江信學(xué)院綜合樓設(shè)計方案

1、江西信息應(yīng)用江信學(xué)院綜合樓防雷設(shè)計方案勘測地點(diǎn)：江西南昌氣象學(xué)院勘測對象：學(xué)院綜合樓天氣狀況: 陰雨 微風(fēng)設(shè)計單位: 10防雷3班 設(shè)計人員: 勘測時間: 2011年11月4日 目錄一、概述3二、設(shè)計依據(jù)4三、總體設(shè)計說明4（一）、直擊雷的防護(hù)5（二）、感應(yīng)雷的防護(hù)6（三）、屏蔽和等電位連接6（四）、防雷接地7四：分項防雷設(shè)計方案7（一）、接閃器7（二）接地裝置91、引下線92、接地體93、接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）10（3）、等電位連接11（4）、信息系統(tǒng)等電位連接12（5）、配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計12（6）、按雷擊風(fēng)險評估確定防護(hù)等級13防雷裝置攔截效率13五、注意事項15六、產(chǎn)品的安裝及說明16（1

2、）、電源防雷器的安裝要求16（2）、信號防雷器的安裝要求16（3）、等電位連接和地網(wǎng)地線安裝要求16七、管理與維護(hù)16八、結(jié)束語17九、工程預(yù)算18一、概述根據(jù)不同的破壞機(jī)理，雷這種特殊的自然放電現(xiàn)象表現(xiàn)為兩種形式：直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷是指帶電云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。其破壞原理主要是機(jī)械破壞作用，體現(xiàn)在樓房頂角被雷擊落一塊水泥，大樹被雷劈開，屋外的人畜被雷打死等；帶電云層由于靜電感應(yīng)作用，使某一范圍帶上異種電荷，直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻的存在，以至出現(xiàn)局部高電壓；或者由于直擊雷放電過程中，強(qiáng)大的脈沖電流對周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生

3、高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，叫做“二次雷”或稱“感應(yīng)雷”，其破壞機(jī)理主要是電子設(shè)備的過壓擊穿，造成設(shè)備故障或損壞，嚴(yán)重者造成設(shè)備整機(jī)報廢?！爸睋衾住笔窃诙虝r間內(nèi)以脈沖的形式通過強(qiáng)大的電流，它的峰值有幾十KA乃至幾百KA，峰值時間很短，以us計的；“感應(yīng)雷”沒有直擊雷那么猛烈，但它發(fā)生的機(jī)率遠(yuǎn)比直擊雷高得多。因為直擊雷只發(fā)生在雷云對地閃擊時才會對地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷云對地閃擊，或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。此外，直擊雷一次只能襲擊一兩個小范圍的目標(biāo)，而一次雷擊可以在比較大范圍內(nèi)多個小局部同時發(fā)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)高電壓可以通過電力線、網(wǎng)絡(luò)線等金屬導(dǎo)線傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)

4、，致使雷害范圍擴(kuò)大。特別是隨著大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，防雷已由以前的防直擊雷為主發(fā)展到今天的綜合防雷。直擊雷的防護(hù)一般采用樓頂安裝避雷帶、避雷針等，配合引下線、地網(wǎng)以保護(hù)建（構(gòu)）筑物及建（構(gòu)）筑物內(nèi)人員的安全；感應(yīng)雷的防護(hù)主要采用線路上安裝雷擊過電壓保護(hù)器，即防雷器，配以線路屏蔽接地、等電位接地處理等綜合運(yùn)用，以保護(hù)設(shè)備的安全。因此，只是防直擊雷或只防感應(yīng)雷都是不全面的，而應(yīng)進(jìn)行綜合防雷。雷電直接擊在建筑物上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力者叫做直擊雷,會對建筑屋造成破壞、人身傷亡、財產(chǎn)損失等帶來的危害,需要對建筑物采取防雷措施。外部防雷裝置external lightning protection

5、 system：由接閃器、引下線和接地裝置組成，主要用以防直擊雷的防護(hù)裝置。根據(jù)雷電防護(hù)的需要，我組勘測人員對教學(xué)樓進(jìn)行雷電防護(hù)的現(xiàn)場勘察，取得以下資料：該建筑位于南昌市青云譜區(qū)氣象路58號，為江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)樓，地勢較高，其周圍有綠化帶、配電房、教學(xué)樓及辦公樓等建筑物，綜合樓所在地區(qū)年平均雷暴日56.4d/a，屬于高雷區(qū)。其氣候特征：春雨、梅雨，伏旱以及冬季的陰沉細(xì)雨和陰冷，亞熱帶季風(fēng)氣候，雨水充沛，熱量豐富，氣候變化大。綜合樓屬于磚混結(jié)構(gòu)建筑物,其年預(yù)計雷擊次數(shù)為 N=K Ng Ae=1.5*4.54*0.029=0.2根據(jù)防雷等級分類該建筑物為第三類防雷建筑物。二、設(shè)計依據(jù)u

