环境系系楼防雷设计方案.doc

江西信息应用职业技术学院江西信息应用职业技术学院 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 专业名称 防雷技术 班 级 08 防雷一班 学生名称 王灿 指导教师 和丽霞 系 主 任 刘彦章 2011 年 4 月 1 日 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计（论文）题目： 江西信息学院环境工程系办公楼防雷江西信息学院环境工程系办公楼防雷 改改 造工程设计方案造工程设计方案 II、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 原始数据：土壤电阻率为原始数据：土壤电阻率为 336.62.m336.62.m，土壤为红土，土壤含水量为，土壤为红土，土壤含水量为 4%4%以上，办公楼为砖混结构的建筑物，该办公楼以上，办公楼为砖混结构的建筑物，该办公楼 L=64mL=64m、W=11mW=11m、H=11m(H=11m(包括楼阁包括楼阁 H=15m)H=15m) 防雷现状：外部防雷装防雷现状：外部防雷装 置已锈蚀置已锈蚀, ,且避雷针的保护范围不足，且避雷针的保护范围不足，SPDSPD 浪涌保护器没有安装，未浪涌保护器没有安装，未 设置等电位连接网络等。设置等电位连接网络等。 设计技术要求：设计技术要求：GB50057-94GB50057-94（20052005 版）版） GB50343-GB50343-20042004 III、毕业设计（论文）工作内容： 注：本页内容由指导教师填写注：本页内容由指导教师填写 IV、主要参考资料： 建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000 年版） 电子计算机机房设计规定GB5017494 雷电电磁脉冲的防护IEC61312 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2004 电气装置安装工程 GB50169-92 低压配电系统的电涌保护器（SPD） GB18802 环境工程环境工程 系 防雷技术防雷技术 专业 0808 防雷防雷 1 1 班 学 生 王灿王灿 日 期：自 年 月 日 至 年 月 日 指导老师 和丽霞和丽霞 兼职教师或答疑教师（并指出所负责的部分）： 系主任 刘彦章刘彦章 附注：任务书应附在已完成的毕业设计说明书首页附注：任务书应附在已完成的毕业设计说明书首页 （正文） 江西信息学院环境工程系办公楼江西信息学院环境工程系办公楼 防雷改造工程防雷改造工程 设设 计计 方方 案案 江西信息应用职业技术学院江西信息应用职业技术学院 编制编制 目录目录 1 1雷电的概述雷电的概述 5 5 1.1雷电的入侵途径.5 1.1.1直击雷 .5 1.1.2雷电感应 .5 1.1.3雷电波侵入 .5 1.1.4地电位反击 .6 1.1.5雷电防护的发展趋势 .6 2 2勘测报告勘测报告 7 7 2.1勘测依据.7 2.2数据勘测.7 2.2.1建筑物的位置及气象条件 .7 2.2.2地质条件和地形状况 .7 2.2.3建筑物的结构及使用性质 7 2.2.4建筑物周边环境 .7 2.2.5建筑物内各设备工作间的概况 .8 2.2.6进出管线情况 .8 2.2.7建筑物原有接闪装置现状 .8 2.2.8供配电情况及配电系统接地形式 .8 2.2.9电子信息系统情况 .9 2.2.10等电位连接网络 .9 2.3数据分析.9 2.3.1地区雷暴日等级划分.9 2.3.2雷电防护区划分 .9 2.3.3建筑物防雷等级分类 10 2.3.4雷电防护分级 11 2.3.5避雷针的保护范围 12 2.4勘测结论 .13 3 3设计方案设计方案 1414 3.1设计范围 .14 3.2设计依据 .14 3.3直击雷的防护 .14 3.3.1接闪器 14 3.3.2引下线 15 3.3.3接地装置 16 3.4等电位连接与接地16 3.5电源系统的防雷与接地17 3.5.1第一级电源防护 17 3.5.2第二级电源防护 18 3.5.3第三级电源防护 18 3.5.4接地 19 3.6电子信息系统的防雷与接地19 3.6.1新建主机房的防雷与接地 20 3.6.2天馈线路的防雷与接地 22 4 4附图附图 2323 4.1勘测图 .23 4.2设计施工图23 5 5维护和管理维护和管理 2323 6 6施施工工方方案案 2424 6.1施工准备 .24 6.1.1技术准备 24 6.2劳动力和主要设备材料、用量计划 .24 6.2.1劳动力的技术培训工作 24 6.2.2劳动力管理 24 6.2.3劳动力计划 25 6.3材料准备 .25 6.4施工机具及计量检测仪表25 6.5安装电源 SPD 的注意事项 .26 6.6质量管理的措施 .26 7 7工程预算工程预算 2727 1雷电的概述 1.11.1 雷电的入侵途径雷电的入侵途径 1.1.11.1.1 直击雷直击雷 直接雷击含有极大的能量，电压峰值可达 5000KV，具有极大的破坏力。 