目    錄
& Q. j& Y5 m: m9 r+ ~0 i( Z
1系統(tǒng)概述        2
2 用戶需求分析        2# D# s! T+ w& }: M4 K: d* B% }8 g
2.1建筑物環(huán)境介紹        2, T9 P; K% N  _2 q- M( f
2.2建筑物的防雷等級        29 \  Y7 S% u# w% q% Z1 Z- U
3 雷電防護系統(tǒng)總體方案        3
3.1直擊雷和感應雷的原理及危害        3) d- u$ `7 y: p0 B. S2 E- J3 i6 r
3.2雷擊損壞設(shè)備的渠道        58 c  ~: r9 s  }( V- f) X
3.3防雷區(qū)的劃分        8- Q0 L$ D: f0 g. N( J
3.4 設(shè)計指導思想和相關(guān)技術(shù)標準        9
3.4.1  設(shè)計指導思想        9
3.4.2  相關(guān)技術(shù)標準        98 {% v0 W5 b7 Z3 t( @3 x8 }
3.2  方案設(shè)計        10
3.2.1  防雷保護的主要原則        118 Q/ A9 c' u% d. n
3.2.2  直擊雷防護        11/ @* Z% Q5 m$ i2 u. a% [# t
3.2.3  電源系統(tǒng)的雷電防護        11
3.2.4  通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷與過電壓保護        124 J/ T0 L; g: }0 E3 G+ Y# I5 F
3.2.5  接地系統(tǒng)        14* l+ ^9 ]/ r1 R( p. I
4工程系統(tǒng)圖        17! D2 X( M3 E. |* c3 }/ I' ^


# h- a, A& K! t5 y+ N9 I

0 E+ a  l+ p$ X

: M% z8 ?# ~  w( z4 @4 m



1系統(tǒng)概述/ y3 K2 C( b+ v8 }
當今人類科學技術(shù)的發(fā)展已進入了高信息化的發(fā)展階段?；诮┠陙?span id="opkdopnojk" class="t_tag" href="tag.php?name=%b5%e7%d7%d3">電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種先進的測量、保護監(jiān)控、電信和計算機等電子產(chǎn)品正日益廣泛的應用于各行各業(yè)中。) T- x! e: d" L
這些微電子儀器設(shè)備普遍存在著絕緣強度低，過電壓耐受能力差等致命弱點，一旦遭受雷擊過壓的沖擊，輕則造成這些電子系統(tǒng)的運行中斷，設(shè)備永久性損壞；重的是這些系統(tǒng)所承負的那些須實時運行的后續(xù)工作的中斷癱瘓所造成的不可估量的直接與間接的巨大經(jīng)濟損失和影響。為此，我們認為對雷電電磁脈沖（LEMP）的防護，不但是必要的，而且是必須實施的。
2 用戶需求分析
2.1建筑物環(huán)境介紹
xx位于杭州市區(qū)。項目建成后形成以XXX和二十一層的辦公大樓為主體的綜合建筑群。氣候?qū)儆诤Ｑ笮詺夂颉Ⅺ}霧腐蝕，最大相對濕度98%。電源的波動范圍為電壓15%，頻率2%。
2.2建筑物的防雷等級
   根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，故可定xx為第一類防雷建筑，并按第一類防雷建筑物采取相應的防雷措施。 . r: C. F; [4 {/ ]; G
弱電系統(tǒng)有大量的信息設(shè)備，大樓供電系統(tǒng)的正常與否直接關(guān)系到各系統(tǒng)中的工作順利進行、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)存儲的安全性，以及通信系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)的防雷有著很重要的作用。因此，應對建筑物作好直擊雷和感應雷的防護。
依據(jù)系統(tǒng)防雷的理論，我們將該系統(tǒng)分為：0 S/ D7 V3 {- Q0 o' ^& X
        直擊雷防護
        電源系統(tǒng)（包括市電進入低壓配電房的二級保護及UPS電源的第三級保護8 I0 Y4 [- S$ Z  A' q( s
        網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電源終端保護，數(shù)據(jù)線路的接口保護）( B4 q7 y5 E4 y9 j3 L7 `
        地線系統(tǒng)（包括均壓等電位連接系統(tǒng)）
對用戶的各個功能區(qū)進行分區(qū)防雷擊保護，某功能區(qū)出故障不影響其他區(qū)域的正常工作。據(jù)用戶總電源和各機房的防雷要求，參照我們以往的實踐經(jīng)驗，將提出以下方案實施該工程項目。2 V. H9 ]9 Z) D' e% t
3 雷電防護系統(tǒng)總體方案
3.1直擊雷和感應雷的原理及危害
由于城市具有熱島效應，當市區(qū)上空出現(xiàn)雷云時，由于雷云負電的感應，使附近地面或地面上的建筑物積聚正電荷，從而地面與雷云間形成強大的電場。當某處積聚的正電荷密度很大，激發(fā)的電場強度達到空氣游離的臨界值時，雷云便開始向下方階梯式放電，稱為下行先導放電。處于市區(qū)的高層建筑物周圍空間的電荷濃度較大，易形成向雷云方向的上行先導放電,當這個先導逐漸接近地面物體并達到一定距離時，地面物體在強電場作用下產(chǎn)生尖端放電，形成向雷云方向的先導并逐漸發(fā)展成上行先導放電，兩者會合形成雷電通路，引發(fā)直擊雷。因此，應對處于市區(qū)及其附近的建筑物的直擊雷防護引起特別重視。( j: }# {% w# h9 \) b
; K' }( M, a  X- r( _
5 a1 N  I, h- L; ?* p* s1 q
- {7 ?, V+ n$ N0 `* X
' k( d, G! G  g7 i
. I" x8 D( S( U+ C9 `