6、 GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范u GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范u GB5017493電子計算機(jī)房設(shè)計規(guī)范u GB7450-87電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則u IEC1312雷電電磁脈沖的防護(hù)三、總體設(shè)計說明由于學(xué)校供電、信號系統(tǒng)防護(hù)點(diǎn)多、面廣，土壤為紅色土壤，經(jīng)過測量其土壤電阻為12.5，由于測量前幾天下過雨所以在利用公式計算時還要乘上季節(jié)系數(shù)（查表得季節(jié)系數(shù)為2）算得：土壤電阻率為785。需要對建筑物的電子信息系統(tǒng)、計算機(jī)機(jī)房、配電系統(tǒng)、實(shí)訓(xùn)室、防直擊雷措施。因此，為了保護(hù)建筑物和建筑物內(nèi)各向電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應(yīng)從整體防雷的角

7、度來進(jìn)行防雷方案的設(shè)計?，F(xiàn)在都采取綜合防雷，綜合防雷設(shè)計方案應(yīng)至少包括5個方面：直擊雷的防護(hù)、感應(yīng)雷的防護(hù)、屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)、防雷接地，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險的。主視圖（一）、直擊雷的防護(hù) 如果無直擊雷防護(hù)，按IEC1312的估算幾乎所有雷電流都流經(jīng)進(jìn)出建筑物的導(dǎo)體型線路（如電源線、信號線等）侵入設(shè)備，這樣的損害就非常之嚴(yán)重，因此做好直接雷擊防護(hù)是做感應(yīng)雷擊防護(hù)的前提；直擊雷防護(hù)按照國標(biāo)GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范設(shè)計和施工，主要使用避雷針、避雷網(wǎng)、避雷線、避雷帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護(hù)建筑外部不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設(shè)備提供一個相對安全的環(huán)境。 （

8、二）、感應(yīng)雷的防護(hù) 1、主供電源系統(tǒng)的防護(hù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護(hù)是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。 2、信號系統(tǒng)的防護(hù) 盡管在電源外接引入線路上安裝了防雷保護(hù)裝置，由于雷擊發(fā)生時，在各種信號線路（如雙絞線）感應(yīng)到的過電壓，仍然會影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至徹底破壞電子設(shè)備系統(tǒng)。雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬線路，如網(wǎng)絡(luò)金屬連線等都會感應(yīng)到極強(qiáng)的感應(yīng)雷擊；另外，當(dāng)電源線或信號線路傳輸過來雷擊電壓時，或建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷擊時，所產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電流，對于信號傳輸線路來說，所感

9、應(yīng)的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞電子設(shè)備。即使不是特別高的過電壓，不能夠一次性破壞設(shè)備，但是每一次的過電壓沖擊都加速了設(shè)備的老化，影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲，甚至死機(jī)，直至徹底損壞。所以對信號線的防雷對于系統(tǒng)的整體防雷來說，是非常重要的環(huán)節(jié)。 （三）、屏蔽和等電位連接國家標(biāo)準(zhǔn)GB6005794(局部修訂條文)明確規(guī)定，各防雷區(qū)交接處，必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)；尤其建筑物內(nèi)的計算機(jī)房等弱電機(jī)房，遭受直擊智的可能性比較小，所以在此處除采取電涌保護(hù)器進(jìn)行感應(yīng)雷防護(hù)外，還應(yīng)采用等電位聯(lián)結(jié)方式來進(jìn)行防雷保護(hù)。不僅要將進(jìn)出機(jī)房線路的金屬屏蔽管、金屬橋架、配電盤的外殼、進(jìn)入室內(nèi)的水管、采暖瞥、機(jī)房的金屬屏蔽膳、金屬隔斷、金