如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流经引下线入地，会造成以下三种影响： a：雷电流产生具大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。 b：雷电流流经的通道上产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。 c：在雷电流流经的通道上，物体水分受热汽化而剧烈膨胀，产生强大的冲 击性机械力，可使机房建筑物结构断裂破坏，导致工作人员伤亡，设备破坏。 1.1.21.1.2 雷电感应雷电感应 从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中，雷电活动区几乎同时出现两种 物理现象，其中静电感应与电磁感应两种现象是可能造成雷电感应的危害形式。 雷电感应虽然没有直接雷击猛烈，但其发生的几率比直接雷击要高得多。 静电感应：由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷， 当雷云对地面或另一雷云主放电后，雷云上所带的电荷，通过闪击与异种电荷 中和，而在导体上的感应电荷却在短时间内得不到释放，这样就在导体上形成 了很高的感应电位。 电磁感应：当闪电的雷电流经引下线入地的过程中，会在其周围的空间产 生磁场，这种磁场随时间的变化而变化，其感应作用随着与落雷点的距离的增 大而较快地减少（与距离平方成正比） ，磁场会在其内部导体上形成了很高的感 应电位。 1.1.31.1.3 雷电波侵入雷电波侵入 远处的雷电击中线路或因雷电感应产生的极高电压，雷电波由室外电源线 路和通信线路传至建筑物内，浪涌电压高达几十千伏，危及人身安全和损坏设 备。 所以进出建筑物的管线的防雷对于整体防雷来说，是非常重要的环节。 1.1.41.1.4 地电位反击地电位反击 当雷电击到建筑物的接闪器上时，雷电流经引下线往大地泄放；由于雷电 流电流幅值大，建筑物地网本身存在地阻阻值，雷电流在短时间内不能全部泄 放，这时雷电流经设备的接地线引入设备，从而造成设备的损坏。 因此，多媒体机房综合防雷工程综合防雷工程既要防直击雷，又要防雷电 感应；既要防止雷电过电压侵入从金属线缆输入，也要防止地电位反击。 1.1.51.1.5 雷电防护的发展趋势雷电防护的发展趋势 随着近几年雷电灾害的增加，人们对雷电灾害的防护也从单一的避雷针防 雷和 SPD 保护，逐步向系统防雷、整体防雷发展，通过限流、均压、分流、屏 蔽、接地、保护等手段实现全面的雷电的防护，即： 限流：限制直接雷击的雷电流幅值和上升率（di/dt） ，减少二次感应雷 的危害 均压：改善冲击电压的分布，降低电位差，避免雷电反击事故 分流：采用多条接地引下线分别泄放雷电流，减少二次感应雷的危害和 避免雷电反击事故 屏蔽：设置屏蔽房、室、箱，防止雷电电磁波入侵对电子设备的危害 接地：防雷措施的基础，设计建设合理的地网系统，使雷电流迅速泄放 入地 保护：电源及信号回路安装 SPD，有效保护各类电子设备 2勘测报告 2.12.1 勘测依据勘测依据 建筑物防雷设计规范GB 50057-94 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50343-2004 2.22.2 数据勘测数据勘测 2.2.12.2.1 建筑物的位置及气象条件建筑物的位置及气象条件 江西信息应用职业技术学院处于江西省南昌市青云谱区气象路 58 号，该 建筑物位于学院东南侧。该学院所在区处于亚热带季风气候区，全年多雷雨天 气， 特别是夏季对流运动强盛，雷雨天气频繁，冬季低温少雨，年平均雷暴 日为 56.4d/a，有“雷打山”之称。 