
建筑物电子信息系统防雷技术规范.ppt
171页建筑物电子信息系统防雷技术建筑物电子信息系统防雷技术Technical code for protection against lighting of building electronic information system蹇锡昌蹇锡昌重庆华强化肥有限公重庆华强化肥有限公司水电仪厂司水电仪厂·11雷电形成的原理雷电形成的原理雷电的危害雷电的危害雷电防治的基本方法和措施雷电防治的基本方法和措施综综合合防防雷雷技技术术引言引言雷电的形成雷电的形成 1、空气中必须有足够的水汽;、空气中必须有足够的水汽; 2、有使潮湿水气强烈上升的气流;、有使潮湿水气强烈上升的气流; 3、有使潮湿空气上升凝结成水珠或冰晶的气象条件有使潮湿空气上升凝结成水珠或冰晶的气象条件感应起电学说感应起电学说温差温差温差温差起电学说起电学说起电学说起电学说破碎起电学说破碎起电学说破碎起电学说破碎起电学说对流起电学说对流起电学说雷雨云雷雨云大气运动大气运动 雷雷 电电雷电对电子信息设备的损害雷电对电子信息设备的损害损损害害途途径径Ø从电源线侵入从电源线侵入Ø从信号线、天馈线路侵入从信号线、天馈线路侵入Ø雷击放电时的放电泄流线周围的电磁场感应雷击放电时的放电泄流线周围的电磁场感应Ø通过空中传播的雷电电磁脉冲通过空中传播的雷电电磁脉冲Ø附近落雷的地电位反击附近落雷的地电位反击损害途径损害途径雷电对电子信息系统损害方式雷电对电子信息系统损害方式★★ 直击雷防护措施不完善;直击雷防护措施不完善;★★ 系统的屏蔽差;系统的屏蔽差;★★ 等电位连接措施不合理;等电位连接措施不合理;★★ 综合布线不合理;综合布线不合理;★★ 接地不规范;接地不规范;★★ 防雷电浪涌措施不到位;防雷电浪涌措施不到位;电子信息系统设备雷击损坏的原因分析:电子信息系统设备雷击损坏的原因分析: 电子信息系统设备遭受雷击损害,其最大的原因除了雷电流峰值高、陡度大,电子信息系统设备遭受雷击损害,其最大的原因除了雷电流峰值高、陡度大,持续时间短等原因外,电子信息系统雷电防护措施不完善主要因素,一般有以下持续时间短等原因外,电子信息系统雷电防护措施不完善主要因素,一般有以下几种情况:几种情况:雷电灾害的损失雷电灾害的损失 由于以上六个方面不符合规范的要求由于以上六个方面不符合规范的要求,使雷电感应高电压使雷电感应高电压及雷电电磁脉冲入侵概率大大提高,导致:及雷电电磁脉冲入侵概率大大提高,导致: 全国每年因雷电造成的损失高达数十亿元。
全国每年因雷电造成的损失高达数十亿元 因此,因此,必须防御雷电灾害必须防御雷电灾害电子信息系统的雷电防护电子信息系统的雷电防护躲躲 避避 在电子信息系统设计时,选择遭受雷击概率相对较小的安在电子信息系统设计时,选择遭受雷击概率相对较小的安装位置,减少电子信息系统遭受雷击的风险装位置,减少电子信息系统遭受雷击的风险接接 闪闪 在电子设备所在机房楼顶装设高出天线的接闪器,将大量在电子设备所在机房楼顶装设高出天线的接闪器,将大量雷电流引到大楼金属结构和接地网,减少雷电电磁脉冲对电雷电流引到大楼金属结构和接地网,减少雷电电磁脉冲对电子信息系统的影响子信息系统的影响分分 流流 充分利用建筑物的结构钢筋做为雷电防护的引下装置,最充分利用建筑物的结构钢筋做为雷电防护的引下装置,最大限度地将雷电流尽快泄放入地,从而大限度地将雷电流尽快泄放入地,从而 减少雷电电磁脉冲对减少雷电电磁脉冲对电子信息系统的影响电子信息系统的影响 屏屏 蔽蔽 利用建筑物钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶利用建筑物钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网,从而实现对雷电的外部屏蔽。
同时,所有波导即笼式避雷网,从而实现对雷电的外部屏蔽同时,所有波导管、信号线、计算机各导线均采用屏蔽线或穿入金属屏蔽管,管、信号线、计算机各导线均采用屏蔽线或穿入金属屏蔽管,实现对电子信息系统本身的屏蔽通过屏蔽措施使建筑物内的实现对电子信息系统本身的屏蔽通过屏蔽措施使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题电磁脉冲的危害良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解,而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施迎刃而解,而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施等电位等电位 通过有效的搭接,使建筑物各部分及电子信息系统形成相通过有效的搭接,使建筑物各部分及电子信息系统形成相等的电位,避免电子信息系统因电位差导致反击,产生雷击事等的电位,避免电子信息系统因电位差导致反击,产生雷击事故保保 护护 在电子设备组成的电子系统中所用的信号线、电源线上采取在电子设备组成的电子系统中所用的信号线、电源线上采取粗保、细保及精保三级滤波防护技术以防止信号线和电源线遭粗保、细保及精保三级滤波防护技术。
以防止信号线和电源线遭雷击或发生雷电感应时形成的雷电波侵入室内,毁坏设备雷击或发生雷电感应时形成的雷电波侵入室内,毁坏设备 接接 地地 在电子设备机房所在的大楼的所有金属构件、管道、导线金在电子设备机房所在的大楼的所有金属构件、管道、导线金属屏蔽层或穿线金属屏蔽管等均连在一起与屏蔽笼及总地网就近属屏蔽层或穿线金属屏蔽管等均连在一起与屏蔽笼及总地网就近连接,以加密法拉第笼大楼内的防雷接地、工作接地、保护接连接,以加密法拉第笼大楼内的防雷接地、工作接地、保护接地、均须连在一起,以均衡电位总接地网主要由沿大楼四周敷地、均须连在一起,以均衡电位总接地网主要由沿大楼四周敷设闭合的接地带构成设闭合的接地带构成 以上各项措施,是作为电子信息系统防雷设计以上各项措施,是作为电子信息系统防雷设计的主要环节的主要环节 ,必须综合考虑,,必须综合考虑,如果某一个环节考虑如果某一个环节考虑不周,即使进行了防雷方面的工作也起不到很好防不周,即使进行了防雷方面的工作也起不到很好防雷作用,还有可能引雷入室而造成电子设备失灵或雷作用,还有可能引雷入室而造成电子设备失灵或永久性损坏永久性损坏。
《《建筑物电子信息系统防雷技术规范建筑物电子信息系统防雷技术规范》》1.总则;.总则;2.术语;.术语;3.雷电防护分区;.雷电防护分区;4.雷电防护分级;.雷电防护分级;5.防雷设计;.防雷设计;6.防雷施工;.防雷施工;7.施工质量验收;.施工质量验收;8.维护与管理.维护与管理附录附录A:用于建筑物电子信息系统雷:用于建筑物电子信息系统雷击风险评估的击风险评估的N和和NC的计算方法;的计算方法;附录附录B:雷电流参数;:雷电流参数;附录附录C:验收检测表;:验收检测表;附录附录D:全国主要城市年平均雷暴日:全国主要城市年平均雷暴日数统计表数统计表3、主要内容、主要内容 规范共规范共8章章和和4个附录主个附录主要内容是:要内容是:1、总 则、总 则1.0.1 为防止和减少雷电对建筑物电子信息系 为防止和减少雷电对建筑物电子信息系统造成的危害,保护人民的生命和财产安全,统造成的危害,保护人民的生命和财产安全,制定本规范制定本规范 本条规定了编制规范的主要目的 本条规定了编制规范的主要目的其目的其目的就是为了防止和减少雷电对建筑物电子信息系就是为了防止和减少雷电对建筑物电子信息系统造成的危害,保护人民的生命和财产安全。
统造成的危害,保护人民的生命和财产安全 本条规定了建筑物电子信息系统防雷设 本条规定了建筑物电子信息系统防雷设计应遵循的原则和要求电子信息系统的雷计应遵循的原则和要求电子信息系统的雷电防护是一个系统工程,必须按工程整体要电防护是一个系统工程,必须按工程整体要求,做到外部防雷和内部防雷统一协调、综求,做到外部防雷和内部防雷统一协调、综合防护 防雷工程设计必须做到安全可靠防雷工程设计必须做到安全可靠技术技术先进是安全可靠的有效保证,在安全可靠的先进是安全可靠的有效保证,在安全可靠的前提条件下,要做到经济合理本条提出的前提条件下,要做到经济合理本条提出的是原则要求,在进行防雷工程设计时,应采是原则要求,在进行防雷工程设计时,应采取各种有效措施,达到条文中提出的要求取各种有效措施,达到条文中提出的要求 电子信息系统的防雷必须坚持预防为主、 电子信息系统的防雷必须坚持预防为主、安全第一的原则安全第一的原则当需要时,可在设计前对当需要时,可在设计前对现场雷电电磁环境进行评估现场雷电电磁环境进行评估 本条规定了防雷工程设计应遵循的原则本条规定了防雷工程设计应遵循的原则。
雷电防护设计应坚持预防为主、安全第一的原雷电防护设计应坚持预防为主、安全第一的原则凡是对电子信息系统不安全的因素,都需凡是对电子信息系统不安全的因素,都需预先考虑到,并采取周到的防护措施尽量消预先考虑到,并采取周到的防护措施尽量消除不安全的因素,达到安全的目的除不安全的因素,达到安全的目的原则一:原则一:电子信息系统的防雷设计应坚持电子信息系统的防雷设计应坚持全面规划、综合全面规划、综合治理、技术先进、优化设计、多重保护、经济合治理、技术先进、优化设计、多重保护、经济合理、定期检测、随机维护理、定期检测、随机维护等原则进行综合设计、等原则进行综合设计、施工及维护施工及维护原则二:原则二:电子信息系统应电子信息系统应根据所在地区雷暴等级根据所在地区雷暴等级、、设备所设备所在不同的雷电防护区以及系统对雷电电磁脉冲的在不同的雷电防护区以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度抗扰度等要求采用不同的防护措施进行综合设计等要求采用不同的防护措施进行综合设计 针对以上不同的情况采取相应的防护措施, 针对以上不同的情况采取相应的防护措施,将高电压、大电流的雷电和雷电电磁脉冲波置于将高电压、大电流的雷电和雷电电磁脉冲波置于电子信息设备之外,将其疏导入大地,以保障电电子信息设备之外,将其疏导入大地,以保障电子信息系统的安全。