    如上圖所示，當避雷針引雷入地時，雷電流i將沿引下線泄放入大地，此時測試點的電位可用下式表示：3 ~8 z; J  a# E  W/ [3 S
                   Ux=Ul+Ur=Lo×h×di/dt+i(r+R): c- `/ }* E( `  q, K  |
    式中，Lo --引下線單位長度電感(μH/m)  通常L0=1.67μH/m4 S5 f7 `' q& P$ r1 h; K
          h --測試點離地面高度(m)' N2 I) j7 o4 R3 Z' W3 G2 g
          i --通過引下線的雷電流(KA)
          r --測試點至接地體電阻(Ω)
          R --接地電阻(Ω)
          di/dt --雷電流的陡度& K0 \* m. D+ i0 `# x; r
          設(shè)Lo=1.67μH/m，r=0，R=10Ω，h=10m，di/dt=100KA/2.6μs4 R9 g1 p* E/ @# {5 E# r
                 則  UL=1.67×10×100/2.6=642.3    (KV)
UR=100×10=1000KV  Y. @/ I: k% @  N; y3 c) [
UX=1.642MV0 V+ I  s: s. J- g/ \5 f
此時的地電位升高至1兆伏以上，而測試點的電位高達1.642MV將對電子設(shè)備造成高電位反擊而損壞電子設(shè)備。
（1）避雷針引雷時，由于接地體高電位在地面造成的跨步電壓對人體可能產(chǎn)生危害。* D0 J& k8 M* q0 ^! \
（2）通過避雷針引下線上的大電流，使其附近平行金屬導線上產(chǎn)生的感應過電壓：. x- q1 f1 K/ G7 P
    當避雷針引雷后， 在其引下線周圍產(chǎn)生的感應電磁場將波及到附近的平行導線上，從而產(chǎn)生感應過電壓Um，可表示為：
               Um=0.2(LN(1000/a)-1/2)×di/dt×10-6  (KV/m)" }, x  |+ y% U5 A# m* M2 ?; E
                    設(shè)  a=10m，di/dt=100KA/2.6μs
則 Um=31.6(KV/m)' R7 {% o/ }5 A7 v1 d/ z
     以避雷針為中心的不同半徑范圍內(nèi)的平行導線感應過電壓列于下表：1 J; N0 w: n& D; X+ i, H7 q
a (m)        5        10        100        200        300        400        500        600
Um （kv）        36.90        31.60        13.90        8.50        5.40        3.20        1.49        0.08* @2 J( a' l0 U$ S9 G5 O2 M
由此可見，以避雷針為中心的500米半徑范圍內(nèi)的微電子設(shè)備均會遭受到數(shù)千伏的這種感應過電壓破壞。據(jù)有關(guān)實例記載， 即使并非設(shè)備所處大樓頂上的避雷針引雷，雷閃落于附近數(shù)公里外的地面，或是天空云際之間發(fā)生雷閃放電，都會釀成電子設(shè)備損壞。$ |, D7 |( |$ I6 ]; {
- P" p! _4 T7 `% g& o
$ @5 o) B# r4 a3 }) z
/ s+ R+ m! ^; S7 V

8 w+ x! p0 `$ l0 S0 @, s% t
) r/ L' `, a3 |7 N( m& ~

5 k, {5 q( n2 x


' h- F" m9 t$ m0 }! c# E

3.2雷擊損壞設(shè)備的渠道
雷擊損壞設(shè)備的渠道示意圖7 i% U) c; _1 g/ ~. n3 t+ ?

