貴陽市某大橋在線監(jiān)測機房防雷工程方案[科比特防雷]

1、雙甲級防雷設(shè)計/施工資質(zhì)貴陽市某大橋在線監(jiān)測機房防雷工程方案設(shè)計單位：湖南普天科比特防雷技術(shù)有限公司聯(lián)系人：劉云云日期：2010年8月17日前 言 雷電是一種自然現(xiàn)象。隨著微電子、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，以集成電路為核心的各種測控及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域。這類設(shè)備對過電壓、過電流、電磁脈沖等外來干擾極其敏感且耐受能力極低。通過對雷電的能量波譜分析可知，雷電波能量主要集中在低頻段，極易與工頻（50HZ）的供電線路形成耦合，造成雷電波的侵入；加之機房內(nèi)的計算機設(shè)備采用了大量的微電子技術(shù)，由于微電子設(shè)備的特殊性，其速度快、精度高，但抗干擾能力差，極易毀壞。而雷電電磁脈沖是一種強電磁

2、干擾源，以不同的途徑侵入電子設(shè)備內(nèi)部，輕則干擾設(shè)備的正常運行，造成數(shù)據(jù)失真；重則使電子設(shè)備局部損壞或整機報廢。一、雷電的防護原理在低壓供電系統(tǒng)、測量和控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)，有許多因素可引起過電壓浪涌。下面所述的四種造成的危害最大。直擊雷： 如果雷電直接對有外部防雷裝置的建筑物或者直接打到建筑物頂部的可以通過某種途徑傳輸雷電流入地的裝置放電(如室外天線，衛(wèi)星接收裝置等)，使得地電位抬升，一大部分雷電流通過保護接地線進入到建筑物的裝置和連接的設(shè)備。雷電也可能直接對電源線(低壓架空線)或數(shù)據(jù)線放電，大部分高能雷電流被引入到建筑物里。附近的雷擊：一是，即使建筑物本身沒有遭到雷擊，附近的雷電閃擊也可能引

3、起建筑物裝置上的過電壓。這個浪涌過電壓直接或通過電感性或電容性耦合到達電子裝置、設(shè)備的線路上?；蛘咄ㄟ^雷電放電通道散發(fā)出的磁場，在設(shè)備的線路上感應(yīng)出過電壓，建筑物內(nèi)的長導(dǎo)線回路特別容易感應(yīng)出過電壓。容性耦合是通過具有高電位差的兩點之間的電場產(chǎn)生的，例如在雷電放電通道和金屬導(dǎo)線之間。附近的雷擊-雷擊電磁脈沖輻射二是，雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導(dǎo)致地電壓升高，并在周圍形成巨大的跨步電壓。部分雷電流可能通過大地傳送到接地系統(tǒng)從而入侵建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。或者其它防雷裝置在對地泄放防雷流時引起接地裝置的電位升高，并沿接地系統(tǒng)入侵建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。附近的雷擊-地電位反擊

4、遠處的雷擊：一是在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)，雷電擊中電力或信息通訊線路，然后沿著傳輸線路侵入設(shè)備。二是在幾公里的范圍內(nèi)的雷電閃擊，也可能在低壓導(dǎo)線、數(shù)據(jù)線上感應(yīng)過電壓，該過電壓也可能將高電壓傳導(dǎo)到建筑物的接地裝置上，從而對電子設(shè)備造成極大的危害。甚至云層之間或云層內(nèi)部的放電產(chǎn)生的瞬變電磁場也能耦合過電壓到導(dǎo)線中。遠處的雷擊-傳導(dǎo)雷開關(guān)浪涌：開關(guān)浪涌來自電路的閉合、斷開的轉(zhuǎn)換操作，來自感性和容性負載的開關(guān)操作，也來自短路電流的阻斷。特別地，大型用電系統(tǒng)或變壓器的斷開可能引起對鄰近的電子設(shè)備的損壞。雷電的破壞力主要表現(xiàn)為：1 產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械力破壞。2 由于雷電引發(fā)的電荷分布不均勻，通過

5、靜電感應(yīng)而產(chǎn)生的局部過壓使電子設(shè)備損壞。3 由于雷電流形成的電磁場變化，通過電磁感應(yīng)使周圍導(dǎo)體產(chǎn)生過壓。4 雷擊使微電子設(shè)備地電位升，導(dǎo)致高電位地反擊。二、雷擊的防護對雷電防護，概括的講就是在良好接地前提下，通過安裝合適的過電壓（流）保護器預(yù)防雷電感應(yīng)，利用性能良好的避雷針（網(wǎng)、帶）預(yù)防直接雷擊。防雷系統(tǒng)應(yīng)包括三個方面：直接雷擊的防護、感應(yīng)雷擊的防護和良好的接地系統(tǒng)，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。A、直接雷擊的防護：直接雷擊的防護應(yīng)采用避雷針或避雷帶。按照滾球法計算被保護物應(yīng)在接閃器的保護范圍內(nèi)，接地沖擊電阻不大于10。避雷裝置包括：接閃器、引下線和接地裝置。B、感應(yīng)雷擊的