子信息系统的安全 在进行防雷工程设计时,应认真调查电子信息系 在进行防雷工程设计时,应认真调查电子信息系统所在地的地理、地质以及土壤、气象、环境、雷电统所在地的地理、地质以及土壤、气象、环境、雷电活动规律、信息设备的重要性和雷击事故的严重程度活动规律、信息设备的重要性和雷击事故的严重程度等情况,当需要时对现场的电磁环境进行风险评估和等情况,当需要时对现场的电磁环境进行风险评估和计算,并根据计算结果和表雷电防护等级的选择,确计算,并根据计算结果和表雷电防护等级的选择,确定电子信息系统的防护等级以尽可能低的造价,建定电子信息系统的防护等级以尽可能低的造价,建造一个有效的雷电防护系统工程造一个有效的雷电防护系统工程 电子信息系统应采用外部防雷和内部 电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷等措施进行综合防护(见图)防雷等措施进行综合防护(见图) 图 建筑物电子信息系统综合防雷系统图 建筑物电子信息系统综合防雷系统综合防雷系统综合防雷系统外部防雷措施外部防雷措施内部防雷措施内部防雷措施接接闪闪器器((针针、、网网、、带带、、线线))引引 下下 线线屏屏 蔽蔽接接 地地 装装 置置共共用用接接地地系系统统屏屏蔽蔽((隔隔离离))等等电电位位连连接接合合 理理 布布 线线安安装装浪浪涌涌保保护护器器(( SPD )) 本条说明电子信息系统的雷电防护应采用 本条说明电子信息系统的雷电防护应采用综合防护措施。
综合防护措施 建筑物电子信息系统遭受雷击的影响是多 建筑物电子信息系统遭受雷击的影响是多方面的,在进行防雷设计时,不但要考虑防直方面的,在进行防雷设计时,不但要考虑防直接雷击,还要防雷电电磁脉冲、雷电电磁感应接雷击,还要防雷电电磁脉冲、雷电电磁感应和地电位反击等,和地电位反击等,因此,必须进行综合防护,因此,必须进行综合防护,才能达到预期的防雷效果才能达到预期的防雷效果 建筑物综合防雷系统的组成,包括外部 建筑物综合防雷系统的组成,包括外部防雷措施、内部防雷措施防雷措施、内部防雷措施其中在电子信息其中在电子信息系统设备各种传输线路端口分别安装与之适系统设备各种传输线路端口分别安装与之适配的浪涌保护器(配的浪涌保护器(SPDSPD),是内部防雷措施),是内部防雷措施之一 电子信息系统的防雷应根据环境因素,雷电电子信息系统的防雷应根据环境因素,雷电活动规律,设备所在雷电防护区和系统对雷电活动规律,设备所在雷电防护区和系统对雷电磁脉冲的抗扰度,雷击事故受损程度以及系统磁脉冲的抗扰度,雷击事故受损程度以及系统设备的重要性,采取相应的防护措施设备的重要性,采取相应的防护措施。
本条阐述在采取雷电防护措施时应考虑几个方 本条阐述在采取雷电防护措施时应考虑几个方面的问题雷电防护的有效性,取决于在防雷工程面的问题雷电防护的有效性,取决于在防雷工程所采取的防护措施这些措施包括所采取的防护措施这些措施包括直击雷的防护、直击雷的防护、等电位连接、屏蔽、合理的综合布线,安装浪涌保等电位连接、屏蔽、合理的综合布线,安装浪涌保护器、完善合理的接地系统等护器、完善合理的接地系统等但是在考虑这些防但是在考虑这些防护措施时,这就要根据当地的环境因素,当地的雷护措施时,这就要根据当地的环境因素,当地的雷电活动规律,设备所在雷电防护区,防护系统对雷电活动规律,设备所在雷电防护区,防护系统对雷电电磁脉冲的抗扰度等因素来确定电电磁脉冲的抗扰度等因素来确定 建筑物电子信息系统防雷,除应符合本规范 建筑物电子信息系统防雷,除应符合本规范外,尚应符合国家的有关标准的规定外,尚应符合国家的有关标准的规定 3、雷电防护分区、雷电防护分区2、术、术 语语3.1 地区雷暴日等级划分地区雷暴日等级划分3.1.1 3.1.1 地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分。
数划分 地区雷暴日等级是以当地年平均雷暴日 地区雷暴日等级是以当地年平均雷暴日数为依据划分的按照现行的数为依据划分的按照现行的《《地面气象观地面气象观测规范测规范》》,出现闪电兼雷声或只闻雷声不见,出现闪电兼雷声或只闻雷声不见闪电时均作为雷暴日记载这就是说,闪电时均作为雷暴日记载这就是说,在一在一天之内,只要听到一次雷声,看到一次闪电,天之内,只要听到一次雷声,看到一次闪电,都算是一个雷暴日都算是一个雷暴日 地区雷暴日等级宜划分为少雷区、多雷区、高 地区雷暴日等级宜划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区,并应符合下列规定:雷区、强雷区,并应符合下列规定:1、少雷区:年雷均雷暴日在、少雷区:年雷均雷暴日在20天及以下的地区;天及以下的地区;2、多雷区:年雷均雷暴日大于、多雷区:年雷均雷暴日大于20天,不超过天,不超过40天天 的地区;的地区;3、高雷区:年雷均雷暴日大于、高雷区:年雷均雷暴日大于40天,不超过天,不超过60天天 的地区;的地区;4、强雷区:年雷均雷暴日超过、强雷区:年雷均雷暴日超过60天的地区天的地区 本规范是用于建筑物电子信息系统的防 本规范是用于建筑物电子信息系统的防雷,由于电子信息系统和设备承受雷电电磁雷,由于电子信息系统和设备承受雷电电磁脉冲的能力很低,所以对地区雷暴日等级的脉冲的能力很低,所以对地区雷暴日等级的划分较之电力等其他行业的标准要严。
在划分较之电力等其他行业的标准要严在DL/T620-1997DL/T620-1997标准中,将年平均雷暴日超过标准中,将年平均雷暴日超过9090天的地区定为强雷区,而本规范将年平均天的地区定为强雷区,而本规范将年平均雷暴日超过雷暴日超过6060天的地区定为强雷区天的地区定为强雷区3.1.3 地区雷暴日数按国家公布的当地年平均地区雷暴日数按国家公布的当地年平均雷暴日数为准,见附录雷暴日数为准,见附录D 本条规定主要是为使用地区年平均雷暴 本条规定主要是为使用地区年平均雷暴日这个参数时,指出查阅的依据日这个参数时,指出查阅的依据 从附录 从附录D D的全国主要城市年平均雷暴日数的全国主要城市年平均雷暴日数统计表中可见,统计表中可见,我国各地区年平均雷暴日分我国各地区年平均雷暴日分布规律的特点是:南高北低,东多西少,布规律的特点是:南高北低,东多西少,我我国年平均雷暴日最高的地区是云南景洪地区国年平均雷暴日最高的地区是云南景洪地区((120120多天),最少的地区是青海省的格尔木多天),最少的地区是青海省的格尔木天 3.2 雷电防护区划分雷电防护区划分3.2.1 雷电防护区的划分是将需要保护和控制雷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(不同的雷电防护区(LPZ)。
本条规定,将需要保护和控制雷电电磁脉冲本条规定,将需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的空间,划分为不同的防护区,这样有利于环境的空间,划分为不同的防护区,这样有利于在进行防雷工程设计时,针对不同的防护区,采在进行防雷工程设计时,针对不同的防护区,采取不同的防护措施,以便达到有效、合理、科学取不同的防护措施,以便达到有效、合理、科学的防护3.2.2 雷电防护区应划分为:雷电防护区应划分为:直击雷非防护区、直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续防护区防护区,并符合下列规定:,并符合下列规定:1 1.直击雷非防护区(.直击雷非防护区(LPZOLPZOA A):电磁场没有衰减,):电磁场没有衰减,各类物体都可能遭到直接雷击,属完全暴露的不各类物体都可能遭到直接雷击,属完全暴露的不设防区2 2.直击雷防护区(.直击雷防护区(LPZOLPZOB B):电磁场没有衰减,):电磁场没有衰减,各类物体很少遭受直接雷击,属充分暴露的直击各类物体很少遭受直接雷击,属充分暴露的直击雷防护区雷防护区3 3.第一防护区(.第一防护区(LPZ1LPZ1):由于建筑物的屏蔽措):由于建筑物的屏蔽措施,流经各类导体的雷电流比直击雷防护区施,流经各类导体的雷电流比直击雷防护区((LPZOLPZOB B)区减小,电磁场得到了初步的衰减,)区减小,电磁场得到了初步的衰减,各类物体不可能遭受直接雷击。
各类物体不可能遭受直接雷击4 4.第二防护区(.第二防护区(LPZ2LPZ2):进一步减小所导引):进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区的雷电流或电磁场而引入的后续防护区5 5.后续防护区(.后续防护区(LPZnLPZn):需要进一步减小雷):需要进一步减小雷电电磁脉冲,以保护敏感度水平高的设备的电电磁脉冲,以保护敏感度水平高的设备的后续防护区后续防护区 注:注: :表示在不同雷电防护区界面上的等电位:表示在不同雷电防护区界面上的等电位接地端子板接地端子板 :表示起屏蔽作用的建筑物外墙、房间或其它屏蔽体:表示起屏蔽作用的建筑物外墙、房间或其它屏蔽体 虚虚 线线 :表示按滚球法计算:表示按滚球法计算LPSLPS的保护范围的保护范围接地装置接地装置埋地线缆、管道埋地线缆、管道LPZnLPZ0ALPZ0BLPZ1LPZ2LPZ0BLPZ0BLPZ0ALPZ0BLPZ0ALPZ0A接闪器接闪器121图图3.2.2 3.2.2 建筑物雷电防护区(建筑物雷电防护区(LPZLPZ)划分)划分4、雷电防护分级、雷电防护分级4.1 一般规定一般规定4.1.1 建筑物电子信息系统的雷电防护等级应建筑物电子信息系统的雷电防护等级应按防雷装置的拦截效率划分为按防雷装置的拦截效率划分为A、、B、、C、、D四级。
四级 本条款是雷电防护等级划分的依据,并本条款是雷电防护等级划分的依据,并明确规定防护等级划分为四级四级的确定,明确规定防护等级划分为四级四级的确定,在规范、节有详细的叙述在规范、节有详细的叙述4.1.2 雷电防护等级应按下列方法之一划分:雷电防护等级应按下列方法之一划分:1、按建筑物电子信息系统所处环境进行雷击 风险评估,确定雷电防护等级;2、按建筑物电子信息系统的重要性和使用性 质确定雷电防护等级4.1.3 对于特殊重要的建筑物,宜采用条规定的对于特殊重要的建筑物,宜采用条规定的两种方法进行雷电防护分级,并按其中较高防护两种方法进行雷电防护分级,并按其中较高防护等级确定等级确定 本条规定主要是对特殊重要的建筑物,必须本条规定主要是对特殊重要的建筑物,必须使用两种划分方法进行评估,将评估确定的防护使用两种划分方法进行评估,将评估确定的防护等级进行比较,择其高的雷电防护等级进行防雷等级进行比较,择其高的雷电防护等级进行防雷工程设计这是为了确定特殊建筑物的雷电防护工程设计这是为了确定特殊建筑物的雷电防护等级,要慎重对待等级,要慎重对待4.2 按雷击风险评估确定雷电防护等级按雷击风险评估确定雷电防护等级4.2.1 按建筑物年预计雷击次数按建筑物年预计雷击次数N1和建筑物入户和建筑物入户设施年预计雷击次数设施年预计雷击次数N2确定确定N(次(次/年)值,年)值,N=N1+N2(计算方法见附录(计算方法见附录A)。