為此，分別從以下幾點進行具體分析：9 }  p( @! m# N; ]" H  |2 C8 x
1、電力線是雷電入侵電子設(shè)備的重要渠道：
1)雷電遠點襲擊電力線：
電力線輸電方式是由發(fā)電廠通過升壓變壓器升壓后，輸電至低壓變壓器，經(jīng)低壓變壓器的輸出給用戶。由于電壓基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲線，在電力線上形成每秒50次的交變磁場。如遇雷害發(fā)生時，在雷電未擊穿大氣時，將呈現(xiàn)出高壓電場形式。根據(jù)電學基本原理，磁場與電場之間是相互共存可逆變化的，那么，雷擊高壓電場通過靜電吸收原理，向大地方向運動。假設(shè)電力線桿有5米高，那么在相對濕度25％時，要擊穿5米空氣，需要15×106V雷擊高壓（3000V/mm）。如果在相對濕度95％時（下雨時），擊穿5米空氣需要5×106V雷擊高壓（1000V/mm）。電力線上的交變磁場對雷云的吸引小于大地的靜電吸引。如果，雷云擊穿5米空氣入地，需要很高的電壓，雷電首先擊在電力線上，并從電力線的負載保護地線入地釋放，這樣就擊穿了設(shè)備。在高壓線上的表現(xiàn)為擊穿變壓器的絕緣，在變壓器低壓端與負載的連線上遭雷擊，損失的是用電器。由于變壓器低壓輸出端是三條相線，做一條地線，當作零地合一線，變成三相四線制零地合一方式給用電器供電，雷電擊在相線與大地放電，就等于相線與零線放電通過電力線直接擊穿用電器的電子元件。一般電子設(shè)備線與外殼的耐壓為每分鐘VAC1500V，火線與零線耐壓為工業(yè)級Vdc550－650V，這么低的耐壓一旦遭受遠點雷擊，必將擊壞用電器。為此，在選擇防雷器時，首先考慮遠點雷擊。
2)雷電近點電力線的侵入：
所謂雷電近點襲擊電力線，實際上是雷電襲擊用電器所在的建筑物避雷針，從而引起的雷電電磁脈沖的保護問題。雷電打在建筑物避雷裝置上，按照GB50057－94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，定義大樓接閃電能力為波形10?350?S三角波，雷擊電流為150KA。避雷針引下線由于線路電感的作用，最多只能將50％的電流引入大地。100余米高的大樓它的引下線電感為155?H左右（1.55?H/米），IEC1312定義電感大于37.5?H，則發(fā)生測閃雷擊，也就是說，10?350?S直擊雷引下線只能引下50%的電流，余下的電流將通過電力線屏蔽槽、水管、暖氣管、金屬門窗等與地面有連接的金屬物質(zhì)聯(lián)合引雷，但也只引下少部分雷電流，余下總電流的25％在大樓流竄至UPS輸入輸出負載的電源線、局域網(wǎng)線等，擊穿局域網(wǎng)端，最終由邏輯地線處下泄入地。對設(shè)備而言，部分雷電流將由UPS輸入電源線對交流地線進行L－PE、N－PE泄放，UPS輸出L－PE′（邏輯地）、N－PE′泄放，小型機L－PE′ N-PE′泄放，局域網(wǎng)線對邏輯地線等進行泄放。最終結(jié)果，將擊穿UPS輸出對地線和輸入對地線端、服務(wù)器電源端邏輯地線、網(wǎng)口端邏輯地線。為此，必須對UPS輸入輸出火線零線對交流地和直流邏輯地進行保護，必須對服務(wù)器及其它重要終端進行等電位保護，對網(wǎng)口進行保護，只有堵死一切雷電導入的端口，才能有效的保護設(shè)備免受雷電的侵害。
2、雷電作用下，建筑物內(nèi)感應雷害* l! p) n* {( _7 J5 Y1 D
雷電擊在建筑物避雷針上，由避雷針通過引下線，將雷電流泄放大地，引下線自上而下產(chǎn)生一個變化旋轉(zhuǎn)快速運動磁場，建筑物內(nèi)的電源線、網(wǎng)絡(luò)線等相對切割磁力線，產(chǎn)生感應高壓并沿線路傳輸擊毀設(shè)備。
感應雷的能量雖小，但電壓較高。對感應雷害的防護，應該是全面的防護，但防護的級別可以低一些。
3、雷電作用下的網(wǎng)絡(luò)雷害' ]8 N' O. ]" c9 G/ l" o
1)廣域網(wǎng)絡(luò)
廣域網(wǎng)絡(luò)通常不遭受直擊雷的破壞，1mm2的銅線遭受10KA的雷電襲擊，它自身就斷了。廣域網(wǎng)的雷害主要是感應雷害，擊穿方式為線對線和線對機殼（地），在GA173-1998《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》標準中，廣域網(wǎng)保護的最大雷電流為5KA，連接廣域網(wǎng)一般有以下幾類，一類是DDN租用專線，一類是ISDN專線，一類是幀中繼以及微波通訊方式 。對于專線的接收端口，它的耐壓應為5倍工作電壓，即Vdc25V，傳輸速率小于等于2M，插入保安器，使之在雷電作用下，短路保護5KA電流，而端口殘壓小于25V；而對于話線備份來說，它的工作電壓為48V加93 V振鈴電壓共計175V，插入保安器，保安器的啟動電壓185V，殘留電壓小于Vdc330V，因為調(diào)制解調(diào)器的耐壓為Vdc330V。保護模式為線對地和線對線，廣域網(wǎng)遭受雷擊的概率較大，一般在28％左右。
2)局域網(wǎng)
在局域網(wǎng)的傳輸電纜中，常常采用UTP電纜，UTP電纜的4對線中兩對線（1-2，3-6線對）一對線接收一線發(fā)送，采用RJ45接口方式。既然局域網(wǎng)電纜采用RJ45型是一收一發(fā)，那么，就應按兩對線進行雷電保護。
在機房的綜合布線中，施工人員為了布線工程的美觀漂亮，把很多網(wǎng)線放在墻壁內(nèi)，沒有考慮對UTP電纜的屏蔽處理，一旦大樓某些鋼筋泄放雷擊電流都將引起感應高壓，從而擊毀設(shè)備。; a8 X; K( z: W5 p8 S; C
3)綜合布線
從防雷角度上考慮，布線一定要明確表示：" M* w0 O. P. ~2 K# k3 ?
        電源線不要與網(wǎng)絡(luò)線同槽架設(shè)，數(shù)據(jù)插座與電源插座保持一定距離；9 g* J1 V5 P' O
        廣域網(wǎng)線纜不要與局域網(wǎng)線纜同槽架設(shè)；
        網(wǎng)線與墻壁布置時，有條件應遠距離安裝；
        屏蔽槽要求兩點接地；
4、雷電作用下的二次效應 --- 雷電高壓反擊雷8 }8 G7 E8 Z7 T2 W5 K
雷電襲擊建筑物避雷針，由引下線將雷電流引入大地，由于大地電阻的存在，雷電電荷不能快速全部的與大地負電荷中和，必然引起局部地電位升高，交流配電地和直流邏輯地將這種高電位引入機房，這種反擊電壓底則數(shù)千伏，高則數(shù)萬伏，直接燒壞用電器的絕緣部分。( v% z' V0 n* \% g$ y3 {7 _) B
5、由雷擊引起的人身安全問題
雷電泄放大地，引起地電位升高，由于機房直流邏輯地線和交流配電保護地線不在一點入地，將兩個電位值引入機房。這時，若一個操作人員的一只手摸在UPS輸出負載外殼上，而另一只手（或身體）摸在交流配電地線上（如空調(diào)），兩個電位值將通過操作人員的身體短路，造成操作人員傷亡。防雷保護設(shè)備的確很重要，但是保護人身安全更重要。, }9 |; s6 H9 \; R  l" U
3.3防雷區(qū)的劃分& t; c5 V% l. i0 {& @
在通過具體分析了雷害入侵計算機信息系統(tǒng)的各種途徑后，根據(jù)GB 50057-94 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》xx的防雷區(qū)可按下圖劃分：0 Y3 h9 o. i- O# T
                            雷電波

