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技术交底防雷系统理论和施工实践

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2020年4月19日
文档仅供参考

防雷系统理论与施工实践
技术交底书

中铁十一局电务公司榆横煤化工项目部
3月2日
技术交底记录表
工程名称：榆横煤化工专用线四电工程
参加单位
工程部、安检员、架子队、现场技术员
交底负责人

接受负责人

交底内容： 防雷系统理论与施工实践
防雷系统的构成
现代建筑物防雷是一项涉及多种学科的综合性科学，是由多方面因素构成的一项系统工程，因此必须作深入细致的调查研究，以综合防雷的观点来考虑，并在工程施工中得到有效的贯彻实施。
综合防雷工程包括外部防雷、内部防雷和过压保护。三者之间密切相关，缺一不可。
1.外部防雷系统
（1）：外部防雷系统是整个防雷中最重要的部分，是保护整个建筑物安全的最重要措施。IEC－102中指出，直击雷的能量强度98%在200kA以下，巨大能量须由外部防雷系统释放，必须尽可能选用可靠有效的避雷针，才能有效接闪，而且必须认真按GB50057-94规范来设计，根据建筑物的防雷类别，选择滚球半径，确定其保护范围。
（2）：在工程施工中，还应考虑增加引下线的数量和使用屏蔽电缆，以达到分流和减少磁场强度的目的。
（3）：接地系统包括防雷接地，保护接地，工作接地，信号接地，防静电接地等，这几类接地系统彼此的意义，作用和要求是有区别的，常常分设独立接地体，但在遇到雷击时就会出现事故，最常见的是防雷接地系统对其它接地系统因存在电位差而产生反击，从而击坏各类电子设备。根据《建筑物防雷设计规范》，应把所有的接地系统连接起来形成等电位网，国际电工委员会整体防雷理论中，特别强调了联合接地的要求。
（4）：另一方面，考虑到不同的接地线连接一体，会造成不同接地系统互相干扰，为了解决这个问题，在地线的建造中应使用地电位均衡器，将不同地网连接在一起，平时均衡器是断开的，防止干扰，雷击瞬间则导通，使不同地网处在相同的电位上，从而保障了设备的安全。
（5）：良好的接地系统是防雷的基本要求，根据《建筑物防雷设计规范》要求，一般机房接地地阻＜4Ω即可。
2.内部防雷系统
我们要求所有的金属物体均应可靠就近接地做等电位均压联结，特别是设备机房内的金属构件、机箱、门窗均应可靠接地。各种金属管道、线路的屏蔽层应该在进入建筑物时做好接地，使整个系统形成一个大的等电位体，避免设备之间在雷击的瞬间形成电位差而产生二次闪击、闪络，从而造成损坏设备现象。
3.过压保护
雷电发生时会产生强大的电磁波，在架空导体上感应出过电压。计算机网络系统由耐压能力较低的弱电设备组成，经过各种传输线路与外界相连。长距离的传输线路极易被雷电感应而产生过电压，轻者造成数据传输错误或信号中断，重者击坏设备，造成网络瘫痪。为此，在电源和信号线上安装防雷器，才能有效防止雷电从这些线路入侵从而损坏设备。在选用防雷器时，应遵循多级保护，层层泄能的原则，有效防止感应雷侵害。

建筑物防雷分类
国家标准GB 50057--94( )《建筑物防雷设计规范》根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为以下三类。

第一类防雷建筑(primary lightning-proof building )。
建筑物遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑。在做防雷设计时，应按第一类防雷建筑物的防雷措施进行。
1．凡制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。
2．具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。
3．具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

第二类防雷建筑(secondary lightning-proof building)。
建筑物遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑。在做防雷设计时，应按第二类防雷建筑物的防雷措施进行。
1．国家级重点文物保护的建筑物。
2．国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。
3．国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。
4．制造、使用或储存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
5．具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
6．具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。
7．工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
8．预计雷击次数大于0.06次／年的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
9．预计雷击次数大于0.3次／年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

第三类建筑物(tertiary lightning-Proof building)。
建筑物遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物。在做防雷设计时，应按第三类防雷建筑物的防雷措施进行。
1．省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
2．预计雷击次数大于或等于0.012次／年，且小于或等于0.06次／年的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
3．预计雷击次数大于或等于0.06次／年，且小于或等于0.3次／年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物．
4．预计雷击次数大于或等于0.06次／年的一般性工业建筑物。 ．
5．根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。
6．在平均雷暴日大于15 d／年的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15天／年的地区，高度在20m以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。

防雷器的原理与分类
防雷器的作用就是在最短时间内将线路因雷产生的大量浪涌电流释放入地网，使线路与地网间形成瞬态等电位连接，从而保护设备不被损毁，当防雷器两端电压降到一定值时，又恢复到断路状态，保证线路的正常使用。
按原理特性可分为以下三类：
1.电压开关型
无电涌出现时为高阻抗，当出现电压电涌时突变为低阻抗。一般采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作这类SPD的组件。有时称这类SPD为“短路开关型”或“克罗巴型”SPD。
2.限压型
无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小。一般采用压敏电阻、抑制二极管作这类SPD的组件。有时称这类SPD为“钳压型 ” SPD。
3.组合型
由电压开关型组件和限压型组件组合而成，能够显示为电压开关型或限压型或这两者都有的特性，这决定于所加电压的特性。
按用途可分为一下两类：

