感应雷措施（精选六篇）
感应雷措施 篇1
关键词：SPD,参数,分析,安装
随着科技的发展和信息时代的到来, 计算机信息系统的应用得到了普及, 在建筑物中广泛应用各类先进的电子设备。自然界中雷击现象是十分普遍的现象, 雷击发生时, 会产生过电压、脉冲磁场以及过电流等, 会直接通过通讯线路、供电线路等对各类电子设备造成损坏, 严重威胁各类电子设备的安全, 本文主要阐述防感应雷措施中浪涌保护器的选择与安装等问题。
1 过电压
1.1 雷电过电压
雷雨天气时, 由于雷云的放电现象, 对地面建筑物、电力线路、通讯线路、电子设备等建筑物和设备, 通过电磁感应以及静电感应产生过电压现象, 这类自然现象就是雷电感应。强烈的雷击现象会产生很高的过电压, 对建筑物和各类线路以及设备会造成严重的灾害。并通过电力线路、通讯线路等长距离传输, 使得建筑物和设备瞬间产生很高的过电压, 威胁建筑物和设备的安全运行。
1.2 系统过电压
电力系统中, 电能质量是有严格要求的, 电压和频率必须在规定的范围内。但是, 电力系统也不是一直稳定运行的, 由于电力系统出现故障等问题时, 就会出现电能质量剧烈变化等现象, 这类现象为系统过电压。为了有效地预防系统过电压现象的发生, 应采用有电感、电容、继电器以及电涌保护器等元件组成的防系统过电压装置。
1.3 地电位反击
由于雷击大地以及引下线、接闪器和接地体等防雷装置, 产生地电位上升, 波及附近建筑物以及电子设备, 对设备产生反击现象, 严重损害设备对地的绝缘。
2 SPD的选择
2.1 浪涌保护器选择
SPD选型的实质是正确确定电压保护水平 (残压) Up、最大放电电流, 保持Up小于被保护设备的耐压等级, 从而保护设备。《规范》内给出220/380V三相系统各种设备绝缘的耐冲击电压额定值。设计时, 可从《规范》给出的雷电流分配图、雷电流分流估算式、雷电流参量表, 作为选择SPD的重要依据。首先确定建筑物防雷等级。
从《规范》有关规定确定建筑物防雷等级及首次雷击及首次雷击以后的雷电流参量;也可以从实测的雷电流幅值的雷击概率曲线上由年均雷暴日T来查取雷电流幅值的雷击概率。具体由1-Nc/N来计算。 (NC表示因直击雷和雷电电磁脉冲引起信息系统设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数, N表示建筑物预计累计次数) 然后由不同的概率可以得出需要安装SPD不同的级数 (表格如下) :
(各级中SPD保护推荐级数表)
2.2 参数的选择
电压类参数, 主要有:最大钳压、残压、电压保护水平、最大持续电压和最大电涌电压。
(1) 电压保护水平Up:SPD泄放标称放电电流时, 其两端的最大电位差。
(2) 最大箝压:箝压 (Clamping Voltage:CV) 是SPD起作用时的限制电压。对压敏电阻这类SPD来讲, 最大箝压是SPD箝压功能恶化情况下的残压。
(3) 最大电涌电压:SPD的最大残压加上SPD两引线寄生电感上的感应电压, 亦为被保护设备实际承受的最大过电压。
(4) 最大持续运行电压Ue:可能持续加于SPD两端的最大交流电压有效值和直流电压之和。超过此值运行时, SPD将遭受热致损坏。
3 电涌保护器的安装
雷电会在配电线路上感应雷电过电压, 它可能是相线对地、可能是中性线对地、也可能是相线与中性线间感应过电压, 而不同的配电系统中SPD的安装方法是不一样的。TN系统一般采用相线及中性线分别对地加装过压型SPD的方式, TT系统一般为相线分别对中性线加装过压型SPD, 中性线对地采用放电间隙SPD。不同的供电接地系统, SPD的安装方法不同, 在TN–C-S和TN-C中电源进线回路中有相线和PEN线, 而PEN线需与总等电位联结的接地母排连通而接地, 所以这两种接地系统的PEN线上可不需安装SPD, TN-S和TT接地系统中的N线在进线处不接地, 这两种系统的N线上应和相线一样安装SPD。此外, 在易燃易爆危险环境中, 使用的SPD应具有防爆功能.
