河西項目防雷方案

1、第21頁 共21頁烏魯木齊市市河西污污水處理理廠工程程自控儀表及及監(jiān)控系系統(tǒng)成套套防雷方方案德國PHOOENIIX CCONTTACTT(CHINNA)CCO.,LTDD目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc200864452 第一章 設(shè)設(shè)計說明明 PAGEREF _Toc200864452 h 3 HYPERLINK l _Toc200864453 1.1 概概述 PAGEREF _Toc200864453 h 3 HYPERLINK l _Toc200864454 1.2 項項目概況況 PAGEREF _Toc200864454 h 4 HYPERLINK

2、l _Toc200864455 1.3 設(shè)設(shè)計依據(jù)據(jù) PAGEREF _Toc200864455 h 4 HYPERLINK l _Toc200864456 第二章 設(shè)設(shè)計方案案 PAGEREF _Toc200864456 h 10 HYPERLINK l _Toc200864457 2.11設(shè)計范范圍 PAGEREF _Toc200864457 h 10 HYPERLINK l _Toc200864458 2.2防電電涌保護(hù)護(hù)配置原原則 PAGEREF _Toc200864458 h 10 HYPERLINK l _Toc200864459 2.3 防防電涌保保護(hù)配置置說明 PAGEREF

3、_Toc200864459 h 10 HYPERLINK l _Toc200864460 2.3.11電源保保護(hù) PAGEREF _Toc200864460 h 10 HYPERLINK l _Toc200864461 2.3.22 信號號避雷器器 PAGEREF _Toc200864461 h 11 HYPERLINK l _Toc200864462 2.3.33網(wǎng)絡(luò)避避雷器 PAGEREF _Toc200864462 h 13 HYPERLINK l _Toc200864463 2.4 電電涌保護(hù)護(hù)器性能能參數(shù) PAGEREF _Toc200864463 h 14 HYPERLINK l

4、_Toc200864464 2.5 配配置清單單 PAGEREF _Toc200864464 h 14第一章 設(shè)設(shè)計說明明1.1 概概述隨著經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展，高高新技術(shù)術(shù)在各行行各業(yè)的的推廣應(yīng)應(yīng)用，電電子計算算機(jī)與各各類通訊訊設(shè)備之之間已經(jīng)經(jīng)實現(xiàn)了了智能化化聯(lián)網(wǎng)。隨隨著系統(tǒng)統(tǒng)的完善善，其取取得的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益和社會會效益逐逐步得到到了體現(xiàn)現(xiàn)。然而而，頻繁繁的雷害害也已對對許多設(shè)設(shè)備的正正常工作作造成了了一定的的影響和和危害，并并給運行行維護(hù)工工作帶來來較大的的壓力，特特別是對對精密電電子設(shè)備備的損害害造成的的損失尤尤為巨大大。雷電對電氣氣設(shè)備的的影響，主主要由以以下四個個方面造造成：直擊雷 直擊雷蘊

5、含含極大的的能量，電電壓峰值值可達(dá)550000KV，具具有極大大的破壞壞力。如如建筑物物直接被被雷電擊擊中，巨巨大的雷雷電流沿沿引下線線入地，會會造成以以下三種種影響：巨大的雷電電流在數(shù)數(shù)微秒時時間內(nèi)流流入地下下，使地地電位迅迅速抬高高，造成成反擊事事故，危危害人身身和設(shè)備備安全。雷電流產(chǎn)生生強大的的電磁波波，在電電源線和和信號線線上感應(yīng)應(yīng)極高的的脈沖電電壓。雷電流流經(jīng)經(jīng)電氣設(shè)設(shè)備產(chǎn)生生極高的的熱量，造造成火災(zāi)災(zāi)或爆炸炸事故。傳導(dǎo)雷遠(yuǎn)處的雷電電擊中線線路或因因電磁感感應(yīng)產(chǎn)生生的極高高電壓，由由室外電電源線路路和通信信線路傳傳至建筑筑物內(nèi)，損損壞電氣氣設(shè)備。感應(yīng)雷云層之間的的頻繁放放電產(chǎn)生生強大