2.2.22.2.2 地质条件和地形状况地质条件和地形状况 该学院的地势较高，为南昌市最高点，且该系楼四周明显的有一定的落差， 土壤为红壤，土壤电阻率为 336.62*，且接地电阻为 2.6。 2 2. .2 2. .3 3 建建筑筑物物的的结结构构及及使使用用性性质质 该建筑物呈东西走向，为砖混结构， 包括楼阁共三层，主要给老师办公 和学生实训使用，且流动人员量较大；其长 64 米，宽 11 米，高 11 米(包括楼 阁高 15 米)；且屋面含有两台卫星天线、四杆风标及两台破损的百叶箱，南面 女儿墙上还含有三个铁横担（详见其屋顶平面图）（详见其屋顶平面图） 。 2 2. .2 2. .4 4 建建筑筑物物周周边边环环境境 建筑物四周都为混凝土地面，地势有一定的落差。其南面为 10 米高的男 生宿舍，两楼之间有高过屋面的大树，北面为学院广场，东面是学院超市，地 势低于建筑物 1 米；西南面为小花园，地势高于将住屋 2 米（详见其四置图）（详见其四置图） 。 2.2.52.2.5 建筑物内各设备工作间的概况建筑物内各设备工作间的概况 建筑物一楼有四个房间，分别是防雷接地实训室（内有很多检测仪器） ， 地面观测实训室（内有七台电脑、两台空调、气压表等观测仪器） ，自动气象站 （内有风向、风速传感器，翻斗式雨量传感器等） ，器材室。一楼楼梯旁有一配 电盒，盒内装有一台塑料外壳式断路器（JK10250330） ，其中额定工作电 压380V,额定绝缘电压 660V，额定频率 50HZ，瞬态脱扣整定电流 150A。盒内 还装了 4 三相空开、3 单相空开和 1 个双相空开。型号分别为：2 个 DZ47-100 1-1 D100A、3 个 DZ47-63 C16、3 个 DZ47-63 C63。 建筑物二楼有天气会议室（内有一台投影，一台电脑、一台空调和气象 探测接收设备） ，专业机房（内有一台电脑、一台投影机、两台天馈接收器、53 台电脑、一个交换机 RJ-45,天气分析与预报室（内有一台空调、一台电脑、一 台投影仪） ，教研办公室（两台空调、八台电脑） ，防雷设计实训室（一台调、 五台电脑） ，地理信息系统综合实验室（两台电脑、一台投影仪） ；（详见其各（详见其各 设备工作间平面图）设备工作间平面图） 。 2.2.62.2.6 进出管线情况进出管线情况 该建筑物北侧西面大门处有埋地电源线缆进入，同时有自来水管道，在其 北侧外墙上附有很多的架空线缆；（详见其立面图）（详见其立面图） 。 2.2.72.2.7 建筑物原有接闪装置现状建筑物原有接闪装置现状 该建筑物小阁楼的女儿墙上安装了一圈避雷带，和一根 3 米高的避雷针， 二楼屋顶安装了一根 8 米高的避雷针，但避雷针已经锈蚀和歪曲，且避雷带也 已经锈蚀，某些部位出现了断裂的迹象，该建筑物曾多次遭受过直接雷击（具（具 体位置见屋顶平面图）体位置见屋顶平面图） 。 2.2.82.2.8 供配电情况及配电系统接地形式供配电情况及配电系统接地形式 该建筑物的低压配电线路是由学院总配电房经 PVC 套管及一段金属钢管埋 地引入一楼总配电箱（东侧楼梯间）中，然后由一楼的总配电箱引入二楼分配 电箱及一楼各设备工作间，再由二楼分配电箱引入二楼各设备工作间。配电系 统的保护方式：从学院总配电房到一楼的总配电箱采用的是 TNC 方式，从一 楼总配电箱到二楼分配电箱采用的是 TNS 方式，其各楼层配电箱内的各相线 没有安装避雷器，且没有使用国家标准颜色的电源线。 （详情见其配电系统结构（详情见其配电系统结构 图）图） 2.2.92.2.9 电子信息系统情况电子信息系统情况 进入建筑物的信号线路是由综合楼中心机房引出的光缆经架空的方式引 入建筑物二楼的交换机房中，然后由交换机分出的光缆及同轴电缆分别引进建 筑物的专业机房、新建机房及楼层设备工作间中。 进入该建筑物的天馈线是由屋面的卫星天线经同轴电缆引入二楼的专业 机房中。 2 2. .2 2. .1 10 0等等电电位位连连接接网网络络 该系楼的 110 机房采用 M 网格型等电位连接网络，设置了两个局部等电位 连接端子，需要进行等电位连接的设备已经进行了等电位连接，设备之间的等 电位连接的方式采用串联的方式，且楼层都没设置等电位连接端子板及楼层墙 面上的金属窗未跨接。 2.32.3 数据分析数据分析 2 2. .3 3. .1 1 地地区区雷雷暴暴日日等等级级划划分分 该建筑物所在区的年平均雷暴日为 56.4d/a，根据建筑物电子信息系统 防雷设计规范GB50343-2004 第三节 3.1.2 条年平均雷暴日大于 40 天，不超 过 60 天的地区为高雷区，所以该建筑物为高雷区所以该建筑物为高雷区。 