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文檔簡介

北京阿爾巴尼亞大使館雷電綜合防護系統(tǒng)改造方案1防雷項目設計思想:1-1設計依據(jù):依據(jù)中國GB標準與部委頒發(fā)的設計規(guī)范的要求,該建筑物和大樓內之計算機房等設備都必須有完整完善之防護措施,保證該系統(tǒng)能正常運作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng),空調設備、電腦網(wǎng)絡、微波通信設備等裝置,均應有防護裝置保護。本方案在制訂過程中參考了以下國家規(guī)范、行業(yè)規(guī)范和國際相關標準:國標《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-94(2000版)國標《電子計算機機房設計規(guī)范》GB50174-93國標《計算機場地安全要求》GB9361-88國標《電子設備雷擊保護導則》GB7450-87國標《電子計算機場地通用規(guī)范》GB/T2887-2000國標《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50200-94國標《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50198-94國標《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343-2004《計算機信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防護規(guī)范》GA267-2000《通信局(站)雷電過電壓保護工程設計規(guī)范》YD/T5098-2001通信局(站)接地設計暫行技術規(guī)定》YDJ26-89《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB50169-2006國際電信聯(lián)盟ITU-TSG5相關建議書:K.11(過電壓和過電流保護的原則)K.27(電信大樓內的連接結構和接地)K.34(電信設備電磁環(huán)境條件分類)K.35(遠端小型機房的連接結構和接地)K.40(電信中心對雷電電磁脈沖的防護)1-2設計思想:雷電防護工程是一個系統(tǒng)工程,現(xiàn)代防雷技術強調“整體防護、綜合治理、層層設防”。在防雷工程設計時應系統(tǒng)地、因地制宜地將外部防護和內部防護有機地結合起來,貫徹整體防御思想,綜合運用分流(泄流)、均壓(等電位)、屏蔽、接地和保護(箝位)等各項技術,構成一個完整的防護體系,才能取得明顯的效果。綜合防雷系統(tǒng)主要應從以下幾個要素著手。分流(泄流):在大樓頂部安裝接閃器,讓雷電按指定的路徑泄放入地。避免大樓直接接受雷電流而受損。均壓(等電位):防止相鄰金屬導體及不同地網(wǎng)之間產(chǎn)生電位差,采用等電位連接和共用接地等措施。屏蔽:利用建筑物的鋼筋混凝土墻體、人工屏蔽網(wǎng)和各種設備自身的金屬屏蔽層以及屏蔽電纜,衰減雷擊電磁脈沖對設備的危害。接地:接地是分流和泄放直擊雷和雷擊電磁脈沖干擾能量的最有效的手段之一,也是等電位連接的基礎。保護(箝位):是在電源線、信號線、接等過電壓可能侵入的所在端口,裝設必要的浪涌保護器,將侵入設備系統(tǒng)的沖擊過電壓限制到設備能承受的沖擊過電壓水平之內。浪涌保護器(SPD),俗稱浪涌保護器,是在最短時間(納秒級)內將被保護線路連入等電位系統(tǒng)中,使設備各端口電位相等,同時釋放系統(tǒng)中因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量,并短路泄放到大地,降低設備各接口端的電位差,從而保護線路上用戶的設備。根據(jù)我公司對現(xiàn)場考察情況,按照國標《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343-2004等國家標準和技術規(guī)范,嚴格規(guī)范設計、施工,產(chǎn)品采用國內防雷市場知名品牌TOWE系列浪涌保護器,并按先進性原則、實用性及高可靠性原則、可擴充性及可維護性原則、經(jīng)濟性原則進行深化設計。防雷設備選型原則用國內知名的器材,以及有雄厚實力和絕對優(yōu)秀技術支持能力的廠家,以保證網(wǎng)絡防雷保護目標的實現(xiàn)和系統(tǒng)工作的可靠性。所涉及的主要產(chǎn)品全部采用同一廠家(TOWE)的產(chǎn)品,保證系統(tǒng)防護的連續(xù)性和高可靠性?;旧线x用同類產(chǎn)品中技術最成熟、性能先進、使用可靠的產(chǎn)品型號,以保證器材和系統(tǒng)的先進性、成熟性。選用高可靠性、高技術含量的產(chǎn)品,建立系統(tǒng)開放式的架構,以標準化和模塊化為設計要求,既便于系統(tǒng)的管理、維護使用和后期系統(tǒng)升級,又可保持系統(tǒng)較長時間的先進性。本方案選用的TOWE系列電涌保護產(chǎn)品已成功應用于電力、電信、金融、政府、教育、衛(wèi)生、石化、交通和鐵道等行業(yè),用戶遍及全國。