6、的的電磁波波，在電電源線和和信號線線上感應(yīng)應(yīng)極高的的脈沖電電壓，峰峰值可達(dá)達(dá)50KKV。開關(guān)過電壓壓供電系統(tǒng)中中的電感感性和電電容性負(fù)負(fù)載開啟啟或斷開開、地極極短路、電電源線路路短路等等，都能能在電源源線路上上產(chǎn)生高高壓脈沖沖，其脈脈沖電壓壓可達(dá)到到線電壓壓的3.5倍，從從而損壞壞設(shè)備。破破壞效果果與雷擊擊類似。隨著現(xiàn)代高高科技的的發(fā)展，精精密儀器器，通訊訊設(shè)備，數(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的應(yīng)用用越來越越廣泛，因因而由于于感應(yīng)雷雷造成的的雷擊事事故也越越來越多多。直接接造成了了巨大的的經(jīng)濟(jì)損損失，而而因重要要設(shè)備損損壞使網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)陷入入癱瘓后后造成間間接的損損失更是是驚人。河西污水處處理廠位位于新疆疆烏魯木木齊

7、頭屯屯河區(qū)，在在生產(chǎn)廠廠區(qū)有用用于全廠廠的儀表控控制系統(tǒng)統(tǒng)，該系系統(tǒng)屬于于分布式式網(wǎng)絡(luò)，在在強雷擊擊情況下下強電磁磁作用于于信號通通訊線及及分布網(wǎng)網(wǎng)線上損損壞一次次儀表設(shè)設(shè)備和數(shù)數(shù)據(jù)采集集設(shè)備因因此，本本方案將將以河西西污水處處理廠儀儀表控制制系統(tǒng)為保保護(hù)對象象，以對對從系統(tǒng)統(tǒng)外進(jìn)出出的電源源、通訊訊線路、信信號線入入侵的雷雷電流進(jìn)進(jìn)行泄放放和攔截截為手段段，并以以等電位位連接為為保證，從從而形成成一個多多層的完完整全面面的防護(hù)護(hù)體系。鑒于信號防防雷工程程的特殊殊性，它它有較大大的難度度和風(fēng)險險性，除除需具備備一定的的電氣業(yè)業(yè)務(wù)知識識外，還還需具備備通信防防雷研究究和設(shè)計計方面的的專業(yè)知知識。

8、因因此，為為了保證證這次防防雷工程程的質(zhì)量量，南京京菲尼克克斯電氣氣有限公公司根據(jù)據(jù)實際情情況，提提出了新新疆河西西污水處處理廠項項目保護(hù)護(hù)設(shè)計方方案。1.2 項項目概況況由于近年來來大量采采用了高高可靠性性的先進(jìn)進(jìn)設(shè)備，信息系統(tǒng)的運行可靠性也極大地提高，而現(xiàn)代的通信設(shè)備對雷電也越來越敏感，為確保通信設(shè)備和人員的安全，使通信系統(tǒng)免受雷電或其它強電磁脈沖的干擾，以保證通信系統(tǒng)安全可靠地運行，需根據(jù)實際情況對防雷進(jìn)行防雷接地改造。1.3 設(shè)設(shè)計依據(jù)據(jù)GB500057-94（220000版）建建筑物防防雷設(shè)計計規(guī)范GB503343-20004建建筑物電電子信息息系統(tǒng)防防雷技術(shù)術(shù)規(guī)范GB 188802

9、2.1-20002低低壓配電電系統(tǒng)的的電涌保保護(hù)器（SSPD） 第一部部分：性性能要求求和試驗驗方法GBJ799-855 工工業(yè)企業(yè)業(yè)通信接接地設(shè)計計規(guī)范GB501174-93計計算機(jī)房房防雷設(shè)設(shè)計規(guī)范范GB93661-888 計計算機(jī)場場站安全全要求現(xiàn)場勘查資資料及建建設(shè)單位位提供的的資料。在設(shè)計過程程中，我我們主要要考慮并并應(yīng)用了了如下防防護(hù)措施施：概括的說，當(dāng)當(dāng)今電子子設(shè)備的的防雷手手段，主主要采用用分流、接地、屏蔽、等電位位和過電壓壓保護(hù)五五種方法法。分流：用避避雷針、避避雷帶和和避雷網(wǎng)網(wǎng)等將雷雷電流沿沿引下線線安全地地流入大大地，防防止雷電電直接擊擊在建筑筑物和設(shè)設(shè)備上。屏蔽：通信信