2.3.22.3.2 雷电防护区划分雷电防护区划分 雷电防护区的划分是将需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外 部到内部划分为不同的雷电防护区（LPZ） 。按照 GB50343-2004 第三章第 3.2.2 条，该建筑物可分为：该建筑物可分为：LPZ0ALPZ0A、LPZ0BLPZ0B、LPZ1LPZ1、LPZ2LPZ2、LPZnLPZn 区区, , 如下图： 图号 比例 制图日期 审核 08防一 王灿 LPZ1 LPZ2 LPZn 埋地线缆及管道 注： 表示在不同雷电防护区界面上的等电位接地端子板 表示起屏蔽作用的建筑物外墙、房间或其他屏蔽体 LPZ0A LPZ0ALPZ0A LPZ0B 系楼雷电防护分区平面图 接地装置 LPZ1 LPZ0B LPZ0B LPZ0ALPZ0A 所以，该建筑物应处于 LPZ0B 区的保护范围内。 2.3.32.3.3 建筑物防雷等级分类建筑物防雷等级分类 建筑物年预计雷击次数： N=K*Ng*Ae 等效截收面积为： Ae = LW+2(L+W) +)200(HH)200(HH 6 10 = 975+8681.38+9746.56 6 10 = 0.02 雷击大地的年平均密度： Ng=0.024 3 . 1 Td =0.024 3 . 1 4 . 56 =4.5381 雷击次数校正系数：K 取 1.5 年预计雷击次数： N=K*Ng*Ae=0.135 式中： N 建筑物年预计雷击次数 K 雷击次数校正，在一般情况下取 1； 在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取 2；金属屋面的砖木结构 的建筑物取 1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处地下 水露头处山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取 1.5； Ng 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度 Ae 与建筑物截收相同雷击次数的等效面积 年平均雷暴日 根据建筑物防雷设计规范 GB50057-94 第二章第 2.0.3 条预计雷击次数大 于 0.06 次/a 的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物为第 二类建筑物，由于该建筑物年预计雷击次数为 0.135d/a,所以该建筑物属于第所以该建筑物属于第 二类防雷建筑物。二类防雷建筑物。 2 2. .3 3. .4 4 雷雷电电防防护护分分级级 建筑物拦截效率:E=1-Nc/N Nc ：可接受的最大年平均雷击次数 Nc=5.8×/C C : 各类因子 C=+ :信息系统所在建筑物材料结构因子取 1.5 :信息系统重要程度因子取 1 :电子信息系统设备乃冲击类型和抗冲击过电压能力因子取 0.5 :电子信息系统设备所在雷电防护区的因子取 0.5 :电子信息系统发生雷击事故后的后果因子取 1 :区域雷暴等级因子取 1.2 C=C + C + C +C +C +C =1.5+1+1+1+1+1.2=6.7 123456 Nc=5.8×/C=0.0274 : 建筑物及入户设施年预计雷击次数：=NN 式中 :入户设施的年预计雷击次数 ：建筑物的年预计雷击次数 =0.135 =(0.024)(+)(次/年) =4.5*(464*2*200*10-6+2000*100*10-6) =0.3848 =0.135+ 0.3848=0.51N 式中 Ng 建筑物所处地区雷击大地的年平均密； 年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定； 电源线缆入户设施的截收面积； 信号线缆入户设施的截收面积； 建筑物拦截效率: E=1-Nc/N =1-0.0274/0.51 =0.946 根据建筑物电子信息系统防雷设计规范GB50343-2004 第四章第 4.2.3 条当 0.90E0.98 时定为 B 级，所以该建筑的雷电防护等级为所以该建筑的雷电防护等级为 B B 级。级。 2.3.52.3.5 避避雷雷针针的的保保护护范范围围 在建筑物屋顶有一长为 8m 的避雷针，楼阁上有一长为 3m 的避雷针及一圈 避雷带，且两根避雷针在同一平面内是等高的都为 17m，据分析和有关知识得： 两根避雷针可以按双支等高避雷针进行计算。 