6、防護：感應(yīng)雷擊防護應(yīng)主要從線路防護考慮。機房電源進線處應(yīng)加裝電源避雷器，機房信號進線處應(yīng)加裝信號避雷器。計算機場地的安全保護接地應(yīng)不大于4，交流工作接地應(yīng)不大于4。現(xiàn)場情況概述貴州省貴陽市某大橋是連接市區(qū)與經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的一個重要交通要道,于1999年9月建造完畢，全橋由南引橋、北引橋和主橋組成，全橋長747.08m。其中南引橋長235.54m,北引橋長244.54m,引橋?qū)?5.5m;主橋橋長267m,橋面寬29.14m。橋面最大縱坡2。6%，橋面橫坡為2%雙向坡。設(shè)計荷載汽20噸，掛車100噸，人群荷載4。0KN/M。橋主要擔(dān)負著G207國道、S217省道在市區(qū)的實際過境線功能，也是市主城區(qū)連

7、接北塔、新邵兩縣區(qū)的主要通道橋梁。2008年初那場百年不遇的特大冰雪災(zāi)害影響，橋已經(jīng)出現(xiàn)了7大險情隱患：一是主橋采用箱型梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)造，箱梁內(nèi)部共發(fā)現(xiàn)裂縫300多條，裂縫最大長度達190厘米，最大寬度為1。5厘米，超過技術(shù)規(guī)范的允許值15倍；二是橋北端伸縮縫寬度增大到33厘米，南端伸縮縫擠壓，橋面板出現(xiàn)明顯向南移位；三是箱梁內(nèi)部泄水孔完全堵塞，梁內(nèi)積水嚴重；四是主要箱梁混凝土脫落，露筋面積大的（1050厘米）達117處；五是系桿下錨固端均滲水，墩頭錨具銹蝕；六是橋臺、橋墩、錐坡裂縫遍布，部分支座產(chǎn)生明顯滑移和脫空現(xiàn)象，北岸引橋有部分支座產(chǎn)生了明顯壓縮變形；七是人行道挑梁開裂。為加強對維修好后的橋

8、的運行、安全狀態(tài)的管理，橋橋墩的安全防范安裝電子監(jiān)測系統(tǒng)，主要對橋的吊桿、梁體進行索力饒度進行監(jiān)測。大樓的總電源進線為三相380V交流。電源直接進入到每間辦公室。機房電源為單相220V，機房內(nèi)有監(jiān)控矩陣， 2個單相電源插座，另有電腦、交換機等設(shè)備。機房內(nèi)沒有做防雷措施，也沒有地網(wǎng)。設(shè)計方案1設(shè)計依據(jù)的規(guī)范1GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范2GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范3GB50174-93電子計算機機房設(shè)計規(guī)范4GB9361-88計算機場地安全要求5GB7450-87電子設(shè)備雷擊保護導(dǎo)則6GB2887-89計算站場地技術(shù)條件7GB12158-90防止靜電事故通用

9、導(dǎo)則8IEC60364-5-534建筑物的電氣設(shè)施過電壓保護器件9IEC61024-1-1建筑物防雷防雷裝置保護、級別的選擇10IEC6063SPD電源浪涌保護器11GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范2方案達到的目的保障機房內(nèi)部設(shè)施的所有供電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)和橋上監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)的安全和正常運作，保障機房內(nèi)工作人員人身安全。設(shè)計方案內(nèi)容一確定建筑物防雷類別依據(jù)GB 50057-94（2000版）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，該機房防雷類別為三類。二確定建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護等級依據(jù)GB 50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范，該機房電子信息系統(tǒng)雷電防護等級為B級。三 方案主要內(nèi)容：這次的

10、防雷方案主要包括三大部分：第一部分：地網(wǎng)的制作第二部分：設(shè)備防雷，包括電源防雷和信號防雷二大類。第三部分：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(yīng)的電磁干擾在進入設(shè)備之前疏導(dǎo)入地方案的具體內(nèi)容1.地網(wǎng)制作 ：防雷的原理就是將強大的雷電流引入大地，防止其進入設(shè)備而對其進行破壞。各種防雷裝置都應(yīng)進行可靠的接地。機房的防雷接地需在外制作1個地網(wǎng)，接地電阻不大于4歐姆。人工接地體采用熱鍍鋅鋼材，水平接地體采用40*4熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50*5熱鍍鋅角鋼。地網(wǎng)的制作方法：。人工接地體(包

