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防雷接地系统设计方案1目录第一部分工程概况与用户需求...............................................2一、工程概况............................................................2二、用户需求分析........................................................2第二部分初步设计方案.....................................................2一、系统分析............................................................2二、设计依据............................................................8三、设计原则与设计特点..................................................9四、系统设计方案.......................................................101、系统概述..........................................................102、方案设计..........................................................112．1、供电（电源）系统与信号防雷设计...............................112．2、接地设计.....................................................122．3、室外监控信号避雷设计.........................................15五、系统设计的性能指标.................................................16第三部分产品选型........................................................16防雷接地系统设计方案2第一部分工程概况与用户需求一、工程概况根据XXX办公大楼工程所处地区的雷电等级与建筑防雷接地系统弱电设计规范，对本工程整个智能化系统及弱电机房和弱电间进行完整的接地设计，以保证本工程智能化系统能安全运行。二、用户需求分析目前各种建筑大多数仍采用避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。但是，随着现代电子技术的不断发展，精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机、通信网络的运行系统中。这些高精度的微电子计算机设备内置大量的CMOS半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。）无法保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行。我方考虑建筑物实际环境因素和用户实际需要而设计一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案，从而达到保障整个智能化系统及弱电机房和弱电间设备系统安全地运行的建设初衷。第二部分初步设计方案一、系统分析其中包含：建筑物和计算机房的安全要求；避雷装置的技术要求；从现场察看，能够引入机房内部线路的浪涌电压和操作过电压主要有：1、避雷针在拦击大电流(一般为超过40KA)先导并经引下线入地的过程中，在周围空间产生很强的电磁场，此时大厦内部的电源线、数据线因受感应电流的冲击而损坏。防雷接地系统设计方案32、雷电的“绕击”现象引起的对内部设备的感应雷击。这种绕击电流往往为10KA左右，接闪器无法吸引它，它的先导可能闪击建筑物的某个部位，建筑物内的电子设备就会被感应雷电流击毁。3、户外线路遭到直接雷击后，线路中的大电流窜入建筑物内部，从而引起对内部设备的损坏，或当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时，雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间的电源线、信号线、数据线感应过电压，传至设备，使之损坏。4、操作过电压引起的危害，这大多发生在电感、电容性设备的开关（例如电梯的启停）、输电线路的短路、周围大容量工业设备运行时产生的干扰。操作过电压在电源线上会产生5000-6000V、3KA的浪涌过电压及浪涌电流，它们窜入弱电设备内同样会产生很大的破坏性后果。从以上引入的雷电流的分析中可以得出：在整个弱电电子设备防雷系统工程中，除了有良好的避雷针、下引线和地网系统外，同时必须在电源系统、数据信号系统进行可靠、有效的防护工作，并具有可靠的接地装置。本方案所采取的措施正是基于以上分析，从各种可能引入雷电流和感应浪涌及各种过电压的电源和数据信号线路入手，选用世界一流的电源及数据信号防雷器件对建筑物内设备及其它重要终端进行保护。由于建筑物在其顶部已安装了避雷针和女儿墙避雷带装置，且下引线与建筑主钢筋相连接，其地网情况较好，同时采用联合接地方式，设备防雷工程的重点放在因雷击或线路过电压产生的浪涌过电压和浪涌电流而导致对内部设备的损坏的防护。A、机房与弱电间在建筑物内部，而该建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施100MD2=40MD2=40KAD1、D2为截击距离60KA10KA防雷接地系统设计方案4均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法拉第笼式接地系统。它是消除地电位反击有效的措施。应符合下列要求：1、安装的避雷针或避雷线（网）应使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器保护范围内。架空避雷网的网格尺寸不应大于5m*5m或6m*4m。2、所有避雷针应采用避雷带互相连接。3、建筑物应装设均压环。4、防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环型接地体，通常每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω，本工程中采用联合接地，接地电阻不应大于1Ω。