在不同供电制式的系统中SPD的安装位置各有不同。许多专业的防雷技术人员都没有重视到这点, 以点带面, 一概而论。如果不对SPD的安装位置加以重视, 不但使其不能起到保护系统的作用, 反而会带来安全隐患。
结语
上述讲明了在低压配电中SPD的选择与安装, 大家要注意一点就是:能量配合在整个系统中作为多级SPD保护系统的核心, 制观重要, 大家还要理解就是:低压配电系统的防雷是一项综合性的工程, 片面追求SPD的防护作用是不对的, 还应同其他的防雷技术结合起来, 也就是要与接地、等电位连接、屏蔽等构成一个完整的防雷体系, 只有这样方能达到预期的防雷效果。
参考文献
[1].GB50057-94, 建筑物防雷设计规范2000[S].
[2].苏邦礼, 崔秉球, 吴望平, 苏宇燕.雷电与避雷工程[M].中山大学出版社.
[3]梅卫群, 江燕如.建筑防雷教程[M].南京气象学院电子工程系.
[4].张小青建筑物内电子设备的防雷保护[M].电子工业出版2000
感应雷入侵自动气象站后的故障排除 篇2
感应雷入侵自动气象站后的故障排除
对感应雷造成的自动气象站故障进行分析研究.由弱的感应雷造成的故障,可通过同时关闭采集器、计算机、路由器等设备3分钟以上;更换串口隔离器;重新安装地面测报业务软件等简单方法,使故障自动气象站得到快速恢复.
作 者：钟山 董林洲 宋峰 Zhong Shan Dong Linzhou Song Feng 作者单位：邹城市气象局,山东,邹城,273500刊 名：山东气象英文刊名：JOURNAL OF SHANDONG METEOROLOGY年，卷(期)：200929(1)分类号：P415.1关键词：感应雷 自动气象站 故障 排除
清远南方加油站防感应雷整改方案 篇3
关键词:直击雷感应雷
中图分类号:TU895文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0243-01
1 引言
雷电是一种极具破坏力的自然现象,其电压可高达数百万伏,瞬间电流更可高达数十万安培。一般而言,雷电灾害具有突发性、多样性、复杂性、破坏性和选择性等特点。油站作为易燃易爆危险场所,很多油站只重点加强防直击雷的工作,而忽视了防感应雷的工作,从而引起了油站的加油系统,监控系统,网络系统等失灵,甚至不能工作,本人长期进行防雷工程的工作,现对南方加油站的实际情况进行论述。
2 设备损坏情况介绍及雷击分析
2.1 设备损坏情况
营业厅处加油中控制机主板损坏、POS机的电源损坏。
办公室处视频采集卡的电脑主板损坏。
辦公室内的半球摄像枪、营业厅的显示器损坏。
宽带MODEM损坏。
电脑的网卡损坏。
2.2 雷击损坏分析
根据现场情况,分析办公室与营业厅设备损坏处均有经办过公室天面架空线并缠绕避雷带进入的电话线,电房及营业厅处的电源线均为架空线,无任何屏蔽、等电位连接等处理措施。当办公室天面避雷带接闪或者在附近金属物接闪时在附近产生极其强大的瞬变电磁场、雷电电磁脉冲,架空的电话线、电源线、其他信号线路上由于无屏蔽、等电位连接等措施,在线路会出现极高的感应过电压,直接导致设备损坏。经过防雷所现场检测,本次雷击极有可能直接在办公室天面的直击雷防护设施落雷或者离加油站极近的距离内落雷,在营业厅、办公室所有设备的线路上均出现很高的雷电过电压,从而导致设备损坏[1]。
3 整改设计方案
3.1 直击雷防护,各设备接地
根据《建筑防雷设计规范》,经计算可知,本加油站防雷类别为二类,宿舍防雷类别为二类。利用筑物的基础钢筋及水平敷设的－40*4镀锌扁钢作接地网,各交叉点和连接头均须电焊连接。利用结构柱内两根主纵筋作防雷引下线,上与避雷带、下与接地网连接焊通构成一个防雷保护系统。离开油罐罐2m左右,在其周围均匀间隔打下若根角钢做接地体(50×5×2500),每根接地体间间隔约为5m。在配电室用－40×4,L＝1m扁钢与由作连接的地梁两面筋焊接引出墙面作电气接地点[2]。
加油站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等,地上或管道敷设的油品管道的始、末端和分支处设防静电和防感应雷的联合接地等,共用接地装置,接地电阻经整改不大于1Ω。
埋地油罐与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地与油罐相连的所有金属件(卸油口、阻火器、量油口、油管等)均采用－40×4镀锌扁钢与防雷接地线(体)相连,油罐的防雷接地点不少于两处。加油站所采用的铠装电缆、配线电属外皮两端保护钢管两端均接地。
所有金属管道、商标牌、灯杆、输油管的始末端、发电机排烟口、油罐罐体及卸油车的卸油管等均与接地装置相连。
