問題都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。3、弱電系統(tǒng)的接地措施：一個良好的接地系統(tǒng)是保護人身、 設(shè)備安全、系統(tǒng)穩(wěn)定工作的重要保證，也是防雷系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。 在電子計算機房防雷

12、設(shè)計規(guī)范（ GB 5O174-93）中，第條明確提出：交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值確定； 若防雷接地單獨設(shè)置接地裝置時， 其余三種接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻不應(yīng)大于其中最小值，并應(yīng)按現(xiàn)行國標(biāo)建筑防雷設(shè)計規(guī)范要求采取防止反擊措施。接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷、或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。 接地電阻越小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時間就越短， 危險性就越小。 對于場地的接地電阻要求 4 歐姆，并且采取共用接地的方法將避雷接地、電器安全接地、交流地、 直流地統(tǒng)一為一個接地裝置。如

13、有特殊要求設(shè)置獨立地，則應(yīng)在兩地網(wǎng)間用地極保護器連接，這樣，兩地網(wǎng)之間平時是獨立的，防止干擾，當(dāng)雷電流來到時兩地網(wǎng)間通過地極保護器瞬間連通，形成等電位連接。總結(jié)來說，弱電系統(tǒng)的防雷問題是一個綜合性的工作，尤其是弱'.電系統(tǒng)的雷電浪涌防護還重視不夠，也常常由其而引起設(shè)備的損壞，所以在完善弱電系統(tǒng)外部防護的同時，要加強弱電系統(tǒng)的內(nèi)部防護，建議加強以下幾方面的工作；(1) 首先要完善弱電外部雷電防護，將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散。(2) 其次要阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓波。(3) 第三限制鉗位被保護設(shè)備上浪涌過壓過流幅值在設(shè)備可承受的范圍。四、應(yīng)用實例1 、某公司辦公區(qū)的

14、防雷：一般辦公區(qū)防雷，一般指：僅針對有限區(qū)域進行防護，辦公大樓主體防護另論。根據(jù)貴公司要求， 主要針對辦公區(qū)各種通用辦公設(shè)備、安防設(shè)備等進行防雷保護。主要從兩個方面加以防護：1.1、電源系統(tǒng)針對獨立辦公區(qū)域的電源開關(guān)盒位置， 應(yīng)該做兩級防護 （視大樓整體已做直擊雷防護為前提），可選用 40KA 三相 / 單相交流電源防雷器，根據(jù)辦公區(qū)域?qū)嶋H供電情況來選擇， 一般均為三相供電，型號分別為：TP40B/4（三相）。對于辦公區(qū)域內(nèi)貴重設(shè)備 / 重要設(shè)備 / 獨立于辦公區(qū)域外的設(shè)備，如：各種專用貴重設(shè)備、服務(wù)器、獨立于辦公區(qū)域之'.外的監(jiān)控器 / 攝像頭 / 防盜告警感應(yīng)器等，應(yīng)考慮單獨做一級

15、電源防護，產(chǎn)品選型同上，一般為單相電源供電，選用單相交流電源防雷器（型號： TP20B/2）。1.2、信號系統(tǒng)如信息系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)信號， 安防系統(tǒng)各類信號等等。從各種系統(tǒng)角度細(xì)分，一般有：信息系統(tǒng)離開有限辦公區(qū)域的一切進出線，均應(yīng)考慮做防雷保護，如進/出戶電腦網(wǎng)線，或DDN專線、ADSL 專線、電話線 MODEM線路，主要選用產(chǎn)品有：網(wǎng)絡(luò)信號防雷器（型號：TS05H/J4）；DDN專線防雷保護器（型號： TS180L/R2）； ADSL專線、電話線一般用音頻信號防雷器（型號： TS180L/R2）。通訊系統(tǒng)主要針對辦公區(qū)域內(nèi)（電話）用戶交換機的外線進行防雷保護，主要選用產(chǎn)品有：單

16、口音頻信號防雷器（型號：TS180L/R2）；多口音頻信號防雷箱，有8 口音頻信號防雷箱（型號：TS180L/B8R2）；16 口音頻信號防雷箱（型號：TS180L/B16R2）。安防系統(tǒng)（包括視頻監(jiān)控、防盜告警系統(tǒng)等）視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對每一臺監(jiān)控器，以及監(jiān)控主機，進行電源、信號防雷保護，一般每臺設(shè)備需選用一只單相交流電源防雷器（型號：TP20B/2）；每一個視頻口（主機、監(jiān)控器/ 攝像頭側(cè)均需要）安裝一只視頻信號防雷器（型號：TS05L/BNC）；對于有控制線的監(jiān)控器與'.主機間各需安裝一只控制線信號防雷器（型號：TS05L/P2 或TS05L/P4）。防盜告警系統(tǒng)，一般情況，主要針對

17、，防盜告警系統(tǒng)輸出線路（如告警用電話線路等）；設(shè)于獨立辦公區(qū)域之外的感應(yīng)器進戶線，以及其自身的電源和信號線應(yīng)進行防雷保護。 防雷產(chǎn)品選用同上（視頻監(jiān)控系統(tǒng)），信號部分一般僅選用控制線信號防雷器。防雷措施的實施：對于一切防雷設(shè)備， 一般必須做有效防雷接地， 方可保障防雷保護效果?！敖拥嘏c等電位連接”，對于防雷保護而言是關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。一般有兩種做法： 做完整的合乎標(biāo)準(zhǔn)要求的獨立的接地系統(tǒng)； 或僅針對有限辦公區(qū)域，做閉合式均壓環(huán)路以進行等電位連接，同時，將閉合式均壓環(huán)路與辦公大樓主結(jié)構(gòu)鋼筋有效連接。 其次，才是防雷器的標(biāo)準(zhǔn)的、有效的安裝。防雷措施的實施，一般應(yīng)由專業(yè)人員來完成！雷電來臨時高處云層中含有

18、大量的電荷， 而現(xiàn)在城市中高樓林立極易遭受雷擊， 因此各樓都裝有避雷針以泄流雷電能量， 避免雷擊損害，避雷針從 200 多年前富蘭克林發(fā)明至今基本沒有什么大變化，但其造型已變得各式各樣豐富多樣， 適用各類功能及用途不同的避雷針也應(yīng)有盡有，為此在安裝避雷針前應(yīng)了解其特性以便啟到良好的防雷效果?，F(xiàn)在市場上避雷針的類型有： 空中放電型避雷針、 架空輸電線路防繞擊先導(dǎo)避雷針、 雷電、雷擊及避雷針的原理演示器、輸電線路阻尼式防繞擊避雷針、感應(yīng)避雷針、輸電線路阻尼式防繞擊避雷針、架空輸電線路防繞擊避雷針、優(yōu)化避雷針、頭部均壓式新型避雷針、升降'.式避雷針、抱箍式避雷針頭部均壓環(huán)、降壓式避雷針、斷續(xù)式脈沖電暈放電避雷針、新型避雷針、避雷針式椰樹形路燈、新型帶橡膠墊的架空輸電線路防繞擊避雷針、架空輸電線路防繞擊雷避雷針、折疊式場變放電避雷針、 帶有利用沿絕緣體滑行放電激發(fā)裝