1-3雷電防護原理:(一)雷電的產(chǎn)生及危害:雷電是由于大氣運動而產(chǎn)生的云間或云地之間迅猛放電的一種可怕而雄偉壯觀的自然現(xiàn)象。自18世紀富蘭克林著名的風箏實驗以來,人們致力于雷電及其防護的研究實踐已有200年的歷史,對雷電的防護已經(jīng)取得了很大成績,積累了豐富的經(jīng)驗。我國大部分地區(qū)于二三月份就進入了雷電期。雷電是在積雨云強烈發(fā)展階段,當云層之間、云地之間、云與空氣之間的電位差達到一定程度時的放電現(xiàn)象。雷電具有1億伏的高電壓和2萬℃至3萬℃的溫度及強大的沖擊波,破壞力極大,經(jīng)常造成大面積的破壞。使廣播、電視、通信中斷,人身傷亡以及居民房屋、家用電器等財產(chǎn)損失。我國每年因雷擊事故而造成上萬人傷亡,大量信息系統(tǒng)設備損壞,造成直接和間接經(jīng)濟損失幾百億元,所以做好雷電的防護工作現(xiàn)代化的城市一座座高樓如雨后春筍般拔地而起,造成雷電擊穿空氣的距離縮短,因為雷擊的概率與建筑的高度成正比,所以雷擊概率加大。同時,由于全球氣候變暖,城市熱島現(xiàn)象增多,使城市的大氣環(huán)流形勢出現(xiàn)了新特點,夏季雷暴期延長。而更重要的是,隨著科技的進步,大規(guī)模集成電路的集成度越來越高,各種微電子設備應用越來越廣泛,城市通信電源大幅增多,城市電磁場發(fā)生了變化,由于電子產(chǎn)品普遍絕緣強度低、過電壓耐受力差,更容易遭到破壞,其中電腦網(wǎng)絡、電子信息系統(tǒng)和公用天線系統(tǒng)等遭受雷電破壞的概率更高。從某種意義上說,科技越發(fā)達,雷害對人們的威脅就越大。據(jù)統(tǒng)計,在各種災害造成的損害中,雷電造成的損害高居榜首,占全部災害損失的33.8%。雷電災害還表現(xiàn)在通過各種途徑侵害地面物,除了直接雷擊造成破壞外,還有雷電的靜電感應作用,電磁感應作用,放電時產(chǎn)生的強烈電磁脈沖,地電位反擊,以及雷電侵入波可能沿各種架空電力線、信號傳輸線、天線、電纜和金屬管線等進入設備,造成設備損壞。目前,隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展,不僅由直擊雷造成的損害相當嚴重,并且雷擊電磁脈沖、電磁感應、雷電波侵入和地電位反擊造成的危害也大幅度增加。一般建筑物上的接閃器只能防護直擊雷,而強大的電磁場產(chǎn)生的雷擊電磁脈沖和電磁脈沖電壓卻能沿電力線、信號傳輸線、天線電纜和金屬管線潛入室內危及各種電子信息設備的安全。由于雷電災害對社會的危害程度日益加大,現(xiàn)已被國際電工委員會(IEC)稱為”電子化時代的一大公害”。(二)、雷電的侵襲途徑:雷電過電壓對大摟內部電子設備的損害主要有以下途徑:網(wǎng)絡數(shù)據(jù)線路在遠端遭受直接或LEMP,沿網(wǎng)絡線路進入設備有線通訊線路在遠端遭受直接或LEMP,沿通訊線路進入設備建筑物內部的各種線路,雷擊電磁脈沖輻射,進入設備電源供電線路在遠端遭受直接或LEMP,沿供電線路進入設備地電壓過高,反擊進入設備天線遭受直接雷擊或接收LEMP避雷針引下線,在避雷針接閃泄放雷電流時,產(chǎn)生的雷擊電磁脈沖輻射臨近建筑物或附近地面、樹木等遭受雷擊,同時帶來LEMP和附近地面的跨步電壓(地電壓反擊)1、直接雷擊:直接雷擊是指雷直接擊到物體上,其特點是能量大。直擊雷發(fā)生時雷電流具有強大的熱效應、沖擊波、動力效應等破壞作用。建筑物、鐵塔、架空電力線及信號傳輸線都有可能遭受直接雷擊。建筑物、鐵塔遭受直接雷擊,產(chǎn)生的強大電磁場對系統(tǒng)造成破壞。電力線發(fā)生直接雷擊,容易產(chǎn)生火花放電導致系統(tǒng)短路引起火災。當電力線遭受雷擊時,雷電流沿電力線進入機房,電源及用電設備常難逃被擊厄運。當傳輸線遭受直接雷擊,與其相連的中繼線路板會發(fā)生損壞、導致中繼線焦化、線對之間發(fā)生短路,致使傳輸中斷。接閃器本身不怕雷擊,它與引下線、接地系統(tǒng)共同構成建筑物的外部防護體系,或稱直擊雷防護體系。2、電磁感應:電磁感應是由于雷電流迅速變化在其周圍產(chǎn)生瞬變的強電磁場,使附近導體上感應出很高的電動勢。依據(jù)電磁感應原理,在雷電入地瞬間,距雷擊中心1.5~2KM范圍內都可能產(chǎn)生危險的過電壓。當建筑物附近發(fā)生雷擊或接閃器接閃時,建筑物及內部的設備都處在這個危險的電磁環(huán)境中。依據(jù)電磁感應原理,如果瞬變磁場中的導體是一個開環(huán),則會產(chǎn)生感生電壓;如果是一個閉合回路則要產(chǎn)生感生電流,閉合回路的面積越大,通過的磁通量3、過電壓引入:雷擊電力線路或線路附近發(fā)生雷擊產(chǎn)生的瞬變電磁場在電力線路上形成的過電壓,以及雷電的下行先導在線路上產(chǎn)生的靜電感應均有可能沿供電線路進入設備而使設備損壞。依據(jù)公式Em=M×di/dt,其中M為互感系數(shù),M=2×10–7×l×ln[(l+x1)/x2];di/dt為雷擊電流變化率;Em為感生電壓。一個5m×5m的開口金屬環(huán),在雷電電流峰值為100KA時,距雷擊點為20米處感應電壓為30kv左右,距雷擊點為200米處感應電壓為1kv左右。大量雷擊事故統(tǒng)計表明,70-80%的雷擊由電源線引入。感應過電壓同樣可以沿信號傳輸線引入,與電力線相比沿傳輸線引入的過電壓能量通常相對小一些,這是因為在電磁耦合過程中較多的能量耦合到電力線上。而在傳輸電纜孤立架設,沒有其它線路與其分擔時,大部分雷電能量同樣會耦合其上,這就是為什么有時一根電話線引入的雷擊能致人于死地。4、地電位反擊:地電位反擊是雷電流入地的瞬間,由于各系統(tǒng)接地裝置間電位不同而產(chǎn)生的電位差,沿接地線到達設備的外殼、電力線的中性線以及直流地的基準電位點,造成的后果是有可能使設備的外殼、電力線的中性線、直流地的基準零電位點瞬間抬高數(shù)千伏直至數(shù)萬伏,危及人身和設備的安全。造成這些后果的直接原因是要求分開接地的條件不具備,卻仍然采取分地措施。