数字化车场防雷工程方案书.doc

数字化车场防雷工程方案书

———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：

15

个人收集整理 勿做商业用途
数字化车场防雷工程方案书
一、雷电危害概述
雷电是自然界一种十分壮观的声、光、电现象,同时,雷电也是一种十分严重的自然灾害。它给人们正常的生产生活带来的影响,随着现代生产设备的高速发展愈显严重，雷电造成的经济损失和危害程度在不断增加，因此，防雷减灾工作日显重要。
随着科学技术的发展，微电子技术越来越广泛的应用于科研、通讯、交通、军事、气象、文卫、航空、电力、化工、传媒、能源等系统或各行各业中，特别是计算机通信技术的广泛应用。电子器件的集成化和超大规模集成化,为新的网络通信技术的发展起到了极大的推动和促进作用。但另一方面，这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低,过电压耐受能力差等致命弱点。雷电或更确切说伴随着雷电产生的雷电电磁脉冲和静电感应，对这些微电子设备潜伏着严重的不安全性。一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，重则使网络主机损坏，导致网络瘫痪,工作无法进行，更严重的是这些系统所担负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。因此,当现代设施越来越依赖于通信、电子计算机等微电子设备时，雷电通过其对微电子设备的破坏作用，对各行各业构成的危害中,雷电灾害由于其对人类生命、财产的巨大侵害，被列在了显著的地位。为此,我们认为对雷电的防护,尤其是对雷电电磁脉冲（LEMP）的防护，不但是必要的，而且是必须实施、严格要求的。雷击发生时，首先是建筑物室外的设备等易遭直接雷击；其次是计算机网络系统，其易遭受损坏的有：MODEM（调制解调器）、ROUTER（路由器）SWITCH（交换机)、HUB（集线器)、网卡、通信卡、UPS、计算机电源及主板等；还有一些安全系统的监控、报警设备:如摄像头、探头、解码器、视频矩阵、监控主机等;另外，一些传输系统的基站、接收天线、发射和接收设备等都将成为雷击的对象。文档为个人收集整理，来源于网络个人收集整理，勿做商业用途
雷电破坏设备的途径主要有以下几个方面:　
1. 直接雷击；
2。直击雷对建筑物或邻近地区的雷电放电，从而导致建筑物内部计算机通信网络环路中，由于电磁感应产生瞬态过电压造成设备损坏；　
3.雷电通过供电系统侵入设备造成的损坏;　
4.雷电通过通信线路 (如DDN/X。25、PSTN、ISDN、邮电专线、帧中继等 )的感应传入系统损坏设备;　
5.雷电通过天馈线路传入系统损坏设备;
6。接地措施处理不符合规范要求，引起的地电位反击;
7.静电感应产生瞬间电荷反击,传入网络系统造成设备损坏。
综上所述，雷击不仅会造成建筑物和计算机网络的损坏，而且还会危及工作人员的人生安全。因此在“以人为本”，国家主管部门三令五申的强调安全生产的今天,防雷减灾--采取综合防雷措施:既要防御直击雷的危害,又要防御雷电电磁脉冲和过电压沿各种途径进入室内对工作人员和设备的危害，成为我们当今安全生产和生活的主题之一。在发达国家，在计算机及相关系统内的防止病毒、黑客和灾难恢复(雷电灾害）的费用投入已占整个系统投入的1/4以上,在我国近年来由于计算机技术发展的速度高于先进的国家，而对于设备灾害防治的研究相对滞后，因此相应的在计算机网络、电子设备系统建设制定的标准、规范、规定明显不足，大部分系统在设计、建设中没有进行较为完整的防雷考虑.雷电的几种破坏形式雷电对建筑物及电子设备的破坏主要有以下几种形式：直击雷、雷电感应和雷电波的入侵。
A、直击雷是雷电直接击在建筑物上，产生电效应、热效应和机械力而导致建筑物损坏。建筑物受到直接雷击后，强大的雷击电流沿着接地引下线,经接地体入地后地电位会瞬间升高,产生高电位，引起地电位反击，损坏设备或造成人员伤亡。