3.2 感应雷防护
3.2.1 油站防感应雷主要做法
在油站的总配电房安装三相复合型电源防雷器,型号为:REP-LTRBCD60,作为设备电源的第一级防雷保护。该防雷器采用LTR能量控制技术,通流容量大:In=60kA,Imax=120kA;防护水平高,Up<1.5kV。
在油站的营业厅、办公楼配电箱安装三相电源防雷器,型号为:REP-D380B7B,作为设备电源的第二级防雷保护。防雷器的通流容量大:In=40kA,Imax=60kA。
在油站的营业厅监控设备电源安装单相电源防雷器,型号为:REP-D216,作为设备电源的第三级防雷保护。
在油站的营业厅、办公楼的电脑、Modem、监控主机、POS机安装电源防雷插座,型号为:REP-D220CK,作为设备电源的第三级防雷保护。
3.2.2 电源防感应雷做法
在总电源处配置一级电源避雷器,通流量为60kA,型号为:REP-LTRBCD60,在营业厅配电箱处,配置二级电源避雷器通流量为40kA,型号为:REP-0380B7B;在办公楼配电箱处,配置二级电源避雷器通流量为40kA,型号为:REP-0380B7B;在电脑电源线接入采用电源防雷插座,通流量为5kA,编号为:REP-D220CK;在监控电源处,配置三级电源避雷器(模块式)编号为:REP-D216,通流量为5kA;在宽带modem电源线接入采用电源防雷插座,通流量为5kA,编号为:REP-D220CK。
3.2.3 信号线路防雷防护做法
在ADSL宽带线路上安装ADSL线路防雷器,型号为REP-X04-ADSL。
在电话线路上安装电话线路防雷器,型号为REP-X02-CZ。
在监控主机视频线路上安装视频信号防雷器,型号为REP-CCTV。
在监控摄像枪电源、视频线路上安装监控2合1防雷器,型号为REP-VPD2。
在电脑联网线路上安装网络信号防雷器,型号为REP-X06-RJ45E100/8。
在固定摄像枪处,配置电源及视频线二合一的避雷器,通流量为5kA,编号为REP-VPD2;在视频信号进监控室处,配置视频信号避雷器,通流量为5kA,编号为REP-CCTV。
3.2.4 网络系统做法
在各个电脑网线接入处,与交换机接出,接入处,配置网络信号避雷器,通流量为5kA,编号为:REP-X06-RJ45E100/8,网线8根线为全保护。在电信ADSL接入点处,配置ADSL线路避雷器,通流量为5kA,编号为REP-X04-ADSL。
计算机系统感应雷防护 篇4
1 雷电的概述
雷电是一种具有极大破坏力的自然天气现象。
2 雷电的危害
当发生雷击时、瞬间电压可高达数百万伏、瞬间电流可高达数十万安培。雷击后在雷击中心1.5~2km半径范围内都可能产生危险过电压损害线路上的设备。
3 计算机房系统的雷电防护
3.1 雷电入侵途径
(1) 直击雷:所谓直击雷, 是指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上, 因电效应、热效应和机械力效应等造成建筑物等损坏以及人员伤亡。
(2) 感应雷:感应雷, 是指雷云放电时在附近导体上产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击。
感应雷虽然没有直击雷猛烈, 但其发生的几率比直击雷高得多。直击雷只在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害, 而感应雷则不论雷云对地闪击或者雷云对雷云之间闪击, 都可能发生并造成灾害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标, 而一次雷闪击则可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷过电压, 并且这种感应高压可以通过电力线、电话线等传输到很远, 致使雷害范围扩大。装有避雷针的建筑物, 可以避免雷击损坏建筑物, 但是在雷电从建筑物顶端泄放入大地或者附近发生雷击的时候, 雷电电磁脉冲可以通过避雷针的引下线和接地系统地线产生很强的电场, 建筑物内的所有金属物品均会产生感应电压, 这些感应电压的高低随着金属形状、距地线的距离和雷击大小而变 (根据IEC 6131 2标准, 当雷击击中建筑物时, 即使装有避雷针, 直击雷电流的50%通过引下线和接地系统入地, 仍然会有大约50%的雷击能量仍会分配到各线路系统) 一旦电源输入线、电话线、网络线或其它电子设备的金属引出、引入线感应到瞬间高压, 避雷针就无能为力了。
3.2 雷击防护的基本原理