實驗證明,兩個接地系統(tǒng)之間的距離為30米時,這種反擊現(xiàn)象仍是存在的。5、數(shù)據(jù)線引入過電壓:架空和超出50m長度數(shù)據(jù)線在系統(tǒng)里構成設備的互聯(lián),形成一個良好電容,因此在建筑物上接閃器接閃時,或周圍發(fā)生雷擊時,由電容及電磁感應耦合在金屬介質數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生一定的過電壓強度,這樣強大的過電壓如果不做相應的防護處理是十分危險的,由此導致與數(shù)據(jù)線相連的網(wǎng)絡設備損壞,是不可避免的。雷電防護區(qū)的劃分:根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》第6.各區(qū)以在其交界處的電磁環(huán)境有明顯改變作為劃分不同防雷區(qū)的特征。通常,防雷區(qū)的級數(shù)越高電磁場強度越小。一個需要保護的建筑,從EMC(電磁兼容)的觀點看,由外到內可分為幾級保護區(qū),最外層是0級,是直接雷擊區(qū)域,危險性最高,往里,則危險程度越低,過電壓主要是沿線路竄入的,保護區(qū)的界面通過外部防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構成的屏蔽層形成,電氣通道以及金屬管道等則經(jīng)過這些界面。雷電的綜合防護:雷電是常見的大氣層中強電磁干擾源,為了更好地防范雷擊造成的損害,不但要建立完善的外部防護體系,包括接閃器、引下線、接地系統(tǒng)等來防范直擊雷;還應建立完善有效的內部防護體系,即正確選擇機房及設備位置、實現(xiàn)有效的等電位連接、采取屏蔽措施、供電系統(tǒng)和信號系統(tǒng)采用多級加裝SPD等措施,來防范通過電磁感應、過電壓引入、地電位反擊等途徑的雷電侵襲,真正做到雷電的綜合防護,減少損失。1、外部防護體系(直擊雷防護):大樓通過建筑物主鋼筋,上端與接閃器,下端與地網(wǎng)連接,中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接,對進入建筑物的各種金屬管線實施均壓等電位連接,具有特殊要求的各種不同地線進行等電位處理。應符合下列要求:●安裝的避雷針或避雷線(網(wǎng))應使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器保護范圍內?!袼斜芾揍槕捎帽芾讕Щハ噙B接。●建筑物應裝設均壓環(huán)。●防直擊雷的接地裝置應圍繞建筑物敷設成環(huán)型接地體,每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10歐姆。接閃器、引下線及接地系統(tǒng)應根據(jù)GB50057-94中的規(guī)定進行設計、施工。接閃器應使建筑物處于其滾球半徑保護范圍內;采用多條引下線均勻分布,接地裝置的接地電阻值及有效長度應達到相應的標準要求。2、內部防護體系(雷擊電磁脈沖防護):(1)、由雷電流的“集膚效應”可知,雷電流能量大部分集中在建筑物外墻附近,而室內的電磁場強度在雷電流流經(jīng)的立柱(引下線)附近最大,所以機房及機房內的設備應選擇在建筑物的中間位置分布,并且應與作為引下線的立柱保持足夠距離。通信電纜以及地線的布放應盡量集中在建筑物的中部。通信電纜線槽以及地線線槽的布放應盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁并沿建筑物立柱或橫梁布線較長的距離,通信電纜線槽以及地線線槽的設計應盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠的位置。(2)、使用連接導體或等電位連接器將防雷地、交流工作地、保護地、直流工作地等連接起來形成共地,消除在雷擊發(fā)生時各接地體之間存在的瞬間電位差,防止地電位反擊。(3)、將建筑物的金屬構架、門窗、地板及管線等均相互焊(連)接在一起,并與地網(wǎng)形成良好的電氣連接,構成金屬屏蔽層以阻擋電磁波的侵入。屏蔽管線入戶要求采用埋地引入,其金屬保護層應在兩端做良好接地。(4)、進入建筑物大摟的電源線和通訊線應在LPZ0與LPZ1、LPZ1與LPZ2區(qū)交界處,以及終端設備的前端根據(jù)IEC1312——雷電電磁脈沖防護標準,安裝上電源類SPD,以及通訊網(wǎng)絡類SPD。SPD是用以防護電子設備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導電涌過電壓的有效手段。據(jù)統(tǒng)計,由電力線引入雷電過電壓造成的事故約占雷擊事故的70%~80%,因此要重點加強對電源系統(tǒng)的雷電防護。根據(jù)IEC-61312的多級防護原則,應在各防雷保護區(qū)界面處加裝相應的雷電過壓保護器(SPD)作多級防護,最終使殘壓限制在設備可以承受的范圍內。對于SPD的選擇,IEC也做出了明確的要求:在LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)的交界處加裝的SPD應滿足10/350μs的雷電測試波形,在LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)、LPZ2區(qū)與LPZ3區(qū)的交界處加裝的SPD應滿足8/20μs的過壓測試波形。(5)、發(fā)生雷擊時,在信號系統(tǒng)、天饋線系統(tǒng)及其它傳輸線路上也會產(chǎn)生雷電過電壓,沿線路直接進入設備內部,造成設備損壞。