B、雷电感应是雷电放电时，在附近导体上产生静电感应和电磁感应，它能使金属部件之间产生火花。雷电感应可以来自对地雷击,也可以来自云间放电，其中对地雷击由于距雷击点较近,产生的感应浪涌电压较大,作用半径也大，一般500米范围的电子信息设备均是其破坏对象；云中放电的感应浪涌电压虽然较小,但发生概率较高。静电感应是由于雷云先导的作用，使附近导体上感应出与先导通道符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如不就近泄入地中就会产生很高的电位.电磁感应是由于电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场,使附近的导体产生很高的电动势。
C、雷电波的入侵是由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入室内，危及人身安全、损坏设备。根据雷电电磁脉冲防护理论和实践经验证明,电子信息设备损坏的主要原因是雷电感应浪涌电压造成的。它可以通过各种引线把感应浪涌电压波引入电子信息设备内部，破坏其芯片和接口。雷电保护分区根据IEC(国际电工委员会)雷电保护区的划分要求,建筑物大楼外部是直接雷的区域,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IEC1312——雷电电磁脉冲防护标准，安装上OBO之不同类别的电源类SPD,以及通讯网络类 SPD(如图2）。（SPD瞬态过电压保护器),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。 SPD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。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）。文档为个人收集整理,来源于网络文档为个人收集整理,来源于网络
防雷意识的误导
1、建筑物已有防雷器（避雷塔、避雷针、避雷带），电脑、通讯设备等不用再保护。建筑物的防雷器只是对直击雷接闪，保护建筑物不被直击雷损坏，而不能保护建筑物内部的电子电器设备免遭感应雷损坏.
2、电源已安装地线，防雷没有问题。建筑物内部电源装有地线是电源本身应具有的接线要求，它能起到在遭受雷击时,雷电通过防雷装置泄放到大地的通道作用，而不能起到保护作用。要能起保护作用，则必须安装防雷装置。
3、建筑物内的电源无地线，无法用防雷设备。 为了保护建筑物内的电子电器设备不被雷击所损坏，电源布线时必须连接地线.要清醒的认识到，电源无地线是十分不安全的。
4、机房有保护地线，不用再安装防雷设备。
保护地线的作用：①保证工作人员的人身安全，预防设备外箱及操作台架带电,而影响工作人员的安全.②保护与工作地连接的设备不被损坏，预防工作地电位的升高而对设备及设备的正常运行产生影响。保护地线只是一条泄放能量的渠道，而不能真正防雷。防雷器安装在线路上，不影响设备正常工作，只有当线路上有过电压或雷电流时,防雷器迅速动作，与大地导通，消除过电压及雷电流对设备的影响。
5、安装了电源防雷器，就不必安装信号防雷器。电源防雷器与信号防雷器是不同的两种线路上的防雷，安装了电源防雷器，确实能减免电源设备,因雷击的损害，但信号线路对雷电的感应，而造成对信号网络的损坏，电源防雷器是无能为力的.
6、安装了一级防雷器就不用再安装别的防雷设备了。电脑、通讯设备等精密电子电器，大部分都是采用大规模集成电路芯片，抗干扰能力有一定的限制。要彻底保护设备的安全，应该采用多级防护，按照国家及国际标准，电源防护和信号防护一般均应采用三级防护：电源防护即总电源处采用第一级防护,楼层电源处或U PS前采用第二级防护,用电设备前采用第三级防护；信号防护一般在外线接口处采用第一级防护，交换机路由器处采用第二级防护，终端设备处采用第三级防护。防雷的安全性与采用的防雷级数成正比,因此多一级防雷装置，防雷效果更安全更可靠。在防雷问题上的投资和认识还比较薄弱的阶段，采用经济实用的综合防雷措施尤其重要。
二、设计依据
依据国际电工委员会IEC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。
2．1 GB50057-94〈建筑物防雷设计规范〉
2．2 GB50174-93<计算机房防雷设计规范〉
2．3 GB2887—89 〈计算站场地技术文件>
2．4 GB9361—88 〈计算站场地安全要求〉
2．5 JGJ/T16—92 〈民用建筑电气执行规范〉
2．6 GA173—1998 〈计算机信息系统防雷保安器>
2．7 IEC1312〈雷电电磁脉冲的防护〉
