常用防雷设计模块

常用防雷设计模块-避雷针部分设计依据：依据 GB 50057-94建筑物防雷设计规范（2000 版）第四章：防雷装置，第一节：接闪器；第五章：接闪 器的选择与布置中关于避雷针的要求，参考IEC 61024建筑物防雷标准第一部分：通则，第二节：外部 防雷装置（LPS）；第二部分：防雷装置的设计、安装、维护及检查，第二节：防雷装置（LPS）的设计； 第三节：外部防雷装置（LPS）的施工；在满足客户所提技术需求的情况下，按照99（03）D501-1建筑 物防雷设施安装标准图集进行施工。实施方案：在XXX安装12米高避雷针，并与避雷带焊接。避雷针共分三节，基础支撑使用80x5mmx6m镀锌钢管， 中间支撑使用50x5mmx6m镀锌钢管，避雷针使用ALP-150型钛金属优化接闪避雷针。支撑杆固定部位 高度1.5m,使用L50x50x5mm镀锌角钢做固定支架。常用防雷设计模块-接地部分设计依据：依据GB 50057-94建筑物防雷设计规范（2000版）第三章：建筑物防雷设施；第四章：防雷装置，第三 节：接地装置中关于接地的要求，参考IEC 61024建筑物防雷标准第一部分：通则，第二节：外部防雷 装置（LPS）；第二部分：防雷装置的设计、安装、维护及检查，第二节：防雷装置（LPS）的设计；第三 节：外部防雷装置（LPS）的施工；在满足客户所提技术需求的情况下，按照99（03）D501-4接地装置 安装标准图集进行施工。实施方案：首先要将所有建筑物基础钢筋用40x4mm镀锌扁钢做两点连接，组成联合地网；其次要将所有外露电力设 备的保护接地，建筑物顶部设备的保护接地，架设的避雷针的引下接地等与主地网进行连接；最后对信息 控制系统的信号线路直流工作接地做单独接地处理，并在机房内部设置均压带和等电位汇流排。考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性，建议使用AG系列非金属接地模块制作地网。地网布置依据地形进 行设计。水平接地体使用40x4mm镀锌扁钢，埋深0.6米；垂直接地体使用L50x50x5x2000mm镀锌角钢； 垂直接地体间使用AG-I平板型非金属接地模块。地网引出地网测试极到地面上，以便以后检测地网情况。常用防雷设计模块-屏蔽部分依据 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 要求及 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：屏蔽及布线中 关于屏蔽的要求，参考 IEC 61312雷电电磁脉冲的防护标准第一部分：通则，第三章第三节：屏蔽要求； 第二部分：建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地中关于屏蔽的要求，在满足客户所提技术需求的情况下 按照 GB 50343-2004建筑物电子信息系统防雷设计规范第六章：防雷施工中关于屏蔽的要求进行施工。依据 GB 50057-94建筑物防雷设计规范第 6 章关于雷电电磁脉冲防护的要求，当建筑物顶部架设避雷针铁塔时，按照GB 50057-94 （2000版）建筑物防雷设计规范提供的二类建筑物雷击参数，首次雷击雷电流参数为：150KA；后续雷击雷电流参数为：37.5KA；当本建筑物无天面屏蔽网格时，则LPZ1区的电 磁场强度为：SF = 20 loE （ ） /71 + lSxlO-6/2 4.6 dBaySFHi= E. i,/（血 二）1S09A/m;（相当于 23.8Gs）依据GB 50174-93电子计算机机房设计规范第323条的要求，主机房内的磁场干扰环境强度不应大于800 A/m。因此，当建筑物顶部直击雷装置接闪时，依据上述计算，建筑物顶层机房内的电磁场强度高达1899A/m相当于23.8Gs，远远大于标准所规定的大于800 A/m的磁场干扰强度，因此，必须对建筑物进行 金属网格屏蔽。当铁塔遭雷击时，建筑顶层沿钢筋柱引下线1 m布置有导线直径为16mm2，包裹面积为2mX2m的设备供 电电源时，其环路的感应电压和电流计算如下：Z=0.8 + 护0-8 （7 +b ）40.4 / /旳（一 ）/a+l+（y）2 ）1pm “ （）/d+Ji+（|7）1严=2.26 -3.2 +4. 