所以,根據(jù)IEC-61312中多級防護原則,在信號系統(tǒng)、天饋線系統(tǒng)及其它傳輸線路穿過各防雷保護區(qū)界面處,應加裝相應的雷電過壓保護器(SPD),SPD的選擇要滿足IEC要求的雷電測試波形。大量實例證明,造成雷害的原因是多方面的,只有采取綜合防雷保護措施,才能有效地防止雷電通過各種途徑對設備的侵襲,減少損失。雷擊是年復一年的嚴重自然災害之一。隨著我國改革開放的深入,現(xiàn)代化建設的不斷提高,我國的通信技術和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)已具有了世界先進水平。通信設備越來越多,規(guī)模越來越大,避雷、過壓防護已成為具有時代特點的一項迫切要求。隨著設備的高度集成化和計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,一方面大型電子計算機網(wǎng)絡、程控交換機組等系統(tǒng)設備富含大量的CMOS半導體集成模塊,而耐過電流、耐雷電壓的水平反而隨之降低,另一方面由于信號來源路徑增多,系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波的侵入,致使雷電災害頻頻發(fā)生。3、電源系統(tǒng)保護為盡量降低侵入電源的過電壓,可如圖一樣在電力線上分區(qū)加裝浪涌保護器,通過多級避雷措施后可將侵入設備的殘壓限制到一個合理的水平。進行三級電涌過電壓是因為能量需要逐級泄放和傳輸線路會感應LEMP(雷擊電磁脈沖輻射)●第一級電涌過電壓的目的:防止直接的傳導雷進入LPZ1區(qū),將上萬至數(shù)十萬付的浪涌電壓限制到2500伏●第二級電涌過電壓的目的:進一步將通過第一級浪涌保護器的殘余浪涌電壓或限制到1500-2000伏,對LPZ1-LPZ2實施等電位連接?!竦谌夒娪窟^電壓的目的:最終保護設備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000伏以內,使浪涌的能量不致?lián)p壞設備。4、網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)的保護信息傳輸線的雷電防護原理與電源線是基本相同的,只不過通過信息傳輸線的雷電流和工作電流均較小,這樣放電器、耦合阻抗的體積都較小,可以在一個浪涌保護器內實現(xiàn)多級電涌過電壓措施。另外無線傳輸網(wǎng)絡的天線工作在LPZ0A區(qū),電磁環(huán)境惡劣,應加裝天線浪涌保護器。為方便安裝和保證網(wǎng)絡信息傳送通暢,應根據(jù)網(wǎng)絡的工作參數(shù)和連接方式選用合適的網(wǎng)絡浪涌保護器??偟膩碚f,采用浪涌保護器還應注意:1.電涌過電壓保護器必須經(jīng)過接地端以盡可能短的路徑接地2.各種接地盡可能統(tǒng)一,構成等電位,防止地電流反擊3.信號浪涌保護器連接必須與數(shù)據(jù)進線方向一致4.不同類型的數(shù)據(jù)傳輸線應選用不同類型的保護器5.電源、信號多級保護(在進線處、戶內線距較長、線與線間的反串)5、等電位連接在IEC標準中指出等電位連接是內部電涌過電壓措施的一部分,其目的在于減少雷電流所引起的電位差。等電位,是用連接導線或過電壓(電涌)保護器,將處在需要電涌過電壓空間內的電涌過電壓裝置和建筑物的金屬構架、金屬裝置、外來導線、電氣裝置、電信裝置等連接起來,形成一個等電位連接網(wǎng)絡,以實現(xiàn)均壓等電位。所有從室外進入的金屬導體(包括水管、氣管,電纜屏蔽層或電纜屏蔽管)應在進入電涌過電壓區(qū)的交界處就近直接接地,不能直接接地的導體(如電力線、傳輸線等)應通過浪涌保護器接地,電力、通信電纜應穿金屬管并埋地進入機房,穿管埋地的距離應大于25米。室內設備的金屬部分應可靠接地,所有的接地必須實在同一個接地基準點上,這個基準點在工程上稱為匯流排或均壓環(huán),這樣就能保證室內設備不會因為地電位升高而產(chǎn)生電位差。實行等電位連接的主體應為:設備所在建筑物的主要金屬構件和進入建筑物的金屬管道;供電線路含外露可導電部分;電涌過電壓裝置;由電子設備構成的信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)的等電位連接:當采用S型等電位連接網(wǎng)絡時,該信息系統(tǒng)的所有金屬組件,除等電位連接點外,應與共用接地系統(tǒng)的各組件有足夠的絕緣(>10kV1.2/50μs)。本網(wǎng)絡應僅通過唯一的一點(即接地基準點ERP)組合到共用接地系統(tǒng)中去。在此情況下,在各設備之間的所有線路和電纜應按照星形結構與各等電位連接線平行敷設,以避免產(chǎn)生感應環(huán)路。由于采用唯一的一點進行等電位連接,故不會有與雷電有關聯(lián)的低頻電流進入信息系統(tǒng),而信息系統(tǒng)內的低頻干擾源也不會產(chǎn)生大地電流。做等電位連接的這唯一的點也是接浪涌保護器以限制傳導來的過電壓的理想連接點。如果采用M型等電位連接網(wǎng)絡,則該信息系統(tǒng)的各金屬組件不應與共用接地系統(tǒng)各組件絕緣。M型等電位連接網(wǎng)絡應通過多點組合到共用接地系統(tǒng)中去。通常,本網(wǎng)絡用于延伸較大和開環(huán)的系統(tǒng),而且在設備之間敷設許多線路和電纜,服務性設施和電纜在幾個點進入該信息系統(tǒng)。本網(wǎng)絡用于各種高頻也能得到一個低阻抗網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡所具有的多重短路環(huán)路對磁場將起到衰減環(huán)路的作用,從而在信息系統(tǒng)的鄰近區(qū)使初始磁場減弱。