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防防雷雷设设计计技技术术方方案案设计单位：成都市通达三奇科技有限公司设计时间：2012-051目录第一部分：企业简介第二部分：总论第三部分：设计依据2.1设计依据2.2方案原则2.3防雷器选型第四部分：雷电防护措施3．1设计范围3．2方案设计目标3．3现场情况及雷击原因分析3．4解决措施第五部分：服务承诺第六部分：设备清单第七部分：工程预算2公司简介成都雷泰防雷有限公司是从事防雷产品研制、开发、生产及服务于一体的高科技专业性防雷公司，为社会各界提供完善的防雷工程设计、产品安装、检测维护及技术咨询，其主要产品有SKBT系列电源防雷器和信号防雷器，共40余个品种。产品主要性能符合国际电工委员会标准IEC1312-3，ITV-TSK.11，ITV-TSKK20要求和有关国家标准，行业标准要求。拥有一流的雷电检测中心，雷电试验场所，科学的管理方式、先进的检测手段、雄厚的技术力量、严格的工艺流程，使本公司产品具有如下特点：1.高可靠质量保证2.通流容量大3.响应时间快4.插入损耗少本公司防雷产品分电源类和信号类，电源类有串联式和并联式，信号类分为：计算机网络类、视频类、音频类、馈线类。广泛应用于：1.通信机、计算机电源电路和信号电路的冲击保护；2.楼宇、建筑物供电系统的防雷保护：3.高速公路、铁路、航空系统、金融证券系统的防雷保护；4.野外气象站、雷达站、各种数据采集系统的防雷保护；5.工业配电柜（板）的防雷和防操作过电压保护。“通达三奇科技”永远追求科学的管理方式、以优良的性价比、独特和完善的售后服务来赢得市场！3二总论1.概述现代社会随着微电子技术的迅速发展和微电子产品大量运用，信息产业得到迅猛发展。其突出表现在计算机网络的大规模应用上，并且随着网络技术的发展和更新使网络的传输速率越来越高，信息量越来越大。社会的生产和生活对网络的依赖性也随之也越来越强，如果网络遭受意外而被中断和破坏，产生的结果将是灾难性的，损失将是巨大的。但网络的安全是极为脆弱的，抛开其它不说，单就其硬件而言即是如此。网络的硬件技术来自微电子集成技术，芯片的集成度越高，单位体积内集成的电路器件就越多，因而芯片的耐压水平就越低，现代网络使用的芯片耐雷电过电压水平仅为几十伏，一旦传输线路上感应瞬态过电压就极有可能将芯片击穿，从而造成网络通讯中断，而由于模块技术的应用使得更换损坏芯片时常常会将整块电路板换掉，造成不必要的直接经济损失，更不用说因网络通讯中断造成的间接经济损失了。虽然现在对于广域网络的数据传输由于传输速率要求较高，数据量大而广泛采用光纤传输（光纤属于非金属物质因此不会感应雷电流也就不会将雷电流引入网络，造成对网络的物理性破坏），但计算机却无法接受光信号，因此仍需将光信号转换成电信号通过金属介质送入终端设备，这就是说既然存在金属导线，因此对于程控交换机网络而言就存在可能将雷电流引入设备。我们知道雷电流是一种脉冲电磁波（经过频谱分析可知其有效分量从几十HZ到几十MHZ）因此会被金属导体所感应。设备就算未被直击雷击中，仍有可能因为其有金属管线而感应雷电流形成感应雷对设备产生过电压，从而破坏设备。一般而言程控交话机使用的数据线多为铜芯线，而其供电系统的电力传输线也是铜芯线，因此在发生雷击时对于网络就存在空间与线路导体感应雷电流的通道。网络综合防雷就是采取一定的措施降低金属线路上产生的感应雷的强度到网络设备所能承受的水平，并且做好接地工作以保证雷电流能迅速入地不会反击。常规的降低感应雷的措施就是对金属线路的屏蔽、均压和接地。但采取这样的措施并不能完全消除金属线上感应的雷电过流、过压，也不一定能将感应雷的强度降低到网络设备所能承受的安全水平。因此为确保能最大限度保护网络设备的雷电安全，应该直接采取线路防感应雷措施即在线路最易感应雷电流的部分串接或并接避雷器，以抑制芯线上雷电过电压的强度到安全水平。同时采取一定的辅助措施，如对线路进行屏蔽、接地、等电位连接等多种防感应雷手段就可以最大限度的保证网络设备的雷电安全。2、雷电概述2．1雷电的形成雷电是发生在因强对流天气而形成的雷雨云层间和雷云与大地之间强烈瞬间的放电现象。2．2雷电的危害方式雷电灾害是最为严重的十种自然灾害之一。