弱電系統(tǒng)的防雷和接地設(shè)計(jì)方案

1、弱電系統(tǒng)的防雷和接地設(shè)計(jì)方案1 概述雷電是一種非常壯觀的自然現(xiàn)象，它具有極大的破壞力，對(duì)人類的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的危害。1987年聯(lián)合國確定的“國際減災(zāi)十年”中，雷電為對(duì)人類危害最大的十種災(zāi)害之一。自從人類進(jìn)入到電氣化時(shí)代以后，雷電的破壞由主要以直擊雷擊毀人和物為主，發(fā)展到以通過金屬線傳輸雷電波破壞電氣設(shè)備為主。隨著近年來電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度越來越高, 人類對(duì)電氣設(shè)備尤其是計(jì)算機(jī)設(shè)備的依賴越來越嚴(yán)重。而電子元器件的微型化、集成化程度越來越高，各類電子設(shè)備的耐過電壓能力下降，遭雷電和過電壓破壞的比例呈不斷上升的趨勢，對(duì)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 全世界

2、每年因雷害造成的損失高達(dá)十億美元以上。長沙地處中緯度地帶，冷暖空氣交會(huì)頻繁，平均每年雷暴天數(shù)為44天，最多的年份達(dá)87天，大于40天，不超過60天的地區(qū)屬高雷區(qū)。1年中12個(gè)月均有可能發(fā)生雷暴，其中85以上的雷暴集中在春夏兩季，平均每年發(fā)生雷擊事件上千起，雷擊所帶來的損失越來越嚴(yán)重，所以防雷顯得尤為重要。國家有關(guān)部門對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的防雷工作非常重視, 制訂了相關(guān)的法律、法規(guī)及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。雷電對(duì)電氣設(shè)備的影響，主要由以下四個(gè)方面造成：1、直擊雷直擊雷蘊(yùn)含極大的能量，電壓峰值可達(dá)5000KV具有極大的破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，巨大的雷電流沿引下線入地，會(huì)造成以下三種影響：a：巨大的雷電流

3、在數(shù)微秒時(shí)間內(nèi)流下地，使地電位迅速抬高，造成反擊事 故， 危害人身和設(shè)備安全。b：雷電流產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在電源線和信號(hào)線上感應(yīng)極高的脈沖電壓。C:雷電流流經(jīng)電氣設(shè)備產(chǎn)生極高的熱量，造成火災(zāi)或爆炸事故。2、傳導(dǎo)雷遠(yuǎn)處的雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的極高電壓，由室外電源線路和通信線路傳至建筑物內(nèi)，損壞電氣設(shè)備。3、感應(yīng)雷云層之間的頻繁放電產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在電源線和信號(hào)線上感應(yīng)極高的脈沖電壓，峰值可達(dá)50KV。4、開關(guān)過電壓供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負(fù)載開啟或斷開、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，其脈沖電壓可達(dá)到線電壓的3.5 倍， 從而損壞設(shè)備。破壞效果與雷擊類似。由此

4、產(chǎn)生的雷電過電壓對(duì)電子設(shè)備的破壞主要有以下幾個(gè)方面：(1) 、損壞元器件a、過高的過電壓擊穿半導(dǎo)體結(jié)，造成永久性損壞；b、較低而更為頻繁的過電壓雖在元器件的耐壓范圍之內(nèi)，亦使器件的工作 壽命大大縮短；c、電能轉(zhuǎn)化為熱能，毀壞觸點(diǎn)、導(dǎo)線及印刷電路板，甚至造成火災(zāi)；(2) 、設(shè)備誤動(dòng)作及破壞數(shù)據(jù)文件因此， 應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況具體分析，采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施，確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全工作。2防雷保護(hù)措施概括地說，當(dāng)今電子設(shè)備的防雷手段，主要采用分流 、 接地 、 屏蔽 、 等電位和 過電壓保護(hù)五種方法。( A) 、分流利用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備

