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(lèi)的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的危害。1987年聯(lián)合國(guó)確定的“國(guó)際減災(zāi)十年”中，雷電為對(duì)人類(lèi)危害最大的十種災(zāi)害之一。自從人類(lèi)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(guò)金屬線(xiàn)傳輸雷電波破壞電氣設(shè)備為主。隨著近年來(lái)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(lái)越高,人類(lèi)對(duì)電氣設(shè)備尤其是計(jì)算機(jī)設(shè)備的依賴(lài)越來(lái)越嚴(yán)重。而電子元器件的微型化、集成化程度越來(lái)越高，各類(lèi)電子設(shè)備的耐過(guò)電壓能力下降，遭雷電和過(guò)電壓破壞的比例呈不斷上升的趨勢(shì)，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)，全世界每年因雷害造成的損失高達(dá)十億美元以上。

長(zhǎng)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(guò)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(lái)的損失越來(lái)越嚴(yán)重，所以防雷顯得尤為重要。

國(guó)家有關(guān)部門(mén)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(xiàn)入地，會(huì)造成以下三種影響：

a：巨大的雷電流在數(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(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)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(xiàn)路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的極高電壓，由室外電源線(xiàn)路和通信線(xiàn)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(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)上感應(yīng)極高的脈沖電壓，峰值可達(dá)50KV。

4、開(kāi)關(guān)過(guò)電壓

供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負(fù)載開(kāi)啟或斷開(kāi)、地極短路、電源線(xiàn)路短路等，都能在電源線(xiàn)路上產(chǎn)生高壓脈沖，其脈沖電壓可達(dá)到線(xiàn)電壓的3.5倍，從而損壞設(shè)備。破壞效果與雷擊類(lèi)似。

由此產(chǎn)生的雷電過(guò)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(guò)高的過(guò)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(guò)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(xiàn)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(shuō)，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(guò)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(xiàn)安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備上。

（B）、屏蔽

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所有的金屬導(dǎo)線(xiàn),包括電力電纜、通信電纜和信號(hào)線(xiàn)均采用屏蔽線(xiàn)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(lái)電磁波（含雷電的電磁波和靜電感應(yīng)）干擾機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備。

（C）、等電位連接

將機(jī)房?jī)?nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門(mén)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：

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(chēng)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(xiàn)管的屏蔽接地，其目的是將線(xiàn)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(lèi)。

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(guó)內(nèi)最專(zhuān)業(yè)、可靠性最高、使用最廣泛的防雷設(shè)備生產(chǎn)廠商——長(zhǎng)沙雷科星（LK*）防雷產(chǎn)品。

3、防雷產(chǎn)品介紹

LK*-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(xiàn)對(duì)中線(xiàn)，中線(xiàn)對(duì)地線(xiàn)的保護(hù)模式

設(shè)計(jì)更安全—故障電流回路由相線(xiàn)與中線(xiàn)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.LK*-系列信號(hào)類(lèi)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(xiàn)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(zhǎng)的熱鍍鋅接地棒，間距為3米為宜。

垂直接地體按接地裝置剖面布置圖開(kāi)坑，挖深1000mmm，寬400mm，樁基處開(kāi)挖長(zhǎng)、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(xiàn)焊接，引下線(xiàn)為φ10mm的熱鍍鋅圓鋼。

接地體在焊接時(shí)，扁鋼搭接長(zhǎng)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(wú)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?chē)坏锰钊氪u石、焦渣、垃圾之類(lèi)的雜物，與此同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)及設(shè)立警示牌，并保證接地體阻值不大于4Ω。

2．引下線(xiàn)與接地線(xiàn)的安裝，等電位處理

地網(wǎng)水平接地體在與測(cè)試點(diǎn)的連接采用φ10的熱鍍鋅圓鋼，測(cè)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φ10的熱鍍鋅圓鋼，一邊與銅線(xiàn)相聯(lián)。