2GM. 26X10 =7.58X10 H开路电压UOC在波头时间T1期间，UOC的最大值UOC/max :氏 ln（14 Id -Ki-二）= 2003.9（V）如果忽略导线的欧姆（最坏情况），短路电流为 iSC 的最大值5#= A b - 1q（1+ Id nw）.二）A=357.1AiSC/max从上述计算还可以看出，当建筑物顶部直击雷防护装置接闪时，其机房内部（LPZ1区）电源线、信号线及 其相应的接地线所包裹的环路中的开路电压UOC是非常大的，足以造成设备的损坏。如本文3部分定义的 机房，其开路电压最大值UOC/max为2803.9V,远高于电子信息设备（I类设备）的1500V的耐压。而在实 际的机房布线时，其电源线、信号线及其相应的接地线所包裹的环路远大于这个尺寸。因此，在考虑建筑 物金属网格屏蔽的同时，还需要考虑机房内电源、信号线路的雷电电磁脉冲在线路上产生的过电压的防护， 需对线路采取相应的屏蔽措施，并安装相应等级的电涌保护器（SPD）。根据1971年美国通用研究公司家的R.D希尔的仿真实验，当雷电活动时磁感应强度Bm=0.7Gs时，无屏蔽 的计算机会产生误动，当磁感应强度 Bd=2.4Gs 时，没有屏蔽的计算机系统将遭致永久性损坏。则:依据上 面关于LPZ1区内电磁场强度的计算公式，当建筑物天面使用lmxlm金属网格做屏蔽时：SF = 20- loE （ ） /71 + lSxlO61 =17.91 dBHt = /（2 x 露）=1194 山Hi =152 A/ （相当于 1.9Gs）SF禹f=3 - y =1-79 M如此的设置可大大节约建筑物的空间使用率，是解决建筑物顶部机房问题的最好方法。实施方案：在主机房，使用10mm2黑色或黄绿色多股铜芯线将所有金属门窗与天花板龙骨多点连接，并用16mm2黑 色或黄绿色多股铜芯线与接地汇流排连接，做可靠接地，用做主机房电磁屏蔽。考虑到机房内设备使用空间的要求，需要对机房所在建筑采取两种网格的屏蔽。对整个建筑物选用1mx1m 金属网格做天面及侧面的屏蔽，对窗户选用0.2 mx0.2 m金属网格做屏蔽或制作专门的防盗窗。屏蔽材料选 用6mm镀锌圆钢，上端与避雷带及天面网格焊接，下端与接地网的接地焊接。常用防雷设计模块-等电位连接依据 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 要求及 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，在满足客户所提技术需求的情况下，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。实施方案：1. 从机房内引出两条钢筋，并在引出点用80x300x5mm铜排制作接地汇流排供设备和防雷保护器接 地用。用30x3mm铜带制作均压带，将主钢筋与均压带连接，将金属门窗、各种线路的金属屏蔽 管、各种电子设备的金属外壳、机架等与接地汇流排连接。2. 对主机房：将主机房均压带用 70mm2 多股铜芯线穿金属屏蔽管与室外接地网连接。对分机房：将 分机房均压带用 50mm2 多股铜芯线穿金属屏蔽管与室外接地网连接。将各种信号线的屏蔽管在进入中控室时用16mm2多股铜芯线做等电位连接处理。在进入主机房后，再将屏 蔽管用16mm2多股铜芯线与接地汇流排做等电位连接处理。常用防雷设计模块-电源配电系统防护的总设计A、外来导体的布置:外来导体包括：金属水管、通讯电缆线及电力电缆铠装外皮或电缆金属管等。所有的水管和电缆应埋地进入机房，水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入机房时接地，电缆应选用 铠装电缆或穿金属管埋地进入机房电缆相线和中线应通过电涌保护器接地。B、外电源线的电涌保护器的布置和选择：1）、电涌保护器的布置原理URESURES|S32)*JRESSD3)LPZ： . SF ha）该布置是依据GB 50057-94 （2000版）和IEC 61312的标准布置。