学校综合防雷工程设计方案

-1-学校综合防雷工程设计方案目录一、前言二、现代防雷基本知识三、现场分析四、设计依据五、防雷设计思路六、防雷设计方案七、产品的安装及说明八、结束语九、工程预算-2-一、前言雷击已成为大自然的严重自然灾害之一，学校是教书育人，学生聚集的地方，防雷设施尤其重要。近几年来，随着教育事业的快速发展，学校高层建筑物不断增多，电化教育、远程教育等信息技术应用日益普及，雷电隐患也随之增加。2007年5月23日，重庆市开县兴业小学遭受雷击，造成7名学生死亡、39人受伤的重大雷击事故,由此可见，学校做好防雷设施的预防是多么的重要。为了保证电子设备的正常运行和人员的安全，必须设计完整有效的防雷方案。二、现代防雷基本知识根据不同的破坏机理，雷这种特殊的自然放电现象表现为两种形式：直击雷和感应雷。直击雷是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。其破坏原理主要是机械破坏作用，体现在楼房顶角被雷击落一块水泥，大树被雷劈开，屋外的人畜被雷打死等；带电云层由于静电感应作用，使某一范围带上异种电荷，直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻的存在，以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”，其破坏机理主要是电子设备的过压击穿，造成设备故障或损坏，严重者造成设备整机报废。“直击雷”是在短时间内以脉冲的形式通过强大的电流，它的峰值有几十KA乃至几百KA，峰值时间很短，以us计的；“感应雷”没有直击雷那么猛烈，但它发生的机率远比直击雷高得多。因为直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击，或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。此外，直击雷一次只能袭击一两个小范围的目标，而一次雷击可以在比较大范围内多个小局部同时发生感应雷过电压现象，并且这种感应高电压可以通过电力线、网络线等金属导线传输到很远，致使雷害范围扩大。特别是随着大规模集成电路的应用，防雷已由以前的防直击雷为主发展到今天的综合防雷。直击雷的防护一般采用楼顶安装避雷带、避雷针等，配合引下线、地网以保护建（构）筑物及建（构）筑物内人员的安全；感应雷的防护主要采用线路上安装雷击过电压保护器，即防雷器，配以线路屏蔽接地、等电位接地处理等综合运用，以保护设备的安全。因此，只是防直击雷或只防感应雷都是不全面的，而应进行综合防雷。三、现场分析该学校的建筑物主要有一号楼、二号楼、科技楼、体育馆、食堂、二栋学生宿舍楼组成，其中一号楼是机房所在地，机房内有在较多电子设备，需要做为一个重点防感应雷保护。另外在场外还有监控系统的前端设备也在重点防感应雷保护之内，七栋建筑物不但需要安装完善的直击雷防护设施，还要做好接地、等电位连接和防感应雷保护措施，从而形成一个完善的综合防雷系统。四、设计依据1、GB50057－94《建筑防雷设计规范》2、GB50174－93《电子计算机房设计规范》3、JGJ／T16－92《民用建筑电气设计规范》4、GB9361-88《计算机场站安全要求》-3-5、GB7450-87《电子设备雷击保护导则》6、GB2887-89《计算站场地技术文件》7、GB9361-88《计算站场站安全要求》8、GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》9、JGJ/T16-92《民用建筑电气执行规范》10、IEC1312《雷电电磁脉冲的防护》11、XQ3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》五、防雷设计思路由于学校供电、信号系统防护点多、面广，因此，为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度，应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。现在都采取综合防雷，综合防雷设计方案应至少包括5个方面：直击雷的防护、感应雷的防护、屏蔽、等电位联结、防雷接地，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潜在危险的。