本条规定建筑物年预计雷击次本条规定建筑物年预计雷击次N1和建筑物入和建筑物入户设施年预计雷击次数户设施年预计雷击次数N2的计算方法,具体的计的计算方法,具体的计算方法在本规范附录算方法在本规范附录A中有详细介绍中有详细介绍 建筑物的年预计雷击次数 建筑物的年预计雷击次数N为建筑物遭直为建筑物遭直接雷击的年预计雷击次数接雷击的年预计雷击次数N1和建筑物入户设和建筑物入户设施遭雷击的年预计雷击次数施遭雷击的年预计雷击次数N2之和:之和: 即 即N=N1+N2(次(次/年)年) 建筑物遭直接雷击次数建筑物遭直接雷击次数N1可根据下式计算:可根据下式计算: N1=K·Ng·Ae 式中:式中:Ng--为建筑物所在地区每年每平方公为建筑物所在地区每年每平方公 里内发生的闪电落地雷击的年平 里内发生的闪电落地雷击的年平 均密度 均密度 Ae--为建筑物截收相同雷击次数的等为建筑物截收相同雷击次数的等 效落雷面积 效落雷面积 K-校正系数(-校正系数(1~2)。
建筑物周围的物体如距建筑物的距离小 建筑物周围的物体如距建筑物的距离小于于3×3×((h+hh+hs s),则会对等效面积有很大的影),则会对等效面积有很大的影响式中:式中:h h-为被考虑建筑物的高度;-为被考虑建筑物的高度; h hs s-为周围物体的高度-为周围物体的高度 如果情况如此,则建筑物的等效面积将如果情况如此,则建筑物的等效面积将与最邻近的物体相重叠,等效面积与最邻近的物体相重叠,等效面积A Ae e根据以根据以下距离予以缩减:下距离予以缩减:x xs s=[d+3(h=[d+3(hs s-h)/2]-h)/2]式中:式中:d d-为建筑物与周围物体之间的水平距-为建筑物与周围物体之间的水平距 离;离; 建筑物入户设施年预计雷击次数 建筑物入户设施年预计雷击次数N N2 2,可用建,可用建筑物所在地区每年每平方公里发生的闪电落地雷筑物所在地区每年每平方公里发生的闪电落地雷击的年平均密度击的年平均密度N Ng g与该入户设施的影响面积与该入户设施的影响面积A Aˊˊe e乘积来确定:乘积来确定:式中:式中:A Aˊˊe e----为入户设施(电源线、通信线或信为入户设施(电源线、通信线或信 号线)的截收面积;号线)的截收面积; A Aˊˊe1e1----电源线入户的截收面积;电源线入户的截收面积; A Aˊˊe2e2----信号线入户的截收面积。
信号线入户的截收面积入户设施截面积与设施的特性有关,其表达式如下表:入户设施截面积与设施的特性有关,其表达式如下表:附表附表 入户设施的截收面积(入户设施的截收面积(kmkm2 2)) 线 路路 类 型型有效截收面有效截收面积A´eA´e ((KmKm2 2))低低压架空架空电源源电缆2000•L•102000•L•10-6 -6 高高压架空架空电源源电缆(至(至现场变电所)所)500•L•10500•L•10-6 -6 低低压埋地埋地电源源电缆2•ds•L•102•ds•L•10-6 -6 高高压埋地埋地电源源电缆(至(至现场变电所)所)0.1•ds•L•100.1•ds•L•10-6 -6 架空信号架空信号线2000•L•102000•L•10-6 -6 埋地信号埋地信号线2•ds•L•102•ds•L•10-6 -6 无金属无金属铠装或装或带金属芯金属芯线的光的光纤电缆0 0注:注:1、、L是线路从所考虑建筑物至网络的第一个分支点或相邻建筑物的长是线路从所考虑建筑物至网络的第一个分支点或相邻建筑物的长 度,单位为度,单位为m,最大值为,最大值为1000m,当,当L未知时,应采用未知时,应采用L=1000m。
2、、ds:表示埋地引入线缆计算截面积时的等效宽度表示埋地引入线缆计算截面积时的等效宽度, ds的单位为的单位为m,其,其 数值等于土壤电阻率的值,最大值取数值等于土壤电阻率的值,最大值取5004.2.2 建筑物电子信息系统设备,因直击雷和建筑物电子信息系统设备,因直击雷和雷电电磁脉冲损坏可接受的年平均最大雷击雷电电磁脉冲损坏可接受的年平均最大雷击次数次数NC可按下式计算:可按下式计算:NC=5.8×10/C(次(次/年)年)计算方法见附录计算方法见附录A))NC 是一个根据各国具体情况确定的值是一个根据各国具体情况确定的值公式来源于法国标准公式来源于法国标准NFC-17-102,原式为:,原式为:NC=5.8×10-3/C本规范调整后,在少雷区或多雷区的防雷工程本规范调整后,在少雷区或多雷区的防雷工程--按--按A级设计概率为级设计概率为10%~20%--按--按B级设计概率为级设计概率为70%~80%--少数设计为--少数设计为C级和级和D级级4.2.3 将将N和和NC进行比较,确定电子信息系统进行比较,确定电子信息系统设备是否需要安装防护装置:设备是否需要安装防护装置: 1、当、当N≤NC时,可不安装防雷装置;时,可不安装防雷装置; 2、当、当N>>NC时,应安装雷电防护装置。
时,应安装雷电防护装置4.2.4 按防雷装置拦截效率按防雷装置拦截效率E的计算式的计算式E=1--NC/N确定其雷电防护等级:确定其雷电防护等级: 当当E>>时,定为时,定为A级 当当<<时,定为时,定为B级 当当<<时,定为时,定为C级 当当时,定为时,定为D级4.3 按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级确定雷电防护等级4.3.1 建筑物电子信息系统宜按表选择雷电防护建筑物电子信息系统宜按表选择雷电防护等级 本条规定的表是在设计雷电防护系统时,为本条规定的表是在设计雷电防护系统时,为确定建筑物电子信息系统雷电防护等级的另一种确定建筑物电子信息系统雷电防护等级的另一种划分方式在表中划分方式在表中A A、、B B、、C C级的建筑物电子信息级的建筑物电子信息系统,宜采用规范中的两种方法中的一种划分雷系统,宜采用规范中的两种方法中的一种划分雷电防护分级电防护分级表表4.3.1 4.3.1 建筑物电子信息系统雷电防护等级的选择表建筑物电子信息系统雷电防护等级的选择表 雷电防雷电防护等级护等级电电 子子 信信 息息 系系 统统A级级1. 大型计算中心、大型通信枢纽、国家金融中心、银行、机场、大型港口、大型计算中心、大型通信枢纽、国家金融中心、银行、机场、大型港口、火车枢纽站等。
火车枢纽站等2.2.甲级安全防范系统,如国家文物、档案库的闭路电视监控和报警系统甲级安全防范系统,如国家文物、档案库的闭路电视监控和报警系统3.3.大型电子医疗设备、五星级宾馆大型电子医疗设备、五星级宾馆B级级1.1.中型中型计算中心、中型通信枢算中心、中型通信枢纽、移、移动通信基站、大型体育通信基站、大型体育场((馆))监控控系系统、、证券中心2.2.乙乙级安全防范系安全防范系统,如省,如省级文物、档案文物、档案库的的闭路路电视监控和控和报警系警系统3.3.雷达站、微波站、高速公路雷达站、微波站、高速公路监控和收控和收费系系统4.4.中型中型电子医子医疗设备5.5.四星四星级宾馆C级级1.1.小型通信枢小型通信枢纽、、电信局2.2.大中型有大中型有线电视3.3.三星三星级以下以下宾馆D级级除上述除上述A、、B、、C级以外一般用途的以外一般用途的电子信息子信息设备5、防雷设计、防雷设计5.1 一般规定一般规定5.1.1 建筑物电子信息系统的防雷设计,应满足建筑物电子信息系统的防雷设计,应满足雷电防护分区、分级确定的防雷等级要求雷电防护分区、分级确定的防雷等级要求 将建筑物电子信息系统划分为将建筑物电子信息系统划分为A A、、B B、、C C、、D D四四个雷电防护等级,作为雷电防护工程设计的依据。
个雷电防护等级,作为雷电防护工程设计的依据5.1.2 需要保护的电子信息系统必须采取等电需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施位连接与接地保护措施 本条文为强制性条文,必须采取等电位本条文为强制性条文,必须采取等电位连接和接地保护措施,这是防止和减少雷电连接和接地保护措施,这是防止和减少雷电的危害的基础的危害的基础 对于新建工程的防雷设计,应收集以下相 对于新建工程的防雷设计,应收集以下相关资料:关资料:1 1、被保护建筑物所在地区的地形、地物状况、、被保护建筑物所在地区的地形、地物状况、气象条件(如雷暴日)和地质条件(如土壤电阻气象条件(如雷暴日)和地质条件(如土壤电阻率)2 2、被保护建筑物(或建筑物群体)的长、宽、、被保护建筑物(或建筑物群体)的长、宽、高度及位置分布,相邻建筑物的高度高度及位置分布,相邻建筑物的高度 3 3、建筑物内各楼层及楼顶被保护的电子信息系、建筑物内各楼层及楼顶被保护的电子信息系统设备的分布状况统设备的分布状况4 4、配置于各楼层工作间或设备机房内被保护设备的、配置于各楼层工作间或设备机房内被保护设备的类型、功能及性能参数(如工作频率、功率、工作类型、功能及性能参数(如工作频率、功率、工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质及接口型式电平、传输速率、特性阻抗、传输介质及接口型式等)。
等)5 5、电子信息系统的计算机网络和通信网络的结构电子信息系统的计算机网络和通信网络的结构6 6、电子信息系统各设备之间的电气连接关系、信、电子信息系统各设备之间的电气连接关系、信号的传输方式号的传输方式7 7、供、配电情况及其配电系统接地形式供、配电情况及其配电系统接地形式5.1.4 对扩、改建工程,除应收集上述资料外,对扩、改建工程,除应收集上述资料外,还应收集下列相关资料:还应收集下列相关资料:1 1、防直击雷接闪装置(避雷针、带、网、线)、防直击雷接闪装置(避雷针、带、网、线)的现状;的现状;2 2、防雷系统引下线的现状及其与电子信息设、防雷系统引下线的现状及其与电子信息设备接地线的安全距离;备接地线的安全距离; 3 3、高层建筑物防侧击雷的措施;、高层建筑物防侧击雷的措施;4 4、电气竖井内线路布置情况电气竖井内线路布置情况5、电子信息系统设备的安装情况;、电子信息系统设备的安装情况;6、电源线路、信号线路进入建筑物的方式;、电源线路、信号线路进入建筑物的方式;7、总等电位连接及各局部等电位连接状况,、总等电位连接及各局部等电位连接状况, 共用接地装置状况(位置、接地电阻值共用接地装置状况(位置、接地电阻值 等);等);8、地下管线、隐蔽工程分布情况。