雷击防护:就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地, 是疏导, 而不是堵雷或消雷。一个完整的防雷系统包括两个方面:直接雷击的防护和感应雷击的防护。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。外部避雷。由避雷针 (或避雷带、避雷网) 、引下线和接地系统构成外部防雷系统, 主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故;内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏, 这是外部防雷系统无法保证的, 为了实现内部避雷, 需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安装过电压保护器进行保护并良好接地。
(1) 多级保护原则:即根据电气、微电子设备的不同功能、受保护的程序和所属保护区域确定防护要点作分类保护;根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道, 对电源线和数据、通信线路都应做多级层保护。
(2) 外部无源保护:在LP Z0级保护区即外部作无源保护, 主要依靠避雷针 (网、线、带) 和接地装置。保护原理:当雷云放电接近地面时, 它使地面电场发生畸变。在避雷针 (线) 顶部, 形成局部电场强度畸变, 以影响雷电先导放电的发展方向, 引导雷电向避雷针 (线) 放电, 再通过接地引下线, 接地装置将雷电流引入大地, 从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。建筑物的所有外露金属构件 (管道) , 都应与防雷网 (带, 线) 可靠焊接。
(3) 电源部分防护:雷电侵害主要是通过线路侵入。对高压部分电力局有专用高压避雷装置, 电力传输线把对地的电力限制到小于6000V (IEC62.41) , 而线对线则无法控制。用分流 (限幅) 技术即采用高吸收能量的分流设备 (电涌保护器) 将雷电过电压 (脉冲) 的能量分流泄入大地, 达到保护目的, 所以, 分流、等电位技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系网络防护的关键, 因此, 选择合格优良的电涌保护器至关重要。
4 防雷设计依据
(1) 《建筑物防雷设计规范》GB50057—2010。
(2) 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343。
(3) 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169—92。
(4) 《建筑物防雷》IEC61024。
(5) 《雷电电磁脉冲的防护》IEC61312。
5 防雷设计方案
5.1 电源系统雷电防护
(1) 在计算机主机房大楼总配电房总开关处安装一类分类试验产品防雷器REP-X EL 3 85 M 25 0, (标称工作电压) U n=3 8 0 V, (电压保护水平) U p≤1.5 k V, (冲击电流) Iimp=25k A, (响应时间) △t≤10 0ns;产品特点:内置失效脱扣装置, 当保护器因过热、击穿失效时, 能自动将其从电网脱离, 具有失效指示功能;作为电源线路的第一级雷电防护; (2) 在各楼层总配电柜处安装二类分类试验产品防雷器REP-XEL385M40, (最持续运行电压电压) U c=38 5V, (电压保护水平) U p≤2.0k V, (标称放电电流) In=4 0 k A, 作为电源线路的第二级雷电防护; (3) 在计算机主机房及各办公室电脑电源开关处安装一套单相电源防雷器, 型号:RE P-X E L 3 8 5 M 2 0/2, (最大持续运行电压电压) Uc=385V, (电压保护水平) U p≤1.2 k V, (标称放电电流) I n=2 0 k A, (响应时间) △t≤25ns;作为电源线路的第三级雷电防护。
5.2 网络系统雷电防护
(1) 在机房的网络交换机处安装24口机架式网络防雷器, 型号:R E P-X 0 6-24 RJ4 5E 100 (标称工作电压) U n=5 V, (电压保护水平) U p≤13 V, (标称放电电流) In=5k A, (响应时间) △t≤1n s;作为控制机房网络交换机网络线路的雷电防护。
6 等电位连接
等电位连接是现代防雷技术重要的防护措施之一。
(1) 在配电房、控制机房内所有等电位连接线、静电接地及SPD接地线先汇集到等电位连接板再与汇入地网。