                    LPZ0A1 A  @( W% u- I. c3 ~. {( d
' q! x- c/ H1 `1 s# `1 H7 k
                            LPZ0B
        避雷針保護范圍               避雷針0 h8 z2 V- ]& D" H
# j9 `" {! t& q" r$ [3 K4 ]+ v


                            LPZ1. E/ {3 Q8 w/ k' D% s5 k2 X
                                     LPZ2

- m5 S) j1 W& D1 u& ]  n- ^
( e# ^9 R1 ^. b! }" L
                            LPZ10 z+ p: k- u1 ~% x# B7 M

. _0 z0 V/ q  A# }( L6 L* \9 C' F
  電源線路    LPZ0B                LPZ12 P3 c4 w% o1 h7 U
' K! w1 T9 @, m. L+ w
  信號線路      LPZ0B                LPZ1: B6 o% n- R) l& g% u
6 e8 |$ j2 E" ?4 e, {0 O8 ^
按一般原則確定的xx具體防雷區(qū)：) \) f) A3 u# }; Q; ~
        引入各大樓配電柜的電源線路處于LPZ0B和 LPZ1區(qū)交界處。
        引入樓層配電柜、計算機、監(jiān)控、衛(wèi)星與有線電視機房和樓宇自控等機房處于 LPZ1和LPZ2區(qū)交界處。
        引入樓層信號線路如有線電視、衛(wèi)星饋線等處于LPZ0B和 LPZ1區(qū)交界處。
        樓層內(nèi)的光纖、電纜等線纜處于LPZ1和LPZ2區(qū)交界處。, u# U* X/ R" f0 H5 `
按GB 50057-94 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第6.4.2條規(guī)定“由于工藝要求或其他原因，被保護設(shè)備不會正好設(shè)在兩防雷區(qū)界面處而是設(shè)在其附近，在這種情況下，當線路能承受所發(fā)生的過電壓時，電源避雷器可安裝在被保護設(shè)備處，而線路的金屬保護層或屏蔽層宜先于界面處做一次等電位連接 ”。5 s) Z7 a; P( B7 C4 _) G/ w
所以的防雷保護可分為電源線路防雷保護、信號線路防雷保護和機房接地系統(tǒng)防雷保護。! w  n. y, [) A& r0 M3 O7 r+ s
電源線路布置：供電由大樓總配電中心供到樓層分配電柜，再由分配電柜至機房UPS，UPS后接機房的用電設(shè)備。/ O* G& _$ U% |5 e5 a/ B
信號線路布置：機房的信號線路從戶外引入機房；機房內(nèi)部信號線路由中心交換機分出超五類雙絞線與服務(wù)器和其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連。) T6 W- }3 G. _, _1 ?
接地布置：主要機房設(shè)立均壓環(huán)，實現(xiàn)機房設(shè)備的等電位聯(lián)結(jié)，重要機房有單獨設(shè)置的接地線。