地下管线、隐蔽工程分布情况5.2 等电位连接与共用接地系统等电位连接与共用接地系统 电子信息系统的机房应设等电位连接网络电气和 电子信息系统的机房应设等电位连接网络电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器(浪涌保护器(SPD)接地端等均应以最短的距离与等)接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接电位连接网络的接地端子连接 等电位连接网络的结构形式有: 等电位连接网络的结构形式有:S S型和型和M M型或两种型或两种结构形式的组合(见条文说明中的图结构形式的组合(见条文说明中的图1 1、图、图2 2)电子信息系统等电位连接网络结构如图电子信息系统等电位连接网络结构如图2 2、图、图3 3所示:所示: :建筑物的共用接地系统;:建筑物的共用接地系统; :: 等电位连接网;等电位连接网; :设备:设备ERP:: 接地基准点;接地基准点; :等电位连接网与共用接地系统的连接。
等电位连接网与共用接地系统的连接SSsMM mS型星形结构型星形结构M型网状结构型网状结构ERP组合组合1组合组合2ERP接接至至共共用用接接地地系系统统的的等等电电位位连连接接基本的等基本的等电位连接电位连接网网接至共接至共用接地用接地系统的系统的等电位等电位连接连接 ERPS图图2 2 电子信息系统等电位电子信息系统等电位连接的基本方法连接的基本方法图图3 3 电子信息系统等电位电子信息系统等电位连接方法的组合连接方法的组合5.2.2 在直击雷非防护区(在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区)或直击雷防护区((LPZ0B)区与第一防护区()区与第一防护区(LPZ1)交界处应设置)交界处应设置总等电位接地端子板;每层楼宜设置楼层等电位接总等电位接地端子板;每层楼宜设置楼层等电位接地端子板;电子信息系统设备机房应设置局部等电地端子板;电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板各接地端子板应设置在便于安装和位接地端子板各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置,不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易检查的位置,不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方等电位接地端子板的连接点应受机械损伤的地方。
等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求满足机械强度和电气连续性的要求5.2.3 共用接地装置应与总等电位接地端子板连接,共用接地装置应与总等电位接地端子板连接,通过接地干线引至楼层等电位接地端子板,由此引通过接地干线引至楼层等电位接地端子板,由此引至设备机房的局部等电位接地端子板局部等电位至设备机房的局部等电位接地端子板局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接接地干线除有特殊要求外,宜采用多股铜芯导线或接地干线除有特殊要求外,宜采用多股铜芯导线或铜带,其截面积不应小于铜带,其截面积不应小于16mm2接地干线宜在电接地干线宜在电气竖井内明敷(气竖井内明敷(S>35mm2),并应与楼层主钢筋作),并应与楼层主钢筋作等电位连接等电位连接图图4 4 建筑物建筑物防雷区防雷区等电位等电位连接及连接及共用接共用接地系统地系统示意图示意图 顶层顶层 无线通无线通信信LPZ1LPZ2配线架配线架电气竖井电气竖井接地干线接地干线N层层D2层层MEB总等电位接地端子板总等电位接地端子板水池水池水水泵泵电源进线电源进线D1层层变配电变配电监监控控消消防防楼楼宇宇电源电源PE线线1层层2层层总配线架总配线架计算机计算机通讯通讯= 电缆电缆计算机网络线计算机网络线预留检测点预留检测点≥≥300mm700mm利用基础及柱内利用基础及柱内钢筋做接地装置钢筋做接地装置预留检测点预留检测点利用柱内利用柱内主筋做引主筋做引下线下线有线电视有线电视前端箱前端箱避雷带避雷带LPZ0B卫星天线卫星天线电视天线电视天线LPZ0 A :配电箱:配电箱PE:保护接地线:保护接地线SI:进出电缆金属护套接地:进出电缆金属护套接地MEB:总等电位接地端子板:总等电位接地端子板 楼层等电位接地端子板楼层等电位接地端子板地面地面楼板内钢筋楼板内钢筋等电位连接等电位连接图图5 5 电子信息设备机房电子信息设备机房S S型等电位型等电位连接网络示意图连接网络示意图○ ○ ○ ○ ○ ○ ○金属槽等电位连接线金属槽等电位连接线屏蔽设施接地线屏蔽设施接地线防静电地板接地线防静电地板接地线SPD接地线接地线设备保护接地线设备保护接地线直流地接地线直流地接地线接地线接地线S型等电位连接网络型等电位连接网络○ ○○ ○电气竖井楼层电气竖井楼层接地端子板接地端子板电气竖井电气竖井接地干线接地干线图图6 6 电子信息系统机房电子信息系统机房M M型等电位型等电位连接网络系统图连接网络系统图○ ○○ ○○ ○○ ○○ ○○ ○线槽线槽BAB设备机房示意设备机房示意M型型等电位连接等电位连接网络网络本层竖井本层竖井CD单台设备单台设备图中:图中:A 电气竖井内等电位接地端子板电气竖井内等电位接地端子板 B 设备机房内等电位接地端子板设备机房内等电位接地端子板 C 防静电地板接地线防静电地板接地线 D 金属线槽等电位连接线金属线槽等电位连接线 电子信息设备电子信息设备电气电气竖地竖地干线干线图图7 7 电子信息系统机房等电位电子信息系统机房等电位连接系统图连接系统图设备保护接地线设备保护接地线直流工作地接地线直流工作地接地线SPD接地线接地线屏蔽设施接地线屏蔽设施接地线防静电地板接地线防静电地板接地线接地线接地线接地线接地线直流工作接地线直流工作接地线计算机柜计算机柜安全保护地安全保护地计算机柜接地示意图计算机柜接地示意图5.2.4 不同楼层的综合布线系统设备间或不同不同楼层的综合布线系统设备间或不同雷电防护区的配线交接间应设置局部等电位雷电防护区的配线交接间应设置局部等电位接地端子板。
楼层配线柜的接地线应采用绝接地端子板楼层配线柜的接地线应采用绝缘铜导线,截面积不小于缘铜导线,截面积不小于16mm2 防雷接地应与交流工作接地、直流工作接 防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置,接地地、安全保护接地共用一组接地装置,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定最小值确定 此条文为强制性条文此条文为强制性条文 共用接地系统是由接地装置和等电位连 共用接地系统是由接地装置和等电位连接网络组成接地装置是由自然接地体和人接网络组成接地装置是由自然接地体和人工接地体组成采用共用接地系统的目的是工接地体组成采用共用接地系统的目的是达到均压、等电位以减小各种接地设备之间、达到均压、等电位以减小各种接地设备之间、不同系统之间的电位差其接地电阻因采取不同系统之间的电位差其接地电阻因采取了等电位连接措施,所以按接入设备中要求了等电位连接措施,所以按接入设备中要求的最小值确定的最小值确定 接地装置应优先利用建筑物的自然接地体, 接地装置应优先利用建筑物的自然接地体,当自然接地体的接地电阻达不到要求时必须当自然接地体的接地电阻达不到要求时必须增加人工接地体。
增加人工接地体 此条文为强制性条文此条文为强制性条文 当设置人工接地体时,人工接地体宜在建 当设置人工接地体时,人工接地体宜在建筑物四周散水坡处大于筑物四周散水坡处大于1m处埋设成环形接地处埋设成环形接地体,并可作为总等电位连接带使用体,并可作为总等电位连接带使用 当自然接地体达不到接地电阻要求时,应设置当自然接地体达不到接地电阻要求时,应设置人工接地体人工接地体设置在散水坡人工接地体人工接地体设置在散水坡1m1m以外,可以外,可以不破坏散水坡保护面,同时也加大了地网包围的以不破坏散水坡保护面,同时也加大了地网包围的有效面积在建筑外设计成闭合的环形,可以起到有效面积在建筑外设计成闭合的环形,可以起到均压环的作用,也可以从不同的方位引入地线作等均压环的作用,也可以从不同的方位引入地线作等电位连接使用同时可以作为不同位置进入建筑物电位连接使用同时可以作为不同位置进入建筑物线缆的外屏蔽层接地线使用线缆的外屏蔽层接地线使用5.3 屏蔽及布线屏蔽及布线 电子信息系统设备机房的屏蔽应符合下列 电子信息系统设备机房的屏蔽应符合下列规定:规定:1、电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物、电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物低层中心部位,其设备应远离外墙结构柱,低层中心部位,其设备应远离外墙结构柱,设置在雷电防护区的高级别区域内。
设置在雷电防护区的高级别区域内2、金属导体、金属导体,电缆屏蔽层及金属线槽电缆屏蔽层及金属线槽(架架)等进等进入机房时,应做等电位连接入机房时,应做等电位连接 3、当电子信息系统设备为非金属外壳,且机、当电子信息系统设备为非金属外壳,且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时,应设金房屏蔽未达到设备电磁环境要求时,应设金属屏蔽网或金属屏蔽室金属屏蔽网、金属属屏蔽网或金属屏蔽室金属屏蔽网、金属屏蔽室应与等电位接地端子板连接屏蔽室应与等电位接地端子板连接 雷电具有高电压、大电流和瞬时性特点雷电具有高电压、大电流和瞬时性特点电子电子信息系统设备对雷电感应的过电压、过电流的耐受信息系统设备对雷电感应的过电压、过电流的耐受能力却很低对于集成芯片,的磁感应强度就会使能力却很低对于集成芯片,的磁感应强度就会使它误动作;就会使它永久性损坏因此,大型信息它误动作;就会使它永久性损坏因此,大型信息系统、重要的信息系统,防雷击电磁脉冲的措施中,系统、重要的信息系统,防雷击电磁脉冲的措施中,屏蔽技术是首选的措施利用各种屏蔽体来阻挡、屏蔽技术是首选的措施利用各种屏蔽体来阻挡、隔离和衰减施加在电子信息设备上的雷电干扰和能隔离和衰减施加在电子信息设备上的雷电干扰和能量。