在復雜系統(tǒng)中,兩種型式(M型和S型)的優(yōu)點可組合在一起。6、接地系統(tǒng)現(xiàn)在的城市,在一座建筑物內有許多不同性質的電氣設備,需要多種接地裝置,如避雷接地、電氣安全接地、交流電源工作接地、通信及計算機系統(tǒng)接地(也叫直流接地,在數(shù)字邏輯系統(tǒng)中叫邏輯接地)等,這麼多系統(tǒng)的接地到底采用哪重好呢?現(xiàn)一一解釋如下:根據(jù)實踐證明,共用接地是應用最為廣泛的接地方式。獨立接地:如上面所談到的需要接地的部分,都分別獨立地建立自己的接地系統(tǒng),這種接地方式稱為獨立接地。它的好處是各系統(tǒng)之間不會造成互相干擾,這對通信系統(tǒng)尤其重要。但網(wǎng)絡容易被雷擊壞,故除有防爆炸要求的危險環(huán)境必須要采用獨立的避雷方式外,一般不主張采用獨立接地的方式。這種獨立接地在六、七十年代以前采用比較多,現(xiàn)在多被共用接地所取代。共用接地:也叫統(tǒng)一接地。它是把需要接地的各個系統(tǒng)統(tǒng)一接到一個接地裝置上,或者把各系統(tǒng)原來的接地裝置通過地下或者地上用金屬導體連接起來,使它們之間成為暢通的電氣接地統(tǒng)一地網(wǎng),這樣的接地方式為共用接地。共用接地是目前應用最廣泛的接地方式。一點接地:把各系統(tǒng)的接地線接到接地母線同一點或同一金屬平面上,這樣的方法叫“一點”接地法。一點接地法能解決各系統(tǒng)接地線的等電位問題,所以能夠降低各系統(tǒng)之間的干擾程度,尤其是50Hz工頻信號對系統(tǒng)的干擾基本上得以消除,所以一點接地法在工程上得到廣泛應用。一點接地消除了公共阻抗耦合和低頻接地環(huán)路引起的干擾。能很好地工作于1MHZ及以上的額頻率,當整個系統(tǒng)的連接點尺寸較小時(最大尺寸小于L/20,L為干擾信號的波長)可以應用到10MHz。多點接地:各系統(tǒng)的接地線采用多點短連線的接地方式,稱作多點接地。當信號或電磁干擾的頻率相當高或采用快速邏輯時,電容耦合效應將會產(chǎn)生某種干擾耦合,這時引線長度成為主要矛盾,必須采用多點接地使串聯(lián)阻抗減至最小,并將駐波減至最小。多點接地方式應用于高頻電路(f>10MHz)。在二三十年以前,干擾被稱為無線電頻率干擾,因為絕大多數(shù)的噪音和干擾信號出自無線電頻率?,F(xiàn)今電子計算機、數(shù)字技術和邏輯電路不斷擴大應用領域,現(xiàn)在的干擾被稱為電磁干擾。電磁干擾包括導電性電磁干擾,其干擾能量通過導線或電纜從一電路傳送到另一電路。減少導電性電磁干擾是通過電路的合理設計,采用濾波器和電路的合理接地來實現(xiàn)的;輻射性電磁干擾其能量是通過空氣中的電磁場傳送的。在設計外殼和箱體時,通過選用合理的屏蔽材料,構造技術和設備布置以及采用合理的接地技術等等來減少輻射性電磁干擾。其中處理好接地工程是防電磁干擾最重要的技術措施。低頻率干擾絕大部分是通過線路互相耦合而來的,即前面所提到的共阻抗耦合。當兩個電路電流流經(jīng)同一個公共阻抗時一個電路上的電流在這個阻抗上形成的電壓就會影響到另一個電路,這就是共阻抗耦合。如果一個公用的接地網(wǎng)在不同的地方分別接上連線。由于共阻抗耦合關系,各連線之間將有Vg1和Vgz的電壓,各連線的接地點電壓不會一樣。Vg1和Vgz就是干擾電壓,經(jīng)放大后就可能直接影響通信或控制信號。多點接地的優(yōu)點允許存在許多接地環(huán)路,這時同時使用低頻率的電路是有害的,如有上述情況時,可考慮采用混合接地的方法。混合接地:所謂混合接地是在一部設備內的各電路板以最短的導線與機殼連接,或者信號電路相關的幾部設備,以最短的導線與同一個金屬體連接接地,然后多臺設備分別用金屬線接到地網(wǎng)的同一點上。像這樣的接地方式稱為混合接地。混合接地在工程上最簡單的辦法,是在交流電源送進房屋的總開關處,把零線重復接地(或把零線接到房屋的結構主鋼筋上),然后在電源的零線處引出一條PE線連接所有應該接地的點。

1-4防雷項目實施方案:1-4-1直擊雷防護系統(tǒng):該建筑物為第二類防雷建筑物。根據(jù)GB50057-94(2000)《建筑物防雷設計規(guī)范》第二類防雷建筑物的雷電防護要求采取防雷措施。接閃器:接閃器:接閃器是指直接截受雷擊的避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng),以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。利用避雷帶作為接閃器,避雷帶采用Φ10鍍鋅圓鋼,用間距為1m,高為0.2m的支持卡子固定于屋檐、屋脊,女兒墻及屋頂四周等易受雷擊部位。支持卡子采用扁鋼Φ10mm*200mm,固定在屋檐、檐角及屋頂四周處。避雷帶在檐角拐彎處做100mm的弧形轉彎。所有鍍鋅圓鋼相接處,搭接長度不少于10cm,需達到專業(yè)級焊接標準。共計需要避雷帶543米。屋頂僅僅采用避雷帶保護是不夠的,應該采取避雷帶與避雷網(wǎng)聯(lián)合的方式敷設。避雷帶保護屋檐、屋角;避雷網(wǎng)保護屋頂其他區(qū)域。使整個建筑物完全在接閃器的保護范圍之內。避雷網(wǎng)采用Φ10鍍鋅圓鋼,用間距為1m,高為0.2m的混凝土塊固定和支撐避雷網(wǎng),支持卡子采用扁鋼Φ10mm*200mm,使避雷網(wǎng)在建筑物屋頂形成10m*10m或12m*8m的網(wǎng)格。所有鍍鋅圓鋼相接處,搭接長度不少于10cm,需達到專業(yè)級焊接標準。屋面上的金屬物體與防雷裝置相連。共計需要避雷網(wǎng)257米,混凝土塊257塊。