3.4 設(shè)計指導思想和相關(guān)技術(shù)標準8 H. M- h7 f: L+ g( u, A
3.4.1  設(shè)計指導思想
防雷保護設(shè)計工作不是簡單的避雷設(shè)施的安裝和堆砌，而是一項要求高、難度大的系統(tǒng)工程，涉及多方面的因素。為此我們的設(shè)計指導思想的主旨是，本著“安全、經(jīng)濟、實用”的原則，在遵照執(zhí)行國家有關(guān)行業(yè)標準的基礎(chǔ)上，還參考和引入IEC國際電工委員會的有關(guān)防雷技術(shù)標準要求，以期達到更好的防護效果。
3.4.2  相關(guān)技術(shù)標準
本工程設(shè)計原則是綜合治理，整體防御，多重保護，層層設(shè)防。對整個弱電系統(tǒng)進行完整的防雷接地設(shè)計。本方案依據(jù)下列標準和規(guī)范編寫:
        《計算機場地安全要求》                          GB2887－89
        《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》                      GB50174－93
        《低壓配電設(shè)計規(guī)范》                            GB50054－95
        《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》                    GA173－1998
        《電子設(shè)備雷擊試驗》                            GB3482－3483－832 P* m4 V2 c* g/ Y$ }
        《交流無間隙避雷器》                            GB11032－89
        《建筑防雷》                                    IEC1024－1∶1990
        《雷電電磁脈沖的防護通則》                      IEC1312－1∶1995/ l: b. G/ ~6 x1 ]9 F7 z' s
        《電信交換設(shè)備耐過電壓和過電流能力》            ITU.TS.K20∶1990
        《用戶終端耐過電壓和過電流能力》                ITU.TS.K21∶1998
        《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》                           GB50057-94（2000年版）; ]. r2 A3 t3 C0 c5 r! A
        《氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護規(guī)范》            QX 3-2000 & e+ L. V$ {3 f9 |4 a* [* ]5 E
        《建筑物防雷設(shè)施安裝》                          99D562 (99年版)
        《移動通信基站防雷與接地設(shè)計規(guī)范》              YD 5068-98
        《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》                YD 5078-98
        《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》                    GB 50200-94 ; Z6 D) J7 t% g: h. H& d( h( R7 M
        《電信專用房屋設(shè)計規(guī)范》                        YD5003-94
        《微波站防雷與接地設(shè)計規(guī)范》                    YD2011-93 # H' W+ l/ s" B. S. K
        《通訊局（站）接地設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定》            YDJ26-89 4 A' ~* Y. n- n+ ?7 [. j
        《電子設(shè)備雷擊保護導則》                        GB7450-87 ( V! C, C) u4 w; @. o8 U
        《工業(yè)與民用電力裝置的過電壓保護設(shè)計規(guī)范》      GB64-83 + N' g) n* U7 C0 F4 d* M
3.2  方案設(shè)計
在IEC－1024《建筑物防雷》和IEC－1312《雷電電磁脈沖的防護通則》標準中，重點提出了防雷分區(qū)和等電位連接的概念。根據(jù)雷擊在不同區(qū)域的電磁脈沖強度劃分防雷區(qū)域，并在不同的防雷區(qū)域的界面上進行等電位連接，能直接連接的金屬物就直接相連，不能直接連接的如：電力線路和通信線路等，則必須依據(jù)不同的防雷區(qū)域的科學劃分，采用不同防護等級的防雷設(shè)備器件，對后續(xù)被保護設(shè)備進行有效的保護且必須實施等電位連接。實踐證明，這種分區(qū)分級等電位均壓連接，并以防雷設(shè)備來確保被保護設(shè)備的防護措施是實現(xiàn)有效防護的主要方法。' }2 v& q' u; E4 x, O/ z+ Z
在明確防雷區(qū)劃分的基礎(chǔ)上，結(jié)合我們擬進行保護的區(qū)域來分析，主要由以下幾部分構(gòu)成：
（1）        直擊雷防護* c; p3 N7 t/ }% p( l  Z
（2）        電源系統(tǒng)(電源主配電、UPS電源備分等)8 k4 ]  X* |, j8 D
（3）        通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)0 ~) p5 A. G4 H; }) n$ {% c
（4）        接地系統(tǒng)) f2 r; O9 a8 s8 D$ r# _
3 }. b4 i2 u7 m" d. E5 J
3.2.1  防雷保護的主要原則0 I5 O+ i- M- y& g: c7 p* K: N
        防雷器安裝位置于被保護設(shè)備越近越好 , q6 G3 ~9 x+ A% S- d0 \' I
        等電位連接
        所有外接線路需進行防雷保護
  a- [! `* X0 u8 ]8 J' g8 J
, Y) g/ s. l  m7 s
$ |# Z! ]; q' O, B5 Q
" i' M7 E4 N& K6 K( L- ~# {