量 屏蔽分成屏蔽分成建筑物屏蔽、机房屏蔽、设备建筑物屏蔽、机房屏蔽、设备屏蔽、线缆屏蔽屏蔽、线缆屏蔽 屏蔽分成建筑物屏蔽、机房屏蔽、设备屏蔽分成建筑物屏蔽、机房屏蔽、设备屏蔽、线缆屏蔽屏蔽技术应按雷电防护区屏蔽、线缆屏蔽屏蔽技术应按雷电防护区的划分进行多级屏蔽屏蔽的效果首先取决的划分进行多级屏蔽屏蔽的效果首先取决于初级屏蔽对电磁场的衰减程度于初级屏蔽对电磁场的衰减程度 钢筋结构在外部和内部,使得电气贯通性符合 钢筋结构在外部和内部,使得电气贯通性符合条的要求:条的要求:“垂直与水平钢筋交叉点约有垂直与水平钢筋交叉点约有50%采用焊采用焊接或可靠绑扎连接;搭接长度至少为其直径的接或可靠绑扎连接;搭接长度至少为其直径的20倍,倍,并可靠绑扎;各预制混凝土构件与各相邻预制混凝并可靠绑扎;各预制混凝土构件与各相邻预制混凝土构件有钢筋体的电气贯通土构件有钢筋体的电气贯通”,就可实现为内部安装,就可实现为内部安装的电气、电子设备提供有效的雷电防护的电气、电子设备提供有效的雷电防护 机房屏蔽是雷电防护区( 机房屏蔽是雷电防护区(LPZ2LPZ2)的屏蔽,)的屏蔽,重要电子设备或中心机房应安置在本区内,重要电子设备或中心机房应安置在本区内,其屏蔽效果是雷电流不能导入此空间,也不其屏蔽效果是雷电流不能导入此空间,也不能穿过此空间。
能穿过此空间 电信系统规定:程控交换机房应采用六 电信系统规定:程控交换机房应采用六面网格屏蔽,网格应不大于面网格屏蔽,网格应不大于3cm×3cm屏蔽网每面都应焊接,并与大楼钢筋多点连接网每面都应焊接,并与大楼钢筋多点连接机房的门、窗也要采用金属屏蔽措施作为机房的门、窗也要采用金属屏蔽措施作为屏蔽结构,必须按规定的网格尺寸制作,网屏蔽结构,必须按规定的网格尺寸制作,网格结点均应焊接格结点均应焊接 屏蔽网的网格孔越大,衰减越小;屏蔽网的网格孔越大,衰减越小;网格孔越小,衰减越大网格孔越小,衰减越大为了使各防雷为了使各防雷区的电磁场得到相应的衰减,屏蔽、等区的电磁场得到相应的衰减,屏蔽、等电位连接是两个密不可分的防护措施电位连接是两个密不可分的防护措施 对钢筋混凝土结构建筑物,当本建筑物 对钢筋混凝土结构建筑物,当本建筑物落雷时,其外墙和外围柱子的雷电流密度较落雷时,其外墙和外围柱子的雷电流密度较大,电磁感应也较强流经建筑物内部中央大,电磁感应也较强流经建筑物内部中央导体的电流密度相对较小,因此电磁场也相导体的电流密度相对较小,因此电磁场也相对较弱 重要的电子设备或电子信息系统设备主机 重要的电子设备或电子信息系统设备主机房应设置在建筑物内中心部分,才能取得最佳房应设置在建筑物内中心部分,才能取得最佳的屏蔽效果。
各种电气线路的总干线的金属线的屏蔽效果各种电气线路的总干线的金属线槽也应敷设在建筑物内的中心部位,在建筑物槽也应敷设在建筑物内的中心部位,在建筑物的外墙应避免装设电气线路和设备的外墙应避免装设电气线路和设备 对于高层建筑,电子信息系统设备主机房及附 对于高层建筑,电子信息系统设备主机房及附属房间,应尽可能地设置于二至四层,其优点有:属房间,应尽可能地设置于二至四层,其优点有: ( (1 1)可减少邻近落雷及外界电磁场的干扰,因)可减少邻近落雷及外界电磁场的干扰,因为空间位置越高,电磁干扰越强为空间位置越高,电磁干扰越强 ( (2 2)主机房设置在高层建筑物的下层,有利管)主机房设置在高层建筑物的下层,有利管理,并缩短接地干线长度理,并缩短接地干线长度 若主机房设置在底层,则不利于防潮和防水 若主机房设置在底层,则不利于防潮和防水这在我国南方这在我国南方部分地区尤为突出部分地区尤为突出,应予注意应予注意 线缆屏蔽应符合下列规定: 线缆屏蔽应符合下列规定: 1、需要保护的信号线缆,宜采用屏蔽电、需要保护的信号线缆,宜采用屏蔽电缆,应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做缆,应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。
等电位连接并接地2、当采用非屏蔽电缆时,应敷设在金属管道内并埋、当采用非屏蔽电缆时,应敷设在金属管道内并埋地引入,金属管应电气导通,幷应在雷电防护区交地引入,金属管应电气导通,幷应在雷电防护区交界处做等电位连接幷接地其埋地长度应符合下列界处做等电位连接幷接地其埋地长度应符合下列表达式要求,但不应小于表达式要求,但不应小于15m ()()式中:式中: ----埋地长度(埋地长度(m);); ----埋地电缆处的土壤电阻率(埋地电缆处的土壤电阻率(Ω··m))3、当建筑物之间采用屏蔽电缆互联、当建筑物之间采用屏蔽电缆互联,且电缆屏且电缆屏蔽层能承载可预见的雷电流时,电缆可不敷蔽层能承载可预见的雷电流时,电缆可不敷设在金属管道内设在金属管道内4、光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属、光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等,应在入户处直接接地加强芯等,应在入户处直接接地 线缆敷设应符合下列规定: 线缆敷设应符合下列规定:((1))电子信息系统线缆主干线的金属线槽宜电子信息系统线缆主干线的金属线槽宜敷设在电气竖井内。
敷设在电气竖井内2)电子信息系统线缆与其它管线的间距应)电子信息系统线缆与其它管线的间距应符合表的规定符合表的规定112表 电子信息系统线缆与其它管线的净距表 电子信息系统线缆与其它管线的净距电子信息系统线缆电子信息系统线缆最小平行净距最小平行净距((mm))最小交叉净距最小交叉净距((mm))防雷引下线防雷引下线1000300保护地线保护地线5020给水管给水管15020压缩空气管压缩空气管15020热力管(不包封)热力管(不包封)500500热力管(包封)热力管(包封)300300煤气管煤气管30020间距间距线缆线缆其它管线其它管线注:如线缆敷设高度超过注:如线缆敷设高度超过6000mm时,与防雷引下线的交叉净距应按下式计算:时,与防雷引下线的交叉净距应按下式计算:SH式中:式中:H —交叉处防雷引下线距地面的高度(交叉处防雷引下线距地面的高度(mm);); S—交叉净距(交叉净距(mm) 线缆敷设应符合下列规定: 线缆敷设应符合下列规定:((3))布置电子信息系统信号线缆的路由走向布置电子信息系统信号线缆的路由走向时,应尽量减小由线缆自身形成的感应环时,应尽量减小由线缆自身形成的感应环路面积。
路面积4)电子信息系统线缆与电力电缆的间距应)电子信息系统线缆与电力电缆的间距应符合表的规定符合表的规定表 电子信息系统线缆与电力电缆的净距表 电子信息系统线缆与电力电缆的净距注:注:1、当、当380V电力电缆的容量小于电力电缆的容量小于2kVA,双方都在接地的线槽中,即两个不同线槽或在同,双方都在接地的线槽中,即两个不同线槽或在同 一线槽中用金属板隔开,且平行长度小于等于一线槽中用金属板隔开,且平行长度小于等于10m时,最小间距可以是时,最小间距可以是10mm 2、线缆中存在振铃电流时,不宜与计算机网络在同一根双绞线电缆中线缆中存在振铃电流时,不宜与计算机网络在同一根双绞线电缆中类 别类 别与电子信息系统信号线缆接近状况与电子信息系统信号线缆接近状况最小净距(最小净距(mm))380V电力电缆容量电力电缆容量小于小于2kVA与信号线缆平行敷设与信号线缆平行敷设130有一方在接地的金属线槽或钢管中有一方在接地的金属线槽或钢管中70双方都在接地的金属线槽或钢管中双方都在接地的金属线槽或钢管中10380V电力电缆容量电力电缆容量2~5kVA与信号线缆平行敷设与信号线缆平行敷设300有一方在接地的金属线槽或钢管中有一方在接地的金属线槽或钢管中150双方都在接地的金属线槽或钢管中双方都在接地的金属线槽或钢管中80380V电力电缆容量电力电缆容量大于大于5kVA与信号线缆平行敷设与信号线缆平行敷设600有一方在接地的金属线槽或钢管中有一方在接地的金属线槽或钢管中300双方都在接地的金属线槽或钢管中双方都在接地的金属线槽或钢管中150 线缆敷设应符合下列规定: 线缆敷设应符合下列规定:((5 ))电子信息系统线缆与配电箱、变电室、电子信息系统线缆与配电箱、变电室、电梯机房、空调机房之间最小的净距宜符电梯机房、空调机房之间最小的净距宜符合表的规定。
合表的规定表 电子信息系统线缆与电气设备之间的净距表 电子信息系统线缆与电气设备之间的净距名名 称称最小间距(最小间距(m))配配 电电 箱箱1.00变变 电电 室室2.00电梯机房电梯机房2.00空调机房空调机房2.00 电子信息系统所在建筑物或邻近建筑物遭到雷 电子信息系统所在建筑物或邻近建筑物遭到雷击时,引下线周围自上而下产生一个强力的变化磁击时,引下线周围自上而下产生一个强力的变化磁场,处在这个强力变化磁场作用范围内的电源线缆、场,处在这个强力变化磁场作用范围内的电源线缆、信号线缆及金属管道等都因相对地切割了这个强力信号线缆及金属管道等都因相对地切割了这个强力变化磁场的磁力线,而产生出感应高电压,其电压变化磁场的磁力线,而产生出感应高电压,其电压的大小取决于电源线缆与信号线缆所组成的有效感的大小取决于电源线缆与信号线缆所组成的有效感应环路面积的大小应环路面积的大小 因此,现代防雷技术提出要采取合理布 因此,现代防雷技术提出要采取合理布线措施合理布线是指电源线缆不能与信号线措施合理布线是指电源线缆不能与信号线缆绑扎在一起或同用一个金属线槽敷设线缆绑扎在一起或同用一个金属线槽敷设. 5.4.1 5.4.1 电源线路防雷与接地应符合下列规定电源线路防雷与接地应符合下列规定1 1、进出电子信息系统机房的电源线路不宜采、进出电子信息系统机房的电源线路不宜采用架空线路。
用架空线路2 2、电子信息系统设备采用、电子信息系统设备采用TNTN交流配电系统时,交流配电系统时,配电线路和分支线路必须采用配电线路和分支线路必须采用TN-STN-S系统的接系统的接地方式 本条文为强制性条文本条文为强制性条文 在我国不同的地区和部门,普遍地采用在我国不同的地区和部门,普遍地采用着着TN或或TT配电系统配电系统TN系统中,又分为:系统中,又分为:Ø TN-S配电系统配电系统Ø TN-C-S配电系统配电系统Ø TN-C配电系统配电系统121 3、配电线路设备的耐冲击过电压额定值、配电线路设备的耐冲击过电压额定值应符合表规定电子信息系统设备配电线路应符合表规定电子信息系统设备配电线路浪涌保护器安装位置及电子信息系统电源设浪涌保护器安装位置及电子信息系统电源设备分类示意图如图和图所示备分类示意图如图和图所示 表 配电线路各种设备耐冲击过电压额定值设备位置位置电源源处的的设备配配电线路和最后路和最后分支分支线路的路的设备用用电设备特殊需要保特殊需要保护的的电子信息子信息设备耐冲耐冲击过电压类别Ⅳ类类Ⅲ类类Ⅱ类类Ⅰ类类耐冲耐冲击过电压额定定值6kV4kV2.5kV1.5kV§ 选择 220/380V 三相系统中的电涌保护器时,其最大持续运行电压 Uc 应符合下列规定。