10、系統(tǒng)所所有的金金屬導(dǎo)線線,包括括電力電電纜、通通信電纜纜和信號號線均采采用屏蔽蔽線或穿穿金屬管管屏蔽，在在信息系系統(tǒng)建設(shè)設(shè)中，利利用建筑筑物鋼筋筋網(wǎng)和其其他金屬屬材料，使使機(jī)房形形成一個個屏蔽籠籠。用以以防止外外來電磁磁波（含含雷電的的電磁波波和靜電電感應(yīng)）干干擾機(jī)房房內(nèi)設(shè)備備。等電位連接接：機(jī)房房內(nèi)所有有金屬物物體，包包括電纜纜屏蔽層層、金屬屬管道、金金屬門窗窗、設(shè)備備外殼等等金屬構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行行電氣連連接，以以均衡電電位。接地：在通通信系統(tǒng)統(tǒng)中，為為保證其其穩(wěn)定可可靠的工工作、保保護(hù)通信信設(shè)備和和人身安安全，解解決環(huán)境境電磁干干擾及靜靜電危害害，需要要一個良良好的接接地系統(tǒng)統(tǒng)。過電壓保護(hù)護(hù)：電

11、子子設(shè)備的的信號線線、電源源線上安安裝相應(yīng)應(yīng)的過電電壓保護(hù)護(hù)器，利利用其非非線性效效應(yīng)，將將線路上上過高的的脈沖電電壓濾除除，保護(hù)護(hù)設(shè)備不不被過電電壓破壞壞。主要要的保護(hù)護(hù)器件為為氧化鋅鋅壓敏電電阻、二二極或三三極放電電管、快快速箝位位二極管管等，根根據(jù)需要要進(jìn)行組組合，形形成完整整的防雷雷保護(hù)器器。防雷設(shè)備的的正確選選擇和應(yīng)應(yīng)用，將將直接關(guān)關(guān)系到設(shè)設(shè)備系統(tǒng)統(tǒng)防雷的的質(zhì)量。如如果選擇擇不當(dāng)，不不但難于于起到防防雷的作作用，甚甚至還會會對通信信造成不不必要的的影響，因因此，設(shè)設(shè)備的選選型和應(yīng)應(yīng)用將是是至關(guān)重重要。電源防雷器器的選擇擇和應(yīng)用用原則考慮到設(shè)備備電源負(fù)負(fù)荷電流流容量不不大，為為了安全全

12、起見及及使用和和維護(hù)方方便，電電源系統(tǒng)統(tǒng)的多級級防雷，原原則上均均選用并并聯(lián)型電電源防雷雷器。殘壓特性是是電源防防雷器的的最重要要特性，殘殘壓越低低，保護(hù)護(hù)效果就就越好。但但考慮到到我國電電網(wǎng)電壓壓普遍不不穩(wěn)定、波波動范圍圍大的實實際情況況，在盡盡量選擇擇殘壓較較低的電電源防雷雷器的同同時；還還必須考考慮防雷雷器有足足夠高的的最大連連續(xù)工作作電壓。如如果最大大連續(xù)工工作電壓壓偏低，則則易造成成防雷器器自毀。通信系統(tǒng)低低壓側(cè)有有不同的的保護(hù)級級別，應(yīng)應(yīng)根據(jù)保保護(hù)級別別的不同同，選擇擇合適通通流容量量和電壓壓保護(hù)水水平的電電源防雷雷器，并并保證防防雷器有有足夠的的耐雷電電沖擊能能力。原原則上，每每