10、屬門窗以及靜電地板的金屬支架連接在等電位連接環(huán)(或網(wǎng))上，同時還應(yīng)將電氣保護(hù)的PE地也接至等電位連接體上。等電位連攘在建筑的共用接地的方式，最好的方法是通過建筑的主筋來接地。我們生話的空間存在著大量的磁場，同時雷電也會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾，而屏蔽是抗電磁干擾最有效的方法。要將弱電機(jī)房內(nèi)的金屬門窗與吊頂內(nèi)的龍骨進(jìn)行多次連接，如有必要，可在機(jī)房內(nèi)單獨(dú)作屏蔽網(wǎng)，采用金屬管與等電位聯(lián)結(jié)，與屏蔽措施相配合，所有的信息設(shè)備均應(yīng)與建筑物墻壁保持1m遠(yuǎn)的距離，可有效地屏蔽電磁干擾。靜電也是產(chǎn)生浪涌的原因之一，靜電在我們的生活中無處不在，人體因步行和移動帶電有時高達(dá)21 0KV，可以產(chǎn)生對弱電系統(tǒng)的危害。因此防靜

11、電也是弱電機(jī)房的重要任務(wù)之一。比較常用的方法是在機(jī)房內(nèi)鋪設(shè)防靜電地板，此外，機(jī)房內(nèi)裝修材料也必須是防靜電的，內(nèi)墻和頂棚表面應(yīng)使用防靜電防火墻板或噴涂導(dǎo)靜電環(huán)氧涂料，送風(fēng)管道和送風(fēng)口應(yīng)使用導(dǎo)電三聚氰氨材料，避免空氣流動時產(chǎn)生靜電積聚。（四）、防雷接地 建筑物采用聯(lián)合接地可有效的解決地電位升高的影響，合格的地網(wǎng)是有效防雷的關(guān)鍵。建筑物的聯(lián)合地網(wǎng)通常由建筑物基礎(chǔ)（含地樁）、環(huán)形接地（體）裝置、工作（電力變壓器）地網(wǎng)等組成。對于敏感的數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的防雷，接地系統(tǒng)的良好與否，直接關(guān)系到防雷的效果和質(zhì)量。如果地網(wǎng)不合要求，應(yīng)改善地網(wǎng)條件，適當(dāng)擴(kuò)大地網(wǎng)面積和改善地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使雷電流盡快地泄放，縮短雷電流引起的

12、高過電壓的保持時間，以達(dá)到防雷要求。 四：分項防雷設(shè)計方案（一）、接閃器綜合樓接閃器采用避雷針和避雷帶混合方式,避雷針采用圓鋼20毫米,避雷短針采用圓鋼12毫米,避雷帶采用圓鋼10毫米;避雷針的高度為5米,避雷短針的高度為2米,避雷帶的高度為距女兒墻0.5米,其每隔1米用扁鋼截面積80平方毫米,厚4毫米垂直固定;避雷針避雷短針沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè),避雷帶應(yīng)沿屋頂四周敷設(shè)所有避雷針應(yīng)采用避雷帶互相連接。建筑物已經(jīng)安裝了防雷裝置，接閃器采用圓鋼制成的避雷帶敷設(shè)在女兒墻四周及沉降縫處；其引下線利用外墻陽角柱子內(nèi)鋼筋；接地裝置采用建筑物基礎(chǔ)，有六處防直擊雷接地，其接地電阻分別為

13、2、2、2、2、1、0.5)防雷裝置至被保護(hù)物的間隔距離（二）接地裝置1、引下線引下線采用暗敷,圓鋼20毫米,其布置位置如屋頂平面圖所示。引下線不應(yīng)小于兩根,并應(yīng)沿建筑物四周均勻?qū)ΨQ布置,其間距為25米。2、接地體采用圓鋼20毫米,長度2.5米作為垂直接地體,采用圓鋼16毫米作為水平接地體。接地體復(fù)合電阻值為:R=0.5/根號S =0.5*785/57.9 =6.8接地體電阻按0.5設(shè)計,設(shè)N為垂直接地體的根數(shù)6.8/N=0.5 N=13.6=14根接地是防雷系統(tǒng)重要的組成部分，只有將雷電流的能量泄放到大地，才能可以保證電子設(shè)備免遭雷擊災(zāi)害；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