且必须满足： D，而两根避雷针之间的距离）（m17h4 .7073172)2(h2mhhr D=30m，所以根据得：其在最低点的保 222 )2/()(hxDhhh rrx 护高度，然后以 h为假想避m133245)2/()(h 22 0 Dhhh rr0 雷针，即该假想避雷针在建筑物楼顶的最小保护半径为 ,即现有的接)10(5 . 542832)2()2(r 00 mhmmhhhhhh xxrxrx 闪器不能对该建筑物进行完全的保护。 2 2. .4 4 勘勘测测结结论论 该系楼的阁楼上的避雷带及避雷针已经锈蚀和弯曲，避雷带的某些部位有断裂的迹象，该系楼的阁楼上的避雷带及避雷针已经锈蚀和弯曲，避雷带的某些部位有断裂的迹象， 同时避雷带和避雷针没有连接起来。同时避雷带和避雷针没有连接起来。根据建筑物防雷设计规范GB50057-94 和第三章第 三节的 3.3.1 条规定避雷带应该沿着建筑物易受雷击的部位敷设，避雷针应采用避雷带互 相连接起来，及第四章规定避雷带及避雷针的并做相应的防腐蚀处理，因此该建筑的接闪，因此该建筑的接闪 装置不合格，建议对其接闪装置进行整改。装置不合格，建议对其接闪装置进行整改。 根据建筑物防雷设计规范GB50057-94 规定，经计算得出其接闪装置不能经计算得出其接闪装置不能 使建筑物及其所有设备处于直击雷防护区内，且该建筑曾多次遭受过直接雷击，使建筑物及其所有设备处于直击雷防护区内，且该建筑曾多次遭受过直接雷击， 建议安装合格的接闪装置。屋面的金属设备未进行等电位连接不符合建筑物防建议安装合格的接闪装置。屋面的金属设备未进行等电位连接不符合建筑物防 雷设计规范的要求。雷设计规范的要求。 该系楼的屋面的部分金属设备出现严重的锈蚀，且部分出现弯曲的现象，该系楼的屋面的部分金属设备出现严重的锈蚀，且部分出现弯曲的现象， 根据建筑物防雷设计规范GB50057-94 规定，为防止屋面的部分重要金属设备与部分锈为防止屋面的部分重要金属设备与部分锈 蚀的金属设备间发生雷电反击的现象，建议将这些锈蚀的金属设备从屋面移除。蚀的金属设备间发生雷电反击的现象，建议将这些锈蚀的金属设备从屋面移除。 该建筑的配电系统及天馈系统没有采取防雷电波侵入的措施，以及信息系该建筑的配电系统及天馈系统没有采取防雷电波侵入的措施，以及信息系 统也没有设置可靠的等电位连接网络统也没有设置可靠的等电位连接网络，根据电子信息系统防雷设计规范 GB50343-2004 规定：电子信息系统的机房应该设置等电位连接网络，电源系统 及信息系统应安装 SPD 防止雷电过电压波的侵入，因此该建筑的电子信息系统、因此该建筑的电子信息系统、 天馈系统及电源系统不符合设计规范，建议对该系统安装过电压保护器以防止天馈系统及电源系统不符合设计规范，建议对该系统安装过电压保护器以防止 雷电过电压波的侵入。雷电过电压波的侵入。 根据电子信息系统防雷设计规范GB50343-2004 要求，设备间的等电设备间的等电 位连接应该分别与等电位连接带进行并联，该系楼位连接应该分别与等电位连接带进行并联，该系楼 110110 计算机机房的设备之间计算机机房的设备之间 采用串联的方式进行等电位连接，因此该种连接方式不符合设计规范的要求，采用串联的方式进行等电位连接，因此该种连接方式不符合设计规范的要求， 属于错误的连接方式，建议进行整改，采用并联的连接方式。属于错误的连接方式，建议进行整改，采用并联的连接方式。 3 3设计方案 3 3. .1 1 设设计计范范围围 江西信息应用职业技术学院环境工程系系楼的防雷工程进行改造，主要包 括对建筑物屋顶设备的直击雷、等电位连接网络、电源系统、信息系统等进行 雷电过电压波、雷电反击等的防护，同时包括该工程材料的采购、运输、以及 现场的施工安装和管理。 3 3. .2 2 设设计计依依据据 建筑物防雷设计规范GB 50057-94 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2004 电子计算机机房设计规范 GB50174-93 电气装置安装工程 GB50169-92 低压配电系统的电涌保护器（SPD） GB18802 雷电电磁脉冲的防护IEC61312 3 3. .3 3 直直击击雷雷的的防防护护 根据现场的勘测数据及数据分析，原有的直击雷防护装置不能使建筑物全 部处于接闪器的保护范围内，建筑物及屋顶的设备仍然会遭受直接雷击，受到 直击雷的破坏。因此采取一套完整系统的直击雷设计方案。 