工藝要求:防雷裝置的避雷帶和避雷網(wǎng)的金屬材料,需先調直后方可按橫平順直的方式安裝,焊接不應有夾渣、咬肉、氣孔及未焊透的現(xiàn)象,所有鍍鋅圓鋼連接處,搭接長度不少于其直徑的6倍,且需采用雙面焊接,焊接處應做防銹處理,支持卡子的間距要均勻。2.引下線:引下線:引下線是指連接接閃器與接地裝置的金屬導體。采用Φ10鍍鋅圓鋼作為引下線,在每個建筑的四周沿外墻對稱設置,根據(jù)每棟建筑物的周長、各個建筑物地面附近的具體環(huán)境的不同以及建筑物所屬的防雷等級,設置數(shù)量不等的引下線,建筑物的防雷引下線不得少于2根,并沿建筑物四周均勻或對稱敷設,間距不大于18米。當利用建筑物四周的鋼柱或柱子內的鋼筋作為引下線時,可按照跨度作為引下線,但引下線的平均間距不應大于18米,并在距地面0.8m~1.8m處設置斷接卡,斷接卡使用支持卡子固定于建筑物外墻上,靠近地面處加裝護管。工藝要求:防雷裝置引下線的金屬材料,需先調直后方可按順直的方向安裝,焊接不應有夾渣、咬肉、氣孔及未焊透的現(xiàn)象,所有鍍鋅圓鋼連接處,搭接長度不少于其直徑的6倍,且需采用雙面焊接,焊接處應做防銹處理,支持卡子的間距要均勻.避雷引下線在地面以上1.7M長的一段,用角鋼或硬塑料管保護。采用2支及以上引下線時,應在距地1.8M處做斷接卡子,供測量接地電阻使用。共需要引下線168米。安裝注意事項:a、避雷帶及其連接線經(jīng)過沉降溝(沉降溝:一座較長的多層建筑物,往往在橫向上把建筑物分成幾段,段與段之間留有一段空隙,防止各段下沉不一致,引起建筑物損壞)時,應備有10-20cm以上的伸縮余裕的跨越線。b、建筑物須在房面上兩條避雷帶之間加裝明裝連接條,連接條的間距不大于10m時,只在屋檐上裝避雷帶;寬度大于10m時,需在屋面上加裝明裝連接條,連接條間距不大于10m。對金屬旗桿、金屬煙囪、鋼爬梯、風帽、透氣管等必須與就近的避雷帶焊接。c、采用避雷帶保護時,建筑物至少有兩根引下線。避雷帶引下線最好對稱布置,例如兩根引下線成‘一’字或‘Z’字形,四根引下線要做成"工"字形,引下線間距離不應大于18m,當大于18m時,應在中間多引一根引下線。3.接地裝置:接地裝置:接地裝置是指接地體和接地線的總和。以前接地是否合格以接地電阻值為準,現(xiàn)在則側重接地結構兼顧接地電阻值。由于建筑物內電氣設備的頻率增高,其接地結構、等電位聯(lián)結和電氣接線的方法都發(fā)生了變化。設計者必須有電磁容的理論和實踐知識。主要內容有:共地才是合理的選擇;電源接地系統(tǒng)的制式;電氣設備工作頻率對接地結構的要求和對等電位聯(lián)結式的選擇。為了避免地電位反擊造成設備損壞和對人身安全造成威脅,接地裝置宜與建筑物的基礎地、供電系統(tǒng)電源保護地相連接,組成一個共地接地系統(tǒng)。接地裝置的接地電阻值應不大于4Ω。接地裝置應優(yōu)先利用建筑物的自然接地體,當自然接地體的接地電阻達不到要求時應根據(jù)現(xiàn)場的實際勘查數(shù)據(jù)進行增加人工接地體的措施來達到接地阻值的要求。當自然接地體接地電阻可以達到要求時,可利用截面積不小于35mm2金屬導線與等電位連接帶相連。對于新建或改建的混凝土現(xiàn)澆或框架結構樓,接地系統(tǒng)可直接利用建筑墻體結構或框架中鑿出鋼筋,至少兩點與等電位連接帶用至少35mm2銅線連接。當?shù)鼐W(wǎng)的接地電阻值達不到要求時,應該擴大其面積,具體做法是:在地網(wǎng)外圍增設放射式或水平式和垂直式接地體或加一至兩圈環(huán)行接地裝置。環(huán)行接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成,水平接地體周邊為封閉式。水平接地體與地網(wǎng)宜在同一個水平面上,環(huán)行接地裝置與地網(wǎng)之間以及環(huán)行接地裝置之間均應每隔3~5m相互焊接連通一次;也可以在建筑物的四角設置輻射式延伸接地體,延伸接地體的長度宜限制在10~30m,并且最長不應該超過2(ρ為土壤電阻率,單位為Ω·m)1、接地體:接地體:接地體埋入土壤中或混凝土基礎中做散流用的導體。人工接地體采用水平接地體的方式輻射。水平接地體的材料采用40mm*4mm的熱鍍鋅扁鋼??伤浇拥伢w的基礎上采用非金屬接地模塊。接地體之間所有的焊點,除了澆注在混凝土中的以外,均應該進行防腐蝕處理。接地裝置的焊接長度應為扁鋼為寬邊的2倍。接地體埋深,其上端距離地面應不小于0.8m,在寒冷地區(qū),接地體應該埋設在凍土層以下。人工接地體距建筑物出入口或人行道不應小于3m。當小于3m時應加大水平接地體局部深埋至1m。埋在土壤中的接地裝置,鋼材之間連接應采用電弧焊接,并在焊接處作防腐處理水平接地體采用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼,共計長度216米,非金屬接地模塊共計36塊。1-4-2電源線路過電壓保護:1、基本要求:網(wǎng)絡機房設備由TN交流配電系統(tǒng)供電時,配電線路必須采用TN—S或TN—C—S系統(tǒng)的接地方式。當機房為TN-C供電時,應將機房配電系統(tǒng)改為TN-C-S,即從機房配電系統(tǒng)的PEN線上另接一根銅導線,作為機房設備的專用N線使用,并將原PEN線與機房接地系統(tǒng)做重復接地。電源PE線的截面積不應小于4mm2。當配電系統(tǒng)采用總配電與分配電方式供電時,宜優(yōu)先選擇總配電柜與分配電箱安裝相應級別SPD。應在總配電柜處安裝一級(B級)SPD,并在分配電箱處及設備前端安裝兩級SPD。