B、机房内通信电缆以及地线的布放和连接，通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式时，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下要求：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。C、根据IEC（国际电工委员会）雷电保护区的划分要求，建筑物外部是直击雷的区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为0区；建筑物内部及计算机房所处的位置为非暴露区,可将其分为1区、2区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入(如图1)。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电气通道以及金属管则通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过点做等电位连接。进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在LPZ0与LPZ1、LPZ1与LPZ2区交界处，以及终端设备的前端根据〈IEC61312—雷电电磁脉冲防护〉标准，安装上不同类别的电源类SPD(瞬态过电压保护器)，以及通讯网络类SPD(如图2)。SPD是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。选用和使用SPD注意事项：应在不同使用范围内选用不同性能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与LPZ1区交界处的SPD必须是经过10/350us波形冲击试验达标的产品。对于信号SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。防雷接地系统设计方案5SPD保护必须是多级的，例如对大楼电子设备电源部分雷电保护而言，至少应采取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护。为各级SPD之间做到有效配合，当两级SPD之间电源线或通讯线距离未达规定要求时，应在两级SPD之间采用适当的退耦措施。信号SPD应满足信号传输速率、工作电平、网络类型的需要，同时接口应与被保护设备兼容。信号SPD由于串接在线路中，在选用时应选用插入损耗较小的SPD。在选用SPD时，应让供应商提供相关SPD技术参数资料。正确的安装才能达到预期的效果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。卫星接收机高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮应接地。D、等电位连接的要求：实行等电位连接的主体应为：设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；供电线路含外露可导电部分；防雷装置；由电子设备构成的信息系统。实行等电位连接的连接体为金属连接导体（如图3）和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的电涌保护器(SPD)。计算机房六面应敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。通过星型(S型结构或网形M型)结构(见图4)把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S型，在大型机房选M型结构。机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋50m以上，埋地深度应大于0.6m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上，铁管两端接地。防雷接地系统设计方案6LPZ1代表屏蔽1的建筑物LPZ2计算机房(例)代表屏蔽2的房间在LPZ1和LPZ2界面上的等电位连接带2在LPZ0与LPZ1界面上的等电位连接带1电缆线路接地装置外部防雷装置LPZ0图1230/400V连接盒Ⅳ保护器分类DINVDE0675Part6kWh电度表CDⅢⅡⅠ过压分类D/NVDE0110/IECPub1.6644kV2.5kV1.5kV图26kVB防雷接地系统设计方案7PAS电源线220/380VACC&I或EDP电缆通讯电缆水管燃气管阴级保护的输油管基本接地极电网部分保护器信息处理网络保护器放电器Z图3MM网型结构MmSsM网型结构SsS星型结构基本的等电位连接网接至共用接地系统的等电位连接图4防雷接地系统设计方案8二、设计依据1依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，该建筑物和大楼内之计算机房等设备都必须有完整完善之防护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，空调设备、电脑网络、微波通信设备等装置应有防护装置保护。2GB50057-94〈建筑物防雷设计规范〉为使建筑物防雷设计因地制宜的采用防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠，技术先进，经济合理。本规范不适用于天线塔，共用天线电视接收系统，化工厂户外装置的防雷设计。3GB50174-93〈电子计算机机房安全设计规范〉本规范适用于陆地上新建、该建和扩建的主机房建筑面积大于或等于140M2的电子计算机机房的设计。而本规范不适用于工业控制用计算机房和微型计算机机房。为了使电子计算机机房确保电脑网络系统稳定可靠运行和保障机房安全使用，应符合现行有关标准规范的规定。4GB2887-89〈计算站场地技术文件〉本标准规定了计算场地技术要求与测试方法，并适用于各类地面计算站依据计算站的性质、任务、工作量的大小，计算机类型的不同，计算机对供电、空调等的要求。至于测试方式从环境因素的不同采用合适测试仪表，这包括磁场干扰环境场强的测试和接地电阻测试。5GB9361-88〈计算站场地安全要求〉本标准规定了计算站场地的安全要求，并适用于各类地面计算站，不建站的地面计算机机房，按本标准对计算机机房的有关要求执行；改建的或非地面计算机机房可参照本标准执行。至于计算机机房的安全分类为A、B、C三个基本类别，因应实际设备和环境需求选择在安全机房下操作。6JGJ/T16-92〈民用建筑电气执行规范〉为在民用建筑电气设计中更好地贯彻执行国家的技术政策，作到