整体防雷方案设计及接地系统方案201463.doc

外部防雷及电源信号防雷设计方案河南扬博防雷科技有限公司电话：0371-60917100雷电防护的基本理论 1、 雷击侵入设备的途径2、 雷击防护的基本原理雷击防护：就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地，是疏导，而不是堵雷或消雷。一个完整的防雷系统包括两个方面：直接雷击的防护和感应雷击的防护。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。一般我们将其分为外部避雷和内部避雷两部分。由避雷针（或避雷带、避雷网）、引下线和接地系统构成外部防雷系统，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故；而内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的，为了实现内部避雷，需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安装过电压保护器进行保护并良好接地。A、多级分级（类）保护原则：即根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定防护要点作分类保护；根据雷电和操作瞬间过城市危害的可能通道从电源线到数据通信线路都应做多级层保护。 B、外部无源保护：在0级保护区即外部作无源保护，主要有避雷针（网、线、带）和接地装置（接地线、地极）。 保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针（线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。然而，以往一般认为用避雷针架空得越高越好（一般只按45度角考虑），且使用被动放电式避雷针，其反应速度差，保护的范围小以及导通量小。根据现代化发展的要求，避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置，并且应该从30度、45度、60度等不同角度考虑，安装，以做到对各种雷击的防护，增大保护范围以及增加导通量。建筑物的所有外露金属构件（管道），都应与防雷网（带，线）良好连接。  接地处理 在建筑物或计算机机房的建设中，一定要求有一个良好的接地系统，因所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地，从而保护设备和人身安全。如果机房接地系统做得不好，不但会引起设备故障，烧坏元器件，严重的还将危害工作人员的生命安全。另外还有防干扰的屏蔽问题，防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解决。一般整个建筑物的接地系统有：建筑物地网（与法拉第网相接）、电源地（要求地阻小于10欧）、逻辑地（也称信号地）、防雷地等，有的（如IBM）公司要求另设专用独立地，要求地阻小于4欧（根据实际情况可能也会要求小于1欧）。然而，各地必须独立时，如果相互之间距离达不到规范要求的话，则容易出现地电位反击事故，因此，各接地系统之间的距离达不到规范的要求时，应尽可能连接在一起，如实际情况不允许直接连接的，可通过地电位均衡器实现等到电位连接。为确保系统正常工作，应每年定期用精密地阻仪，检测地阻值。接地装置由接地极及一些附件、辅助材料组成。接地装置的选材和施工主要决定于土质结构，即土壤的地阻率。不同层土质结构不同，因而地阻率不同，为增加接地装置使用效率，应使用长效降阻剂。 3、雷电的选择性A、易遭雷击的地点： 1、土壤电阻率较小的地方，如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方； 2、山坡与稻田接壤处； 3、具有不同电阻率土壤的交界地段。 B、易遭受雷击的建（构）筑物： 1、高耸突出的建筑物，如水塔、电视塔、高楼等； 2、排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等； 3、内部有大量金属设备的厂房； 4、地下水位高或有金属矿床等地区的建（构）筑物； 5、孤立、突出在旷野的建（构）筑物。 