小區(qū)機房雷電防護工程方案.doc

小區(qū)機房雷電防護設計方案一、概述隨著現(xiàn)代電子技術的不斷發(fā)展，各種高、精、尖的電子設備不斷推廣和普及應用，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)也廣泛應用于政府機關、礦山、學校、交通、公安、銀行、證券、郵電等企事業(yè)單位中，由于這些網(wǎng)絡系統(tǒng)的電子設備內(nèi)部結構的高度集成化，耐過電壓、耐過電流的水平極低，避雷針對這些電子設備的保護也無能為力，因而極易遭受雷電流的沖擊而損壞，輕者使終端計算機和通信接口設備損壞、通信中斷、各種信息無法傳遞；重者使網(wǎng)絡主機損壞，致使網(wǎng)絡癱瘓，工作無法進行。因此，為了使機房網(wǎng)絡系統(tǒng)正常運作，防止因雷擊而慘重損失，有必要對機房網(wǎng)絡系統(tǒng)進行綜合雷電浪涌防護措施，除了要安裝良好的避雷針、避雷帶，還必須在電源系統(tǒng)、信號系統(tǒng)進行可靠、有效的防護工作，并具備可靠的接地裝置。二、雷電入侵機房網(wǎng)絡系統(tǒng)途徑分析雷電閃擊時，雷電能量通過各種耦合機制（電流耦合、電感耦合、電容耦合）、電磁脈沖輻射及地電位反擊等方式沿供電線路、通信線路、網(wǎng)絡線路和金屬管線竄入室內(nèi)。1、雷電直接擊中物理線路A. 落雷點為電源高電壓側，雷電沿供電線路侵入到機房網(wǎng)絡系統(tǒng)供電部分，產(chǎn)生過電流與過電壓造成網(wǎng)絡供電系統(tǒng)的UPS電源損壞、斷電、致使整個系統(tǒng)癱瘓。B. 雷電直擊網(wǎng)絡無線通信的天線、沿天饋線進入機房網(wǎng)絡系統(tǒng)，造成通信接口、接收系統(tǒng)、室內(nèi)單元、路由器等網(wǎng)絡主要通信設備損壞。C. 雷擊網(wǎng)絡通信有線線路（如光纜、DDN、幀中繼、X25專線、電話線），產(chǎn)生強大的機械力，猛烈的沖擊波，熾熱的高溫使通信線路損壞；過電壓過電流沿通信有線線路侵入到網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)，造成路由器、交換機及前端設備的損壞。2、感應過電壓A. 回路感應過電壓 由于網(wǎng)絡系統(tǒng)在建筑物內(nèi)大量布設各種導體線路（如電源線、數(shù)據(jù)通信線、天饋線），這些線路、網(wǎng)絡結構布局錯綜復雜，在建筑物內(nèi)部的不同空間位置上構成許多回路，當建筑物遭雷擊或鄰近地區(qū)雷電放電時，將在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生脈沖暫態(tài)磁場，這種快速變化的磁場交鏈這些回路后，將在回路中感應出暫態(tài)過電壓，危及與這回路相連接的電子設備。B. 回路感應過電壓 網(wǎng)絡通信線路上感應過電壓分靜電感應與電磁感應：靜電感應主要是指架空線路位于雷擊點附近，由雷云團先導通道中充滿電荷，對架空線產(chǎn)生靜電感應作用累積大量相反電荷，當雷云主放電開始，雷云中電荷迅速中和，從而使架空線上原先被束縛的電荷迅速釋放，形成暫態(tài)過電壓波。這種波以接近光速向架空線兩側傳播，侵入線路兩端連接的網(wǎng)絡設備將其損壞。當雷電直接擊在避雷針避雷帶上時，由于雷電流幅值大，波頭陡度高，在雷電流的通道附近產(chǎn)生一個很強的瞬變磁場。這強大的磁場將直接在電源線或網(wǎng)絡通信線路上感應出過電壓，侵入到網(wǎng)絡系統(tǒng)中，損壞網(wǎng)絡設備。高強度（30KA雷電流）雷電放電可以對距離雷擊點1km范圍內(nèi)網(wǎng)絡系統(tǒng)產(chǎn)生影響，甚至造成系統(tǒng)設備損壞。據(jù)統(tǒng)計，這種感應雷擊事故占雷擊事故的70%。C. 耦合與轉(zhuǎn)移過電壓雷擊引起暫態(tài)高電壓或過電壓常?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡線路耦舍或轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡設備上，造成設備的損壞。3、雷擊地電位抬高入侵建筑物在遭受直接雷擊時，雷電流將沿建筑物防雷系統(tǒng)中各引下線和接地體入地，在此過程中，雷電流將在防雷系統(tǒng)中產(chǎn)生暫態(tài)高電壓，如果引下線與周圍網(wǎng)絡設備絕緣距離不夠且設備與避雷系統(tǒng)不共地，將在兩者之間出現(xiàn)很高的電壓，并會發(fā)生放電擊穿，導致網(wǎng)絡設備嚴重損壞，甚至威脅人身安全。