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广电大楼信息系统防雷方案设计：南昌雷迅防雷技术有限公司鄢贵斌13870631630一、概述雷电灾害亘古有之，但随着现代科学技术的发展，计算机网络及各类自动控制系统等电子信息系统得到了广泛应用。由于这些系统中的很多设备内部集成电路工作电压很低，对瞬态过电压极其敏感，故因雷电及各种浪涌会导致的系统瘫痪、设备损坏、甚至造成人员伤亡比比皆是，造成不计其数的经济和物力损失，其间接损失及政治影响更是无法估量。现代防雷技术的原则强调全方位防护、综合治理、层层设防，把防雷看作一个系统工程。根据国家有关规定，要求在建筑物的内外部各系统上统一安装防雷装置。ASP系列防雷产品核心器件均来自国外著名公司，其中有多款代表性的防雷产品已经通过了北京雷电防护装置测试中心（中国防雷设备检测权威机构）的检测。我们认为，要做到在建筑物及其内部设备安装了防雷装置以后达到万无一失的水平，从经济角度出发，做到这一点就太浪费了，而且即使按照国家标准规范设计的防雷装置的防雷安全度也并非100％。本方案依据国家、国际有关标准，本着安全可靠，技术先进，经济合理和特殊化需要原则，以及高度负责的精神，并根据贵单位的要求，结合贵单位提供的机房情况，精心设计，力求将雷击的损害降到最低点。二，设计依据GB50057-94（2000）《建筑物防雷设计规范》GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》IEC61024《建筑物防雷》99（03）D501-4《接地装置安装》GB50054-95《低压配电设计规范》JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》GBJ64-83《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》DL/T621-1997《交流电气装置的接地》DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》三、设计原理及实施方案1：雷电破坏途径分析1-1：直击雷一般防直击雷是通过外部避雷装置即：接闪器（避雷针、避雷带、避雷网、避雷线）、引下线、接地装置构成完整的电气通路，将雷电流泄入大地。接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损毁，但雷电仍然会透过多种形式及途径破坏电子设备。1-2：雷电波侵入系统电源线、信号传输或进入设备的金属管线遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。1-3：雷电感应当雷击中避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的设备和传输线路会感应出较大的电动势。这种现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷击。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多，按原邮电部的统计感应雷造成的雷击事故约占雷击事故总和的80%。1-4：地电位反击建筑物的外部防雷系统(如避雷针、避雷网）遭受直接雷击，在接地电阻的两端就会产生危险的过电压，由设备的接地线引入设备，造成设备的损坏。2：防雷措施综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综（综综综综（综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综2-1：外部防雷根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000年版）规范的要求，人员集中办公场所须做好外部防雷措施。由于当地平均年雷暴日次数为61.5天，属多强雷区，广电大楼所在建筑的投影等效面积Ae,初步可以判断区域预计年雷击次数：N=K*Ng*Ae0.3（次/年）,其中Ng为雷击大地平均密度：Ng=0.024Td1.3=0.024×22.41.3（次/K㎡·年）,K为系数,通常取2，Ae为建筑物投影有效面积。所以,我们可以将广电所在建筑物划分为二类防雷建筑。在设计建筑物外部防雷时，对其建筑物设计时必须考虑到楼顶上须设避雷带及避雷针，另外，建筑物应采暗敷设引下线(可以利用建筑物构造柱内的主筋做引下线)，其间距不大于18米。另外对中心机房应金属均压，并将其与房内金属导电外壳等做等电位连接。2-2：内部防雷2-2-1：屏蔽无论是网络，还是通讯机房等，其所有建筑均基本为框架式建筑，故建筑本身的梁与柱构成了大型格栅屏蔽，对建筑以外雷电产生的电磁脉冲有着很好的空间屏蔽，即将空间磁场作了一次大的衰减，从而将系统设备保护在LPZ1区的范围内。所有系统重要设备，应考虑设备屏蔽。最好将重要电子设备放置在机柜内，且机柜外壳应做接地处理。2-2-2：接地针对各项系统的电子设备，应做好接地系统。根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.3条要求，机房接地应符合本规范其它章的规定外，尚应符合下列规定。一、每幢建筑应采用共用接地系统。二、当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置互相连接。2-2-3：均压等电位连接按照根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.4条要求，穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做符合要求的等电位连接。对机房所有金属设备外壳需做等电位连接，并在静电地板下做均压环设施，让设备地就近接地，避免机房内因建筑物柱筋在泄放雷电流时，引起周围金属物件感应电压不一致，造成设备之间金属放电现象。同时要求均压环与机房柱筋进行连接。这需要根据各系统所在其建筑内的空间决定均压环的大小和平面布置。2-2-4：设备安全距离根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.2条要求，设备安放位置应远离建筑物的梁、柱、壁顶等有金属的地方，避免其内钢筋在泄放雷电流时对金属产生较强的磁场，形成电磁脉冲电流，造成设备损坏，各系统电子设备安放位置的安全距离应大于83厘米。