三、设计依据及相关标准： GB 50057 建筑物防雷设计规范（2010版）GB 503432012 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50054-95 低压配电设计规范GB 50174-93 电子计算机机房设计规范GB 50169-92 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范IEC 61024 建筑物防雷IEC 61312 雷电电磁脉冲的防护GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范D 562 建筑物、构筑物防雷设施安装YD 5078 通讯工程电源系统防雷技术规范YD/T5098 通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范YD/T1235.1-2002通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求四、防雷方案设计内容1、现场情况与设计内容 晋城市属暖温带半湿润大陆性季风气候区，受大陆性季风影响，四季分明，一般为：春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季秋高气爽，冬季寒冷干燥。晋城位于山西西南方向，雷暴日为32天，属于多雷区，“长日照地区”，年日照时数在23932630小时之间，平均为2563小时。年平均气温10.2-12摄氏度，麦收期平均气温为1923，极端最高气温34.8。地面极端最高温度最高时达62.8。气温总的分布趋势是由南向北递减；盆地由平地向山区递减。年平均降水量626-750毫米，降水量主要分布在夏季，占全年降水量的56.4%，年最大降水量为1010.4毫米。年降水日数为90-98天。最佳旅游季节为4-10月。气候温和与河南新乡接近，早午晚温差变化稍有缩小。降水量的区域分布总趋势是由西北向东南递增，山区多于平川、丘陵；南部和东南部山区大于北中部地区。全市可分为：温寒作物区，温凉作物区，温和作物区，温暖作物区。全市多年无霜期为197天,最多为226天,最少为138天。现场没有高大建筑物防护且没有在其他建筑物保护范围之内，应进行直击雷防护，依据现场情况长、宽、高经过滚球半径法计算，安装独立避雷针进行保护，接地电阻小于4欧姆，接地材料采用YBD-01T长效型非金属接地模块与YBD物理降阻剂结合使用，深度大于1米！ 二、防雷方案设计1） 电源部分：总电源配电柜安装开关型（10/350us）防雷器：TSPD-A350/4三项防雷设备，分配电柜及UPS前端安装TSPD-B+C80RM防雷设备,机柜上安装TKA-GZ/PDU16082） 信号部分：TKS电脑网络信号、网络交换机，监控设备和电话传真机等添加对应防雷设备。3） 外部防雷：采用YBT-03Z提前放电避雷针，滚球半径法计算安装高度，避雷针引下线两根，接地电阻小于规范要求。三、防雷设备具体安装 根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。只做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高而破坏设备，或者因保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护，可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。根据国家有关低压防雷的有关规定，外接金属供电线路进入建筑物之前，必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器。必须做到在电源的进入端安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击过电压、过电流引至大地泄放，以确保后接设备的安全。根据GB 50054-95低压配电设计规范和GB 50174-93电子计算机机房设计规范有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器。必须做到在电源的进入瑞安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全。1、具体措施办法在总配电柜低压输出端并联安装一套TSPD-A350电源一级防雷器 ，用于动力机房配电设备的电源第一级的防雷保护。腾辉智能开关型SPD电源浪涌保护器 ,产品性能优越，密封性好、外观美观、安装接线方便，具有防尘、防腐蚀、阻燃等功能。用于交流三相380V低压配电系统中，能防止雷击、工业噪声或其它原因产生的感应过电压、过电流现象和其它瞬间浪涌电压对系统或设备造成永久性损坏或瞬间中断等危害。加强型并联模块式电源浪涌保护器（SPD）属于三相并联型SPD，浪涌保护器前内置空气开关 。 用并联瞬态浪涌释放方式，当供电线路遭受过电压、过电流时将雷电能量或其它干扰过电压、过电流有效抑制，使各线路间的电位差基本保持不变，雷击后自动恢复，确保电气设备安全运行。所有接线用16mm 2 股铜线连接，地线用25mm 2 多股铜线连接。