5、上。( B) 、屏蔽計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所有的金屬導(dǎo)線, 包括電力電纜、通信電纜和信號(hào)線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽，在機(jī)房建設(shè)中，利用建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料，使機(jī)房形成一個(gè)屏蔽籠。用以防止外來電磁波(含雷電的電磁波和靜電感應(yīng)) 干擾機(jī)房 內(nèi)設(shè)備。(C)、等電位連接將機(jī)房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設(shè)備外殼 等金屬構(gòu)件進(jìn)行電氣連接，以均衡電位。(D)、接地在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為保證其穩(wěn)定可靠的工作、保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和 人身安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，需要一個(gè)良好的接地系統(tǒng)。接地和等電位連接方式，可參看下圖：區(qū)火耳：革王革:;廣,通識(shí)電堪 水管電源線220/38DV AC

6、C&IEDP電線陰能保護(hù)的輸油餌電網(wǎng)部分保護(hù)器信息處曝網(wǎng)絡(luò)保護(hù)器 V繼綠火花放電隙3工程具體實(shí)施1、本方案包括四大部分：第一部分：防雷地網(wǎng)的制作。地網(wǎng)是避雷針、避雷帶、避雷器等設(shè)施有效發(fā)揮作用的保障。第二部分：等電位處理、屏蔽，等電位處理也可稱共地處理，即工作地、防雷地、 保護(hù)地均進(jìn)行等電位連接，消除各點(diǎn)之間的電位差。金屬線管的屏蔽接地，其目的是將線管上已感應(yīng)的電磁干擾在進(jìn)入設(shè)備之前疏導(dǎo)入地。第三部分：設(shè)備防雷，包括電源防雷和信號(hào)防雷二大類。2、方案的選型根據(jù)電源及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要性及對(duì)防雷系統(tǒng)的要求，在對(duì)一些知名防雷產(chǎn)品進(jìn)行分析后，公司決定采用國內(nèi)最專業(yè)、可靠性最高、使用最廣泛的防雷設(shè)

7、備生產(chǎn)廠商一一長沙雷科星（LKX）防雷產(chǎn)品。3、防雷產(chǎn)品介紹LKX-系列電源防雷器有如下特點(diǎn)：適用范圍廣可應(yīng)用于不同電網(wǎng)制式保護(hù)模式新相線對(duì)中線，中線對(duì)地線的保護(hù)模式設(shè)計(jì)更安全故障電流回路由相線與中線完成，不受地阻值高的影響通流量大內(nèi)置高能放電極、單模塊可達(dá)40KA（ 8/20us ）2.LKX- 系列信號(hào)類防雷器有如下特點(diǎn)：多級(jí)保護(hù)，通流容量大（10-15KA）傳輸速率高，插入損耗小允通電壓限制在損壞接口的電流水平之下內(nèi)置快速半導(dǎo)體保護(hù)器件，響應(yīng)速度快4、方案的具體內(nèi)容地網(wǎng)及引下線部分經(jīng)勘查并結(jié)合公司實(shí)際及參照防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，防雷地網(wǎng)的阻值應(yīng)不大于 4 歐姆。我公司采用1.5 米長的熱鍍鋅

8、接地棒，間距為3 米為宜。垂直接地體按接地裝置剖面布置圖開坑，挖深1000mmm寬400mm樁基處開挖長、寬各800mm然后垂直打入地下1400mm使接地電極的頂部高出地面 100mm然后用水平接地體焊接連通。水平接地體應(yīng)鈍角彎曲引上地面上300mm然后與引下線焊接，引下線為610mm勺熱鍍鋅圓鋼。接地體在焊接時(shí)，扁鋼搭接長度為寬度2 倍， 并應(yīng)焊接3 個(gè)棱邊， 各焊接處的焊接面不小于100mm。接地體的焊接點(diǎn)或無鍍鋅部分，均應(yīng)做防腐處理，涂瀝青油或防銹漆防腐。接地體安裝完成后，逐層回填泥土，在接地體周圍不得填入磚石、焦渣、垃圾之類的雜物，與此同時(shí)進(jìn)行檢測及設(shè)立警示牌，并保證接地體阻值不大于4