  J7 d5 T: y+ {

3.2.2  直擊雷防護
直擊雷的防護已由電氣專業(yè)設(shè)計，此處不在重復。! z. L* L' `% r
3.2.3  電源系統(tǒng)的雷電防護
目前，經(jīng)實際運行經(jīng)驗驗證，由電源系統(tǒng)耦合進入的感應雷擊造成設(shè)備的損壞占雷擊災害損失60％以上的概率。因此，對電源系統(tǒng)的避雷保護措施是整個防雷工程中必不可少的一個環(huán)節(jié)。要防止由外輸電線路的感應雷電波和雷電電磁脈沖的侵入，使其在進入大樓電源系統(tǒng)之前將其泄放入地。
由于機房電力供給是由大樓的建筑物變配電室引入的，電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此，對于機房的電源系統(tǒng)的雷電防護，我們采取以下的防雷保護方案：* j8 u' p, a" o* c$ y3 u: N
        大樓低壓主配電系統(tǒng)做兩級防雷保護（三相電源）；
        其他機房進出端采取第三級防雷保護（每獨立機房加裝一套）；
                                   
電源線路感應雷防護：  Q0 j  _7 B% w- r
在總配電柜的進線端安裝一臺ZGB153B-100型三相電源避雷器，雷電通流為100KA，利用其通流量大，予以先導分流，對通過線路傳輸?shù)闹睋衾缀透邚姸雀袘讓嵤a放保護,作為大樓及機房用電設(shè)備的電源線路一級保護。
在辦公大樓的高層樓層配電箱后安裝ZGB148A-20型電源避雷器，雷電通流為20KA，對侵入大樓的感應雷電壓波進行泄流保護。
計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)：# ^. X' i/ r! T
在XXX的夾層和辦公大樓一層的樓層配電箱前端采用ZGB153A-40三相電源避雷器，通流容量為40KA，作為機房電源線路的二級保護，可將幾千伏的過電壓進一步限制，對侵入機房的感應雷電壓波進行泄流保護。& j/ ?4 X3 r+ ~* T. f' b: F3 I& t  F# h1 I
在樓層設(shè)備UPS電源前采用ZGB149A-20電源避雷器，通流容量為20KA，作為樓層設(shè)備電源的三級保護，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電安全及機房內(nèi)的用電正常。
衛(wèi)星和有線電視系統(tǒng)：
在辦公大樓頂層的樓層配電箱前端采用ZGB151A-40三相電源避雷器，通流容量為40KA，作為機房電源線路的二級保護，可將幾千伏的過電壓進一步限制，對侵入機房的感應雷電壓波進行泄流保護。
在衛(wèi)星接收設(shè)備電源前采用ZGB148A-20電源避雷器，通流容量為20KA，作為設(shè)備電源的三級保護，確保設(shè)備的供電安全及機房內(nèi)的用電正常。+ Q- }8 o* I' s+ Y5 s$ i! W
監(jiān)控廣播及大屏幕顯示系統(tǒng)：
在XXX一層的樓層配電箱前端采用ZGB153A-40三相電源避雷器，通流容量為40KA，作為機房電源線路的二級保護，可將幾千伏的過電壓進一步限制，對侵入機房的感應雷電壓波進行泄流保護。
在設(shè)備電源前分別采用ZGB148A-20電源避雷器，通流容量為20KA，作為設(shè)備電源的三級保護，確保設(shè)備的供電安全及機房內(nèi)的用電正常。* u! v0 {$ H4 ]
產(chǎn)品的特點：
        雷電通流量大；限制電壓低；響應速度快（≦25ns）；+ b% i2 Q2 v( O& c+ t( G  R% O! G
        品種規(guī)格多，滿足多級保護的要求；
        B類具有免停電更換、超負荷或失效后自動脫離、帶雷擊計數(shù)器和劣化指示等功能。9 I4 m3 e+ e0 b/ X+ D4 m1 ?' F. M
3.2.4  通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷與過電壓保護& Y' b1 M6 V, A
   通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷包括由戶外引至戶內(nèi)的通訊線路,主要線路包括電話線、專線、微波通信線（天饋線）等；眾所周知，網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備的接口芯片抗過電壓沖擊的能力很差，一般CMOS電路極限電壓均在幾十伏，極易遭受感應雷襲擊。而根據(jù)美國通用電氣公司R.D.HILL的試驗結(jié)果，只需0.07高斯的磁場強度就能使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，而2.4高斯的磁場強度就使計算機的元器件永久性損壞，輕則部分通訊線路中斷，重則整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。2 u, l3 _4 e; K2 F
為盡量避免上述災害情況的發(fā)生，需針對不同的設(shè)備選用相應的數(shù)據(jù)通訊信號避雷器作為通訊線路上防感應雷電壓波的保護措施。
計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)：7 w9 i  v8 T# [  T, i