2-2-5：安装SPD（过电压保护装置或浪涌保护器）根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第六章第四节要求，在线路进入不同的防雷分区界面上需做等电位连接，即采用电涌保护器。3：广电大楼信息系统防雷措施3-1：外部防雷设计根据描述，该广电大楼有完善的外部避雷设施，楼顶四周安装有避雷带，因此外部避雷措施不需再考虑外部防雷。接地是防雷技术中最为重要的环节，对直击雷、感应雷和其它的雷电形式，最终都是要把雷电流泄放入大地，因此没有良好的接地装置是不能起到可靠的避雷作用。根据中华人民共和国国家标准GB-50057-94《建筑物防雷设计规范》的要求，作为防雷接地可采用统一接地（同一接地），需要接地的各个系统统一接到一个地网上，使它们之间成为电气相通的统一接地。一点接地消除了公共阻抗耦合和低频接地环路引起的干扰。为此每一个防雷系统，首要的是把接地装置设计好，为免遭雷击提供防范措施。根据有关防雷接地的要求，接地体的接地电阻值须小于4欧姆，若现有接地装置达不到设计要求时须增加垂直接地极等方式降低接地电阻。工程中常采用的是接地体通过水平连接带联结起来实现，并且为了防止跨步电压危害人身安全，于是又把连接线连同接地体一起埋入地中，形成联合接地体。3-2：内部防雷设计3-2-1：电源系统雷电及过电压防雷保护根据IEC61312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。只做单级防雷可能会带来危险，因雷电流过大而导致泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护，可防范从直击雷到各级过电压的侵袭。根据电源分级及GB50343-2004电子信息系统防雷要求，对用电设备应充分防护，至少需加装三级电源防雷器，重要场所需考虑四级电源防雷。使通过第一级防雷器后的雷电流的残压限制在（2500－4000V），而通过第二级防雷器的雷电流的残压应限制在（1800－2500V），通过第三级防雷器保护后，使雷电流的残压进一步限制在用电设备所能承受的安全电压范围内（800－1200V左右）。根据电器设备设计标准，当浪涌电压达到1670V以上时，就会有内部线路绝缘被击穿的可能性，并导致设备的直接损坏。可见如果电源防雷保护不充分，可能会造成通过用电设备的电涌残压过高而导致设备的损坏。具体安装说明：1、在总配电房低压电源进线屏处安装一台Asafe-25/4电源防雷器。2、在各个机房电源进线和楼层分配电处各安装一台AM2-40/3+NPE电源防雷器，合计?台。4：在各机房设备电源进线和楼层交换机柜内安装电源防雷插座A6-42-0NS，数量?台。3-2-2、信息系统防雷：根据GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ1区对电涌保护器（SPD）的要求并参照YD/T5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》第五部分：SPD的选择；第5.3条：信号线用SPD；第5.5条：计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的要求，对于通信线路的防护，需对设备进线缆线使用8/20μs波形、通流容量3KA的信号电涌保护器将数千伏的线路感应雷击过电压限制到设备允许值。在机房的非光纤线路设备入户端口前,每路分别安装网络信号防雷器,可使限制电压低至15V，最大通流容量10KA.具体安装说明：1、在中心机房核心交换机千兆端口前安装千兆网络防雷器RJ45-12K（12路3台）。防火墙2个千兆端口安装2路千兆网络防雷器RJ45-E1000/8S。2、在13台分交换机2路千兆口、24路百兆口前端安装相应的防雷器RJ45-E1000/8S和RJ45-24E各一台。3、服务器等电脑网络端口安装单路网络防雷器RJ45-E1000/8S，数量3台。4、在监控机房45路视频线路安装16路视频防雷器，合计3台，控制信号安装信号防雷器SR-E24V/4S，数量3台。5、前端监控系统球机采用SV-3/024mini,枪机采用SV-2/024mini进行防护。3-3、机房接地及等电位连接依据GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》第六章、防雷击电磁脉冲；第三节、屏蔽、接地和等电位连接第6.3.4条要求：所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZ0A区或LPZ0B区与LPZ1区的界面处做等电位连接；信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件应建立一等电位连接网络，并与建筑物的共用接地系统连接。由于雷电泻放存在趋肤效应，建筑外层钢筋泻放的雷电流通常为建筑内部钢筋的数倍。一般机房所在区域跨外部、内部两个钢筋区域，因此各钢筋柱间在雷电泻放时存在较大的电压差，这对精密、贵重设备尤为有害，因此设置均压带均衡各钢筋柱间的电压。通常在机房内沿墙敷设非闭合等电位铜带一周，材料采用-30×3mm紫铜带，用φ8绝缘子作支撑；将各机房内的所有信号屏蔽线槽接与等电位汇流排或等电位铜带连接。另外，将电源PE线、机房内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接，连接线采用6mm2多股铜芯线。每个机房及每层弱电井设置等电位接地汇流排一块。四：防雷设备工程预算序号设备型号品牌单位数量单价总价备注1Asafe-25/4ASP套1电源第一级防雷器，安装总配电房3AM2-40/3+NPEASP套10电源二级防雷器，安装中心及分中心分配电处4A6-60-0NSASP套10安装中心机房、分中心、监控机房设备前5RJ45-24EASP套1324口百兆网络防雷器，安装各分交换机前6RJ45-E1000/8SASP套13千兆2路网络防雷器，安装于分交换千兆口7RJ45-12KASP套312口千兆防雷器，安装于核心交换机前8RJ45-E1000/8SASP套4千兆2路网络防雷器，安装于防火墙、服务器千兆口前9CoaxB-TV/16SASP套316路视频防雷器，安装监控机房机房10SR-E24V/4SASP套3控制信号防雷器，安装于监控机房机房11接地汇流排国产块5接地汇流排1230×3mm紫铜带国产米中心机房72米，监控机房24米13绝缘端子国产个1435mm2国产卷弱电井接地引下线、机房与大楼接地线1525mm2国