在 LPZ0 和 LPZ1 区交界：U2 =U -I R1 2 2可以看出：UU I2I2 1 1这样就可以通过多级钳位使残压逐步降低，以有效地抑制外来雷电波入侵和雷电电磁脉冲的危害。b）通过电涌保护器的雷电流逐级减少，还为安装电涌保护器提供了方便如（图3）所示，我们在安装电涌保护器时总会使用导线进行连接，而导线电感在雷电波的频率下不能忽略，于是有：Uc=UL +U +UL Uc=Is（ZL+ZL）+Us1 s 2 1 2这样的残压将会附加上一个额外的Is（ZL+ZL）,如果只有一级电涌保护器，雷电流的大部将从这一级电涌12保护器泄放入地则Is非常大，这样要保证U额外Is（ZL +ZL ）,否则则ZL1+ZL2要非常地小，也即导线要非常12短， 在安装时往往很难做至， 安装条件就会非常苛刻。多级布置使这个部题得至解决。c）分区多级布置使电涌保护器由于自身放电的电磁脉冲的干扰减弱，我们知道当在导体中有高频信号流过， 就会向空间发射电磁波及发射功率。可频率、电流和电压有关当电流和电压降低时其发射功率也就减弱， 这样不会因为电涌保护器的放电而影响微电子设备的正常运行。d）SPD4必须尽量靠近设备，这是因为GB 50057-94（2000版）和IEC 61312表明电涌保护器距被保护设 备的距离过大会由于雷电波的反射效应而在被保护设备上引起高频振荡，使得设备上的电压超过电涌保护 器上的残压而损坏设备。这个距离应小于10米。变压器低压侧的电涌保护器其三相电压为动作电压；U0= 400V常用防雷设计模块-首级电涌保护器标称放电电流的计算对于本系统采用的铠装电缆线路，按建筑物防雷设计规范第六章：第四节：第6.4.7 条要求每线标称放 电电流不宜小于15KA的要求。首级电涌保护器的每相标称放电电流应大于15KA (10/350声)。常用防雷设计模块-次级电涌保护器标称放电电流的计算依据国标GB 50057-94第6.4.8条：在前级按第6.4.7条要求安装的10/350s SPD所得到的电压保护水 平加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足以保护距其较远处的被保护设备的情况下，尚应在被保 护设备处装设SPD。且该SPD的电压保护水平加上其两端引线的感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%。根据被保护设备的特性(如高电阻型、电容型)或开路时，反射波效应最大可将侵入的电涌电压加倍。依据国标GB 50057-94第6.4.9条：当按第6.4.7条和第6.4.8条要求安装的SPD之间设有配电盘时，若 第一级 SPD 的电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备，应在该盘内安装第二 级SPD。后级线路的SPD称放电电流In的选择应考虑到前级SPD启动后线路残压和其两端引线的感应电压 以及反射波效应。对于本系统采用的非屏蔽电缆线路，次级电涌保护器的每相标称放电电流应大于20KA (8/20S)。精密 设备保护需选用防雷插座，其体积小，可以与设备靠得很近。为减小多级电涌保护器的泄放电流会大大减少，在兼顾经济性和安全性的基础上分别选择： SPD1-Asafe 25/4 标称放电电流 25KA (10/350rS)； SPD2-AM1-40/3-NPE 标称放电电流 40KA (8/20rS)； SPD3-AM2-20/3-NPE 标称放电电流 20KA (8/20rS) SPD4-LT A6-420NS-PRO 标称放电电流 20KA ( 8/20rS)常用防雷设计模块-电源系统设计方案设计依据： 根据IEC 61312雷电电磁脉冲的防护、GB 50057-94建筑物防雷设计规范、GB 50054-95低压配电设 计规范、 JGJ/T 16-92民用建筑电气设计规范及 GBJ 64-83工业与民用电力装置的过电压保护设计规 范中防雷及过电压规范有关防雷分区的划分和各级电源系统雷电及过电压保护要求，针对本招标文件关 于配电系统的描述，将其分为三个防雷区分别加以考虑。由于单级防雷可能会带来因雷电流过大而导致的 泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏。因此选用电源系统多级保护，可防范从直击雷到操作 浪涌的各级过电压的侵袭。电源一级防雷LPZ0A-LPZ1区:依据建筑物防雷设计规范第六章：防雷击电磁脉冲第三节 屏蔽、接地和等电位连接的要求：第6.3.4 条及第四节对电涌保护器和其他的要求：第6.4.7条规定，在LPZOA或LPZ0B区与LPZ1区交界处，从室 外引来的线路上安装SPD当线路有屏蔽时，每个SPD的雷电流按雷电流的幅值的30%考虑.本建筑物为二类 防雷建筑物，首次雷电流幅值为150KA，电源线路为铠装埋地，TN-S配电模式，因此首次直击雷在低压配 电线路上每线的分配电流为:在建筑物已安装合格的防直击雷措施后，有50%的雷电流通过引下线流入接 地装置，因此每线分配电流为：150KA*50%*30%/4=5.6KA，按建筑物防雷设计规范第六章：第四节：第 6.4.7条要求每线标称放电电流不宜小于15KA。同时，依据建筑物防雷设计规范第六章：第四节第 6.4.4条及I IEC61312雷电电磁脉冲的防护第三部分：浪涌保护器的要求，浪涌保护器可以将数万伏 的感应雷击过电压限制到4KV以下。具体措施：在低压总配电箱安装1套ASP Asafe 15/4模块式电源防雷器.ASP Asafe 15 性能简介：采用多层间隙技术和特殊的材料工艺，保护SPD长寿命稳定工作，避免了续流和灭弧。具有超强的直击雷 电通流能力可防护直击雷浪涌电压，应用于低压配电的第一级保护。标称通流容量15KA（10/350），最大 通流容量100KA（8/20），导轨式安装方便，残压小于2000V。Asafe 15/4为四模块组合，应用于三相五 线配电系统。满足高能量释放；高雷电泻放等级；低残压等级的技术要求。电源一级防雷LPZ1区:根据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）的要求及GB 50054-95低压配电设计规范第四章的有关规定P：此标准未规定你下述计算 依据。，依据雷电分流理论，需使用8/20“s波形，通流容量20KA。对于特殊区域需要做重点防护的配 电电源需使用通流容量40KA的电涌保护器进行加强保护。建筑物防雷设计规范第六章对于配电盘、断 路器、固定安装的电机等第III类耐冲击过压，其耐压为4KV。对于电梯、机房、空调等属于需要重要保 护的区域，浪涌保护器应选择通流容量为40KA，招标文件中提到，配电箱使用德国海格公司暗装配电箱， 三相3X20模，在满足规范的前提下，从美观及经济角度出发，应选用模块式浪涌保护器，安装于配电箱 内。为防止浪涌保护器遭受雷击后损坏后，电源对地短路，需要在浪涌保护器前安装空气开关作为短路保 护装置。ASP AM3-10性能简介：ASP AM3-10为可插拔更换的防雷模块，通流容量为10KA，最大通流容量为20KA，标准模块化安装，高 能浪涌保护，响应速度快，残压小于1200V,带失效检测指示。AM3-10/2为两模块组合，适用于单相电源系统。能满足低残压等级；响应时间快要求。设计依据：依据GB?50174-93电子计算机机房设计规范、GB?50343-2004建筑物电子信息系统防雷设计规范及 GB?2887-89计算机场地安全要求中信号系统雷电及过电压防护要求，针对收发设备、控制设备、网络 交换机、服务器网卡及其他精密通讯等做重点防护。在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在 1KM 范围内的金属环路，如网络、信号及通讯金属连线等都会感 应到雷击，将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。对于网络、信号及通讯方面的 防雷工作是较易被忽视的，往往是当系统受到巨大破坏、资料损失惨重时才想到应该做预先的防范。具体措施：在以太网络通讯线MODEN前安装壹套RJ45-E100/4S?计算机网络通信线电涌保护器，用于网络通信线路的 防雷保护。常用防雷设计模块-信号线路部分在网络交换机通讯系统进线端安装壹套RJ45-24E?计算机网络通信线电涌保护器，用于各设备网卡及通信 线路的防雷保护。