2、电源二级防雷：设计依据、根据GB 50054-95低压配电设计规范和GB 50174-93电子计算机机房设计规范有关低压防雷的有关规定，机房UPS分配电柜的电源防雷器，对通过电源初级防雷器的雷电能量进一步泄放，可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，防雷器可并联安装在分配电柜处。具体措施：分配电箱处安装壹套TSPD-B+C80RM 用于电路设备的电源二级防雷保护。3、 外部防护： 采用提前放电避雷针经过GB50054-2010建筑物防雷规范，滚球法计算安装高度，采用60us提前放电避雷针。四、防雷接地系统接地是防雷的重要组成部分，是防雷装置的基础，是使雷电流更好的泻入大地，根据实际情况，需重新做一个综合接地体。为保证机房系统的接地阻值，还应尽量减小上引线的电阻值。此次设计上引线选用载面积为25平的铜芯地线电缆。接地体的具体位置和上引线的具体路由，在施工时以尽可能的情况下，减少上引线的长度。通过增大导线载面和减小导线长度的措施，来尽量减小接地引线的电阻值。此次设计接地选用铜包钢接地棒，采用先进机械连续向下冲击，机房接地采用以上方法进行施工，如一处点达不到接地阻值要求则另加一处如上方式与第一处接点联合使用，并做好防腐处理。引线采用25平方铜芯地线，将室内所有设备接地与外面接地装置相连接，连接点处采用等电位连接箱。接地体的具体位置和上引线的具体路由，在施工时以尽可能的情况下，减少上引线的长度。通过增大导线载面和减小导线长度的措施，来尽量减小接地引线的电阻值，达到国家网络信号接地要求4欧姆以下。垂直接地体可采用非金属接地体、铜包钢、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）或其它新型接地材料，水平接地体一般采用热镀锌扁钢。a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;5)接地电阻难以达到要求时，可采取埋接地体，设置外延接地体，在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术，新材料等措施。6）接地体难以避开污水排放和土壤腐蚀性强的地点时，垂直接地体应有要用石墨接地体，水平接地体应选用耐腐蚀性材料，采用热镀锌扁钢时，镀层不宜小于80um. 如果接地电阻达不到要求应做单独接地系统，做到安全牢固。考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性，建议使用镀锌角钢和降组剂配合连制 地网。地网布置依据地形设计为 L型。水平接地体使用40×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用600mm*150mm*100mm长效物理型非金属接地模块或垂直接地体使用 YBD-01B铜包钢接地棒； 接地电阻难以达到要求时，可采取埋接地体，设置外延接地体，在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术，新材料等措施。五、防雷系统设备选型（1） 提前放电避雷针YBZ-07T 工作原理 提前放电避雷针采用国外先进技术及工艺专业制成，获得国家专利。主要由激发器从自然界的电场中吸收并贮存能量。反射器及避雷器针尖与大地有良好地电气连接，处于等电位状态。所以通常情况下，激发器与发射器之间有电场强度，每当雷闪发生前，电场强度会迅猛增大，激发器与反应器之间的电位差大致相当于雷云与大地之间的电位，它们之间的电压降迅速增加会造成尖端大火，并使尖端周围的空气离子化，形成尖端放电现象。避雷针的中央收集杆和激发器EXCITERS之间的电场迅速增加而造成尖端产生的空气离子化可于极短及准确的时间内放电，因大量电离子的存在，从而使自然地Corona效应减低，产生一预期上行放电通道，可迅速、安全地将雷电截击及安全地泄放到大地。产品特点 免维护，非电子式，长寿命；无电子系统，不会因浪涌冲击将其损坏，雷击后防护质量不改变；不同保半径供用户选择；当有闪电时，才会自我激活，完全主动式截击雷电系统；启动提前时间 60s接地电阻要求 4抗风强度 40m/s产品结构 中央收集杆反射器触发装置激发器激发器固定板激发器与反射器和中央收集杆是绝缘的； 反射器和中央收集杆与大地具有良好的电气连接； 激发器底座由合成树脂做成，适用于任何腐蚀条件。接闪针保护范围ESE(PDA)针尖高于被保护物2m、3m、4m、5m、6m、7m、10m和20m时，其保护范围与针的提前放电时间t、针高和建筑物防雷类别有关： Rx=H(2Hr-H)-Hx(2Hr-Hx) 其中：为水平面(地面)的保护半径（m） H为 针类相对于被保护物展面的高度差（m） D为滚球半径：第一类防雷建筑物取30m 第二类防雷建筑物取45m 第三类防雷建筑物取60m L为上行接闪高度，L=t×vt提前放电时间，分别为25s、 35s、45s、60sV=1m/s（先导速度），即L分别为25、35、45、60m。