   在重要的服務(wù)器和工作站的入線的端口各安裝1個ZGB235F-3型信號避雷器，傳輸速率為100Mbps，用來保護主交換機及服務(wù)器和工作站免遭感應雷電壓或雷電電磁脈沖的侵害。  e4 O. s6 ~9 W6 C  Q' {
產(chǎn)品特點：
        通流容量大，限制電壓低，響應速度快, G5 m/ @8 q5 a9 ]6 Y. q+ C) q! M
        傳輸速率高達100Mbps，插入損耗低
        體積小，安裝方便，連接形式多樣/ }( l5 ]  N, |) L& j! P7 ?
        適用服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備、視頻編、解碼器、線路收發(fā)器、集線器、中繼器、調(diào)制解調(diào)器等
衛(wèi)星和有線電視系統(tǒng)：
在衛(wèi)星天線的進線端安裝ZGB003N1型天饋避雷器，作為通信信號線路保護，有效的對信號線路的感應雷擊進行保護。* {; ]( v) J3 q/ P* R  B2 k1 I( B
在有線電視的進線端安裝ZGB003J1型天饋避雷器，作為通信信號線路保護，有效的對信號線路的感應雷擊進行保護。
產(chǎn)品特點：
        工作頻率范圍寬、安裝方便裝拆快6 X3 g9 L  F) w. L* i) U& v$ C
        駐波、插入損耗小輸出保護電壓低3 U9 o2 f" B1 Z: I, r( ?
        承受信號功率強應用范圍十分廣
        過程響應時間短性能穩(wěn)定壽命長7 `) ^) V3 u) e7 w1 X# f
        有可以內(nèi)饋產(chǎn)品外形美觀體積小
2 \4 P2 h' \9 l1 p/ v& p- d4 w
監(jiān)控、廣播及大屏幕顯示系統(tǒng)系統(tǒng)：/ b+ K% R" M; V
在監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號輸入端安裝ZGB235B-5信號避雷器，保護視頻信號的正常工作。
產(chǎn)品特點：
        通流容量大保護電平低響應時間快* B  Z3 |- Q; p
        體積小、重量輕安裝使用方便8 J7 K- K  U6 W9 g: H! v
        外形美觀大方
        連接形式多樣，適用于各種不同的接口4 g: |8 b$ b$ l2 K9 T5 s2 n
( m  e8 L# W( E! I+ i$ q  ^7 b
* J4 Y2 V! H/ j0 R+ S
3.2.5  接地系統(tǒng)4 {: q2 r+ R* _% w9 g
1、接地方式
大樓中弱電系統(tǒng)眾多，還有交流和直流電源系統(tǒng)，各個系統(tǒng)都有獨自的接地要求，按功能分有防雷地、工作交流地（N線）、靜電地、屏蔽地、直流地、絕緣地、安全保護地等，為了各接地裝置之間不能經(jīng)土壤擊穿和避免相互干擾，防雷接地與其它接地裝置在土壤中需隔開較大的距離（如20m）。由于城市中大樓的接地裝置受到接地裝置場地的限制，無法實現(xiàn)上述距離間隔，因此按照現(xiàn)行的國家相關(guān)防雷標準，應將上述接地實現(xiàn)共用接地系統(tǒng)。在電子設(shè)備有特殊要求時，應采用瞬態(tài)接地技術(shù)。+ t5 I! Q; ?( x
明確地講，所說的共用接地系統(tǒng)是將防雷地、工作交流地（N線）、靜電地、屏敝地、直流地、絕緣地、安全保護地等做在一個接地裝置上（通常是大樓基礎(chǔ)地），接地電阻值取其中的最低值。完全的共地系統(tǒng)不僅采用公共的接地裝置，而且采用公共的接地系統(tǒng)，共地使電子設(shè)備無法受到地電位反擊。' X! z4 X3 h5 G8 X
智能建筑必須有良好的接地裝置以及良好的接地系統(tǒng)。在智能建筑的共用接地系統(tǒng)是以大樓基礎(chǔ)接地為接地裝置，以暗裝的法拉第籠中的鋼筋籠柵為接地系統(tǒng)的骨架，并將各種已與此籠柵做了等電位連接的設(shè)備金屬外殼、金屬管道、電氣和信號線路的金屬護套、橋架等連接到一起，構(gòu)成了多種大小不同的金屬接地（等電位連接）網(wǎng)絡(luò)。在垂直方向上，最下層為大樓基礎(chǔ)地，向上是各個樓層的樓層地，在樓層內(nèi)設(shè)有機房接地母排（環(huán)形或接地線），信息系統(tǒng)首先接到機房接地母排上，然后由此引向樓層地，再經(jīng)大樓接地骨架接到最底層的接地裝置上。6 k& f  w& K6 _: q# E! a- L, Z& a& a
各大樓內(nèi)機房電子設(shè)備的接地方式按下述進行：
2、機房接地
計算機網(wǎng)絡(luò)機房、衛(wèi)星和有線電視系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等機房聯(lián)合接地,電阻應≤1Ω。
機房靜電地板下應加做均壓環(huán)（具體見第6點），以起到等電位連接作用，并將均壓環(huán)至少兩處連接到機房所在樓層的弱電管道井內(nèi)的共用接地排（樓層弱電等電位匯集點）上；機房內(nèi)的工作交流地（N線）、靜電地、屏敝地、直流地、絕緣地、安全保護地等直接連接到均壓環(huán)上；在土建施工過程中最好將穿線纜的管從弱電間直埋到各個弱電機房，每個機房兩根。
機房接地示意圖如圖：* C8 ]9 @1 I9 Z- \' S1 @1 I( O