雷电的危害方式分为直击雷、雷电电磁脉冲两种。4雷电感应雷电危害直击雷静电感应雷电反击电磁脉冲电磁感应电效应热效应机械效应雷电感应雷电危害直击雷静电感应雷电反击电磁脉冲电磁感应电效应热效应机械效应雷电危害直击雷静电感应雷电反击电磁脉冲电磁感应电效应热效应机械效应直击雷：就是雷电直接打击到建筑物构架或动植物上，常因电效应、热效应和机械效应等而造成建筑物损坏及人员伤亡。雷电电磁脉冲包含有雷电流的电磁感应、雷电波侵入、地电位反击等。雷云静电感应：是指雷电在形成对地放电时，在附近的户外架空传输信号线、电力线或设备间连接线上产生异性电荷，传入设备，使串连在线路间或终端的电子设备遭到损坏。电磁感应：由于雷电流有极大的峰值和坡度，在雷电流周围会产生瞬变电磁场，处在该瞬变电磁场的导体会感应出较高的电动势，因此瞬变电磁场又会在空间范围内产生电磁作用，主要是磁场，而这种空间雷电电磁波将在三维空间范围内对电子设备发生作用，由于雷电流峰值大、坡度高且其瞬变时间极其短，因而在这种交变磁场中的导体感应的电压很高，对电子设备及器件造成损坏。雷电波侵入：在房外架空线路遭到直接雷击，经线路传导入室内设备造成电子设备损坏。地电位反击：指接地线引接点不符合规范要求，将高电位引入设备处，造成对设备损坏。2．3雷电的性质特点雷电发生时，会产生强大的雷击电流，炽热的高温、猛烈的冲击波、瞬变的电磁场和强烈的电磁辐射等综合物理效应，雷电流主要有以下几个特点：冲击电流大。其电流高达几万～几十万安培。时间短。一般雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电，整个过程一般不会超过1秒。雷电流变化梯度大，有的可达10千安每微秒。冲击电压高。强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达几十万伏。3、雷电基本防护原理直击雷和雷击电磁脉冲侵害的渠道不同,因而保护措施也就不同。防直击雷主要是采用避雷针、避雷网格、避雷带等传统的避雷装置，只要设计规范安装合格，这些避雷设施便能对直击雷进行有效的防御,但无论多么完善的避雷针、网格和避雷带，对雷击电磁脉冲产生的感应过电压和过电流的防护都无能为力。因为雷电感应是由电气电子系统设备的电源线路,信号线路天馈线路等因起.因此仅靠避雷针，网格避雷带防雷已经远远不能满足今天信息社会时代的实际需求。5为了适应这种需要,一方面做好直击雷防护设计，另一方面要把防雷击电磁脉冲的无孔不入作为电子化时代雷电防护设计的重点。根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求：各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电电磁脉冲的措施。因此必须采用(1)直击雷防护设计技术；(2)屏蔽技术；(3)等电位连接技术；(4)共用接地技术；(5)合理的综合布线技术；(6)设置安装线路浪涌保护器(SPD)等综合措施，这六项技术措施,相互配合，相互补充，缺一不可，构成一套完整的防雷体系，以防止和减少雷电对建筑电气电子系统造成的危害，保护人民生命和财产安全，保护电气电子系统设备的安全。1．外部保护在LPZ0级保护区即外部作无源保护，主要依靠避雷针（网、线、带）和接地装置。保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针（线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。建筑物的所有外露金属构件（管道），都应与防雷网（带，）良好连接。2．内部防护（防雷电电磁脉冲）电源部分防护雷电侵害主要是通过线路侵入。对高压部分电力局有专用高压避雷装置。对380V低压线路应进行过电压保护，按国家现行规范规定：在建筑物内总配电箱处的进线端设置安装电源浪涌保护器，作为第一级保护。在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应加装电源浪涌保护器，作为第二级保护。但针对一个机房做防雷保护，则根据机房内的配电情况做2～3级保护。