综合防雷系统解决方案

综合防雷系统解决方案重庆西鹏防雷电子有限公司工程技术部编制前言雷电是自然界最为壮观的大气现象之一。其强大的电流、炙热的高温、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射等物理效应能够在瞬间产生巨大的破坏作用，常常导致人员伤亡，击毁建筑物、供配电系统、通信设备，造成计算机信息系统中断，引起森林火灾，仓库、煤油厂、油田等燃烧甚至爆炸，威胁人们的生命和财产安全。目次1、引用标准2、术语3、雷电防护分区4、防雷设计5、防雷施工6、施工质量验收7、维护与管理1、引用标准GB50057-94《建筑物防雷设计规范（2000年版）》GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB16895.5-2000《过电流保护》GB7450-87《电子设备雷击保护导则》GB/T17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分：常规测量》GB／T2887-2000《电子计算机场地通用规范》GB50174-93《电子计算机机房设计规范》GA267-2000《计算机电磁脉冲安全防护规范》JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》DB50/217-2006《建筑防雷设计评价技术规范》2、术语直击雷：闪电直接击在建筑物、其他物体、大体或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。雷电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。雷电波侵入：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。外部防雷装置：由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用以防直击雷的防护装置。内部防雷装置：由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应。2、术语等电位连接：为减小雷电流产生的电位差，而将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导线或电涌保护器实现的电气连接。等电位连接带：将金属装置、外来导电物、电力线路、通信线路及其他电缆连于其上以能与防雷装置做等电位连接的金属带。浪涌保护器：至少应包含一个非线性电压限制元件，用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。电压开关型浪涌保护器：采用放电间隙、气体放电管、晶闸管和三端双向可控硅元件构成的浪涌保护器。电压限制型保护器：采用压敏电阻器和抑制二极管组成的浪涌保护器。综合防雷系统：建筑物采用外部和内部防雷措施构成的防雷系统。建筑物电子信息系统综合防雷系统图3、雷电防护分区3.1、地区雷暴日等级划分：少雷区：年平均雷暴日在20天及以下的地区；多雷区：年平均雷暴日大于20天,不超过40天的地区；高雷区：年平均雷暴日大于40天,不超过60天的地区；强雷区：年平均雷暴日超过60天以上的地区。3、雷电防护分区3.2、雷电防护区划分直击雷非防护区（LPZ0A）：电磁场没有衰减，各类物体可能遭到直接雷击，属完全暴露的不设防区；直击雷防护区（LPZ0B）：电磁场没有衰减，各类物体很少遭到直接雷击，属充分暴露的直击雷防护区；第一防护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZ0B）减小，电磁场得到了初步的衰减，各类物体不可能遭受直接雷击；第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区；后续防护区（LPZn)：需要进一不减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。建筑物雷电防护区（LPZ）划分图4、防雷设计4.1、外部防雷设计⑴接闪器⑵引下线⑶接地装置4.2、内部防雷设计⑴安装浪涌保护器（SPD）⑵屏蔽（隔离）⑶等电位连接⑷共用接地装置外部防雷设计外部防雷设计措施（1）根据被保护建筑物的地理、地质、土壤、气象、环境等条件，确定防雷类别设计直击雷和侧击雷的防护措施；应在易受雷击部位设置先进的防雷接闪器，接闪器可单独采用避雷针、避雷带、避雷网、避雷线或混合接闪器形式；接闪器材型规格应符合国家相关规范要求；建筑物30米以上的外墙金属栏杆、金属门窗、幕墙支架等金属物与防雷装置作可靠连接；自30米起，应设置间距不大于6米的水平避雷带，水平避雷带应与各引下线连接。外部防雷设计外部防雷设计措施（2）引下线应沿建筑物周边均匀或对称设置；明敷引下线距建筑物出入口或人行通道不应小于3米，从地面到距地3米处应采到绝缘保护；接地装置材型规格应符合国家相关规范要求；接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体达不到要求时应增加人工接地体；防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按要求的最小值确定。附录A：建筑物的防雷分类•第一类防雷建筑物包含：凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。•第二类防雷建筑物包含：预计雷击次数大于0.06次/年的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物；预计雷击次数大于0.3次/年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。•第三类防雷建筑物包含：预计雷击次数大于或等于0.012次/年，且小于或等于0.3次/年的部省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物；预计雷击次数大于或等于0.06次/年的一般性工业建筑物。附录B：建筑物年预计雷击次数的计算N=k.Ng.AeN—建筑物预计雷击次数（次/a）；K—校正系数。一般情况下取1，旷野孤立的建筑物取2，金属屋面的砖木结构建筑物取1.7，河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口以及特别潮湿的建筑物取1.5；Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度【次/(Km².a)】；Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（Km²)。Ng=0.024.Td1.3Td—年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a)。