3.3.13.3.1 接闪器接闪器 首先，在建筑物屋顶的中心部位敷设一根长为 8m 由焊接钢管制作的避 雷针用于保护卫星天线、风标，且避雷针尖端采用直径为 16mm 的钢管打磨成三 角锥形，在针尖下 1m 处，用截面积为 25mm2的钢绞线每隔空间角 600用拉线基 座在屋面固定三次，同时将由钢管焊接而成的避雷针用正方形的钢材肋板与设 置在屋面板的 0.5m0.5m 钢筋混凝土基座连接起来，避雷针与钢材肋板之间采 用焊接，并在焊接处做涂漆处理，而钢材肋板与钢筋混凝土基座之间用 M25 的 地脚螺栓予以固定起来。 详见避雷针在屋面的安装图详见避雷针在屋面的安装图 然后，在建筑物的屋顶及楼阁女儿墙上安装一圈由直径为 10mm 的圆钢制 成避雷带，并用截面积为 25mm2厚度为 4m 扁钢制成的支持卡子对避雷带进行支 撑和固定，支持卡子的高度为 0.15m，同时在屋面及楼阁女儿墙上四个角距转 弯处 0.5m 的地方和沉降缝处将圆钢弯曲成钝角圆弧；在女儿墙上每隔 1m 处沿 屋檐打上一膨胀螺栓用于固定支撑卡子，并将圆钢与扁钢之间采用焊接，并在 焊接处进行涂漆处理。 详见避雷带在女儿墙上的安装图详见避雷带在女儿墙上的安装图 详见避雷带过沉降缝的安装图详见避雷带过沉降缝的安装图 最后，在建筑物的屋顶距北面女儿墙 4m 处用直径为 10mm 的圆钢沿屋面 板设置一根长为 66m 的横向避雷网，在其东北面用同种规格的圆钢沿屋面板设 置八根纵向避雷网，其中五根长为 13m、两根长为 5m、一根长为 12m；同时在 楼阁上用直径为 10mm 的圆钢沿屋面板设置一根长为 15.6m 的横向避雷网及一根 长为 15m 的纵向避雷网，使它们交接在中心处；横向避雷网和纵向避雷网之间 的圆钢除应在接触处进行两面施焊外，还应在其接触的地方用弯曲成钝角且直 径为 60mm 的圆钢搭接件进行焊接，并在焊接处涂漆。 将屋面用作避雷网格的圆钢与避雷带的圆钢进行焊接，其搭接长度为 60mm，并在焊接处涂漆。 3.3.1.13.3.1.1接闪器的保护范围接闪器的保护范围 由于屋面上现有的卫星天线及风标的高度为 3m，根据相关的知识得：在 建筑物的屋面板及女儿墙上设置了避雷网格和一圈避雷带，所以可以将其屋面 板视为等效屋面，即避雷针在屋面保护卫星天线、风标的保护半径为： )38(4 . 92 .16- 6 . 25)2()2(r 1111111 mhmhmhhhhhh xxrxrx ， 避雷带在屋面及楼阁女儿墙上的保护半径分别为： )1015.10(5 . 0285 .28)2()2(r 2222222 mhmhmhhhhhh xxrxrx ， )515 . 5 (4 . 0 6 . 2021)2()2(r 3333333 mhmhmhhhhhh xxrxrx ， 详见接闪器保护范围平面图详见接闪器保护范围平面图 3.3.23.3.2 引下线引下线 利用建筑物结构柱内的 8 根主钢筋作为自然引下线，即利用建筑物屋顶 靠南面女儿墙并距屋顶散水坡外 1m 处的结构柱内的 4 根主钢筋作为自然引下线， 再沿其对称的北面找出另外结构柱内的 4 根主钢筋作为自然引下线，且敷设的 8 根自然引下线的在横向的平均间距为 15m，纵向的平均间距为 9m。并将设置 在屋面中心处的避雷针用直径为 10mm 的圆钢就近与主钢筋两端做好可靠的焊接， 同时女儿墙上的避雷带每隔一段距离也用直径为 10mm 的圆钢就近与主钢筋两端 做好可靠的焊接，并在焊接处做好涂漆处理。 在距地面 0.3m 处从 8 根结构柱的主钢筋中用直径为 10mm 圆钢搭接出一 段接地线穿钢管埋地与原有的接地体应做好可靠的焊接，并在焊接处做好涂漆 处理。 详见接闪器、引下线及接地体的连接图详见接闪器、引下线及接地体的连接图 3.3.33.3.3 接地装置接地装置 经勘测数据得知，该建筑物的接地电阻为 2.6 欧姆，根据相关规定：该接 地电阻符合规范要求，所以无需增加人工接地体，即利用该建筑物的原有地网 作为防雷装置的接地体。 3.43.4 等电位连接等电位连接与接地与接地 在 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处即在进入建筑物的一楼总配电箱中距 PE 排 0.5m 处设置总等电位连接端子板（总等电位接地端子板的材料利用截面积为 80 mm2铜排制作） ，并通过截面积为 16mm2的多股铜芯线（接地干线）经 PVC 套 管沿墙面及穿墙将其引接至一楼各设备工作间的局部等电位接地端子板和二楼 设置的楼层等电位接地端子板上，而由总等电位接地端子板引接至接地体的两 根接地线采用截面积为 98 mm2的钢材，并将两个接地线在东西两处与原人工接 地体进行焊接，并在其焊接处做好涂漆处理。 