设备间设计方案.docx

设备间等电位连接与共用接地系统设计

防

雷

工

程

【设计方案】

雷电的描述
雷电是由天空中云层间的相互高速运动、剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上相反电荷。此时，低端云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容，当其场强达到一定强度时，就会产生对地放电，这就是雷电现象。在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度来表征某个地方雷电活动的频繁度和强度。大量观测统计资料表明，我国的雷电活动，夏季最活跃冬季相对要少些。
雷电的破坏
通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。
1、直击雷破坏：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建筑物水份受热气化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。从而造成火灾或人身伤亡。
2、感应雷破坏：感应雷破坏也称为二次破坏，它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。
3、静电感应雷：带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击，易燃易爆场所、计算机及其设备的场地防静电问题，应特别重视。
4、电磁感应雷：雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物在落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。
5、接地系统：接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。因此，没有合理良好的接地装置是不能可靠地避雷的。接地电阻越小，散流就越快，被雷击物体高电位保持时间越短，危险性就越小，对于计算机场地的接地电阻要求小于等于4欧姆，并且采取共用接地的方法将避雷接地、电器安全接地、交流地、直流地统一为一个接地装置，形成等电位连接。
6、防雷等电位连接：接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危害，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。设备间的金属设施、电气装置和电子设备，使设备间内的所有设施形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区交界处做等电位连接。应采用等电位连接线和螺栓紧固的线夹在等电位连接带做等电位连接，而且当需要时，应采用避雷器做暂态等电位连接。
项目概述：
1、项目勘察的具体情况：重庆市警官职业学院位于重庆市沙坪坝区大学城。设备间位于重庆市警官职业学院办公楼、礼堂、教学楼、宿舍等楼层内，各大楼属钢筋混凝土框架结构。根据相关负责人介绍；经相关技术员采用电阻测试仪测得自然接地地网平均电阻值为1Ω，符合GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》要求。
2、雷暴区及危险等级：重庆市警官职业学院位于重庆市沙坪坝区大学城，雷击风险评估：根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》附录D资料表明当地年平均雷暴日为36.0d/a，属于强雷区，办公楼等一般性民用建筑物，应划分为第三类防雷建筑物。
3、客户要求：根据现场已有的防雷接地在设备间内安装符合标准规范的防雷接地端子和等电位连接。

第一章 设计规范
设计标准、规范
A、依据《建筑防雷设计规范》（GB 50057-94）（2000年版）
B、依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2004）
C、依据《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
D、依据《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
E、依据《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
F、依据《建筑物防雷设计安装》（99D562）
G、依据《计算机信息系统防雷保护器》（GA173-1998）
H、依据《等电位联接安装》（97SD567）
I、依据《雷电电磁脉冲的防护》IEC 6I312
第二章 设备间等电位连接与共用接地系统
A、方案设计
依据GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》第六章：雷击电磁脉冲，第三节：屏蔽、接地和等电位连接的要求；依据GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷设计规范》第五章：防雷设计，第三节：等电位连接及共用接地系统设计中关于等电位连接的要求；参考IEC 61312《雷电电磁脉冲的防护》标准第一部分：通则，第三章第四节：等电位连接的要求；第二部分：建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地中关于等电位连接的要求；按照GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷设计规范》第六章：防雷施工中关于等电位连接的要求进行施工。
1、电子信息系统的设备间应接等电位箱内的连接排，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箱的接地端子相连接。
2、各等电位箱应安置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀气体及易受机械损伤的地方，等电位箱接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。
3、共用接地装置应与等电位接地箱相连接，通过接地干线引到设备间等电位接地箱内，由此引至设备机房的等电位接地箱端子。接地干线宜采用多股铜芯导线，其面积不应小于16平方毫米多股铜芯线，接地于线应在电气竖井内明敷，并应与共用接地端子相连接。
4、接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增人工接地体，该项目自然接地测试阻值结果为1欧，根据国家GB50174-93规范安全保护接地应不大于4欧，此项目完全能够达到要求，所在我公司设计决定使用建筑物的自然接地。
电源系统防雷：大量事实证明，由电源部分耦合进入弱电子系统造成的雷害占所有雷害事故的70％以上。
因此，我们建议
对各设备间分别实行电源防雷及接地保护。
目的是防止雷电或高压感应电通过线路传送到各设备间，影响各设备间的设正常工作，应在各设备间的设备前端电源线及备用线路上各安装一套LEO-II-20KA2P电源防雷作为电源系统防雷保护。
电源防雷器：
在各设备间市电及配用电分别采用良欧单相电源泄流型防雷产品，型号为LEO-II-20KA2P
技 术 介 绍
依据VDE-0675标准对1000V以下的低压负荷设备依据标准实行保护。采用良欧单相电源防雷箱LEO-II-20KA2P，它保护电气设备不受因雷电和开关操作所引起的瞬态过压损坏。
功 能：LEO-II-20KA2P内部配备了氧化锌压敏电阻，该器件具有较佳的非线性特性和响应时间极短、残压低、通流容量电流大，寿命长和无续流的优点。如果压敏电阻因过载而老化时，内置的断路器将中断与电源的连接，故障指示灯的颜色会变为红色。
技术参数
型号
LEO-II-20KA2P
标称工作电压 Un
220V
最大可承受工作电压 U~maA
275V
按VDE0675，Part6标准的分类级别
C类
标称放电电流
20KA
最大测试的放电电流上限 ImaA(8/20)
40KA
测试残压上限Ures Is=5KA
0.8 KV
Is=40KA
1.2 KV
反应时间 tA
<25ns
连接线的线径选取范围
10平方（BVR多股铜线）
电气原理图

B、实施方案
从自然接地端子（电井里的镀锌扁铁）采用16平方毫米多股铜芯接地线，加套金属屏蔽管，两端做好等电位连接处理，固定在电井以最近的距离通过桥架引入设备间。用镙栓及铜鼻子以压接的方式连接在等电位箱上，供设备间设备防雷保护接地用。用10平方毫米的多股铜芯接地线将各种线路的金属屏管、各种电子设备的金属外壳、浪涌保护器（SPD）接地、机架等与等电位箱相连接。在给设备间供市电的配电箱内安装一套电源浪涌保护器（SPD）LEO-II-20KA2P，在给设备间的备用电线路配电箱上安装一套电源浪涌保护器（SPD）LEO-II-20KA2P。每个设备间电源浪涌保护器（SPD）为两套。（如图）
C、31个设备间材料汇总表
项目
产 品 名 称
品牌
单位
数量
备 注
1
LEO-II-20KA2P浪涌保护器
欧地安（良欧）
台
31
设备间市电
2
LEO-II-20KA2P浪涌保护器
欧地安（良欧）
台
31
设备间备用电
3
等电位箱
国优
个
50
设备间等电位连接
4
接地干线BVR16双色
国优
米
1900
设备间主接地线
5
接地干线BVR10双色
国优
米
620
设备间电气连接
6
金属屏蔽管
国优
米
1500
主接地线保护
7
辅材
国优
批
31
镙栓、卡子等