§一、 按图接线的 TT 系统中,Uc 不应小于 §二、 按图和图接线的 TN 和 TT 系统中,Uc 不应小于 §三、按图接线的 IT 系统中 Uc 不应小于(U 为线间电压) 电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大箝压,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大箝压,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大箝压,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大箝压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流当电源采用当电源采用当电源采用当电源采用TNTN系统时,从建筑物内总配电盘(箱)开系统时,从建筑物内总配电盘(箱)开系统时,从建筑物内总配电盘(箱)开系统时,从建筑物内总配电盘(箱)开始引出的配电线路和分支线路必须采用始引出的配电线路和分支线路必须采用始引出的配电线路和分支线路必须采用始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-STN-S系统。
系统§1──装置的电源; 2──配电盘; 3──总接地端或总接地连接带; 4──电涌保护器(SPD); 5──电涌保护器的接地连接,5a 或 5b; 6──需要保护的设备; 7──PE与N线的连接带; F──保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器; RA──本装置的接地电阻; RB──供电系统的接地电阻; §注:当采用 TN-C-S 或 TN-S 系统时,在 N 与 PE 线连接处电涌保护器用三个,在其以后 N 与 PE 线分开处安装电涌保护器时用四个,即在N与PE线间增加一个,类似于图§1──装置的电源; 2──配电盘; 3──总接地端或总接地连接带; 4──电涌保护器(SPD); 4a──电涌保护器或放电间隙; 5──电涌保护器的接地连接,5a或5b; 6──需要保护的设备; 7──剩余电流保护器,可位于母线的上方或下方; F──保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器; RA──本装置的接地电阻; RB──供电系统的接地电阻; §1──装置的电源; 2──配电盘; 3──总接地端或总接地连接带; 4──电涌保护器(SPD); 5──电涌保护器的接地连接,5a 或 5b; 6──需要保护的设备; 7──剩余电流保护器; F──保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器; RA──本装置的接地电阻; RB──供电系统的接地电阻图 耐冲击电压类别及浪涌保护器安装位置(图 耐冲击电压类别及浪涌保护器安装位置(TN--S))耐冲击过电压类别耐冲击过电压类别耐冲击过电压额定值耐冲击过电压额定值SPDSPD安装装置安装装置总配电柜处设备总配电柜处设备6kAⅣⅣ分配电柜处分配电柜处设备设备4kAⅢⅢ信息机房配电箱信息机房配电箱处设备处设备ⅡⅡ特殊需要保护的信息设备特殊需要保护的信息设备ⅠⅠN NPEPEL L1 1L L2 2L L3 31 12 23 34 4PEPEN NL L空气断路器空气断路器隔离开关隔离开关熔断器熔断器浪涌保护器浪涌保护器退耦器件退耦器件等电位接地端子板等电位接地端子板1-1-总等电位接地端子板总等电位接地端子板2-2-楼层等电位接地端子板楼层等电位接地端子板3 3、、4-4-局部等电位接地端子板局部等电位接地端子板图例:图例:图 电子信息系统电源设备分类图 电子信息系统电源设备分类6kAⅣⅣ类类4kAⅢⅢ类类2.5kAⅡⅡ类类设备名称设备名称耐冲击过电耐冲击过电压类别压类别耐冲击过电耐冲击过电压额定值压额定值电源处的设备电源处的设备配电线路和最后分支配电线路和最后分支线路的设备线路的设备用电设备用电设备特殊需要保护的电子信息特殊需要保护的电子信息设备设备ⅠⅠ类类1.5kA0.5kA有有载载分分接接开开关关控控制制低 低 压 压 配 配 电 电 屏屏有有载载分分接接开开关关控控制制电源电源ⅠⅠ电源电源ⅡⅡ发电机发电机控制箱控制箱电源切换电源切换装置装置配电配电箱箱电源切换电源切换装置装置配电配电箱箱整整流流装装置置UPSUPSUPSUPS稳稳压压器器直直流流配配电电箱箱信息信息设备设备电源柜电源柜交流交流配电箱配电箱交流交流配电箱配电箱信息信息设备设备信息信息设备设备信息信息设备设备信息信息设备设备电源柜电源柜信息信息设备设备信息信息设备设备信息信息设备设备G电源电源SPDSPD标称放电电流技术参数选择推荐表标称放电电流技术参数选择推荐表保保 护分分 级 第一第一级 ((KAKA))最大放最大放电电流流 标称放称放电流流 第二第二级 标称放称放电电流流 ((KAKA)) 第三第三级标称放称放电电流流((KAKA))第四第四级 标称放称放电电流流((KAKA))直流直流电源源标称称放放电电流流((KAKA))10/350μs10/350μs8/20μs8/20μs 8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μsA A级≥≥2020≥≥8080≥≥4040≥≥2020≥≥1010≥≥1010直流配电系统直流配电系统中根据线路长中根据线路长度和工作电压度和工作电压选用标称放电选用标称放电电流电流≥≥10KA10KA适适配的配的SPDSPD。
B B级≥≥1515≥≥6060≥≥4040≥≥2020C C级≥≥12.512.5≥≥5050≥≥2020D D级≥≥12.512.5≥≥5050≥≥1010注;注; 1 1、、SPDSPD应有劣化显示和故障自动切除功能应有劣化显示和故障自动切除功能 2、、SPD的外封装材料应为阻燃型材料的外封装材料应为阻燃型材料 4、在直击雷非防护区(、在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护)或直击雷防护区(区(LPZ0B)与第一防护区()与第一防护区(LPZ1)交界处应安装)交界处应安装通过通过I级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护;第一防护区之后的各分区保护器作为第一级保护;第一防护区之后的各分区(含(含LPZ1区)交界处应安装限压型浪涌保护器使区)交界处应安装限压型浪涌保护器使用直流电源的信息设备,视其工作电压要求,宜安用直流电源的信息设备,视其工作电压要求,宜安装适配的直流电源浪涌保护器装适配的直流电源浪涌保护器目前防雷器件主要由目前防雷器件主要由:气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求组合成电源线、天馈线、信阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求组合成电源线、天馈线、信号线系列浪涌保护器(号线系列浪涌保护器(SPD),其中:),其中: ((1)) 电压开关型电压开关型SPD是指当没有冲击电压出现时,是指当没有冲击电压出现时,SPD呈高阻状态,呈高阻状态,当冲击电压达到一定值时(即达到启动电压、点火放电电压、限制电压和当冲击电压达到一定值时(即达到启动电压、点火放电电压、限制电压和箝位电压),箝位电压),SPD电阻突然下降变成低值,其特性曲线如下:电阻突然下降变成低值,其特性曲线如下: 常用的开关元件有:常用的开关元件有: 放电间隙、气体放电管、放电间隙、气体放电管、晶晶闸管闸管((2)电压限制型)电压限制型SPD是指当没有冲击出现时,是指当没有冲击出现时,SPD呈高阻状态;随呈高阻状态;随着冲击电流及电压的逐步提高,着冲击电流及电压的逐步提高,SPD电阻持续下降,亦称箝压型。
电阻持续下降,亦称箝压型其特性曲线如下图其特性曲线如下图 ::常用元件有:压敏电阻、钳位二极管、瞬变二极管常用元件有:压敏电阻、钳位二极管、瞬变二极管 通过安装多级通过安装多级SPD,合理地达到级间的,合理地达到级间的能量配合,使之实现逐级泄能,能量配合,使之实现逐级泄能,这样,不仅这样,不仅能达到有效的保护,还能保证能达到有效的保护,还能保证SPD有较长的有较长的使用寿命,并且使设备电源输入端口上受到使用寿命,并且使设备电源输入端口上受到的残压低于它的耐雷电冲击过电压,确保信的残压低于它的耐雷电冲击过电压,确保信息设备的防雷安全息设备的防雷安全 电源线路安装多级电源线路安装多级SPD防护,主要目的防护,主要目的是达到分级泄流;是达到分级泄流;避免单级防护的避免单级防护的SPD因过因过大的雷击电流损坏增加及产生高残压,不能大的雷击电流损坏增加及产生高残压,不能实现有效保护的目的实现有效保护的目的 5、浪涌保护器连接导线应平直,其长度不宜大、浪涌保护器连接导线应平直,其长度不宜大于当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器于当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于的线路长度小于5m时,在两级浪涌保护器之间应加时,在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。
当浪涌保护器具有能量自动配合功能装退耦装置当浪涌保护器具有能量自动配合功能时,浪涌保护器之间的线路长度不受限制浪涌保时,浪涌保护器之间的线路长度不受限制浪涌保护器应有过电流保护装置,并宜有劣化显示功能护器应有过电流保护装置,并宜有劣化显示功能 要求浪涌保护器连接导线平直、其 要求浪涌保护器连接导线平直、其长度不宜大于,主要是为了减小连接导长度不宜大于,主要是为了减小连接导线上的动态电压,从而降低被保护设备线上的动态电压,从而降低被保护设备电源输入端口上的残压电源输入端口上的残压 要求开关型 要求开关型SPD1至限压型至限压型SPD2之间的线路之间的线路长度大于长度大于10m和限压型和限压型SPD2至限压型至限压型SPD3之间之间的线路长度大于的线路长度大于5m的规定,其主要目的是解决的规定,其主要目的是解决当雷电高电压脉冲沿电源线路侵入时,应确保各当雷电高电压脉冲沿电源线路侵入时,应确保各级级SPD都能分级启动导通泄流,避免多级都能分级启动导通泄流,避免多级SPD当当中出现某一级中出现某一级SPD不启动导通泄流的盲点不启动导通泄流的盲点 2、天馈线路浪涌保护器的选择,应根据、天馈线路浪涌保护器的选择,应根据被保护设备的工作频率、平均输出功率、连被保护设备的工作频率、平均输出功率、连接器形式及特性阻抗等参数,选用插入损耗接器形式及特性阻抗等参数,选用插入损耗及电压驻波比小,适配的天馈线路浪涌保护及电压驻波比小,适配的天馈线路浪涌保护器。
