弱電系統(tǒng)的防雷和接地設計方案

1、弱電系統(tǒng)的防雷和接地設計方案1概述雷電是一種非常壯觀的自然現(xiàn)象，它具有極大的破壞力，對人類的生命、財 產(chǎn)安全造成巨大的危害。 1987年聯(lián)合國確定的“國際減災十年”中，雷電為對人 類危害最大的十種災害之一。 自從人類進入到電氣化時代以后， 雷電的破壞由主 要以直擊雷擊毀人和物為主，發(fā)展到以通過金屬線傳輸雷電波破壞電氣設備為 主。隨著近年來電子技術的飛速發(fā)展 , 計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡化程度越來越高 ,人類對 電氣設備尤其是計算機設備的依賴越來越嚴重。 而電子元器件的微型化、 集成化 程度越來越高， 各類電子設備的耐過電壓能力下降， 遭雷電和過電壓破壞的比例 呈不斷上升的趨勢， 對設備與網(wǎng)絡的安全運行

2、造成嚴重威脅。 據(jù)統(tǒng)計， 全世界每 年因雷害造成的損失高達十億美元以上。長沙地處中緯度地帶，冷暖空氣交會頻繁，平均每年雷暴天數(shù)為 44天，最多 的年份達 87天，大于 40天，不超過 60天的地區(qū)屬高雷區(qū)。 1年中 12個月均有可能 發(fā)生雷暴，其中 85以上的雷暴集中在春夏兩季， 平均每年發(fā)生雷擊事件上千起， 雷擊所帶來的損失越來越嚴重，所以防雷顯得尤為重要。國家有關部門對計算機系統(tǒng)的防雷工作非常重視 ,制訂了相關的法律、法規(guī) 及相應的標準和規(guī)范。雷電對電氣設備的影響，主要由以下四個方面造成：1、直擊雷直擊雷蘊含極大的能量，電壓峰值可達 5000KV，具有極大的破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，

3、巨大的雷電流沿引下線入地，會造成以下三種影響：a：巨大的雷電流在數(shù)微秒時間內(nèi)流下地，使地電位迅速抬高，造成反擊事故， 危害人身和設備安全。b:雷電流產(chǎn)生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應極高的脈沖電壓C:雷電流流經(jīng)電氣設備產(chǎn)生極高的熱量，造成火災或爆炸事故。2、傳導雷遠處的雷電擊中線路或因電磁感應產(chǎn)生的極高電壓， 由室外電源線路和通信 線路傳至建筑物內(nèi)，損壞電氣設備。3、感應雷云層之間的頻繁放電產(chǎn)生強大的電磁波， 在電源線和信號線上感應極高的脈沖電壓，峰值可達 50KV。4、開關過電壓供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負載開啟或斷開、 地極短路、電源線路短路等， 都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，其脈沖

4、電壓可達到線電壓的 3.5倍，從而損壞 設備。破壞效果與雷擊類似。由此產(chǎn)生的雷電過電壓對電子設備的破壞主要有以下幾個方面:(1)、損壞元器件a過高的過電壓擊穿半導體結，造成永久性損壞；b、較低而更為頻繁的過電壓雖在元器件的耐壓范圍之內(nèi)，亦使器件的工作壽命大大縮短；c、電能轉化為熱能，毀壞觸點、導線及印刷電路板，甚至造成火災；(2)、設備誤動作及破壞數(shù)據(jù)文件因此，應該根據(jù)實際情況具體分析， 采取相應的防雷保護措施， 確保計算機 系統(tǒng)的安全工作。2. 防雷保護措施概括地說，當今電子設備的防雷手段，主要采用 分流、接地、屏蔽、等電位 和過電壓保護五種方法。（A ）、分流利用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等將

5、雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設備上。（B）、屏蔽計算機系統(tǒng)所有的金屬導線，包括電力電纜、通信電纜和信號線均采用屏蔽 線或穿金屬管屏蔽，在機房建設中，利用建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料，使機房 形成一個屏蔽籠。用以防止外來電磁波（含雷電的電磁波和靜電感應） 干擾機房 內(nèi)設備。（C）、等電位連接將機房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼 等金屬構件進行電氣連接，以均衡電位。（D ）、接地在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，為保證其穩(wěn)定可靠的工作、保護計算機網(wǎng)絡設備和 人身安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，需要一個良好的接地系統(tǒng)。接地和等電位連接方式，可參看下圖：電源線

6、220/3807 AC*0廠rATatfnrp f j1ii3工程具體實施1、本方案包括四大部分： 第一部分：防雷地網(wǎng)的制作。地網(wǎng)是避雷針、避雷帶、避雷器等設施有效發(fā) 揮作用的保障。第二部分：等電位處理、屏蔽，等電位處理也可稱共地處理，即工作地、防 雷地、保護地均進行等電位連接， 消除各點之間的電位差。 金屬線管的屏蔽接地， 其目的是將線管上已感應的電磁干擾在進入設備之前疏導入地。第三部分：設備防雷，包括電源防雷和信號防雷二大類。2、方案的選型根據(jù)電源及網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要性及對防雷系統(tǒng)的要求， 在對一些知名防雷產(chǎn)品 進行分析后， 公司決定采用國內(nèi)最專業(yè)、 可靠性最高、 使用最廣泛的防雷設備生 產(chǎn)廠