因此，不同型号-X针在不同高度对被保护物的保护半径不同（2）电源一级防雷器TSPD-A350（2）电源二级防雷器TSPD-B+C80 RM/4（3）非金属接地模块YBD-01T(600*150*100) 产品性能及特点1、接触电阻大大降低 2、接地电阻稳定3、减少地电位及反击 4、使用寿命长 5、施工安装简单产品使用方法1、低电阻接地模块可选有垂直埋置或水平埋置。埋置深度不宜小于0.6米，一般为0.81.0米2、采用多个模块埋置时,模块相距不宜小于4.0米.如条件不允许,或适当减小,与此同时就减小计算模块用量时模块系数的取值.3、把模块包裹上高效防腐降阻剂.4、回填上时应多灌水,分层夯实,回填完毕后再次浇水湿润.等模块充分吸湿(72小时)以后测量接地电阻.（4）铜包钢接地棒YBD-01B 铜包钢接地棒有组合式和单根式的两种，组合式接地棒施工更加方便，配有同轴连接管、驱动头和钻头等配件，根据不同地质及使用要求可以通过硅黄铜连接管连接，任意增加镀铜接地棒的长度。顶端采用驱动头（连接螺栓）连接，供接地棒打深时打击使用。末端采用特制钻头（连接螺栓）连接，将接地棒打深。技术参数1.镀铜层厚度0.254mm(符合UL 467接地与搭接设备安全标准)2.抗拉强度60000n/cm23.平直度误差1mm/m4.铜层可塑性：接地棒（线）弯曲30度时，折角内外缘无裂缝现象5.铜层结合度：经附着力试验，除虎口钳钳口咬合处出现剥落铜层，其余部分铜钢结合良好，未出现剥离现象。可以按要求的长度连接接地棒，接地棒可以深入地下30m，而不受任何可能增加土壤电阻率及接地电阻的气候条件（如干旱和霜）的影响（5）高效降阻剂YBD-Z10 降电阻原理 本降电阻剂由多种成份组成，其中含有电解质、石墨、固化剂、润滑剂、高效防腐剂及填充材料等。它呈黑色粉末状，是一种良好的导电体。将它施于接地体和土壤之间，一方面能与金属接地体紧密结合，形成足够大的电流流通面；另一方面又能向周围土壤渗透，有效降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成了一个变化平缓的低电阻区域，从而达到降低接地电阻值的目的。产品优点 降阻效果明显，能减少施工工作量，可少打接地体，尤其可用水平接地体代替难于施工的垂直接地体（在山区及岩石地区等）。施工方便，可解决施工场地受局限的困难，可大量节省金属材料，具有长效性与稳定性，防腐性能好。具有良好的吸水性和保水性，不易随水土流失，较少受气候的影响。综合技术经济性好等。降阻剂的使用方法1、先按接地工程设计要求，参照以下施工图的方法，挖好水平接地沟或垂直接地孔：2、焊接、支撑好金属接地体，金属接地体焊接牢固，表面干净无锈迹；接地装置的焊接长度：对扁钢为宽边的2倍；对圆钢为其直径的10倍。3、降阻剂与水按1：（0.51）比例在容器内搅拌均匀成浆体状，否则影响降阻效果和防腐蚀效果；4、将搅拌均匀的降阻剂敷于接地沟或孔内，将金属接地体包裹均匀，612小时后封土夯实。在敷设过程中，不得将泥沙等杂物接触金属接地体或混入降阻剂中。5、对于深井接地，通常井深由找到电阻率低的地层或地下水来决定，一般达数十米。施工时用专用机械钻孔，孔径为100200mm。金属接地体一般采用50×3.5mm的钢管,用压力将调制好的降阻剂注入管内,使降阻剂从内到外两侧包围钢管并充实整个接地深井。有时要配以局部爆破，炸松四周土壤，以填充降阻剂，扩大降阻效果。技术支持及售后服务 为了不断满足顾客的需求，达到优质服务的目的。坚持“质量第一，用户至上，终身免费维修。为客户提供专业、及时、优质、令您满意”的服务宗旨，特制定以下售后服务细则：1 、我公司确保其提供的货物是全新的、未使用过的，采用的是最佳材料和第一流的工艺，并在各个方面符合招标文件规定的质量、规格和性能要求。我公司保证其货物经过正确安装、合理操作和维护保养，在货物寿命期内运转良好。2、 我公司按每台或每套设备给甲方提供至少一套 完整的技术资料随货物包装发运，其中包括设备的中文使用说明书、操作手册或产品彩页等内容。3、质量保证期为防雷接地系统工程竣工验收合格交付使用，工程质量保证五年内免费保修、更换， 系统终身维护。交付使用后，我公司每年巡查一次，除人为破坏或不可抗拒力，属生产、安装及材料质量问题所造成的一切责任和损失由我公司负责。4、维修响应时间：收到业主维修要求半小时内响应，72小时内到达设备安装现场，联系人：杨利涛：151103306685、维修工程师接到客户通知后，按上述时间内到达指定地点；6、五年跟踪维护，定期电话回访，必要时现场检查，终身免费咨询7、我公司免费为客户培训35名该防雷系统的技术人员，培训地点在乙方专用培训办公室或甲方项目办公室培训日期在1日 8、培训内容为：防雷产品的工作原理；接地系统的检查和维护；地网的接地电阻的测量；避雷器的检查和维护。17