(2) 将分开的外导电装置用等电位连接导体连接后接地, 以减少系统设备所在的建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间因雷击产生的电位差。
7 防雷接地及要求
感应雷措施 篇5
常出现于架空线路上的雷击过电压有直击雷过 电压与感应雷过 电压2种形式, 直击雷过 电压对架 空线路的 危害比较大。因此, 以往的研究 长期偏向 于对直击 雷过电压 的防护研究。但在实际架空线路受雷击的影响中, 由感应雷过电压引起的故障占了架空线路受雷击影响产生故障的大多数, 所以对架空线路的感应雷过电压的防护研究是十分重要的。
1雷电概论
1.1雷电参数
雷电参数包括: (1) 雷暴日、雷电小时。只要在某一天 (或一小时) 中听到一个雷声就属于一个雷暴日 (或雷电小时) 。地理位置与雷暴日的分布有密切关系, 通常来说, 热且潮的地 区相较于冷且干燥的地区多, 陆地相较于海洋多, 山区相较于 平原多。在我国, 南方地区的年平均雷暴日大于50日, 属于多雷区。 (2) 地面落雷密度。它指的是在每一个雷暴日地面每平方公里受到的平 均落雷次 数, 与雷暴日 有关, 可表示为γ=0.023T0d.3, 其中Td是雷暴日数。 (3) 雷电参数还包括雷电流的幅值、波形以及陡度。
1.2感应雷过电压简介
电气设备附近地面被雷击中, 在雷电放电过程中因为空间电磁场出现急剧的变化使得没有直接被雷击中的电气设备出现感应的过电压, 称为感应雷过电压。有关资料显示, 10kV配电线路因雷击而引起的故障的主要因素为感应过电压, 因此感应雷过电压应作为配电线路的防雷保护重点。
1.3感应雷过电压的产生机理
以负雷电来举例, 在放电的初始阶段, 先有一个 先导放电过程, 在雷云和先导通道的电场中存在着线路, 因为存在 静电感应, 沿着导线方向的电场强度会将在导线两端的正电荷吸引到与先导通道靠近的一段导线上, 此时形成束缚电荷, 同时由于Ex的排斥作用使导线上的负电荷向两端运动, 通过系统中性点以及线路的泄漏电导流向大地, 在先导通道中不会形成明显的电流, 同时导线的电位和远离雷云处的导线电位一样。当雷云对线路附近的地面放电时, 之前存在于先导通道中的负电荷会快速被中和, 先导通道的电场快速降低, 这时释放了 导线上的束缚电荷, 它们沿着导线的两侧运动, 由此形成了感应 雷过电压, 如图1所示。
1.4感应雷过电压危害
大部分的10kV架空配电线路的绝缘水平低, 感应雷过电压会引起其对地闪络, 当前的配电网采取的是不直接接地的方式, 其优点是线路在发生单相接地故障后, 还能继续0.5~2h的运行, 这使得供电可靠率提高。但随着电缆以及架空线路的逐渐增多, 在单相接地故障发生于配电网时, 如果接地的电 弧没有自己熄灭则会引起短路, 造成停电以及设备损坏。
2防护措施
2.1提高线路的绝缘水平
在配电网线路中, 由雷电活动产生的感应雷过电压因为配电网的绝缘水平低, 很容易造成线路的绝缘子闪络事故, 并且在配电线路中为了节约投资通常使用的是同塔多回路技术, 这种情况下因为同塔多回路的各线路之间没有足够的电气距离, 当一回线路受到雷害之后线路的绝缘子对地击穿, 空气会由于持续的接地电弧产生热游离以及光游离, 因为同杆架设各回路的间距不大, 游离的电弧会影响到其他电路, 这会引起同杆 的各回路接地事故的 发生, 在严重时 有可能出 现多回路 同时跳闸。对于这种问题, 可以采取的方法是增强线路绝 缘水平, 具体的措施有:用绝缘导线代替裸导线、使绝缘子片增加、于导线和绝缘子间增加绝缘皮以及更换绝缘子型号等, 绝缘水平的提高能够明显降低因感应雷过压而造成的线路闪络。
2.2对于架空绝缘导线的雷击防断线措施
有实践研究表明, 在线路上安装防雷绝 缘子, 虽然在雷 击中还是会出现绝缘子受损的现象, 但是没有发现有断线的现象出现, 这表明绝缘子对防止遭受雷击断线的情况有效。同时还表明, 在安装了防雷绝缘子后, 配电线路的跳闸重合的成功 率较高, 达到90%, 所以在10kV配电线路加装防雷绝缘子, 能够有效地防止绝缘导线受到雷击断线, 其防雷支柱的绝缘子结构如图2所示。
2.3降低10kV配电线路的雷击建弧率
(1) 对配电网的运行使用中性点经消弧线圈的中性点接地方式, 能够使配电网中的单相接地电流得到自动补偿, 从而促使接地电弧熄灭, 自动补偿消弧装置可以对配电网的电容流进行实时地在线测量, 确保自动补偿电流, 控制补偿后的残流 在一定范围内, 使其小于熄弧临界值, 这样有利于电弧熄灭, 以有效降低电弧故障建弧率, 提高供电的可靠性。 (2) 通过消弧线圈来治理过电压。大量研究以及实际运行经验表明, 将自动跟踪安装补偿装置安装在电容电流超过10A的配电网中, 由于该装置能够将残流值始终控制在10A以下, 从而有利于接地电弧熄灭, 可以有效控制住发生弧光接地过电压, 致使配电 网的故障建弧率降低。