三、雷電防護方案設計 （一）雷電防護設計依據(jù)1、IEC61024建筑物防雷2、IEC61312雷電電磁脈沖的防護3、GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范4、GB50057-94建筑物防雷設計規(guī)范5、GB/T50311-2000建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范（二）雷電防護設計方案該小區(qū)分為弱電機房（廣播對講監(jiān)控）、廣電機房及電信機房三部分，根據(jù)甲方要求，感應雷防護只做電源部分，在防雷接地方面，弱電機房獨立做接地地網(wǎng)，廣電機房和電信機房共用一個接地地網(wǎng)。1、電源一級防護： 設計說明 依據(jù)建筑物防雷設計規(guī)范第六章：防雷擊電磁脈沖 第三節(jié) 屏蔽、接地和等電位連接的要求：第 6.3.4條及第四節(jié) 對電涌保護器和其他的要求：第6.4.7條規(guī)定，在LPZOA或LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界處，從室外引來的線路上安裝SPD當線路有屏蔽時，每個SPD的雷電流按雷電流的幅值的30%考慮.本建筑物為三類防雷建筑物，首次雷電流幅值為100KA，電源線路為鎧裝埋地，TN-S配電模式，因此 首次直擊雷在低壓配電線路上每線的分配電流為：在建筑物已安裝合格的防直擊雷措施后，有 50%的雷電流通過引下線流入接地裝置，因此每線分配電流為：100KA*50%*30%/4=3.75KA，按 建筑物防雷設計規(guī)范第六章：第四節(jié)：第 6.4.7條要求每線標稱放電電流不宜小于15KA。同時，依據(jù)建筑物防雷設計規(guī)范第六章：第四節(jié) 第6.4.4條及IEC61312 雷電電磁脈沖的防護第三部分：浪涌保護器的要求，浪涌保護器可以將數(shù)萬伏的感應雷擊過電壓限制到 4KV以下。 2、電源二級防護： 設計說明 根據(jù)建筑物防雷設計規(guī)范第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節(jié)，第 6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對電涌保護器（SPD）的要求及GB 50054-95低壓配電設計規(guī)范第四章的有關規(guī)定，依據(jù)雷電分流理論，需使用8/20s波形，通流容量20KA，能將4KV的線路殘余感應雷擊過電壓限制到2.5KV以下。對于特殊區(qū)域需要做重點防護的配電電源需使用通流容量40KA的電涌保護器進行加強保護。建筑物防雷設計規(guī)范第六章對于配電盤、斷路器、固定安裝的電機等第III類耐沖擊過壓，其耐壓為4KV。對于電梯、機房、空調(diào)等屬于需要重要保護的區(qū)域，浪涌保護器應選擇通流容量為40KA。安裝于配電箱內(nèi)。為防止浪涌保護器遭受雷擊后損壞后，電源對地短路，需要在浪涌保護器前安裝空氣開關作為短路保護裝置。 按照第三類防雷建筑物雷電防護等級二次雷擊參數(shù)要求，依據(jù)雷電分流理論，可分配到電源線路系統(tǒng)的雷電電流為 8 /20s波形50KA，則對于TN系統(tǒng)，每線可分配8/20s波形雷電流12.5KA，考慮到保護的裕度，作為配電系統(tǒng)電源第二級防雷，需使用8/20s波形、通流容量20KA每線的電源電涌保護器將4KV的線路殘余感應雷擊過電壓限制到2.5KV以下。 （三）雷電防護實施方案1、弱電機房（廣播對講監(jiān)控機房）（1）供電系統(tǒng)防雷設計按照防雷規(guī)范，低壓供電系統(tǒng)（380V、220V）應安裝三級電源防雷器,安裝方法見電源系統(tǒng)防雷示意圖。在總開關處安裝（B+C）組合式三相交流電源電涌保護器，型號為REP-XELBC15，模塊，數(shù)量1套，作為第一級、第二級雷電防護。產(chǎn)品特點：“LTR”能量控制技術，將第一級和第二級組合安裝，免裝退耦器，節(jié)省空間；響應時間25ns；雷電通流容量（60KA）；輸出殘壓低（1.5KV）。在機房的UPS電源前端安裝UPS電源避雷器，型號為REP-D220UPSB，數(shù)量1套，作為微機電源的三級雷電防護。產(chǎn)品特點：串聯(lián),功率4KVA, 適用計算機房等重要設備電源精細保護, 超低殘壓，響應時間25ns，In(8/20)=20KA, Up0.9KV。2、防雷接地（具體做法見地網(wǎng)工程方案）在離建筑物基礎20米的地方做獨立地網(wǎng)（詳見地網(wǎng)方案），同時在機房做好等電位連接，具體做法為在機房適當位置將地網(wǎng)與建筑物基礎相連接，即將防雷器接地線通過等電位連接器與最近建筑物柱筋焊接，保持電氣暢通。相應設備做等電連接。3、屏蔽措施埋地線路的金屬線管、PE線、信息線路金屬外皮應在入戶端良好接地。如入戶前架空或無屏蔽者，宜在進戶端前20米套裝金屬線管屏蔽，并把屏蔽層與防雷地可靠連通。監(jiān)控室內(nèi)應將金屬電腦桌、電腦設備、控制設備金屬外殼與防雷接地裝置可靠連接。室外攝像槍到解碼器之間的外露信號線，應套不銹鋼或銅金屬管，并將攝像槍金屬屏蔽外殼及解碼器金屬屏蔽外殼與引下線的柱桿可靠連接。屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設于合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯(lián)合使用。為改善電磁環(huán)境，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，并與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內(nèi)鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位接地。在需要保護的空間，當采用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護區(qū)交界處做等電位連接。當微電子設備系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。2、廣播機房及電信機房（1）供電系統(tǒng)防雷設計按照防雷規(guī)范，低壓供電系統(tǒng)（380V、220V）應安裝三級電源防雷器,安裝方法見電源系統(tǒng)防雷示意圖。在總開關處安裝（B+C）組合式三相交流電源電涌保護器，型號為REP-XELBC15，模塊，數(shù)量1套，作為第一級、第二級雷電防護。產(chǎn)品特點：“LTR”能量控制技術，將第一級和第二級組合安裝，免裝退耦器，節(jié)省空間；響應時間25ns；雷電通流容量（60KA）；輸出殘壓低（1.5KV）。分別在廣播機房及電信機房的UPS電源前端安裝UPS電源避雷器，型號為REP-D220UPSB，數(shù)量2套，作為微機電源的三級雷電防護。產(chǎn)品特點：串聯(lián),功率4KVA, 適用計算機房等重要設備電源精細保護, 超低殘壓，響應時間25ns，In(8/20)=20KA, Up0.9KV。2、防雷接地（具體做法見地網(wǎng)工程方案）在離建筑物基礎20米的地方做獨立地網(wǎng)（詳見地網(wǎng)方案），同時在機房做好等電位連接，具體做法為在機房適當位置將地網(wǎng)與建筑物基礎相連接，即將防雷器接地線通過等電位連接器與最近建筑物柱筋焊接，保持電氣暢通。相應設備做等電連接。3、屏蔽措施埋地線路的金屬線管、PE線、信息線路金屬外皮應在入戶端良好接地。如入戶前架空或無屏蔽者，宜在進戶端前20米套裝金屬線管屏蔽，并把屏蔽層與防雷地可靠連通。監(jiān)控室內(nèi)應將金屬電腦桌、電腦設備、控制設備金屬外殼與防雷接地裝置可靠連接。室外攝像槍到解碼器之間的外露信號線，應套不銹鋼或銅金屬管，并將攝像槍金屬屏蔽外殼及解碼器金屬屏蔽外殼與引下線的柱桿可靠連接。屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設于合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯(lián)合使用。為改善電磁環(huán)境，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，并與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內(nèi)鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位接地。在需要保護的空間，當采用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護區(qū)交界處做等電位連接。當微電子設備系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。四、防雷方案預算本預算分為感應雷工程預算與地網(wǎng)工程預算兩部分，其中感應雷工程預算為：19270.80元，地網(wǎng)工程預算為：29294.16元，總工程預算為：48564.96元。1、感應雷防護工程預算序號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品型號數(shù)量單價（元）總計（元）1（B+C）復合型三相電源電涌保護器REP-XELBC152套2UPS專用單相電源電涌保護器REP-D220UPSB3套3等電位連接箱REP-GND3套4設備總額1-3項的和5工程安裝費(含設備安裝材料,電線等)設備總額206稅金（4+5）*6%7合計（人民幣）4+5+6本工程預算為電源感應雷預算，工程總預算為：￥19270.80大寫：壹萬玖仟貳佰柒拾肆圓捌角 （本工程預算不包括防雷檢測費用）2、地網(wǎng)工程預算（本預算僅供參考，具體材料以實際操作情況為準）序號產(chǎn)品名稱規(guī)格及型號數(shù)量單價（元）總價（元）銅包鋼接地棒REP-LED4套2熱鍍鋅角鋼接地極5*50*50*250010條3熱鍍鋅扁鋼4*4095米4黃綠色軟銅線50mm30米5設備總額1-4項之和6工程安裝費5項*20%7開挖土坑0.8*0.595米8稅金(5項+6項+7項)*6%9工程總造價5項+6項+7項+8項