14、和各系統(tǒng)之間的電位差，防止雷電反擊。因此必須建立完善的接地系統(tǒng)及等電位連接。3、接地系統(tǒng)（地網(wǎng)） 根據(jù)GB50057-2010的要求，我們可以用熱鍍鋅角鋼與熱鍍鋅扁鋼作為材料，制作地網(wǎng)。地網(wǎng)的一般要求，建筑接地不大于30歐，電源接地不得大于10歐，普通弱電系統(tǒng)接地不得大于4歐；如果采用聯(lián)合接地方式，則要求要不大于1歐。而在實(shí)際施工過程中，視具體的情況，采用不用的組合，優(yōu)化材料，可以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。如下為常規(guī)地網(wǎng)的設(shè)計示例：接地、等電位連接和接地系統(tǒng)的構(gòu)成 根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，在建筑物大樓四周離外墻3米遠(yuǎn)處設(shè)置閉合人工地網(wǎng)，水平接地體采用熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用熱鍍鋅角鋼和非金屬低電阻接地模

15、塊相結(jié)合的方式。1 地網(wǎng)由垂直接地體（L45452500mm熱鍍鋅角鋼），水平接地體（404mm熱鍍鋅扁鋼），接地模塊（600*500*45mm）構(gòu)成，如果土質(zhì)條件差，比如土壤電阻率大于300m的情況下，應(yīng)該增加長效降阻劑，或在周圍和回坑泥土中加入一定比例的食鹽、鐵屑、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等。避雷線彎曲處不得小于90，彎曲半徑不得小于圓鋼直徑的10倍.2 地網(wǎng)的埋深，不得小于0.5m，垂直接地體之間的間隔，一般為垂直接地體的深度的兩倍。人工地網(wǎng)，一定要預(yù)留接地端，作為系統(tǒng)接地點(diǎn)及測試點(diǎn)使用。3 接地體（地網(wǎng)）埋設(shè)位置應(yīng)盡量在距建筑物3m以外，當(dāng)接地體裝置埋設(shè)在距建筑物出入口或人行道

16、小于3m時，應(yīng)采用在接地裝置上面敷設(shè)5090mm厚度瀝青層，其寬度應(yīng)超過接地裝置（地網(wǎng)）2m，當(dāng)接地遇有白灰焦渣層而無法避開時，應(yīng)換土或用水泥砂漿進(jìn)行保護(hù)。（3）、等電位連接1、建筑物的防直擊雷裝置宜和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地采用共用接地系統(tǒng)。建筑物的電氣和電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管道、屏蔽線纜外層、信息設(shè)備防靜電接地、安全保護(hù)接地、浪涌保護(hù)器(SPD)接地端等均應(yīng)以最短的距離與等電位連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接地端子連接?？偟入娢贿B接系統(tǒng)采用S型星型結(jié)構(gòu)?？偟入娢欢俗硬捎勉~材料,其截面為25毫米平方,設(shè)立在一樓的電氣豎井內(nèi),供樓層等電位連接端子和PE干線以及電源線、信號線等連接。

17、2、樓層等電位連接端子采用銅材料,其截面為20毫米平方,設(shè)立在各樓層電氣豎井內(nèi),供教室局部等電位連接端子 。3、局部等電位連接端子采用銅材料,其截面為18毫米平方,設(shè)立在室內(nèi)距門2米,供室內(nèi)電子設(shè)備的金屬外殼、金屬門窗以及柱筋等使用。用屏蔽電纜或穿鋼管線路將兩棟獨(dú)立的 LPZ 1區(qū)連接在一起（4）、信息系統(tǒng)等電位連接信息系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)建立一等電位連接網(wǎng)絡(luò)。等電位連接采用金屬板并與鋼筋或其他屏蔽構(gòu)件做多點(diǎn)連接。（5）、配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計建筑物的配電線路：由學(xué)院總配電房埋地引入一樓的總配電室，再由一樓的總配電室引入各樓層配電室，再由各樓層配電室引入各個教室。配電系統(tǒng)的保護(hù)方式：從學(xué)院總配

18、電房到一樓的總配電室采用的是TT式，從一樓總配電室到樓層配電室采用的是TT式。（6）、按雷擊風(fēng)險評估確定防護(hù)等級防雷裝置攔截效率E=1-Nc/N（1）、N2=NgAe；Ae=Ae1+Ae2實(shí)訓(xùn)樓的土壤電阻率為120m，實(shí)訓(xùn)樓距離圖書館的距離為20米。Ae1=21202010-6=0.0048;Ae2=20002010-6=0.4即Ae=0.4048;N2=5.640.4048=2.28即N=N1+N2=0.24+2.28=2.52（2）、建筑物電子信息系統(tǒng)設(shè)備，因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次數(shù)Nc=5.810-1.5/C各類因子的取值C=C1+C2+C3+C4+C5+C6C