2.4加强避雷器对10kV配电线路的保护
对于配电线路中的雷过电压, 避雷器能够产生很好的防护效果, 但目前其仅能使安装了避雷器的杆塔受到保护, 若能够使配电线路上的全线都受到避雷器保护, 这是一个很好的防雷措施, 但是这在当前的经济以及技术上都存在困难, 所以在安装避雷器对配电线路进行保护时, 有如下建议: (1) 将避雷器安装在配电线路雷害的事故多发段杆塔; (2) 将避雷器安装在配电线路的分支处杆塔; (3) 将避雷器安装在重要的配电设备处, 如配电变压器、柱上开关以及刀闸等; (4) 将避雷器安装在架空绝缘线路和电缆线路的转换处。
2.5降低配电设备接地电阻
将自动重合闸装置投运在配电线路中, 可以使配电线路中受到雷击而造成的破坏范围有效减小, 同时还能够将因雷害造成的瞬时故障如绝缘子闪络等快速切除, 使配电线路的供电可靠性得到有效的提高。
3结语
随着社会的发展, 人们对电力的需求 日益增长, 对供电质量的要求也越来越高。10kV线路供电的覆盖面大, 总线路很长, 并大多以架空形式出现, 缺少避雷线, 暴露在野 外, 很容易受到雷击, 而大多数尤其是在南方地区, 如果不能将防雷 措施做好, 很容易造成配电设备损坏, 影响正常的生产生活。因此, 对10kV架空线路做好防雷保护是十分重要的。
参考文献
[1]陈思明, 尹慧, 唐军, 等.10kV架空配电线路感应雷过电压电暂态特性分析[J].电瓷避雷器, 2014 (2)
感应雷措施 篇6
随着社会建设的步伐不断加快, 贵重通信设备被广泛应用于通信的运行系统中。这些高精密计算机设备富含大量的CMOS半导体集成模块, 耐过电压电流能力极低, 无法保证在特定的空间里遭受雷击时运行。且各系统多包含大量的电子设备和计算机系统, 这些电子设备和计算机系统通常耐电压等级低, 抗干扰能力差, 最怕受到雷击。因此对需要安装大量的网络通信等电子设备的现代科技化综合办公楼, 做好雷电防护显得尤为重要。本设计方案在原有直击雷及各等电位措施完善的基础上, 特别强调了内部防雷的重要性, 力求根据实际经验做到安全可靠、技术先进又不失可行性。
1现代化综合办公楼现场情况
1.1现代化综合办公楼主要一般性分布为裙楼一层设置大堂、会议、接待、展示、消控商务等功能, 主楼一层设置办公门厅、及会议办公用房, 综合办公楼二、三层主要设置办公、会议用房, 其他标准层设置办公、会议室。
1.2本方案建筑物系统设备主要包括计算机网络系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、建筑设备监控系统 (BAS) 、有线电视、程控交换系统的设备等基本的信息系统设备。
2设计依据
2.1《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
2.2《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
2.3《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
2.4《建筑物防雷第一部分通则》IEC61024-1
2.5《雷电电磁脉冲的防护第一部分通则》IEC61312-1
2.6《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
2.7《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB50601-2010
2.8《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007
3内部防雷
内部防雷主要措施是:等电位连接及接地、防雷电波侵入、防雷电电磁脉冲、屏蔽和综合布线。而影响弱电系统安全的雷击电磁脉冲干扰主要分为三种形式:一是缆线传导过电压:雷击建筑物时雷电流将在各类接地的缆线上直接分流传导侵入, 雷电流有50%是直接流入大地, 还有50%流入各电器通道, 如电源线、信号线和金属管道等;二是线缆感应过电压:雷电流泄放时通过电磁感应在各类线缆线上感应出浪涌过电压, 幅值跟雷击强度、接地引下线距离、电缆规格、长度、屏蔽层接地及两端阻抗等有关;三是空间电磁脉冲:雷击建筑物引起的空间电磁脉冲在三维空间范围内对一切电子设备发生作用, 以各种微机为例, 当空间脉冲磁感应强度达到0.07×10-4 T时, 无屏蔽的计算机将误操作, 当超过2.4×10-4T时计算机将损坏, 根据实验表明, 30KA雷电流的雷闪可在70M远处产生0.85×10-4T电磁脉冲场, 而普通框架建筑物的屏蔽系数较小, 远远不能对建筑物内的电子信息设备进行屏蔽保护。因此, 要确保内部各系统弱电系统的防雷安全, 必须有一个综合的内部综合防雷方案。