当H小于100米时，D=√H(200-H)；当H大于或等100米时，D=HAe=【L.W+2.(L+W).D+∏.D²】.10-6D—建筑物每边的扩大宽度（米）L、W、H—分别为建筑物的长、宽、高（米）。附录C：滚球法确定单支避雷针的保护范围⑴当避雷针高度h小于或等于hr时:式中:rx—避雷针在hx高度的xx，平面上的保护半径（m)；hr—滚球半径（m）；hx—被保护物的高度（m）；ro—避雷针在地面上的保护半径（m)。⑵当避雷针高度h大于hr时，在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心。其余的做法同本款第（1）项。附录D：防雷装置技术指标避雷针针长1m以下圆钢不应小于12mm钢管不应小于20mm针长1~2m圆钢不应小于16mm钢管不应小于25mm烟囱顶上的针圆钢不应小于20mm钢管不应小于40mm永久性钢管壁厚不小于2.5mm被击穿后造成危险时,壁厚不小于4mm避雷带（网）一般情况圆钢不应小于12mm扁钢截面不小于100mm,厚度不小于4mm烟囱上圆钢不应小于14mm扁钢截面不小于160mm,厚度不小于4mm一类防雷建筑物网格不大于5m*5m或6m*4m引下线间距不小于12m二类防雷建筑物网格不大于10m*10m或12m*8m引下线间距不小于18m三类防雷建筑物网格不大于20m*20m或24m*16m引下线间距不小于24m引下线一般情况圆钢不应小于8mm扁钢截面不小于48mm,厚度不小于4mm烟囱上圆钢不应小于12mm扁钢截面不小于100mm,厚度不小于4mm附录E：接地电阻值要求接地装置的主体允许值（Ω）接地装置的主体允许值（Ω）第一类防雷建筑物防雷装置≦10智能建筑联合接地体≦1第二类防雷建筑物防雷装置≦10综合通信大楼共用接地系统≦1第三类防雷建筑物防雷装置≦30电力调度通信综合楼≦1汽车加油、加气站防雷装置≦4电子计算机机房防雷装置按设备要求注1：各类防雷建筑物当与其他防雷接地共用时，其接地电阻按其中最小值确定。注2：第一类防雷建筑物防雷波侵入时，距建筑物100m内的管道，每隔25m接地一次的冲击接地电阻值不应大于20Ω。注3：加油加气站防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻不应大于4Ω。注3：电子计算机机房宜将交流工作接地（要求≤4Ω）、交流保护接地（要求≤4Ω）、直流工作接地（按计算机系统具体体要求确定接地电阻值）、防雷接地共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。内部防雷设计安装浪涌保护器——低压供电线路：在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装通过Ⅰ级分类试验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区（含LPZ1区）交界处应安装限压型浪涌保护器；使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源浪涌保护器；浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m；浪涌保护器的安装数量，应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。电源线路浪涌保护器标称放电电流参数表雷电保护分级LPZ0区与LPZ1区交界处LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3区交界处直流电源标称放电电流（KA）第一级标称放电电流（KA）第二级标称放电电流（KA）第三级标称放电电流（KA）第四级标称放电电流（KA）10/350us8/20us8/20us8/20us8/20us8/20usA级≥20≥80≥40≥20≥10≥B级≥15≥60≥40≥20直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10KA适配的SPDC级≥12.5≥50≥20D级≥12.5≥50≥10内部防雷设计安装浪涌保护器——信号线路：在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装信号浪涌保护器；电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等对数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的信号浪涌保护器；计算机网络系统传输线路上浪涌保护器的设置：①A级防护系统宜采用2级或3级信号浪涌保护器；②B级防护系统宜采用2级信号浪涌保护器；③C、D级防护系统宜采用1级或2级信号浪涌保护器。内部防雷设计屏蔽（隔离）：屏蔽是阻止雷电电磁感应的有效手段之一；电子信息系统设备机房的屏蔽应符合下列规定：①电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物低层中心部位，其设备应远离外墙结构柱，设置在雷电防护区的高级别区域内；②金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应做等电位连接；③机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时，应设金属屏蔽网或金属屏蔽室，并与等电位连接端子板连接。线缆屏蔽应符合下列规定：①需要保护的信号线缆，宜采用屏蔽电缆，应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地；②当采用非屏蔽电缆时，应敷设在金属管道内并埋地引入，金属管道做等电位连接并接地。内部防雷设计等电位连接：电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。直击雷非防护区或直击雷防护区与第一防护区交界处应设置总等电位接地端子板，每层楼宜设置楼层等电位接地端子板，电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板。共用接地装置应与总等电位接地端子板连接，通过接地干线引至楼层等电位接地端子板，由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。接地干线宜采用截面积不小于16mm²的铜芯线。接地干线应与预留的楼层主钢筋做等电位连接。5、防雷施工5.1、接地装置5.2、接地线5.3、等电位接地端子板5.4、浪涌保护器5、防雷施工5.1、接地装置人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m；接地装置宜采用热镀锌钢质材料，在高土壤电阻率地区，宜采用换土法、降阻剂法或其他新技术、新材料（非金属接地体）降低接地装置的接地电阻；钢质接地装置宜采用焊接