（一）、直击雷的防护如果无直击雷防护，按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路（如电源线、信号线等）侵入设备，这样的损害就非常之严重，因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提；直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要使用避雷针、避雷网、避雷线、避雷带及良好的接地系统，其目的是保护建筑外部不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。（二）、感应雷的防护1、主供电源系统的防护统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。2、信号系统的防护尽管在电源外接引入线路上安装了防雷保护装置，由于雷击发生时，在各种信号线路（如双绞线）感应到的过电压，仍然会影响电子设备的正常运行，甚至彻底破坏电子设备系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场，在1公里范围内的金属线路，如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击；另外，当电源线或信号线路传输过来雷击电压时，或建筑物的地线系统在泻放雷击时，所产生强大的瞬变电流，对于信号传输线路来说，所感应的过电压已经足以一次性破坏电子设备。即使不是特别高的过电压，不能够一次性破坏设备，但是每一次的过电压冲击都加速了设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至死机，直至彻底损坏。所以对信号线的防雷对于系统的整体防雷来说，是非常重要的环节。（三）、屏蔽和等电位连接国家标准建筑物防雷设计规范GB60057—94(局部修订条文)明确规定，各防雷区交接处，必须进行等电位联结；尤其建筑物内的计算机房等弱电机房，遭受直击智的可能性比较小，所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外，还应采用等电位联结方式来进行防雷保护。不仅要将进出机房线路的金属屏蔽管、金属桥架、配电-4-盘的外壳、进入室内的水管、采暖瞥、机房的金属屏蔽膳、金属隔断、金属门窗以及静电地板的金属支架连接在等电位连接环(或网)上，同时还应将电气保护的PE地也接至等电位连接体上。等电位连攘在建筑的共用接地的方式，最好的方法是通过建筑的主筋来接地。要将弱电机房内的金属门窗与吊顶内的龙骨进行多次连接，如有必要，可在机房内单独作屏蔽网，采用金属管与等电位联结，与屏蔽措施相配合，所有的信息设备均应与建筑物墙壁保持1m远的距离，可有效地屏蔽电磁干扰。，静电在我们的生活中无处不在，人体因步行和移动带电有时高达2—10KV，可以产生对弱电系统的危害。因此防静电也是弱电机房的重要任务之一。比较常用的方法是在机房内铺设防静电地板，此外，机房内装修材料也必须是防静电的，内墙和顶棚表面应使用防静电防火墙板或喷涂导静电环氧涂料，送风管道和送风口应使用导电三聚氰氨材料，避免空气流动时产生静电积聚。（四）、防雷接地建筑物采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响，合格的地网是有效防雷的关键。建筑物的联合地网通常由建筑物基础（含地桩）、环形接地（体）装置、工作（电力变压器）地网等组成。对于敏感的数据通讯设备的防雷，接地系统的良好与否，直接关系到防雷的效果和质量。如果地网不合要求，应改善地网条件，适当扩大地网面积和改善地网结构，使雷电流尽快地泄放，缩短雷电流引起的高过电压的保持时间，以达到防雷要求。六、防雷设计方案（一）、直击雷的防护一号楼、二号楼、科技楼、宿舍、食堂、体育馆、烟囱、卫星接收天线等建（构）筑物应做避雷带或安装避雷针，避雷针保护范围应符合相关标准，有效保护建（构）筑物；避雷带应平整、顺直、牢固，无倒状、断裂；旗杆应做好接地；接地引下线应牢固、平整，且远离出入口，在距地以上1.8米以下设立绝缘保护层。具体操作一般采用Φ10-18的热镀锌圆钢，或是水管，沿墙一周布设。如果大楼的面积过大，则需要在楼面布设避网，与避雷带一起，形成整体的接闪系统。