13、一級的的交流電電源之間間連接導(dǎo)導(dǎo)線超過過25mm以上，都都應(yīng)做該該級相應(yīng)應(yīng)的保護(hù)護(hù)。通信電源低低壓側(cè)保保護(hù)用的的電源防防雷器，應(yīng)應(yīng)該選擇擇有失效效警告指指示、并并能提供供遙測端端口功能能的電源源防雷器器，以方方便監(jiān)控控、管理理和日后后維護(hù)。電源防雷器器必須具具有阻燃燃功能，在在失效、或或自毀時時不能起起火；且且必須具具有失效效分離裝裝置，在在失效時時，能自自動與電電源系統(tǒng)統(tǒng)斷開，而而不影響響通信電電源系統(tǒng)統(tǒng)的正常常供電。電源防雷器器的連接接端子，必必須至少少能適應(yīng)應(yīng)25mmm的導(dǎo)線線連接。安安裝防雷雷器時的的引線應(yīng)應(yīng)采用截截面積不不小于225mmm的多股股銅導(dǎo)線線，建議議使用 25mmm的多股

14、股銅導(dǎo)線線，并盡盡可能短短（引線線長度不不宜超過過0.55m）。當(dāng)當(dāng)引線長長度超過過0.55m時，應(yīng)應(yīng)加大引引線的截截面積。引引線應(yīng)緊緊湊并排排或綁扎扎布放。電源防雷器器的接地地：接地地線應(yīng)使使用不小小于255355mm的多股股銅導(dǎo)線線，并盡盡可能就就近與交交流保護(hù)護(hù)地匯流流排、或或總匯流流排、接接地網(wǎng)直直接可靠靠連接。根據(jù)防雷區(qū)區(qū)的劃分分、雷擊擊能量分分布的狀狀況、實實際情況況合理地地設(shè)計各各級電源源防雷體體系，并并選擇適適當(dāng)?shù)姆婪览灼?。附注：防雷區(qū)的劃劃分根據(jù)IECC13112-11雷電電電磁脈沖沖的防護(hù)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，信信息系統(tǒng)統(tǒng)的防雷雷保護(hù)區(qū)區(qū)分為四四個區(qū)域域，各區(qū)區(qū)交界處處應(yīng)作相相應(yīng)的防防雷

15、處理理。各區(qū)區(qū)劃分如如下：LPZ0AA區(qū)：直擊擊雷作用用區(qū)，處處于建筑筑物避雷雷針系統(tǒng)統(tǒng)保護(hù)區(qū)區(qū)以外的的區(qū)域，由由于本區(qū)區(qū)內(nèi)所有有物體均均有可能能遭受直直接雷擊擊，并可可能導(dǎo)走走全部雷雷電流；另外本本區(qū)內(nèi)所所有物體體均處于于雷電電電磁場最最強處，故故對于雷雷電的感感應(yīng)最強強。LPZ0BB區(qū)：感應(yīng)應(yīng)雷主作作用區(qū)，處處于建筑筑物避雷雷針系統(tǒng)統(tǒng)保護(hù)區(qū)區(qū)內(nèi)，但但未經(jīng)空空間電磁磁屏蔽，雷雷電作用用電磁場場并不衰衰減，處處于此空空間的所所用可導(dǎo)導(dǎo)電物體體均可感感應(yīng)較強強雷電電電磁脈沖沖。LPZ1區(qū)區(qū)：建筑筑物屏蔽蔽區(qū)，本本區(qū)內(nèi)各各物體不不可能遭遭受直擊擊雷，流流往各導(dǎo)導(dǎo)體的雷雷電流比比0B區(qū)進(jìn)一一步減小小