9、Q02引下線與接地線的安裝，等電位處理地網(wǎng)水平接地體在與測試點(diǎn)的連接采用小10的熱鍍鋅圓鋼，測試點(diǎn)放在防水的接地盒內(nèi)，匯接點(diǎn)用相應(yīng)規(guī)格的銅鋁連接端子聯(lián)接，一邊聯(lián)接小10的熱鍍鋅圓鋼，一邊與銅線相聯(lián)。引下線的制作：機(jī)房內(nèi)均壓環(huán)與測試點(diǎn)的接地引下線采用25 平方毫米多股銅線與地網(wǎng)測試點(diǎn)相連。信號(hào)防雷器、電源防雷器、設(shè)備箱外殼與機(jī)房內(nèi)均壓環(huán)相聯(lián)的接地地線按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可采用10 或 16 平方毫米多股銅線。感應(yīng)雷防護(hù)感應(yīng)雷防護(hù)系統(tǒng)是為保護(hù)建筑物內(nèi)部的設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置。通過在需要保護(hù)設(shè)備的前端安裝合適的避雷器，使設(shè)備、 線路與大地形成一個(gè)有條件的等電位體。將可能進(jìn)入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內(nèi)

10、部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄放入地，確保后接設(shè)備的安全。機(jī)房電源防雷機(jī)房所在樓層總配電電源進(jìn)線端（三相四線）并聯(lián)安裝一套LKX-B380/60KA型保護(hù)電源防雷箱，該防雷箱在整個(gè)防雷系統(tǒng)中所起的根本作用是，當(dāng)發(fā)生強(qiáng)度很大的雷擊時(shí)，通過第一級(jí)電源防護(hù)器后的殘壓還比較高，仍可能大大超過被保護(hù)設(shè)備所能承受的最高耐壓值，在殘壓進(jìn)入機(jī)房之前將其泄放入地，此類防雷產(chǎn)品高可靠性、反應(yīng)速度快、大通流量和長壽命，可承受雷雨季節(jié)多次高強(qiáng)度、高能量浪涌過電壓的沖擊，穩(wěn)定可靠的發(fā)揮迅速大通流量泄流的作用，可以將殘壓限制在更低。UPS電源防雷機(jī)房內(nèi)UPS電源為機(jī)房內(nèi)的一些重要設(shè)備進(jìn)行供電保障，所以也需對(duì)UPS電源進(jìn)

11、行感應(yīng)雷防護(hù)，在 UPS電源的進(jìn)線端并聯(lián)安裝一套通流量為 40KA (8/20 nS)的LKX-B220/40單相電源防雷箱，由于防雷器在泄放供電線路上高能量的 雷電流時(shí)，在防雷器兩端所呈現(xiàn)的殘壓仍然很高，仍可能大大超過被保護(hù)設(shè)備所能承受的最高耐壓值，因此通過第三級(jí)防雷箱再次泄流而降低線路上的殘壓，進(jìn)一步降低真正到達(dá)設(shè)備供電端口的浪涌電壓值，使之小于設(shè)備耐壓值，從而在發(fā)生雷擊時(shí)，使設(shè)備遭受損壞的可能性大大減小。機(jī)房內(nèi)重要電子設(shè)備電源防雷為了保護(hù)機(jī)房內(nèi)重要電子設(shè)備( 如交換機(jī)、其它重要設(shè)備等) ， 在重要電子設(shè)備電源端加裝末級(jí)防雷電源移動(dòng)插座 LKX-E220-4PT/10型，以保護(hù)各機(jī)房內(nèi)的電 子設(shè)備。最大負(fù)載電流可達(dá)到10KA末級(jí)防雷器主要用于重要設(shè)備的前端，當(dāng)發(fā)生能量特別大的雷擊時(shí)，感應(yīng)雷電流在經(jīng)過B級(jí)、C級(jí)防雷器的泄放后，其殘壓仍然可能高于設(shè)備的最高耐壓值，重的設(shè)備的埠及內(nèi)部的高精度集成電路仍有可能被擊壞，經(jīng)過末級(jí)防雷器泄放殘余雷電流，設(shè)備的安全運(yùn)行就更為可靠了。機(jī)房內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷事實(shí)證明，當(dāng)發(fā)生