7、商長沙雷科星（ LKX ）防雷產(chǎn)品。3、防雷產(chǎn)品介紹LKX- 系列電源防雷器有如下特點：適用范圍廣可應用于不同電網(wǎng)制式保護模式新相線對中線，中線對地線的保護模式 設計更安全故障電流回路由相線與中線完成，不受地阻值高的影響 通流量大內(nèi)置高能放電極、單模塊可達 40KA （8/20us）2丄KX-系列信號類防雷器有如下特點：多級保護，通流容量大（ 10-15KA）傳輸速率高，插入損耗小允通電壓限制在損壞接口的電流水平之下內(nèi)置快速半導體保護器件，響應速度快4、方案的具體內(nèi)容地網(wǎng)及引下線部分經(jīng)勘查并結合公司實際及參照防雷技術標準規(guī)范 ，防雷地網(wǎng)的阻值應不 大于 4 歐姆。我公司采用 1.5米長的熱鍍鋅

8、接地棒，間距為 3 米為宜。垂直接地體按接地裝置剖面布置圖開坑，挖深 lOOOmmm,寬400mm,樁基 處開挖長、寬各800mm,然后垂直打入地下1400mm,使接地電極的頂部高出地 面100mm,然后用水平接地體焊接連通。水平接地體應鈍角彎曲引上地面上 300mm,然后與引下線焊接，弓I下線為© 1mm的熱鍍鋅圓鋼。接地體在焊接時,扁鋼搭接長度為寬度 2倍,并應焊接 3個棱邊,各焊接處 的焊接面不小于 100mm。接地體的焊接點或無鍍鋅部分,均應做防腐處理,涂瀝青油或防銹漆防腐。 接地體安裝完成后,逐層回填泥土,在接地體周圍不得填入磚石、焦渣、垃 圾之類的雜物，與此同時進行檢測及

9、設立警示牌， 并保證接地體阻值不大于4Q<2引下線與接地線的安裝,等電位處理地網(wǎng)水平接地體在與測試點的連接采用 © 10的熱鍍鋅圓鋼, 測試點放在防水 的接地盒內(nèi), 匯接點用相應規(guī)格的銅鋁連接端子聯(lián)接, 一邊聯(lián)接 © 10的熱鍍鋅圓 鋼,一邊與銅線相聯(lián)。引下線的制作：機房內(nèi)均壓環(huán)與測試點的接地引下線采用 25 平方毫米多股 銅線與地網(wǎng)測試點相連。信號防雷器、電源防雷器、設備箱外殼與機房內(nèi)均壓環(huán)相聯(lián)的接地地線按相 關標準可采用 10 或 16平方毫米多股銅線。感應雷防護感應雷防護系統(tǒng)是為保護建筑物內(nèi)部的設備以及人員的安全而設置。 通過在 需要保護設備的前端安裝合適的避雷

10、器， 使設備、線路與大地形成一個有條件的 等電位體。 將可能進入的雷電流阻攔在外， 將因雷擊而使內(nèi)部設施所感應到的雷 電流得以安全泄放入地，確保后接設備的安全。機房電源防雷機房所在樓層總配電電源進線端 （三相四線）并聯(lián)安裝一套 LKX-B380/60KA 型保護電源防雷箱， 該防雷箱在整個防雷系統(tǒng)中所起的根本作用是， 當發(fā)生強度 很大的雷擊時， 通過第一級電源防護器后的殘壓還比較高， 仍可能大大超過被保 護設備所能承受的最高耐壓值， 在殘壓進入機房之前將其泄放入地， 此類防雷產(chǎn) 品高可靠性、反應速度快、大通流量和長壽命，可承受雷雨季節(jié)多次高強度、高 能量浪涌過電壓的沖擊， 穩(wěn)定可靠的發(fā)揮迅速大

11、通流量泄流的作用， 可以將殘壓 限制在更低。UPS電源防雷機房內(nèi)UPS電源為機房內(nèi)的一些重要設備進行供電保障，所以也需對UPS電源進行感應雷防護，在UPS電源的進線端并聯(lián)安裝一套通流量為 40KA（ 8/20 Q）的LKX-B220/40單相電源防雷箱，由于防雷器在泄放供電線路上高能量的 雷電流時， 在防雷器兩端所呈現(xiàn)的殘壓仍然很高， 仍可能大大超過被保護設備所 能承受的最高耐壓值， 因此通過第三級防雷箱再次泄流而降低線路上的殘壓， 進 一步降低真正到達設備供電端口的浪涌電壓值， 使之小于設備耐壓值， 從而在發(fā) 生雷擊時，使設備遭受損壞的可能性大大減小。機房內(nèi)重要電子設備電源防雷為了保護機房內(nèi)重要電子設備 （如交換機、其它重要設備等 ），在重要電子設 備電源端加裝末級防雷電源移動插座 LKX-E220-4PT/10 型，以保護各機房內(nèi)的 電子設備。最大負載電流可達到 10KA 。末級防雷器主要用于重要設備的前端， 當發(fā)生能量特別大的雷擊時，感應雷電流在經(jīng)過B級、C級防雷器的泄放后，其 殘壓仍然可能高于設備的最高耐壓值， 重的設備的埠及內(nèi)部的高精度集成電路仍 有可能被擊壞，經(jīng)過末級防雷器泄放殘余雷電流， 設備的安全運行就更為可靠了。機房內(nèi)網(wǎng)絡信號防雷事實證明，當發(fā)生雷電感應時