16、，本區(qū)區(qū)內(nèi)電磁磁場也可可能會衰衰減，取取決于建建筑物的的屏蔽措措施。LPZ2區(qū)區(qū)：房間間屏蔽區(qū)區(qū)，對于于計算機(jī)機(jī)主機(jī)房房所處空空間，應(yīng)應(yīng)采取屏屏蔽措施施，以進(jìn)進(jìn)一步減減小空間間電磁場場的干擾擾。當(dāng)金屬導(dǎo)線線（電源源線、信信號線等等）穿越越不同的的保護(hù)分分區(qū)時，因因電磁感感應(yīng)的作作用，會會產(chǎn)生較較高的過過電壓，影影響室內(nèi)內(nèi)設(shè)備的的安全。因因此，需需安裝相相應(yīng)的過過電壓保保護(hù)器，對對設(shè)備進(jìn)進(jìn)行保護(hù)護(hù)。在不不同的保保護(hù)分區(qū)區(qū)，所采采用的防防雷器級級別是不不同的。同同時，需需要作相相應(yīng)的等等電位處處理。 防防雷保護(hù)護(hù)分區(qū)和和防雷器器的分級級應(yīng)用如如下圖所所示： 直擊雷電流流在電源源系統(tǒng)的的分配：根據(jù)G

17、B5500557-994的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對直直擊雷電電流分類類：第一類 2000KA 100/3550S第二類 1500KA 100/3550S第三類 1000KA 100/3550S如圖所示：一個能量為為2000KA的的直擊雷雷，由整整個系統(tǒng)統(tǒng)的電源源、管線線、地網(wǎng)網(wǎng)、通信信網(wǎng)絡(luò)線線來分擔(dān)擔(dān)。由于雷擊時時的能量量的本質(zhì)質(zhì)部分集集中在首首次雷擊擊波（110/3350S）對對應(yīng)的庫庫侖量和和焦耳量量，是大大量雷電電荷的泄泄放，所所以強制制性國標(biāo)標(biāo)GB5500557-994(220000) 建建筑物防防雷設(shè)計計規(guī)范的的附錄中中把首次次雷擊波波的參數(shù)數(shù)（100/3550SS）做為為了雷擊擊電流的的參數(shù)，而而

18、8/220SS波形并并非自然然界具有有的波形形，它是是一個測測試波形形。IEC和IIEEEE的會員員國包括括了全世世界大多多數(shù)國家家，現(xiàn)在在可以明明確建筑筑物的外外部防雷雷裝置遭遭到直擊擊雷擊和和鄰近雷雷擊時，建建筑物入入口處選選擇的防防雷器參參數(shù)必須須考慮雷雷擊沖擊擊電流IIimpp(100/3550SS),而而在建筑筑物內(nèi)的的防雷器器才可選選擇8/20S的產(chǎn)產(chǎn)品。通信設(shè)備接接口保護(hù)護(hù)器的選選擇和應(yīng)應(yīng)用原則則通訊及信號號防雷器器的要求求較高，為為了不影影響數(shù)據(jù)據(jù)傳輸，選選擇的通通訊及信信號防雷雷器必須須有國家家或信息息產(chǎn)業(yè)部部認(rèn)可的的檢驗機(jī)機(jī)構(gòu)出具具的檢驗驗合格報報告。無無檢驗合合格報告告的

19、防雷雷器一律律不準(zhǔn)用用在數(shù)據(jù)據(jù)通信設(shè)設(shè)備接口口上作保保護(hù)裝置置用。通訊及信號號接口防防雷器通通常串聯(lián)聯(lián)在通訊訊線路中中，選擇擇和應(yīng)用用信號防防雷器，必必須以不不影響數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸為基本本原則。通訊設(shè)備接接口種類類繁多，傳傳輸速率率各不相相同。應(yīng)應(yīng)根據(jù)接接口速率率，選擇擇工作速速率合適適、物理理接口合合適的數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)備備接口保保護(hù)用防防雷器。盡盡量少通通過接口口轉(zhuǎn)接的的方式來來達(dá)到與與通訊設(shè)設(shè)備物理理接口的的相連，以以免增加加插損，影影響信號號傳輸。對于速率較較高的數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)備備接口，應(yīng)應(yīng)選擇極極間電容容、漏電電流、插插損、駐駐波比盡盡可能小小，響應(yīng)應(yīng)時間盡盡可能快快的信號號防雷器器。通訊接口信信號工