1.电源防雷器
电源防雷是防止雷电和其它内部过电压侵入设备造成损坏的设备。采用电源防雷能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。
电源防雷可分为以下三级：
（1）电源第一级防雷
对于城市供电网三相四线制系统，第一级电源防雷四线采用高能避雷器4个，在三条火线上，一条零线上各并联一个高能避雷器与地连接。当供电回路熔断器F1（或空气开关）额定电流大于250A时，需在高能避雷器并联支路上（火线）加装250A熔断器F2（或空气开关），反之则不需要。
（2）电源第二级防雷
第二级电源防雷采用过压保护器4个，在三条火线一条零线上各并一个过压保护器与地连接。在正常情况下，保护器处于高阻状态，当电网由于雷击或开关操作出现瞬时脉冲电压时，过压保护器内藏模块里的氧化锌压敏电阻元件立即在纳秒时间内迅速导通，将该脉冲电压短路到大地泄放，从而保护所有设备，当该脉冲电压流过保护器后，保护器又变为高阻状态，从而不影响设备的供电。
当供电回路熔断器F1（或空气开关）额定电流大于125A时，需在过压保护器并联支路上（火线）加装125A熔断器F2（或空气开关），反之则不需要。
（3）电源第三级防雷
第三级防雷保护，用于保护重要设备的电源系统、电子设备的精细过压保护。
2.信号防雷器
数据信号防雷保护低电平数据信号部分，包括有线电视防雷器、双绞线传输防雷器、通讯信号线防雷器、卫星接收器天线防雷器、主机及服务防雷器。
信号防雷可分为以下两级：
（1）信号一级防雷
　 双绞线信号保护（过压保护插头）保护信号系统和设备。额定电压100VAC/DC，每线最大放电电流为10kA(8～20μs)，响应时间≤10ns。
（2）信号二级防雷
　 串口保护器带过保护电路的插入式选配器，用来保护信号系统和设备，都可用在高传输场合。例如保护端口的主机及服务器，装于串口前。额定电压8V、12V，最大放电电流为15kA，数据传输速率1Mbit/s。精细保护用额定电压12V直流，额定放电电流100A(8～20μs)，数据传输速率为1Mbit/s。
　　同轴电缆信号保护器用于保护使用75Ω～93Ω接口的计算机系统，装于粗、细缆网卡前，最大放大电电流为20kA(8～20μs)，数据传输速率为16Mbit/s。广播卫星天线馈线（有线电视线路）过压保护器用来保护75Ω系统的设备，如天线放大器，广播卫星接收系统等。最大放电电流为3.5kA(8～20μs),频率范围4～2050MHz。

防雷系统施工
欲使设备得到很好的保护，首先应对其所处的环境、受雷电影响的程度作出客观的估计，因它与出现过电压的幅值、概率、网络结构、设备抗电压能力、保护水平和接地等有关。防雷工作应作为一项系统工程来考虑，强调全面防护（包括建筑物、传输线路、设备和接地等），综合治理，且要做到科学、可靠、实用和经济。
针对感应雷瞬时能量较大的特点，根据IEC国际标准对能量逐级吸收的理论，及防护区间量级分类的原则，需要做多级防护。可是考虑到经济有效的目的，我们只在必须进行防护的机房设备的进出端口（一般包括电源输出端和通信线路入口端）安装合适防雷器；另外对两个连接电缆距离较远的设备,还需在其联接电缆两端分别安装合适防雷器；再者就是重要、贵重设备的电源和信号端口必须加以保护；以上即为防雷方案设计中不可或缺的三个基本原则。
当其它基础做好后，应从三个方面考虑安装防雷器：
（1）需要防护空间所有进出线路
（2）相距太长的线路
（3）特殊贵重的设备重点防护
防雷器安装注意事项：
（1）电源防雷器必须在空气开关出线端（负载侧）并联连接，最理想位置是靠近空气开关左或右任何一边，避免电源防雷器之下方有其它设备装置。（除接地汇流排外）
（2）防雷器与被保护电路之间的连接线应小于50cm,其线径尽量与配电电源线的线径相同。如主配电线径大于35mm²,则连接线选取35mm²。
（3）根据VDE-0185 Part1安装准则，防雷器的地线长度应越短越好。防雷器的地线线径约为总接地母线的线径的1/2，其上限为25mm²,下限为10mm²。具体选择见下表：
配电电源线径
≤35
50
≥70
防雷器连接线线径
16
25
35
接地连接线径
10
16
25
（4）其它安装注意要点：
ⅰ.不可将已被保护的线路与未保护的线路并行敷设
ⅱ.始终做到防雷器的地与负载系统的地相连接
ⅲ.如果防雷器安装于漏电保护器（或空开）的下方,所选择的浪涌漏电保护器在浪涌保护器因瞬态浪涌而发生动作时,不应出现跳闸现象。

附图：

参考标准：
1、YDJ 26—89 《通信局（站）接地设计暂行技术规定》
2、GB 50200—94 《有线电视系统工程技术规范》
3、GBJ 64—83 《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》
4、DL/T 547—94 《电力系统光纤通信运行管理规程》
5、YD 5068—98 《 移动通信基站防雷与接地设计规范》
6、DL 548—94 《 电力系统通信站防雷运行管理规程》
7、GB 12158—90 《 防止静电事故通用导则》
8、97X700 《智能建筑弱电工程设计施工图集—防雷与接地》
9、GB 7450—87 《电子设备雷击保护导则》
交底依据：
1.《无线通信总图设计图》
2.《铁路通信施工规范》
3.《铁路电子设备用防雷保安器》
4.《建筑物防雷设计规范》

技术交底签到表
时间： 年 月 日
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职务
部门
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