, v0 y  Z7 ~1 C( @1 o, M* b
5 u3 W3 F" w5 N' e. v/ N# m
/ Z. E6 O1 Y4 g- i% D
, i8 M2 F- K% ]


, p( P, t6 n. k3 \. F: D. Z) Y% G( N
6 n4 D0 Y1 D; Z) p
3、設(shè)備間接地
各設(shè)備間接地的方法同機房接地。- k  F: }/ U+ n5 H
4、共用接地體. t5 S$ ?- d" o7 H/ J& l4 W' S
大樓存在著強電接地和弱電接地，采用共用接地體，因兩接地線的不對稱、共用接地體上的引出點不同、大樓接閃雷電時，引下線的不對稱接閃現(xiàn)象等，造成了同一機房內(nèi)的強電接地和弱電接地不可能存在等電位，有可能存在相對電位，這將可能使弱電設(shè)備內(nèi)部強電接地點與弱電接地點之間造成閃烙現(xiàn)象，從而損壞設(shè)備。' E: c% L( m9 Q% m5 T+ X
將強電引到機房配電箱后，從強電井內(nèi)引出的PE線不再在機房內(nèi)使用，機房內(nèi)的單相三線制中的PE線采用在機房配電箱內(nèi)連線到機房環(huán)行接地母排，所以在強電地與弱電地之間加裝等電位連接器ZGB171-3K-100，一旦出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象可起到等電位連接的保護作用。
5、電位匯流排! Z1 w! C! b: z0 W1 _
如果機房面積較大，在均壓環(huán)較遠處設(shè)備放置比較集中，應在該處設(shè)置機房設(shè)備等電位匯流排，在均壓環(huán)與匯流排之間采用線纜連接，設(shè)備接地以最近的距離連接到該等電位匯流排上，因計機房面積較大，故考慮設(shè)置2塊。" o2 s' P- g9 C1 {! ]4 ?% u
2 S5 A7 F; ^% z6 i8 ?
6、機房均壓環(huán)
在有弱電機房的樓層弱電井內(nèi)設(shè)置樓層弱電等電位匯集點，水平與樓層各個機房均壓環(huán)連接，垂直采用線纜與下層弱電等電位匯集點聯(lián)結(jié)，層層聯(lián)結(jié)下傳到大樓共用接地體（基礎(chǔ)弱電接地點）。
沿計算機機房等機房墻體四周分別均布安裝環(huán)行均壓環(huán)。并采用將均壓環(huán)至少兩處連接到機房所在樓層的弱電管道井內(nèi)的共用接地排（樓層弱電等電位匯集點）上；機房內(nèi)的靜電地、屏蔽地、直流地、絕緣地、安全保護等接地直接連接到均壓環(huán)上；
機房環(huán)行均壓環(huán)安裝示意圖：                                  + _2 U, C" K' Y9 X7 _7 K4 m
8 P5 E& ^, A& V0 I' k4 B5 v
                       靜電地板   扁銅條                    ? ?   
         機房墻壁                                          ? ?

         
   機房地面                           膨脹螺絲      相接處

4 R  s4 E- h- f1 t6 P( a
7、線路的屏蔽
感應雷擊很多是由于傳輸線路在磁場中切割磁力線產(chǎn)生感應高壓，使計算機系統(tǒng)遭到破壞，對傳輸線路采取屏蔽措施，是降低感應雷擊破壞的有效方法。目前機房內(nèi)的大部分線路采用穿管布線（金屬軟管或硬管），但從實際情況看，綜合布線的金屬護管的屏蔽接地需改進，使每根護管兩端有效接地，并與均壓等電位帶連接，最大限度的減少感應雷擊侵入的渠道。
8、法拉第籠的問題2 |- d1 o# R6 r& G9 P4 A) W
當機房的均壓等電位帶與大樓的鋼筋網(wǎng)相連時，形成一個法拉第籠；或者做防靜電處理，墻壁采用防靜電鋁塑板，并與機房共地系統(tǒng)相連，使機房形成一個法拉第籠。
注：1.接地引下線的連接必須在防雷配電柜前進行；9 r- _3 I% T# l' R) l0 V
2.UPS電源插座必須就近與均壓等電位相連接。
綜上所述，我們根據(jù)所保護對象的不同，考慮了智能大樓各系統(tǒng)的電源、信號及接地的防雷擊過電壓，提出了完善的防雷解決方案。隨著智能建筑物管理系統(tǒng)的出現(xiàn)、應用推廣和發(fā)展以及綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）、雙絞線分布數(shù)據(jù)接口（TPDDI）、光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）等技術(shù)的發(fā)展,使智能建筑內(nèi)、外各種信息、數(shù)據(jù)圖象的高速傳輸和大容量傳輸成為可能。信息已是智能建筑非常關(guān)鍵和重要的資源,對信息資源的保護是必不可少的。我們所提供的方案滿足的防雷接地保護需要。, G3 U! M! P3 R1 H

4工程系統(tǒng)圖
見附圖+ K2 T' ?% G$ V: F! T! l3 ^