20、作作電壓差差異較大大，為確確保信號號防雷器器真正起起到保護(hù)護(hù)作用，應(yīng)應(yīng)根據(jù)信信號工作作電壓的的不同，選選擇動作作電壓和和限制電電壓合適適的保護(hù)護(hù)防雷器器。根據(jù)設(shè)備接接口的抗抗雷電要要求，應(yīng)應(yīng)選擇有有足夠大大的耐雷雷電沖擊擊能力的的信號防防雷器。信信號防雷雷器的接接地必須須有可靠靠的接地地連接線線，該接接地線應(yīng)應(yīng)與被保保護(hù)的通通訊設(shè)備備的地線線就近可可靠連接接，接地地線不應(yīng)應(yīng)小于22.5mmm。第二章 設(shè)設(shè)計方案案2.1設(shè)計計范圍本設(shè)計包括括：電源防雷；信號防雷；信號防雷；信號防雷；2.2防電電涌保護(hù)護(hù)配置原原則浪涌保護(hù)器器的配置置應(yīng)參照照國家機(jī)機(jī)械行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JJB/TT5899491“交流無無

21、間隙金金屬氧化化物避雷雷器使用用導(dǎo)則”執(zhí)行和和國標(biāo)“交流無無間隙金金屬氧化化物避雷雷器”相關(guān)要要求；防防雷器件件的選擇擇，應(yīng)具具有高通通流容量量，殘壓壓低，響響應(yīng)速度度快，帶帶浪涌識識別，便便于維護(hù)護(hù)等優(yōu)點點。2.3 防防電涌保護(hù)護(hù)配置說明明2.3.11電源保保護(hù)電源電涌保保護(hù)器選選用如下下：電源避雷器器選用德德國PHHOENNIX CONNTACCT公司司的PTT 2-PE/S-2230AAC-SST組合合防雷器器。滿足DINNVDEE06775-66：19889-111/草草案的要要求等級級D額定電壓UUn： 2330 VVAC放電器設(shè)定定電壓UUc：253VAAC額定電流IIn/330：

22、26 AA額定放電沖沖擊電流流Isnn(8/20)s： 5kA最大放電沖沖擊電流流Ismaxx(8/20)s：10kA保護(hù)電平：1.55kVV響應(yīng)時間tta1150nns所需前置保保險裝置置最大值值：255A gL溫度范圍：-40+855滿足IECC5299/ENN605529的的保護(hù)等等級：IIP2002.3.22 信號避避雷器1. 420mmA模擬擬量信號號避雷器器采用PHOONIXX COONTAACT PT 1*22-244VDCC-STT最大允許的的工作電電壓Ummax：28 V DDC 額定電流IIn：4450 mA額定放電沖沖擊電流流Isnn(8/20)：10 kA在1kV/s時

23、時的輸出出電壓極極限：40 V-時間響應(yīng)tta：11nss-每個通道中中的電阻阻:2.2溫度范圍：-40至+852.Proofibbus避避雷器采用PHOONIXX COONTAACT PT33-PBB-STT(根據(jù)據(jù)實際通通訊總線線確定)C1, CC2, C3, D115.2 VV DCC/3.6 VV ACC450 MMa10 kAA/100 kAA20 kAA=155 V/=155 V- 40 C至至+ 885 CIP 2003.視頻信信號防雷雷器采用PHOOENIIX CCONTTACTT C-UFBB-5DDC/EE 755IEC類別別/VDDE 規(guī)規(guī)格等級級 CC2、C3防雷器設(shè)定定電壓(最大持持續(xù)工作作電壓)UC：5VDDC殘余電壓，在在In時 10VV在40時時的標(biāo)稱稱電流IIN 1855mA/25C額定放電電電流Inn(8/20)s 100kA/10kkA保護(hù)等級，符符合IEEC6005299/ENN605529 IPP20殘余浪涌電電流(88/200s) 110kAA切斷頻率ffg(33dB)，在500系統(tǒng)統(tǒng)中（典典型） 1770MHHz輸出電壓閾閾值：在在1kVV/ss時 13VV/5500VV輸入衰減aaI，在在50系統(tǒng)中中（典型型） 1.77dB至至20MMHz響應(yīng)時間