11、含接地模塊)在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5m。埋在土壤中的接地裝置，其連接應(yīng)采用焊接，并在焊接處作防腐處理。垂直接地體宜直接打入地溝內(nèi)，其間距不宜小于其長度的2 倍并均勻布置。垂直接地體坑內(nèi)、水平接地體溝內(nèi)宜用低電阻率土壤回填并分層夯實。在高土壤電阻率地區(qū)，宜采用換土法、降阻劑法或其它新技術(shù)、新材料降低接地裝置的接地電阻。鋼質(zhì)接地裝置應(yīng)采用焊接連接。其搭接長度應(yīng)符合下列規(guī)定：1)扁鋼與扁鋼搭接為扁鋼寬度的2 倍，不少于三面施焊；2)圓鋼與圓鋼的搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；3) 圓鋼與扁鋼搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；4) 扁鋼和圓鋼與鋼管、角鋼、互相焊接時，除應(yīng)在接觸部位兩側(cè)施焊外

12、，還應(yīng)增加圓鋼搭接件；5)焊接部位應(yīng)作防腐處理。接地裝置連接應(yīng)可靠，連接處不應(yīng)松動、脫焊、接觸不良。接地裝置施工完工后，測試接地電阻值必須符合設(shè)計要求，隱蔽工程部分應(yīng)有檢查驗收合格記錄。2電源系統(tǒng)感應(yīng)雷防護：1）、電源線路第一級防雷保護：在380VAC總電源箱處安裝三相電源電涌保護器，型號：KBT-380AJ/80,作為辦公樓內(nèi)三相總配電電源的感應(yīng)雷防護。產(chǎn)品主要參數(shù)：標稱放電電流：80KA,電壓保護等級Up2.8KV,響應(yīng)時間Ta25ns,并聯(lián)安裝。數(shù)量1套。 該型號防雷器，將電源線路的第一級保護，并配有雷電計數(shù)功能及工作指示，方便用戶維護。2）、電源線路第二級防雷保護：在機房電源的進線處各

13、安裝一臺KBT- 220B/40B并聯(lián)式電源防雷箱，具有二級保護功能，能可靠地對機房內(nèi)供電線路進行防雷保護。標稱通流容量為40KA，數(shù)量共1臺。 3）、電源線路第三級防雷保護：在機柜內(nèi)安裝2只機架式電源防雷插座，型號為KBT-220E/PDU，對機柜內(nèi)設(shè)備進行第三級精細防雷保護。(共2只)3信號系統(tǒng)感應(yīng)雷防護：1)在機房電腦連接傳感器數(shù)據(jù)線進線處安裝1臺KBT-C10/DB9計算機數(shù)據(jù)防雷器，通流容量為10KA，(共3個)。2)在機房監(jiān)控矩陣處安裝1臺KBT-V40A視頻信號防雷器，通流容量為10KA，(共3個)。3)在機房內(nèi)監(jiān)控設(shè)備電源線及傳感器電源線進線處安裝1臺KBT-P200直流串聯(lián)式

14、電源防雷器，通流容量為10KA，(共3個)。4)在攝像頭處安裝1臺KBT-V/2監(jiān)控系統(tǒng)二和一防雷器，以保護攝像頭的安全。通流容量為10KA，(共3個)。4等電位處理及屏蔽：屏蔽處理對于電子信息系統(tǒng)很重要。對一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，或者一臺設(shè)備，以及進出該系統(tǒng)或者該設(shè)備的所有金屬導(dǎo)電線路采取了很好的屏蔽措施，那么雷電產(chǎn)生的電磁輻射就無法侵入該系統(tǒng)和該設(shè)備。本方案采用對機房的金屬外殼、門屏和機柜進行蔽處理，用導(dǎo)線所有金屬機柜連接起來。5.接線標準：1. 采用6mm2的BVR銅線作為機房內(nèi)正常工作不帶電的金屬外殼（如機房的金屬門窗、金屬吊頂、防靜電地板支撐架、設(shè)備外殼等）的接地線。接到接地匯集排上，具體數(shù)量

15、由施工現(xiàn)場而定。2. 電源防雷器安裝標準：1）第一級電源防雷器連接采用16mm2的BVR銅線2）第二級電源防雷器連接采用10mm2的BVR銅線3）第三級電源防雷器連接采用6mm2的BVR銅線4）信號防雷器連接采用6mm2或4mm2的BVR銅線3. 電源防雷器接地標準：1）第一級電源防雷器接地采用25mm2的BVR銅線2）第二級電源防雷器接地采用16mm2的BVR銅線3）第三級電源防雷器接地采用10mm2的BVR銅線4）信號防雷器連接采用10mm2或6mm2的BVR銅線4. 建筑接地端子與均壓環(huán)或匯流排的連接采用35mm2的BVR銅線，匯流排或均壓環(huán)與機柜和控制臺連接采用6mm2的BVR銅線。并且接地線最好為直線，不能為彈簧型。防雷器接地線0.8米。服務(wù)與承諾1、本公司保證所提供的產(chǎn)品符合國家有關(guān)防雷產(chǎn)品的法規(guī)和標準。2本公司產(chǎn)品實行一年內(nèi)免費更換，五年內(nèi)免費維修，終身維護。3用戶購買我公司的產(chǎn)品，保修期的起始日期為用戶收到產(chǎn)品之日；我公司承包的防雷工程中所使用的產(chǎn)品，保修期的起始日期為產(chǎn)品安裝之日。4保修期