避雷带布置示意图-5-避雷带安装示意图（二）、感应雷的防护1、主供电系统的防雷在雷击事故中，由电力线引雷而损坏电子设备占百分之八十以上，根据IEC规范、国家标准及专家建议，并根据现状及要求，应采取下列防护措施：①在变压器进入总配电房处并联安装我公司的三相电源防雷箱LSPD380-100B/J(通流容量60-100KA）做为一级防雷，并以最短的距离将地线接到接地母排上，对整个学校的电源系统进行防雷保护。LSPD380-100B/J共套②在每栋楼的总电源箱处并联安装我公司的单相电源防雷箱LSPD380-60B/J(通流容量30-60KA）做为二级防雷（根据电压选型），并以最短的距离将地线接到接地母排上，对整栋楼的电源系统进行防雷保护。-6-LSPD380-60B/J共套③根据实际供电使用情况，在每栋楼的部分楼层并联安装我公司的单相电源防雷器LSPDT40C/2(通流容量20-40KA）做为第三级防雷（根据电压选型）。LSPDT40C/2共套2、其它弱电系统设备感应雷防护措施弱电系统如消防系统、保安监控系统、计算机网络系统、通信线路等，下述是针对这些系统所做防雷保护措施，（1）、消防系统的防雷消防电子设备采用交流供电时，在交流电源系统中应设置SPD保护，由消防控制室引出的信号线联动控制线等，应根据建筑物的重要性，装设适配的SPD消防控制室与本地区或城市119报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设信号防雷器。消防控制室内，应设置S型等电位接地网格，室内所有设备主机、联动控制盘等设备的机架（壳）配线槽、设备保护接地、电源系统保护接地、SPD接地端均应做等电位连接。在集中火灾报警及联动控制柜处分别加装电源、控制信号防雷器。具体安装如下：①在直流消防电源配电盘的直流电源系统安装LSPD-DC24/D系列的低压直流电源防雷器（根据电压选型）。LSPD-DC24/D共套②在火灾报警控制系统的报警主机、联动控制柜、火警广播、对讲通信等系统的设备前端分别加装电源防雷器LSPD-DC24/D（根据电压选型）、控制信号防雷器LSPD-RS485/422。LSPD-DC24/D共套；LSPD-RS485/422共套③消防控制室与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进出线路端口安装LSPD-RS485/422的通信线路防雷器。LSPD-RS485/422共套④对进出消防广播功放盘、背景音乐功放盘的信号线路安装LSPD-RJ11/2音频信号防雷器。LSPD-RJ11/2共套（2）保安监控系统防雷监控系统一般由以下三部分组成：前端部分：主要由摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线等地埋或沿墙敷设传输视频、音频或控制信号等。终端部分：主要由画面分割器、监控器、控制设备等组成。雷电波会沿电源线、信号传输线或进入监控室的金属管线侵入设备，造成设备损坏；或者雷云放电时产生很强的瞬变电磁场使处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电磁感应及带电雷云使传输线路上产生静电感应损害损坏监控设备；所以宜采取以下措施：室内监控中心机房的防雷-7-①在监控中心电源输入端安装1套我公司的LSPDT40B/2单相电源防雷器(通流容量20-40KA），对监控系统电源进行防雷保护。LSPDT40C/2共1套②在重要设备（如硬盘录象机、画面分割器等）电源端分别安装一套我公司的LSPD-6D/10防雷插座对设备进行精细保护。LSPD-6D/10共套③机房电话线的防雷保护：采用LSPD-RJ11/2音频信号防雷器，串接在电话机前端电话线处，安装方便，易维护。LSPD-RJ11/2共套程控电话交换机的防雷保护：采用LSPD-TEL/10程控电话防雷器（十口一组），插接于程控电话交换机、集团电话等设备的KRONE(科龙)架/110配线架上，每组10线保护。LSPD-TEL/10共套④网络交换机的防雷保护：采用LSPD-RJ45/E单口网络信号防雷器串联安装在网络交换机的前端，另有机架式的16路网络防雷器LSPD-RJ45-E/16）或24路网络信号防雷器（LSPD-RJ45-E/24）可选，安装更方便。⑤在监控中心视频每线上安装一套我公司LSPD-CCTV型号的视频信号防