2．8 IEC 61643 44 〈SPD 通讯网络防雷器〉
2．10 VDE0675〈过电压保护器〉
2．11 GB50343—2004<建筑物电子信息系统防雷技术规范〉
三、设计方案
根据“防雷概述”及“设计依据”对防雷系统的要求，结合数字化车场的具体实际情况设计本方案，由于雷电侵害，通信系统、计算机系统等时常遭受打击，轻者接口损坏,通信中断或数据误、错码，重者使系统瘫痪，严重影响工作的顺利进行。因此，雷电已成为电子信息时代的一大公害，雷电防护已成为电子设备急需解决的问题。
雷击附近的建筑物，避雷针（塔）或雷击远处的电源通信线路，都会在设备或接口处产生极高的感应电压,对设备造成威胁，具统计,感应雷、传导雷对电子设备的损坏已占雷击损坏的 80％以上。现代防雷强调在作好直击雷防护的前提下，更应采取均压等电位连接,屏蔽，联合接地，箝位保护等新技术，分区分级做好精密仪器、计算机网络系统等敏感电子设备的雷电电磁脉冲的防护。
建筑物接地装置应满足下列接地要求:
①交流工作接地,接地电阻不大于 4欧姆;安全保护接地,接地电阻不大于 4欧姆；直流工作接地,接地电阻应按计算机系统具体要求确定；防雷接地，接地应接现行国标 GB50057〈<建筑物防雷设计规范 >>执行.交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地共用一组接地装置时，其接地电阻按其中最小值确定。 电源、信号防雷设计。
第一级电源防雷：在数字化车场总配电处安装PT380-60KA防雷箱一台;
第二级电源防雷：在机房配电柜或UPS电源前端安装防雷箱PT2220-40一台；
第三级电源防雷：在服务器、交换机等重要设备前安装防雷插座 ZGJ，作为整个设备的电源保护.在网络交换机、路由器前端安装单口信号防雷器 PT—TJ45或24口集中式网络交换机防雷器 PT—RJ45/24（19寸机架式).型号tPT12—3.在车库内的各种摄像头、光端机、电源、LED显示屏、交换机安装地凯三合一防雷模块.型号:DK—12-3.DK-220—3。（电源、信号、控制)
②等电位连接:等电位连接是防雷中的关键步骤，将防雷器、金属机柜和机房设备用BVR6的多股铜导线可靠连接到等电位铜排上，使整个机房处于同一电位之下,避免雷击时各设备之间相互放电，击坏设备。等电位连接采用S型结构.
③合理布线将电源线路和信号线路分别用金属桥架分开布线，避免电源线路干扰信号线路。各桥架可靠连接到等电位铜排上.
④接地 雷电的最终去处就是接地网，所以一定要有一个好的接地，按照国家规范,接地电阻要求小于4欧姆。接地优先采用自然接地体，如果自然接地体达不到要求，追加人工接地体。采用非金属接地模块 PTD—3,抗腐蚀性强，50年不变质.接地线与等电位汇流铜排可靠连接。
四、防雷常用名词注释
接闪器：
直接截受雷击的避雷针、避雷带(线）、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。
引下线：连接接闪器与接地装置的金属导体。
接地装置：接地体和接地线的总合。
接地体：埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。
接地线：从引下线断接卡或换线外至接地体的连接导体：
防雷装置：接闪器、引下线、接地装置、过电压保护器及其它连接导体的总合。
均压等电位：消除导体之间的电位差使每点具有几乎相同的电位。
汇流排：用于将保护接地线，均压等电位线,防雷地线与防雷地网的连接排。
直击雷：雷电直接击在建筑上，产生电效应、热效应和机械力者。
雷电感应：雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。
静电感应由于雷云先导的作用，使附近导体上感应出与先导通道符号相反的电荷,雷云主放电时,先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得以释放，如不就近泄入地中就会产生很高的电位。
电磁感应：由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。
雷电波侵入：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人员安全或损坏设备.