在二楼分配电箱中距 PE 排 0.5m 处设置楼层等电位连接端子板，楼层等 电位接地端子板的材料利用截面积为 60 mm2铜排制作。 在一楼防雷接地实验室的新建主机房、地面观测实验室、自动气象站、 器材室、天气会议室、教研办公室、地理信息综合办公室等室内配电箱中距 PE 排 0.5m 处设置一个局部等电位连接端子板，并在新建主机房交换机机柜端距机 柜的接地线 0.5m 处再设置一个局部等电位接地端子板，局部等电位接地端子板 的材料利用截面积为 50 mm2铜排,同时将各设备工作间内的金属门窗及设备的 金属外壳用截面积为 6mm2的多股绝缘铜芯线用 M16 的螺栓就近与局部等电位连 接端子板连接起来。 将建筑物外墙上的金属窗、入口处的卷行铁门及楼梯扶手用金属线全都 搭接起来，然后用截面积为 6mm2且黄绿相间的多股绝缘铜导线用 M16 的螺栓就 近与设置在本楼层的等电位连接端子板螺栓连接起来。 将建筑物屋面上保留的卫星接受器、风标采用直径为 10mm 的圆钢将其 与屋面女儿墙上的避雷网进行可靠的焊接，并在焊接处做好油漆处理。 将建筑物南面墙体上的四个铁横担用截面积为 6mm 的铜材与屋顶散水坡 1m 外的结构柱用作自然引下线的主钢筋进行熔接处理，并把墙体上的四个铁横 担作为建筑物的防侧击雷措施。 等电位连接端子板之间的接地干线采用黄/绿双色。 上述不同导体之间搭接处的过渡电阻值均小于 0.03。 详见等电位连接系统简图详见等电位连接系统简图 3.53.5 电源系统的防雷与接地电源系统的防雷与接地 由于雷电对电力线或金属管道的作用，雷电波会沿着这些管线侵入屋内，危 及到人身安全或损坏设备，而该建筑物电力线路的配电箱内未采取防雷电波的 措施，因此建筑物很有可能会遭受到雷电过电压波的危害，根据 GB50343- 2004建筑物电子信息系统防雷技术规范中有关雷电防护等级的划分，本项 目电气系统线路防雷电感应按 B 类防雷级别的要求设计，即对该办公楼的配电 系统进行三级防护；对电源系统进行多级保护，可以通过分级泄流的方法，将 雷击在电源传输线感应的雷击能量逐步的泄放到大地，从而更可靠的保护电源 线路。如下设计： 3.5.13.5.1 第一级电源防护第一级电源防护 第一级防雷的目的：防止浪涌电压直接从 LPZ0 传导进入 LPZ1 区，将数万 至数十万的浪涌电压限制到 25003000V。 对于三相电源系统的第一级避雷器(电压开关型)，三相进线的每条线路应 有 60KA 的通流容量，可将数万甚至数十万伏的过电压限制到几千伏以内，且第 一级电源避雷器(电压开关型)应并联安装在一楼配电箱电源线路进线的同名端 口上，做到对直接雷击和雷电感应的保护。可选用可选用 VA60VA60/3P1/3P1 的电源避雷器，该的电源避雷器，该 型号避雷器的通流容量（型号避雷器的通流容量（lnln）为）为 60KA60KA（8/20us8/20us），可以对通过线路传输的直击），可以对通过线路传输的直击 雷和高强度感应雷进行泄放。雷和高强度感应雷进行泄放。其 SPD 的具体参数如下： VA60/3P1 VA60/3P1VA60/3P1 电源模块浪涌保护器产品参数：电源模块浪涌保护器产品参数： 型型 号号 VA60/3P1VA60/3P1 订货代号 安装类别B 级 工作电压 Uc AC 385V 工作电压 Uc DC 500V 放电电流 In L-PE 60KA (8/20s) 放电电流 Imax N-PE 200KA (8/20s) 限制电压 Up 2.3KV 3.5.23.5.2 第二级电源防护第二级电源防护 第二级防雷的目的：进一步将第一级避雷器的残余浪涌电压及雷电波的二 次入侵产生的浪涌电压限制到 15002000V。 对于三相电源系统的第二级避雷器（限压型），三相进线的每条线路应有 40KA 的通流容量，可将几千伏的过电压进一步限制到 2 千伏以内，且第二级电 源避雷器（限压型）应并联安装在二楼分配电箱和一楼新建主机房分配电箱电 源线路进线的同名端口上，将第一级避雷器泄放后出现的雷电残压以及电源线 路中感应的雷电流给予泄放。可选用可选用 VB40/3P1VB40/3P1 的电源避雷器，该型号的避雷器的电源避雷器，该型号的避雷器 的通流容量（的通流容量（lnln）为）为 40KA40KA（8/20us8/20us），可以对通过线路传输的存在感应雷电流），可以对通过线路传输的存在感应雷电流 和雷电波的二次入侵进行泄放。