目的是用分流（限幅）技术将雷电过电压（脉冲）的能量分流泄入大地，达到保护设备的目的，所以，分流、等电位技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系防护的关键，因此，选择合格优良的浪涌保护器至关重要。综合防雷系统外部防雷措施内部防雷措施接闪器针网带线引下线屏蔽接地装置共用接地系统屏蔽隔离()等电位连接合理布线电涌保护器（SPD）6第二部分设计依据一．设计依据建筑物防雷设计规范GB50057-94建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50543-2004建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择IEC61024-1-1质量管理体系认证ISO9001：2000民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92雷电电磁脉冲的防护IECI312二．方案设计原则本方案根据成都的地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律等的基础上，因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击所发生的财产损失，以安全可靠、技术先进、经济合理为原则，设计本方案，以达到对小区内的监控系统、消防系统的防雷保护。三．防雷器选型根据监控系统的重要性及对防雷系统的要求，在对一些知名防雷产品进行分析后，公司决定采用已在四川省气象局备案，通过了北京雷电防护装置测试中心和上海雷电设备测试中心测试的，国内最专业、可靠性最高、使用最广泛的防雷产品——科比特（KBT）防雷产品。（1）科比特（KBT）-系列电源防雷器有如下特点：适用范围广—可应用于不同电网制式。保护模式新—相线对中线，中线对地线的保护模式。设计更安全—故障电流回路由相线与中线完成，不受地阻值高的影响。通流量大—内置高能放电极、性能可靠。（2）科比特（KBT））-系列信号类防雷器有如下特点：多级保护，通流容量大（10--15KA）。传输速率高，插入损耗小。允通电压限制在损坏接口的电流水平之下。内置快速半导体保护器件，响应速度快。7第三部分雷电防护措施一．方案设计范围单位整体供电系统，监控系统，智能控制，智能家居系统的雷电防护；二．方案设计目标保护单位各人员人身财产安全，保障监控系统、电源系，智能系统统免遭雷电损坏，保障设备财产安全和工作的有序进行。三．现场情况及雷击原因分析现场情况：1、该单位部分建筑安装有直击雷防护设施，但不规范。不管是接地电阻，还是避雷针分布都满足不了目前的防雷要求；2、该单位监控系统未作防感应雷措施。3、单位内监控系统（包括摄像机、硬盘录像机）、电源系统系统均出现雷击损坏，主要表现形式为电路板击穿、烧坏。4、单位内智能控制系统（包括智能控制模块，控制开关，用电设备）均出现雷击损坏，主要表现形式为电路板击穿、烧坏。5、据工作人员告知，单位智能控制系统在之前曾不止一次的遭受过雷击损坏。且破坏面积和损失程度都较大，故建议将该点认定为重要防护区域处理。（一）、雷击情况分析：雷击后损坏设备无直击雷接闪痕迹。故排除因直击雷损坏的可能性。该单位智能控制系统，监控系统，电源系统均未作防感应雷措施，设备损坏形式表现为电路板击穿、烧坏，是明显的感应雷造成设备损坏表现。（二）、雷击损坏原因分析：感应雷入侵途径主要有：1、当市电线路遭受直击雷袭击时，线路上会产生几十千安，甚至几百千安的雷电脉冲，该电流会沿着传输线路进入控制中心，因为控制中心内部设备多为精密仪器，其耐受电压值较低，当雷电流进入时瞬间过电压造成设备损坏。2、当控制机房所在建筑物、甚至其相邻建筑物出现接闪时，巨大的雷电流沿直击雷引下线泄入大地，该电流周围由法拉第电磁感应效应会产生一较强的变化磁场，该变化磁场在各电源、控制线路上又会产生一变化电场，与原线路电流耦合后出现一较大的感应电流。该电流可达几千安至上万安培。此电流的涌入使设备遭到损坏。3、雷电电磁脉冲造成的损坏，在发生云地或云内放电时，强大而瞬变的电流会在周围空间感应出巨大的电磁场，架空导线或室内的环路线路会因此而感生雷电波和过电压，沿线路传入室内的信息设备，从而造成损害。4