横向过电压及横向保护：横向过电压指由于某种原因，使平衡电路的线间,或不平衡电路和线与地间出现的超过容许的电压。用来抑制此过电压的保护称横向保护。
纵向过电压及纵向保护：纵向过电压指由于某种原因，使平衡电路上某点与地间出现的超过容许的电压。用来抑制此种过电压的保护称纵向保护。
过电压:导线之间或者导线与大地之间长时间或者短暂出现的电压,它会危及人员安全以及损坏线路和线路上连接的电子电器设备。
过电压保护器:用来限制存在于某两物体之间的冲击电压的一种设备，如放电间隙、避雷器或半导体器具.
压敏电阻：压敏电阻是一种双极性非线性电阻，它具有对称的电压 -电流特性曲线,其电阻值随着电压的增长而减小。
残压:在有放电冲击电流流过时，放电器接线端上的电压峰值。
放电管：由一个装在陶瓷或玻璃管中的二电极组成，电极之间是惰性气体(氩气或氖气），在达到其点火电压时，放电动元件呈低阻值。冲击电流 8/20 冲击电流 8/20的上升沿时间为 8微秒，下降到半衰期的时间为 20微秒.
备注：本公司所生产的产品其技术参数的数据皆符合有关的国家及国际标准、规程和准则,在安装布线时，应符合有关的标准及规程，所有电气设备的防雷安装必须由电气专业人士进行。
五、维护与保修
每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常,必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理.接地网的接地电阻应每年进行一次测量。每年雷雨季节前应对运行中的防雷器利用元件老化测试仪进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，发现防雷模块显示窗口出现红色及时处理。设备遭受雷击后应对损坏情况进行调查分析,调查分析内容主要包括：各种电气绝缘部分有无击穿闪络的痕迹，有无烧焦气味，设备元件损坏部位。防雷器损坏情况，利用元件老化测试仪，测试元件老化或损坏情况. 了解雷害事故地点附近的情况，分析附近地质、地形和周围环境特点及当时的气象情况。保留雷击损坏部件，对现场进行拍照或录像,做好各种记录。
根据上述调查情况,组织有关专家分析,写出调查分析报告及改进措施。如在使用中收到用户，有关防雷器出现的重大故障通知后12小时工作时间之内，有服务响应或派专人到现场处理。
六、公司简介
郑州普天防雷科技有限公司是一家拥有国家气象局颁发的防雷工程专业设计、防雷工程专业施工双丙级资质的防雷工程设计施工高科技公司。我公司成立于2006年，公司力量雄厚,行政管理、技术人员8人,工程施工人员12人。公司技术部由 2人获得防雷专业高级工程师职称，13人获得防雷工程师职称.我公司4人考取黑龙江省气象学会颁发的防雷工程专业设计施工资格证.我公司设备先进，除拥有常规的接地电阻测试、浪涌保护器等（避雷器也称过电压、过电流保护器）测试仪外，还有国内较为先进的静电测试仪、静电电位测试仪、等电位效果测试仪。我公司注重学习、实践相结合。特聘河南省雷电防护学会常任理事刘仲元高工为我公司技术顾问，定期授课、释疑解惑。并且常年分批组织员工到国家气象局、国家信息产业部、河南省气象局参加学习最新的雷电防护知识及新规范、新标准，并与实际工作相结合，锐意进取。公司下设设计部、技术部、施工队、研发部等部门.设计部负责防雷工程的实地勘察、评估，并会同技术部负责防雷方案的制做及施工图纸的制做;施工队负责工程的具体施工,并会同技术部负责工程的报审、报验；研发部负责新理论研究及雷电防护的研发，不断充实公司的技术理论，保证我公司雷电防护的优越性、先进性。我公司工程范围己涉及河南省 18个地市、河南周边省市的二十多个行业,如通信、金融、医疗卫生、石油化工、煤碳、部队等易燃、易爆及重点企事业单位。本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途
并为周边地区多家同行及大型企业提供技术支持，得到社会各界同仁的认可和支持。
附：防雷预算表
序号名称型号单价数量合计备注 1 电源防雷 PT380—60 1 机房配电 2 电源防雷PT220-40 1 3 防雷插座ZGJ 8 重要设备前 5 等电位PT303 24 制作等电位网
格 6 接地模块PTD-3 20 制作地网7 辅助材料线槽、胶带等 8 导线 BVR25 9 施工费 10 合计

静电电压表　　　　　　　　　　接地电阻测试仪