19、1為信息系統(tǒng)所在建筑物材料結(jié)構(gòu)因子。實(shí)訓(xùn)樓為磚混結(jié)構(gòu)時，C1取1.5；C2信息系統(tǒng)重要程度因子，使用架空線纜的設(shè)備C2取1.0；C3為電子信息系統(tǒng)設(shè)備耐沖擊類型和抗沖擊過電壓能力因子，一般，C3取0.5；C4為電子信息系統(tǒng)設(shè)備所在雷電防護(hù)區(qū)（LPZ）的因子，設(shè)備在LPZ1區(qū)內(nèi)是，C4取1.0；C5為電子信息系統(tǒng)發(fā)生雷擊事故的后果因子，信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)中斷不會產(chǎn)生不良后果時，C5取0.5；C6表示區(qū)域雷暴等級因子，高雷區(qū)取1.2所以C=1+C2+C3+C4+C5+C6=4.7Nc=5.810-1.5/c=0.41E=1-Nc/N=1-0.41/2.52=0.84因為0.80E0.90，所以定為C級。

20、即按C級進(jìn)行雷電防護(hù)綜合樓的四置圖如下圖:：五、注意事項 使用接地測量儀（接地?fù)u表）時，應(yīng)注意以下幾個問題：1 當(dāng)“零指示器”的靈敏度過高時，可將電位探測針插入土壤中淺一些；若其靈敏度不夠時，可沿電位探測針和電流探測針注水使之濕潤。2 測量時接地線路要與被保護(hù)的設(shè)備斷開，以便得到準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。3 當(dāng)接地極E和電流探測針C之間的距離大于20m，電位探測針P的位置插在EC之間的直線幾米以外時，其測量的誤差可以不計；但EC的距離小于20m時，則應(yīng)將電位探測針P正確地插于EC直線中間。4 當(dāng)實(shí)測接地電阻達(dá)不到要求時，可首先采用增加接地極的方法來減小接地電阻。如仍不能滿足要求，可根據(jù)實(shí)際情況采取下面一

21、些措施： 1、置換電阻率較低的土壤； 2、接地極深埋； 3、人工處理，即在接地極周圍土壤中加入降阻劑； 4、使用接地模塊。5 在使用傳統(tǒng)測量方法不便利的場所，可使用E2000型數(shù)字式接地電阻測試儀，它無需輔助線和探測針，只要將卡頭在被測極上卡住，便可讀出接地電阻值。六、產(chǎn)品的安裝及說明（1）、電源防雷器的安裝要求 1、安裝于各級配電箱（柜）、設(shè)備的進(jìn)線端； 2、與電源線纜并聯(lián)（直流電源防雷器除外）； 3、接地線采用10多股銅線或16mm2單股銅線； 4、所有地線按就近原則以最短的距離接地 5、電源防雷器的前端須串聯(lián)快速熔斷絲或空氣開關(guān)，以防止短路電流導(dǎo)致系統(tǒng)故障（防雷箱中裝有空氣開關(guān)），直流的

22、除外。（2）、信號防雷器的安裝要求 1、安裝于設(shè)備與信號線的連接端口，盡量靠近設(shè)備； 2、與數(shù)據(jù)線串聯(lián)； 3、確認(rèn)與數(shù)據(jù)進(jìn)線方向一致； 4、接地線采用2.5 mm2的標(biāo)準(zhǔn)黃綠雙色地線；（3）、等電位連接和地網(wǎng)地線安裝要求 1、設(shè)備的等電位接地線采用10-25 mm2多股銅線或35mm2單股銅線； 2、所有地線按就近原則以最短的距離接地 3、地網(wǎng)的接地引線采用25 mm2的銅線或8mm以上的鍍鋅圓鋼； 七、管理與維護(hù)防雷措據(jù)勘測的實(shí)際情況，對建筑物進(jìn)行安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的雷電防護(hù)的設(shè)計，以減少雷擊事故造成的人身傷亡和財產(chǎn)損失，對電力系統(tǒng)的防護(hù)堅持預(yù)防為主、安全第一的原則。通過設(shè)計，能防止一般性直擊雷和雷電感應(yīng)，但并非是100%，而且要做到就很不經(jīng)濟(jì)，超出規(guī)范的，本設(shè)計不能保護(hù)。對于這樣的防雷設(shè)施應(yīng)該