其參數(shù)的選擇宜滿足以下要求:總配電柜處SPD的幅值電流Ipeak不宜小于12.5kA(Ⅰ級分類試驗、10/350μS波形)或標稱放電電流In不小于50kA(Ⅱ級分類試驗、8/20μS波形),電壓保護水平Up不高于2.5kV。機房配電箱處SPD的In不宜小于20kA,設備前端SPD的In不宜小于3.5kA。當機房面積較小時宜選擇兩級復合型SPD。各級SPD的電壓保護水平應與其保護范圍內的設備耐沖擊絕緣水平匹配。網(wǎng)絡設備按GB50057-94(2000)版規(guī)定,應屬于需要將沖擊過電壓限制到特定水平以下的I類設備,其耐沖擊能力為1.5kV,設備前端SPD的電壓保護水平Up不宜高于1.2kV。在TN系統(tǒng)中,SPD的最大可持續(xù)工作電壓應根據(jù)學校當?shù)仉娋W(wǎng)電壓波動情況合理確定,不應小于系統(tǒng)額定工作電壓的1.15倍。2、電源浪涌保護器安裝要求:SPD連接導線應平直,其長度不宜大于0.5m。當限壓型SPD之間的線路長度小于5m時,在兩級SPD之間應加裝退耦裝置。SPD應有內部脫離保護裝置,并宜有劣化顯示功能。并聯(lián)型電源SPD回路中宜串接保險絲應進行過流保護,保險絲標稱電流的量級不宜大于上一級保險絲的1/1.6倍(不含變壓器的次級)。當供電為TN系統(tǒng)時,SPD設計安裝應采用共模形式。網(wǎng)絡機房設備配電線路浪涌保護器安裝位置示意如圖3、電源線路電涌保護產(chǎn)品選擇:電源部分采取三級防護,進行三級電涌過電壓是因為能量需要逐級泄放和傳輸線路會感應LEMP(雷擊電磁脈沖輻射),通過多級避雷措施后可將侵入設備的殘壓限制到一個合理的水平?!綦娫吹谝患壏览妆Wo:安裝于總配電。已經(jīng)存在,不在考慮?!綦娫吹诙壏览妆Wo:采用TPSC403P+N電源電涌保護器,安裝在配樓分配電,共計安裝一套。采用TPSC401P+N電源電涌保護器,安裝在車庫配電。共計安裝一套進一步將通過第一級浪涌保護器的殘余浪涌電壓限制到2KV以下,對LPZ1-LPZ2實施等電位連接。二級浪涌保護器響應時間應低于25ns,電壓保護水平不大于2KV。設計說明:根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》第六章:防雷擊電磁脈沖;第四節(jié),第6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對浪涌保護器(SPD)的要求及GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》第四章的有關規(guī)定,依據(jù)雷電分流理論,需使用8/20μs波形,通流容量20KA,能將線路感應雷擊過電壓限制到2KV以下。對于特殊區(qū)域需要做重點防護的配電電源需使用通流容量40KA的浪涌保護器進行加強保護?!督ㄖ锓览自O計規(guī)范》第六章對于配電盤、斷路器、固定安裝的電機等第III類耐沖擊過壓,其耐壓為4KV。對于電梯、機房、空調等屬于需要重要保護的區(qū)域,浪涌保護器應選擇通流容量為40KA。安裝于配電箱內。為防止浪涌保護器遭受雷擊后損壞后,電源對地短路,需要在浪涌保護器前安裝空氣開關作為短路保護裝置。按照第二類防雷建筑物雷電防護等級二次雷擊參數(shù)要求,依據(jù)雷電分流理論,可分配到電源線路系統(tǒng)的雷電電流為8/20μs波形75KA,則對于TN系統(tǒng),每線可分配8/20μs波形雷電流18.75KA,考慮到保護的裕度,作為配電系統(tǒng)電源第二級防雷,需使用8/20μs波形、通流容量40KA每線的電源浪涌保護器將線路感應雷擊過電壓限制到2000V以下。選型說明:依據(jù)標準要求配電系統(tǒng)第二級防雷保護設計為:使用8/20μs波形通流容量40KA每線的用TPSC40系列浪涌保護器,In=20KA(8/20μS),Up≤1.8KV。TPSC40可用于雷擊區(qū)域的LPZ1-2區(qū)域或更高界面,一般用于建筑物的分配電箱或用于UPS進線端為第二級(C)過壓保護器(詳細的技術參數(shù)見后面的產(chǎn)品介紹)。所有接線用10mm2股銅線連接,地線用16mm2多股銅線連接。產(chǎn)品具有劣化指示功能或故障遙信功能,模塊支持熱插拔。產(chǎn)品主要技術參數(shù)(詳細的技術參數(shù)見后面的產(chǎn)品介紹):產(chǎn)品滿足浪涌保護器(SPD)國家最新標準GB18802.1-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器(SPD)第1部份:性能要求和試驗方法》,等同IEC61643《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器(SPD)》標準。產(chǎn)品參數(shù)優(yōu)于標準要求并通過國家權威檢測機構檢測,符合使用需求?!綦娫吹谌壏览拙毐Wo:采用TPSD203P+N電源電涌保護器,安裝在配樓配電,共計安裝一套。作為設備第三級雷電防護的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000伏以內,雷器響應時間應低于25ns,使浪涌的能量不致?lián)p壞設備。設計說明:根據(jù)GB50057-94(2000版)《建筑物防雷設計規(guī)范》第六章:防雷擊電磁脈沖;第四節(jié),第6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對電涌保護器(SPD)的要求及GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》第四章:配電線路的保護中有關低壓防雷的有關規(guī)定;參照JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》第13部分:電力設備防雷、第14部分接地及安全以及GBJ64-83《工業(yè)與民用電力裝置的過電壓保護設計規(guī)范》第五章、第六章、第八章部分條文。