器 3、天馈线路浪涌保护器,宜安装在收、、天馈线路浪涌保护器,宜安装在收、通信设备的射频出、入端口处其参数应符通信设备的射频出、入端口处其参数应符合表规定合表规定 4、具有多付天线的天馈传输系统,每付天线、具有多付天线的天馈传输系统,每付天线应安装适配的天馈浪涌保护器当天馈传输应安装适配的天馈浪涌保护器当天馈传输系统采用波道管传输时,波道管的金属外壁系统采用波道管传输时,波道管的金属外壁应与天线架、波道管支撑架及天线反射器作应与天线架、波道管支撑架及天线反射器作电气连通并宜在中频信号输入端口处安装电气连通并宜在中频信号输入端口处安装适配的中频信号线路浪涌保护器,其接地端适配的中频信号线路浪涌保护器,其接地端应就近接地应就近接地5、天馈线路浪涌保护器接地端应采用截面积不小于、天馈线路浪涌保护器接地端应采用截面积不小于6mm2的多股绝缘铜导线连接到直击雷非防护区的多股绝缘铜导线连接到直击雷非防护区((LPZ0A)或直击雷防护区()或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护)与第一防护区(区(LPZ1)交界处的等电位接地端子板上同轴电)交界处的等电位接地端子板上同轴电缆的上部、下部及进机房入口前应将金属屏蔽层就缆的上部、下部及进机房入口前应将金属屏蔽层就近接地。
近接地计算机网络系统的防雷与接地应符合下列规计算机网络系统的防雷与接地应符合下列规定定1、进、出建筑物的传输线路上浪涌保护器的设置:、进、出建筑物的传输线路上浪涌保护器的设置:* A级防护系统宜采用级防护系统宜采用2级或级或3级信号浪涌保护器;级信号浪涌保护器;*B级防护系统宜采用级防护系统宜采用2级信号浪涌保护器;级信号浪涌保护器;*C、、D级防护系统宜采用级防护系统宜采用1级或级或2级信号浪涌保护器级信号浪涌保护器 各级浪涌保护器宜分别安装在直击雷非 各级浪涌保护器宜分别安装在直击雷非防护区(防护区(LPZ0LPZ0A A)或直击雷防护区()或直击雷防护区(LPZOLPZOB B)与第一防护区()与第一防护区(LPZ1LPZ1)及第一防护区)及第一防护区((LPZ1LPZ1)与第二防护区()与第二防护区(LPZ2LPZ2)的交界处的交界处 计算机网络系统传输线路上需要安装浪涌保护器的 计算机网络系统传输线路上需要安装浪涌保护器的数量(级数),与电子信息系统的重要性相关对于重数量(级数),与电子信息系统的重要性相关对于重要的系统(如大型计算机中心、大型通信枢纽、国家金要的系统(如大型计算机中心、大型通信枢纽、国家金融中心等),必须通过风险评估来确定出该系统的雷电融中心等),必须通过风险评估来确定出该系统的雷电防护等级,若确定属于防护等级,若确定属于A A级,宜安装级,宜安装2 2级或级或3 3级信号浪涌级信号浪涌保护器,即在保护器,即在LPZOLPZOA A或或LPZOLPZOB B与与LPZ1LPZ1区交界处安装第一级区交界处安装第一级SPD1SPD1;在;在LPZ1LPZ1与与LPZ2LPZ2区交界处安装第二级区交界处安装第二级SPD2SPD2,必要时,必要时在机房内与外界传输线路连接的信息设备连接端口处安在机房内与外界传输线路连接的信息设备连接端口处安装第三级装第三级SPD3SPD3进行保护。
进行保护 2、计算机设备的输入、计算机设备的输入/输出端口处,应安输出端口处,应安装适配的计算机信号浪涌保护器装适配的计算机信号浪涌保护器 各级安装的浪涌保护器的性能参数,例各级安装的浪涌保护器的性能参数,例如工作频率、工作电平、传输速率、传输介如工作频率、工作电平、传输速率、传输介质、特性阻抗、以及接口型式等都应与传输质、特性阻抗、以及接口型式等都应与传输线路的性能相适配此外,各级线路的性能相适配此外,各级SPDSPD的标称放的标称放电电流应符合表的规定电电流应符合表的规定3、系统的接地、系统的接地1)、机房内信号浪涌保护器的接地端,宜采用截面、机房内信号浪涌保护器的接地端,宜采用截面积不小于积不小于2的多股绝缘铜导线,单点连接至机房局部的多股绝缘铜导线,单点连接至机房局部等电位接地端子板上;计算机机房的安全保护地、等电位接地端子板上;计算机机房的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地、浪涌保护器信号工作地、屏蔽接地、防静电接地、浪涌保护器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上接地等均应连接到局部等电位接地端子板上2)、当多个计算机系统共用一组接地装置时,宜分、当多个计算机系统共用一组接地装置时,宜分别采用别采用M型或型或Mm组合型等电位连接网络。
组合型等电位连接网络 对于网络系统浪涌保护器接地端的接地 对于网络系统浪涌保护器接地端的接地线,线,SPD1、、SPD2的接地线分别连接到的接地线分别连接到SPD所所在防雷区交界处的等电位接地端子板上在防雷区交界处的等电位接地端子板上 机房内信号浪涌保护器的接地端,宜采用 机房内信号浪涌保护器的接地端,宜采用截面积不小于截面积不小于2的多股绝缘铜导线,单点连接至的多股绝缘铜导线,单点连接至机房的局部等电位接地端子板上这里强调机房的局部等电位接地端子板上这里强调“单单点连接点连接”的意思是说各个的意思是说各个SPD的接地端不可采取的接地端不可采取串连方式,以免增大接地线自身形成的环路面串连方式,以免增大接地线自身形成的环路面积,以减小被脉冲电磁场感应的机率积,以减小被脉冲电磁场感应的机率 雷电电磁脉冲雷电电磁脉冲§为减少电磁干扰的感应效应,宜采取以下的基本屏蔽措施:建筑物和房间的外部设屏蔽措施,以合适的路径敷设线路,线路屏蔽这些措施宜联合使用 §为改进电磁环境,所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起,并与防雷装置相连,但第一类防雷建筑物的独立避雷针及其接地装置除外。
如屋顶金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架 §在需要保护的空间内,当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端并宜在防雷区交界处做等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用双层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理 §在分开的各建筑物之间的非屏蔽电缆应敷设在金属管道内,如敷设在金属管、金属格栅或钢筋成格栅形的混凝土管道内,这些金属物从一端到另一端应是导电贯通的,并分别连到各分开的建筑物的等电位连接带上电缆屏蔽层应分别连到这些带上雷击电磁脉冲:是一种干扰源头指闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附雷击电磁脉冲:是一种干扰源头指闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应绝大多数是通过导体的干扰,如雷电流和部分雷电流、被雷近所引起的效应绝大多数是通过导体的干扰,如雷电流和部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰§在建筑物或房间的大空间屏蔽是由诸如金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件组成时,这些构件构成一个格栅形大空间屏蔽,穿入这类屏蔽的导电金属物应就近与其做等电位连接 §当对屏蔽效率未做试验和理论研究时,磁场强度的衰减应按下列方法计算。
§一、在闪电击于格栅形大空间屏蔽以外附近的情况下,当无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度Ho,相当于处在LPZ0区内的磁场强度,应按下式计算: §H0 = i0/(2·л·Sa)(A/m) () §式中: i0──雷电流(A),按本规范附录六的附表和选取; §Sa──雷击点与屏蔽空间之间的平均距离(m)图)§当有屏蔽时,在格栅形大空间屏蔽内,即在LPZ1区内的磁场强度从H0减为H1,其值应按下式计算: §H1 = H0/10SF/20(A/m) () 式中:SF──屏蔽系数(dB),按表的公式计算格栅形大空间屏蔽的屏蔽系数格栅形大空间屏蔽的屏蔽系数 表表 §注:①适用于首次雷击的磁场; § ②适用于后续雷击的磁场; § ③相对磁导系数 μr≈200; § ④w──格栅形屏蔽的网格宽(m),适用于 W≤5m; § r──格栅形屏蔽网格导体的半径(m) §表的计算值仅对在LPZ1区内距屏蔽层有一安全距离 dS/1 的安全空间 VS 内才有效(见图),dS/1 应按下式计算: §dS/1 = w·SF / 10(m) () §式中:w──格栅形屏蔽的网格宽(m)。
§ §二、二、在闪电直接击在位于在闪电直接击在位于 LPZ0A 区的格栅区的格栅形大空间屏蔽形大空间屏蔽上的情况下,其内部上的情况下,其内部 LPZ1 区内区内 Vs 空间内某点的磁场强空间内某点的磁场强度度 H1 应按下式计算:应按下式计算: §H1 = kH·ioo·w/(dw·√dr) ((A/m) ()() §式中:式中: dr ──被考虑的点距被考虑的点距LPZ1区屏蔽顶的最短距离区屏蔽顶的最短距离((m);); §dw ──被考虑的点距被考虑的点距LPZ1区屏蔽壁的最短距离(区屏蔽壁的最短距离(m)) §kH──形状系数(形状系数(1/√m),取),取 kH((1/√m)) §w ──LPZ1 区格栅形屏蔽的网格宽(区格栅形屏蔽的网格宽(m) §式()的计算值仅对距屏蔽格栅有一安全距离式()的计算值仅对距屏蔽格栅有一安全距离 ds/2 的空间的空间 Vs 内有效,内有效, ds/2 应符合下式的要求:应符合下式的要求: § ds/2 = w((m)) ()() §信息设备应仅安装在信息设备应仅安装在Vs空间内 §信息设备的干扰源不应取紧靠格栅的特强磁场强度信息设备的干扰源不应取紧靠格栅的特强磁场强度。