3.1等电位连接与共用接地系统
等电位连接是减小分开的装置和不同导体之间电位差的有效措施, 工程施工时, 在基础层和其他各层都预留做好等电位连接带, 并将其就近连接到环形接地体、内部环形导体或在电气上贯通并连接到基础接地体的钢筋上。所有的电缆金属外皮、信号线路钢管、消防管道、自来水管和其他金属构件在进入建筑物时利用截面积不小于16mm2的多股铜线就近建筑物预留接地端子按规范进行电气连接。在楼内的电梯轨道、金属地板、金属门窗框架、设施管道、电缆桥架等大尺寸的导电物, 以最短路径连接到最近的等电位连接带或其他已做了等电位连接的金属物或等电位接地网络, 各导电物之间宜附加多次互相连接。电子系统的所有外露导电物与建筑物的等电位连接网络做功能性等电位连接。向电子系统供电的配电箱的保护地线 (PE线) 就近与建筑物的等电位连接网络做等电位连接。
信息系统机房设Mm型等电位连接网络。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、浪涌保护器接地端等均以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。
3.2各系统防雷与接地
3.2.1电源系统
电源系统设有配电房, 各楼层设有楼层电源开关, 电梯等由电房单独供电, 次级供电为机房、办公室用电等。
在各级电源开关安装相对应的适用于各分类试验及通流容量的电源浪涌保护器 (SPD) :
在配电房总开关安装标称放电电流不小于12.5kA (10/350μs) , Up≤2.5kV的开关型SPD, 作为第一级防护;在各楼层电梯等电源开关处 (第二级) 安装标称放电电流不小于40kA (8/20μs) , Up≤2.0kV的限压型SPD;在设备机房配电箱处和办公室电源开关处 (第三级) 设置标称放电电流不小于20 kA (8/20μs) , Up≤1.5kV的限压型SPD。
根据需要在电子信息系统设备处 (第四级) 再设置标称放电电流为10kA (8/20μs) , Up≤1.3kV的限压型SPD。
对于采用直流供电的设备, 根据线路的长度和工作电压, 选用标称放电电流不小于10kA, Up≤1.0kV的SPD。
开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不小于10m, 限压型SPD之间的线路长度不小于5m, 否则采取相应退耦措施。
注:下述各系统主要设备大部分位于中心机房, 其电源系统防护不再重复。
3.2.2计算机网络系统的防雷与接地
本系统为光纤进线, 机房设有主交换机, 每个奇数楼层均有次级交换机。除主电源系统安装相应的电源浪涌保护器外, 在各级交换机处安装相应的电源浪涌保护器, 标称放电电流不小于10kA (8/20μs) 。在主交换机及楼层交换机安装相应的网络信号浪涌保护器, 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns。由于本楼设置有强/弱电井, 机房也有相应完善的接地, 计算机网络系统的防雷接地与该处的接地可靠连通, 并将设备的金属外壳等可靠等电位连接。
3.2.3监控系统 (CCTV) 的防雷与接地
本大楼设置有安全防范系统, 均为球形摄像机, 各设备就近采用220VAC电源供电。
根据实际情况, 在摄像机端的电源线安装电源浪涌保护器 (SPD) , 标称放电电流不小于10kA (8/20μs) ;视频线安装视频信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns;控制线安装控制信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns。将浪涌保护器其以最近距离与建筑物自然接地体可靠连接。
视频矩阵设置于中心机房, 在其视频信号线安装视频信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns;控制线安装控制信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns。设备、浪涌保护器接地与中心机房接地可靠等电位连接。
3.2.4火灾自动报警及消防联动控制系统的防雷与接地
位于中心机房处的火灾自动报警及消防联动控制系统提供可靠的安全保障。
分别在消防回路总线、消防联动控制线路、消防电话、警铃线路上分别安装信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns;在电源输出线路安装电源SPD, 其标称放电电流不小于10kA (8/20μs) , 以保护设备的正常运行。