引下線(xiàn)的制作：機(jī)房?jī)?nèi)均壓環(huán)與測(cè)試點(diǎn)的接地引下線(xiàn)采用25平方毫米多股銅線(xiàn)與地網(wǎng)測(cè)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?jī)?nèi)均壓環(huán)相聯(lián)的接地地線(xiàn)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可采用10或16平方毫米多股銅線(xiàn)。

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(guò)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(xiàn)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)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(xiàn)端（三相四線(xiàn)）并聯(lián)安裝一套LK*-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(guò)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(guò)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(lèi)防雷產(chǎn)品高可靠性、反應(yīng)速度快、大通流量和長(zhǎng)壽命，可承受雷雨季節(jié)多次高強(qiáng)度、高能量浪涌過(guò)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?jī)?nèi)UPS電源為機(jī)房?jī)?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)行感應(yīng)雷防護(hù)，在UPS電源的進(jìn)線(xiàn)端并聯(lián)安裝一套通流量為40KA（8/20μS）的LK*-B220/40單相電源防雷箱，由于防雷器在泄放供電線(xiàn)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(guò)被保護(hù)設(shè)備所能承受的最高耐壓值，因此通過(guò)第三級(jí)防雷箱再次泄流而降低線(xiàn)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?jī)?nèi)重要電子設(shè)備電源防雷

為了保護(hù)機(jī)房?jī)?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LK*-E220-4PT/10型，以保護(hù)各機(jī)房?jī)?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(guò)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(guò)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?jī)?nèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷

事實(shí)證明，當(dāng)發(fā)生雷電感應(yīng)時(shí)，有一部分雷電流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路等一些信號(hào)線(xiàn)路導(dǎo)入，會(huì)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的重要設(shè)備產(chǎn)生信號(hào)干擾及毀壞設(shè)備，因此在交換機(jī)后安裝一臺(tái)24口計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷箱LK*-SC100-RJ45/24E型，經(jīng)專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)，交換機(jī)由于其自身特點(diǎn)，被雷擊的概率非常高，安裝此類(lèi)防雷器后，交換機(jī)被雷擊的概率就更低了。此類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是插入損耗低，限制電壓小，保護(hù)計(jì)算機(jī)不受感應(yīng)雷電的干擾。

篇2：建筑防雷設(shè)計(jì)

　　建筑防雷設(shè)計(jì)

　　針對(duì)自然界產(chǎn)生的直擊雷、球雷、雷電感應(yīng)、雷電波給建筑物本身和建筑物內(nèi)部存放的危險(xiǎn)物品帶來(lái)破壞、燒毀和爆炸等災(zāi)害，應(yīng)對(duì)建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。按照《電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》把工業(yè)建筑和構(gòu)筑物防雷分為三類(lèi)，把民用建筑防雷分為二類(lèi)。民用建筑中主要從政治影響、建筑的重要性、人員多少及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)上、科學(xué)文化上或建筑藝術(shù)上的價(jià)值來(lái)劃分。對(duì)于各地區(qū)雷擊選擇性比較高的區(qū)域所設(shè)的建筑物，以及高度在15～20米以上的孤立、高聳構(gòu)筑物如煙囪和水塔，均應(yīng)進(jìn)行建筑防雷設(shè)計(jì)。