§三、流过包围 LPZ2 区及以上区的格栅形屏蔽的分雷电流将不会有实质性的影响作用,处在 LPZn 区内 LPZn+1 区的磁场强度将由 LPZn 区内的磁场强度 Hn 减至 LPZn+1 区内的Hn+1,其值可近似地按下式计算 §Hn+1= Hn /10SF/20(A/m)() §式()适用于LPZn+1区内距其屏蔽有一安全距离 ds/1 的空间 Vs ds/1应按式()计算 总 结总 结一、雷电防护一、雷电防护分区:分区: ((LPZ););二、二、雷电防护分级:雷电防护分级: ((A、、B、、C、、D);); §*LPZnLPZ0ALPZ0BLPZ1LPZ2LPZ0BLPZ0BLPZ0ALPZ0BLPZ0ALPZ0A接闪器接闪器1121建筑物雷电防护区(建筑物雷电防护区(LPZLPZ)划分)划分图 将一个需要保护的空间划分为不同防雷区(图 将一个需要保护的空间划分为不同防雷区(LPZ)的原则)的原则LPZ1LPZ2LPZOA、、LPZ1的界面的界面LPZ1、、LPZ2的的界面界面旗杆或栅栏旗杆或栅栏洞(如窗)洞(如窗)天线天线LPZOB电力电缆电力电缆设备设备金属管道金属管道(如水管)(如水管)等电位连接点等电位连接点通信电缆通信电缆LPZOA三、六大技术措施三、六大技术措施1、直击雷防护措施;、直击雷防护措施; (针、带、网、线)(针、带、网、线)2、屏蔽措施;、屏蔽措施;3、等电位连接措施;、等电位连接措施;4、合理布线措施;、合理布线措施;5、共用接地措施;、共用接地措施;6、设计安装各类、设计安装各类SPD措施;措施;四、端口保护:四、端口保护: 1、建筑;、建筑; 2、设备;、设备;五、浪涌保护器的设计与选择:五、浪涌保护器的设计与选择: 1、残压与耐压;、残压与耐压; 2、伏秒特性;、伏秒特性; 3、接口;、接口; 4、传输特性;、传输特性; 5、技术指标;、技术指标;信信号号线线路路常常用用接接口口图图六、等电位连接与共用接地系统六、等电位连接与共用接地系统 1、、等电位连接等电位连接2、共用接地系统、共用接地系统 3、接地装置、接地装置4、接地线、接地线图 导电物体或电气系统连到等电位连接带的等电位连接图 导电物体或电气系统连到等电位连接带的等电位连接要要求求采采用用SPD做做等等电电位连接的物体或系统位连接的物体或系统接地导体(如接地导体(如PE线)线)等电位连接带等电位连接带要要求求直直接接做做等等电电位位连连接的物体或系统接的物体或系统接地装置接地装置SPD螺栓紧固的线夹螺栓紧固的线夹等电位连接线等电位连接线七、屏蔽措施七、屏蔽措施屏蔽措施屏蔽措施图图1:无保护装置:无保护装置电力线路电力线路通信线路通信线路金属外壳金属外壳设备设备1设备设备2感应环路感应环路图图2:由于外部屏蔽措施:由于外部屏蔽措施 而减小感应效应而减小感应效应网状防雷装置(互相网状防雷装置(互相连接的钢筋,屋顶金连接的钢筋,屋顶金属表面和金属立面)属表面和金属立面)设备设备1设备设备2图图3:合适的路线而减小感应效应:合适的路线而减小感应效应设备设备1设备设备2设备设备1设备设备2通讯线、电力线通讯线、电力线合理进行安排、合理进行安排、减少感应效应减少感应效应金属导体金属导体电缆导管电缆导管电缆屏蔽电缆屏蔽图图4:对电缆线路作屏蔽而减小感应效应,如:对电缆线路作屏蔽而减小感应效应,如 采用完全等电位连接的金属组件、电缆采用完全等电位连接的金属组件、电缆 桥架、管子和线槽(栈桥)桥架、管子和线槽(栈桥)建筑物电子信息系统防雷设计建筑物电子信息系统防雷设计常见问题常见问题:1、避雷针问题、避雷针问题 作为一种常规的防雷措施,避雷针利用其引雷效应,把雷作为一种常规的防雷措施,避雷针利用其引雷效应,把雷电引向自身来完成其周围保护区范围内的被保护对象免遭直接电引向自身来完成其周围保护区范围内的被保护对象免遭直接雷击。
但当雷电直击建筑物时,雷击电磁脉冲对于建筑物内部雷击但当雷电直击建筑物时,雷击电磁脉冲对于建筑物内部的电气、电子设备会产生比较严重二次效应,尤其是产生的感的电气、电子设备会产生比较严重二次效应,尤其是产生的感应脉冲过电压(感应雷)和增加雷击概率对建筑物内的电子信应脉冲过电压(感应雷)和增加雷击概率对建筑物内的电子信息系统是有害的息系统是有害的 根据国防科工委设计研究院研究得出:根据国防科工委设计研究院研究得出:雷击概率雷击概率N与避雷针高度与避雷针高度h2成正比;成正比;其具体关系式如下:其具体关系式如下: 1K2h2×10-4(次(次/年)年)式中:式中: N—雷击概率(次雷击概率(次/年);年);T—年雷电日数(日);年雷电日数(日); K1—落雷不均匀系数,易受雷击的建筑物落雷不均匀系数,易受雷击的建筑物K1=1.5~2.0 K2—建筑材料影响系数,金属材料,非金属材料;建筑材料影响系数,金属材料,非金属材料; h—避雷针高度避雷针高度(m) 因此,对于内部有大量电子信息系统的建筑物,防直击雷因此,对于内部有大量电子信息系统的建筑物,防直击雷装置应尽量采用避雷带(网)的方式进行保护。
如建筑物顶有装置应尽量采用避雷带(网)的方式进行保护如建筑物顶有天线需要保护,则避雷针高度应能够达到保护即可,不适宜设天线需要保护,则避雷针高度应能够达到保护即可,不适宜设计太高§电子信息系统接地干线电子信息系统接地干线§防直击雷装置引下线防直击雷装置引下线共用共用雷雷电电反反击击§ 电子信息系统电子信息系统§ 防直击雷装置引下线防直击雷装置引下线安全距安全距离不够离不够雷击事故雷击事故2、电子信息系统与防直击雷装置问题、电子信息系统与防直击雷装置问题解决方法:解决方法: 1、电子信息系统的接地干线尽量利用内侧的建筑物结构柱筋,如条件不允许,、电子信息系统的接地干线尽量利用内侧的建筑物结构柱筋,如条件不允许,可自建筑物基础引出电子信息系统专用接地干线可自建筑物基础引出电子信息系统专用接地干线 2、电子信息系统与用作防雷的结构柱筋保持足够的安全距离一般不小于、电子信息系统与用作防雷的结构柱筋保持足够的安全距离一般不小于1米3、屏蔽问题、屏蔽问题 屏蔽措施考虑不周全,容易造成施工时忽略细节问题屏蔽措施考虑不周全,容易造成施工时忽略细节问题 ,电,电子信息设备大量采用半导体元件和集成电路,对电磁噪声干扰子信息设备大量采用半导体元件和集成电路,对电磁噪声干扰十分敏感,由雷击产生的暂态电磁脉冲很容易直接辐射到元器十分敏感,由雷击产生的暂态电磁脉冲很容易直接辐射到元器件上,电源或信号线上也可以感应出暂态过电压波,沿线路侵件上,电源或信号线上也可以感应出暂态过电压波,沿线路侵入电子设备,使设备失灵或损坏。
对其周围环境及设备本身实入电子设备,使设备失灵或损坏对其周围环境及设备本身实行屏蔽并形成统一的屏蔽体,是一种有效防护行屏蔽并形成统一的屏蔽体,是一种有效防护LEMP影响的手影响的手段屏蔽体在实际施工时,容易忽视如下问题:段屏蔽体在实际施工时,容易忽视如下问题: ◆◆ 隔离变压器或稳压装置(隔离变压器或稳压装置(UPS)到机房配电盒)到机房配电盒的电源线没有采用屏蔽电缆或穿金属管屏蔽;的电源线没有采用屏蔽电缆或穿金属管屏蔽; ◆◆ 在下层的屏蔽室的门、窗未与结构钢筋作电气在下层的屏蔽室的门、窗未与结构钢筋作电气连接,外部屏蔽不完整;连接,外部屏蔽不完整; ◆◆ 在未屏蔽的信号线上不加装短路环,两端也未在未屏蔽的信号线上不加装短路环,两端也未与设备外壳、保护接地线连接;与设备外壳、保护接地线连接; ◆◆ 未注意暂态过电压防护措施与屏蔽体配合未注意暂态过电压防护措施与屏蔽体配合 ;; ◆◆ 信号线的屏蔽仅利用信号线屏蔽层,不单独增信号线的屏蔽仅利用信号线屏蔽层,不单独增加屏蔽金属管(铁、钢)加屏蔽金属管(铁、钢) ;; ◆◆ 长距离的信号线屏蔽金属管仅首尾两端接地,长距离的信号线屏蔽金属管仅首尾两端接地,不另进行等电位连接接地;不另进行等电位连接接地; ◆◆ 等电位连接接地时,仅将信号线屏蔽金属管接等电位连接接地时,仅将信号线屏蔽金属管接入等电位接地网络,未将信号线屏蔽层也接入。
入等电位接地网络,未将信号线屏蔽层也接入4、等电位连接问题、等电位连接问题 等电位连接措施是将室内的设备、组件和元件的金属外壳等电位连接措施是将室内的设备、组件和元件的金属外壳或构架连接在一起,并与建筑物的防雷接地系统相连接,形成或构架连接在一起,并与建筑物的防雷接地系统相连接,形成一个电气上连续的整体,这样可以在发生雷击时避免不同金属一个电气上连续的整体,这样可以在发生雷击时避免不同金属外壳或构架之间出现暂态电位差,使它们彼此之间等电位,并外壳或构架之间出现暂态电位差,使它们彼此之间等电位,并维持在地电位的水平,但在进行等电位连接时,容易忽视以下维持在地电位的水平,但在进行等电位连接时,容易忽视以下问题:问题: ◆◆只对进入建筑物的各种金属管道,如水管、供热、供气只对进入建筑物的各种金属管道,如水管、供热、供气管以及通讯信号和电源等电缆金属(屏蔽)护套进行等电位连管以及通讯信号和电源等电缆金属(屏蔽)护套进行等电位连接,但对从建筑物引出的各类管线未采取同样的措施接,但对从建筑物引出的各类管线未采取同样的措施 ◆◆ 只注意进行等电位连接,忽视了连接线的长度。
只注意进行等电位连接,忽视了连接线的长度4、、SPD问题问题 SPD的作用是限制电源线、信号线以及天馈线上瞬的作用是限制电源线、信号线以及天馈线上瞬态过电压和分走电涌电流,但在做电子信息系统防雷态过电压和分走电涌电流,但在做电子信息系统防雷工程时,容易产生如下误区:工程时,容易产生如下误区: ◆◆ SPD设置越多越好;设置越多越好; SPD设置越多,故障点增多;设置越多,故障点增多;SPD作为一种非线性器件,对作为一种非线性器件,对信号存在衰减,影响系统的本身运行信号存在衰减,影响系统的本身运行 ◆◆ 设计或安装时,设计或安装时,SPD接地线的长而弯曲;接地线的长而弯曲; 人为地增加了雷电流的泄放时间,导致被保护设备损坏人为地增加了雷电流的泄放时间,导致被保护设备损坏 ◆◆ 在进行电源系统防雷设计时,一味的增大在进行电源系统防雷设计时,一味的增大SPD的通流量,的通流量,未进行综合考虑未进行综合考虑 ◆◆ 在设计电源系统多级在设计电源系统多级SPD保护时,不考虑各级保护时,不考虑各级SPD之间之间的能量配合及间距。
的能量配合及间距谢谢 谢谢 ! !。