进入机房的线路有专用的金属线槽, 需将其金属线槽、设备金属物、浪涌保护器的接地与机房的防雷接地进行可靠的等电位连接。
3.2.5有线电视系统的防雷与接地
有线电视系统视频信号干线非常长, 而且路径复杂, 在雷雨天气非常容易出现感应雷击事件。在有线电视干线、电视信号输出线均安装相应的信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns。采用共用接地系统, 机架 (壳) 、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、SPD接地端等均分别通过ERP点与机房接地进行等电位连接。
3.2.6程控交换系统的防雷与接地
电话交换机处的信号线安装相对应的信号浪涌保护器 (SPD) , 其标称放电电流不小于5kA (8/20μs) , 响应时间小于1ns。
以保护电话交换机中心通讯枢纽的重要性。浪涌保护器 (SPD) 的接地端, 与配线架接地端相连, 配线架的接地线采用截面积不小于16mm2的多股铜线, 从配线架接至机房的等电位接地上。配线架及程控用户交换机的金属支架、机柜均做等电位连接并接地。
4结语
现代化的综合办公楼装有大量的电子信息系统设备。为了保护办公楼的财产和人员安全, 为此, 本设计参考应用了国内外先进技术标准和实践证明成功的雷电防护技术, 将此楼内部电子信息系统的雷电防护标准确定为B级。此防雷工程设计方案综合考虑了各种因素, 充分做到安全可靠、技术先进和经济合理, 又因防雷工程是一个系统性的工程, 所以外部防雷措施和内部防雷措施要做到全面和互补, 针对信息系统设备的特点, 重点做好综合布线、屏蔽、等电位连接和共用接地等防护措施, 从而达到有效保障综合办公楼建筑物以及其内部人员和设备的安全的目的
摘要：本文主要针对现代化的综合办公楼进行整改。由于直击雷整体、等电位、综合布线、接地等方面于前期实施已有具体的设计及施工, 本方案根据设备端未有任何感应雷防护的措施并依据相关防雷规范, 对其进行雷电防护方案设计, 文章重点突出了电源线路和信号线路的过电压保护。该方案的实施将保障现代化综合办公楼设备的安全。
关键词：综合办公楼,内部防雷,电源线路,信号线路,过压保护
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准, 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010, 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布, 2010.
[2]中华人民共和国国家标准, 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004, 中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布, 2004.
[3]中华人民共和国国家标准, 《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008, 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布, 2008.
[4]IEC61024-1:建筑物防雷第一部分:通则.
[5]IEC61312-1:雷电电磁脉冲的防护第一部分:通则.
[6]中华人民共和国行业标准, 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008, 中华人民共和国建设部发布, 2008.
[7]中华人民共和国国家标准, 《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007, 中华人民共和国信息产业部、中华人民共和国建设部联合发布, 2007.
[8]中华人民共和国国家标准, 《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB50601-2010, 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布, 2010.
[9]梅卫群江燕如《.建筑防雷工程与设计》 (第三版) [M].气象出版社, 2008.
[10]杨仲江.雷电灾害风险评估与管理基础[M].气象出版社, 2010.
[11]张小青.建筑物电子设备的防护[M].电子工业出版社, 2000.