　　在建筑物防雷設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重考慮以下六個(gè)重要因素：1．按接閃功能，合理選擇防雷方式。2．從分流角度考慮，設(shè)置防雷引下線(xiàn)的數(shù)量可適當(dāng)多些，且位置合適。3．從屏蔽作用考慮，應(yīng)對(duì)建筑物作屏蔽設(shè)計(jì)。4．從均衡電位考慮，應(yīng)使建筑物的地面、墻面和人們能接觸到的部位的金屬設(shè)備及管、線(xiàn)路等，能達(dá)到同一電位，這是保證人身安全和各類(lèi)金屬設(shè)備不受損壞的重要條件。5．從接地效果考慮，每個(gè)建筑物要考慮采用哪種接地方式散流效果好，電位分布曲線(xiàn)的陡度比較小。接地裝置既要經(jīng)濟(jì)適用又要耐久，同時(shí)必須達(dá)到規(guī)定接地電阻數(shù)值的要求。6．從合理布線(xiàn)考慮，各種金屬線(xiàn)都和防雷系統(tǒng)有關(guān)系。對(duì)于建筑物的電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和各種金屬管線(xiàn)的布線(xiàn)位置、走向，對(duì)于建筑物內(nèi)部的各種金屬設(shè)備均應(yīng)與防雷系統(tǒng)有合理的距離，因此重要建筑物內(nèi)的各種電氣線(xiàn)路都必須穿金屬管和采用金屬屏蔽電纜。在設(shè)計(jì)中上述六個(gè)方面應(yīng)綜合全面考慮。

篇3：恒大地產(chǎn)建筑防雷接地設(shè)計(jì)要求

　　恒大地產(chǎn)建筑防雷與接地設(shè)計(jì)要求

　　1.防雷與接地設(shè)計(jì)以通過(guò)當(dāng)?shù)仳?yàn)收為準(zhǔn)；

　　2.應(yīng)按規(guī)范要求安裝避雷器，下列部位須加設(shè)避雷器：

　　（1）屋面用電設(shè)備（風(fēng)機(jī)、穩(wěn)壓泵、電梯）配電箱、航空照明配電箱及泛光照明配電箱；

　　（2）低壓電源引入總箱處；

　　（3）高壓引入高壓配電柜處；

　　（4）變壓器低壓端；

　　（5）消防監(jiān)控中心配電箱；

　　（6）室外攝像槍末端、室外攝像槍信號(hào)、電源及控制線(xiàn)引入機(jī)房處；

　　（7）電視、網(wǎng)絡(luò)、電信防雷由專(zhuān)業(yè)公司負(fù)責(zé)；按專(zhuān)業(yè)公司要求預(yù)埋接地連接點(diǎn)。

　　3.除別墅、疊加別墅房及情景洋房，采用暗裝避雷帶加避雷短針?lè)绞酵猓渌?lèi)型建筑屋面避雷帶采用明敷。

　　4.利用柱內(nèi)鋼筋作引下線(xiàn)時(shí)，暗裝接地電阻測(cè)試端子板做法參照標(biāo)準(zhǔn)圖執(zhí)行，見(jiàn)下圖。

　　5.各地項(xiàng)目可根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)意見(jiàn)做局部調(diào)整。

　　6.對(duì)廣東地區(qū)項(xiàng)目，另規(guī)定如下：

　　（1）高層建筑30m及以上每?jī)蓪樱ǜ魧樱├媒ㄖ锶α簝?nèi)主筋（不少于φ12）兩根環(huán)周焊接連通，并與所有引下線(xiàn)相連接，作為防側(cè)擊雷的避雷帶和均壓環(huán)。30m及以上外墻上的金屬門(mén)窗、金屬欄桿等較大金屬物，須就近與均壓環(huán)或引下線(xiàn)相連接。

　　（2）屋面避雷帶材料不少于φ10mm，避雷針材料不少于φ12mm，高度不少于500mm；

　　（3）利用基礎(chǔ)地梁內(nèi)鋼筋做接地裝置時(shí)，當(dāng)所有地梁面敷土深度不少于0.5m時(shí)，可利用地梁面兩條縱向主筋焊接連通做接地體，否則必須利用地梁底部?jī)蓷l縱向主筋焊接連通做接地體；當(dāng)利用基礎(chǔ)樁內(nèi)鋼筋做接地裝置時(shí)，單樁承臺(tái)利用樁(圖中尺寸單位：mm)內(nèi)4條主鋼筋與承臺(tái)內(nèi)接地用鋼筋焊接，多樁承臺(tái)利用樁內(nèi)2條主鋼筋與承臺(tái)內(nèi)接地用鋼筋焊接。