選型說明:依據(jù)智能建筑配電線路設計的實際情況,考慮到各種電子機房內設備的重要性,將配電系統(tǒng)第三級防雷保護設計為:使用8/20μs波形、通流容量10KA每線的電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到1200V以下??蛇x用TPSD20限壓型電源電源電涌保護器,具有模塊化組合功能的電涌保護器件,并能保護安裝在它下游的電氣裝置和設備免遭由于開關動作、靜電泄放、感應雷擊或直接雷擊所產(chǎn)生的浪涌危害,每位最大放電電流可達20KA,可以用于末端設備的第三級保護。分別并接在電源分配電屏電源輸入端的相線及零線與地線之間,電涌保護器前端串接小型斷路器。(詳細的技術參數(shù)見后面的產(chǎn)品介紹)。產(chǎn)品主要技術參數(shù)(詳細的技術參數(shù)見后面的產(chǎn)品介紹):產(chǎn)品滿足浪涌保護器(SPD)國家最新標準GB18802.1-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器(SPD)第1部份:性能要求和試驗方法》,等同IEC61643《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器(SPD)》標準。產(chǎn)品參數(shù)優(yōu)于標準要求并通過國家權威檢測機構檢測,符合使用需求。◆電源第三級防雷保護:采用TPSD10JF7電源電涌保護器,安裝于辦公室重要設備前端。共計安裝15只作為最終保護設備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000伏以內,雷器響應時間應低于25ns,使浪涌的能量不致?lián)p壞設備。設計說明:根據(jù)IEC61312-3雷電電磁脈沖的防護第三部分:浪涌保護器的要求,在LPZ2區(qū)內,浪涌保護器可將浪涌電壓限制到一千多伏,浪涌保護器通流容量為(8/20μs):≥3.5KA。從智能建筑中所使用設備的實際情況,考慮到服務器等高價位設備的重要性,將配電系統(tǒng)末級防雷保護設計為:使用8/20μs波形、通流容量3.5KA的插座型電源浪涌保護器將感應雷擊過電壓限制到1000V以下。選型說明:本方案采用機架式TPSD10JF插座式電涌保護轉換器,In=3.5KA(8/20μS),Up≤1.0KV。TPSD10系列電涌保護轉換器,專為精細保護單相交流供電的敏感設備而設計的,可作為設備端末級(III或IV)電涌保護裝置,使設備免遭由雷擊或電子干擾產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓的損害。本系列產(chǎn)品配有多路輸出插孔,可同時保護數(shù)路電源,并通過內置熱耦合元件監(jiān)控其保護效能;超寬間距的萬用插孔,適合多國插頭標準;全面的監(jiān)控警示功能,實時反映轉換器的工作狀態(tài)(詳細的技術參數(shù)見后面的產(chǎn)品介紹)。產(chǎn)品主要技術參數(shù)(詳細的技術參數(shù)見后面的產(chǎn)品介紹):產(chǎn)品滿足浪涌保護器(SPD)國家最新標準GB18802.1-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器(SPD)第1部份:性能要求和試驗方法》,等同IEC61643《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器(SPD)》標準。產(chǎn)品參數(shù)優(yōu)于標準要求并通過國家權威檢測機構檢測,符合使用需求。

1-5主要設備詳細參數(shù)說明:電源浪涌保護器TPSC40TPSC40系列低壓配電系統(tǒng)電涌保護器專為抑制低壓電氣裝置中的浪涌而設計,是一種具有模塊化組合功能的電涌保護器件,并能保護安裝在它下游的電氣裝置和設備(如EDP系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等)免遭由于開關動作、靜電泄放、感應雷擊或直接雷擊所產(chǎn)生的浪涌危害,每位最大放電電流可達40KA,用于低壓配電系統(tǒng)的第二級保護。TPSC40可用于雷擊區(qū)域的LPZ1-2區(qū)域或更高界面,一般用于建筑物的分配電箱或用于UPS進線端為第二級(C)過壓保護器。以上依據(jù)IEC61643-1和GB18802.1-2002選用。產(chǎn)品主要特點:◎通流量大、殘壓低、響應速度快、無續(xù)流◎內置熱脫扣裝置,使保護器因過熱、擊穿失效時能自動斷開◎標準35MM導軌安裝的模塊化設計,非常便于安裝和維護◎窗口顏色顯示工作狀態(tài),綠色為正常,紅色指示產(chǎn)品故障◎可選擇附帶遙信端子,便于遠程報警控制產(chǎn)品應用TPSC40用于雷擊區(qū)域的LPZ1-2區(qū)域或更高界面,一般用于建筑物的分配電箱或用于UPS進線端為第二級(C)過壓保護器。。通過選用一種或兩種模塊可構成2P、3P、4P、1P+N、3P+N等組合,實現(xiàn)對TT、IT、TN-S、TN-C和TN-C-S供電系統(tǒng)提供電涌過電壓保護。產(chǎn)品安裝

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