和雷电波的二次入侵进行泄放。其 SPD 的具体参数如下： VB40/3P1 VB40/3P1VB40/3P1 电源模块浪涌保护器产品参数：电源模块浪涌保护器产品参数： 型型 号号 VB40/3P1VB40/3P1 订货代号4031362113 安装类别B 级 工作电压 Uc AC 385V 工作电压 Uc DC 500V 放电电流 In L-N 40KA (8/20s) 放电电流 Imax N-PE 120KA (8/20s) 限制电压 Up 2.3KV 3.5.33.5.3 第三级电源防护第三级电源防护 第三级防雷的目的：最终保护设备的手段，将残余的浪涌电压降到 1000V 以内，使浪涌的能量不致损坏后续的设备。 由于经过一、二级防雷而进入第三级防雷的雷击残压仍将有千伏以内，对 于三相电源系统的第三级避雷器（限压型），三相进线的每条线路应有 20KA 的 通流容量，可将几千伏的过电压进一步限制到 1 千伏以内，且第三级电源避雷 器（限压型）应并联安装在办公楼各设备工作间配电盒电源线路进线的同名端 口上，将第二级避雷器泄放后产生的残余雷击能量及感应的 LEMP 给予再次泄放。 可选用可选用 VC20/3P1VC20/3P1 的电源避雷器，该型号的避雷器的通流容量（的电源避雷器，该型号的避雷器的通流容量（lnln）为）为 20KA20KA（8/20us8/20us），对最终的后续设备进行），对最终的后续设备进行 LEMPLEMP 的防护。的防护。其 SPD 的具体参数如下： VC20/3P1 VC20/3P1VC20/3P1 电源模块浪涌保护器产品参数：电源模块浪涌保护器产品参数： 型型 号号 VC20/3P1VC20/3P1 订货代号4033262113 安装类别C 级 工作电压 Uc AC 385V 工作电压 Uc DC 500V 放电电流 In L-PE 20KA (8/20s) 放电电流 Imax N-PE 80KA (8/20s) 限制电压 Up 1.8KV 详见电源系统三级保护平面图详见电源系统三级保护平面图 详见详见 TN-STN-S 系统过电压保护平面图系统过电压保护平面图 详见详见 TN-STN-S 低压电源系统低压电源系统 SPDSPD 安装示意图安装示意图 3.5.43.5.4 接地接地 将一、二、三级电源浪涌保护器的连接导线的接地端分别用截面积为 25mm2、16 mm2、10 mm2的多股绝缘铜导线与配电箱的保护接地线接地端子板连 接，同时将各配电箱的金属外壳分别用金属线与保护接地线接地端子板进行搭 接，然后用截面积为 16 mm2 、16 mm2、1.5 mm2且黄绿相间的多股绝缘铜导线 将各设备间配电箱及主机房中的保护接地线接地端子板（PE 排）就近与设置在 各楼层的等电位接地端子板连接（用 M16 的螺栓连接）。各级浪涌保护器的接 地端的连接导线应尽可能的短和直，其长度不大于 0.5m。 3.63.6 电子信息系统的防雷与接地电子信息系统的防雷与接地 进入该建筑物的信号线路是由综合楼的中心机房经光缆架空的方式引至二 楼交换机，再经二楼交换机穿钢管埋地引入一楼防雷装置实验室的新建主机房 的交换机中的，而进入该建筑物的天馈线是由屋面卫星的同轴电缆引接至二楼 的专业机房。 3.6.13.6.1 新建主机房的防雷与接地新建主机房的防雷与接地 从二楼交换机 SPD 的输出端口上引接出一根光缆，通过 PVC 套管穿墙、 埋地方式引入该建筑物一楼新建主机房的交换机机柜中，同时将光缆的金属接 头、金属挡潮层、金属加强芯等在进入新建主机房处用直径为 6 mm2的多股绝 缘铜芯线就近与一楼设置的总等电位接地端子板用 M16 的螺栓连接，当光缆引 至主机房的计算机机柜的光端机时，先在光缆引进光端机的前端加装一台光电 隔离器，然后在路由器及交换机的前端加装与其类型和功能参数相匹配的 24 个 端口的信号 SPD，并在信号 SPD 输出端通过 RJ-45 的网线将信号分配到主机房 内的 60 台计算机中。 在各楼层有电子信息设备工作间交换机的前端在加装一台与其类型和功 能参数相匹配的 8 个端口的信号 SPD，并在信号 SPD 输出端通过 RJ-45 的网线 将信号分配到各设备间的计算机中。其信号 SPD 及光电隔离器的具体参数如下： TD9-02/8TD9-02/8 系列系列 1919 吋机架式吋机架式 1000M1000M 网络信号防雷保护器产品参数网络信号防雷保护器产品参数： 型型 号号 T