桥东小学直击雷防护设计方案企业生产实际教学案例库Word格式.docx

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一、雷电防护概述

雷电灾害古已有之，它给人类带来了许多惨痛的教训。

随着现代科学技术的推广和普及，各种高、精、尖的设备已来到我们的身边，计算机网络、通讯也正以惊人的速度延伸至世界的每一个角落，置身于网络、通讯时代，使我们与世界的联系变得更加的紧密，享受着网络、通讯带来的新感觉，也品尝了许多早已遗忘的烦恼，雷电这些已被我们所克服的困难，雷电尤其是感应雷开始“照顾”这些“娇嫩”的设备。

因雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失。

雷电灾害和防雷又成为社会各界关注的焦点。

早时期单一的、片面的防雷措施已不能保证通信、网络等设备的可靠、安全、和畅通。

雷电灾害被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”，雷电灾害给全球千百万的经济损失每年在十多亿美元以上。

在雷击灾难与事故的背后，人们越来越深刻认识到富兰克林时代的防雷技术已跟不上信息时代的发展脚步。

雷电灾害与高科技的发展相伴，要将雷电灾害减至最低，就必须全面实施信息时代的综合防雷治理。

现代综合防雷原则强调“全方位防治，综合治理，层层设防，把防雷当作一个系统工程”。

按照相关的防雷规范，在建筑物外部和内部及各电子设备安装相应的防雷措施。

有人认为，只要建筑物或设备安装了防雷装置就可以万无一失了，从经济观点出发，要达到这点是太浪费了。

而且《建筑物防雷设计规范GB50057-2010版》第一章总则的说明，按照防雷规范设计的防雷装置是防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，并不是百分百的。

完整的设备系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面。

外部防雷系统包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。

内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。

在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体，将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。

雷击案例：

江门堤湾花园9号楼该楼2007年交楼，该小区内有是11层的小高层，有22户住户。

12年9月，电梯出现故障停运，物管公司请来名优电梯公司检查后表示，电梯因遭雷击产生故障，电路板、变频器等零件要更换。

物管公司在电梯口贴了维修清单，维修电梯共需53500元。

二、设计依据

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012

《在电信系统中SPD的应用》

《通信系统用SPD》IEC61664-11997

三、勘测数据分析

本防雷设计方案不包含球形雷防护。

3.1防雷分类

3.1.1雷区的划分：

按年平均雷暴日数，地区雷暴日等级宜划分为少雷区、中雷区、多雷区、强雷区。

1少雷区：

年平均雷暴日在25天及以下的地区；

2中雷区：

年平均雷暴日大于25天，不超过40天的地区；

3多雷区：

年平均雷暴日大于40天，不超过90天的地区；

4强雷区：

年平均雷暴日超过90天的地区。

由气象局给出的雷暴日资料显示南昌地区雷暴日为53.5d/a，所以该建筑物所处的环境属于多雷区，进行雷电防护是必不可少的，必须重视，不然雷电带来的经济损失和间接损失是不可估量的。

3.2防雷分区

根据勘测该电梯有接闪器，能对整个提供直接雷防护。

但建筑物中的电梯无电涌防护，所以机房处于LPZ1区中，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，且由于在界面处的分流，流经各导体的电涌电流比LPZOB区内的更小，以及本区内的雷击电磁场强度可能衰减，衰减程度取决于屏蔽措施时，所以在该分区中的电子设备在雷雨天容易损坏。

四、设计方案

4.1接闪器

依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》4.3.1条“第二类防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。

接闪网、接闪带应按本规范附录B规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10m×

10m或12m×

8m的网格；

当建筑物高度超过45m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。

接闪器之间应互相连接。

”

据勘测得知在建筑物顶有接闪器，但该接闪器有地方已腐蚀、连接处有脱落。

需安装2支ESE2500法国杜尔-梅生SATELIT-提前放电式接闪器，接闪器与引下线之间用直径10mm的镀锌圆钢、连接点2处，搭接面积是圆钢直径的6倍。

4.2引下线

根据GB50057第4.3.3条:

专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于18m。

当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于18m。

本方案利用建筑物内的混凝土框架内的钢筋2个点与接闪器连接作为引下线，多点连接提高引下线的泄流能力。

4.3接地系统

严格按照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第5.4节接地装置的要求结合03D501-4《接地装置安装》图集规定设计接地装置，经测试接地电阻已达到要求。

五、SPD的安装及原理

根据IEC1312防雷和GB500343-2012防雷分区的划分，针对重要系统的防雷分为三个区，分别加以考虑。

只做单级防雷可能会带来，因雷电流过大而导致的泄流后残压过高破坏设备或者保护能力不足引起设备的损坏。

电源系统多级防护，可防直击雷到工业浪涌的各级过电压过高或侵袭。

第一级电源防护：

根据国家有关低压防雷的规定外接金属线路进入建筑物前必须埋地穿金属管15米以上的距离进入建筑物。

且要在建筑物的线路进入端加装低压浪涌保护器。

第二级防雷器，作为次级分类器，可将高达几千伏的过电压限制到1.8千伏以下，雷电多发地带需要具有40kA的通流量，防雷器可并联安装在线路中，对后接设备不会产生影响。

第三极防雷系统，即用在电子设备的末级防雷，这也是系统防雷中最容易忽略的地方，现代电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件，这些器件的击穿电压往往只是几十伏，最大允许工作电源也只是mA级的，若不安装第三极电源防雷器，而进入设备的雷击残压仍有千伏之上，这将对后接设备造成很大的冲击，并导致设备的损坏。

作为三级防雷器，要求20kA以上的通流容量。

5.1电梯顶层配电房（2个）

根据GB500343-2012，5.4.3条第4点在LPZ1区之后更高级别防护区的交界处，配电线路分配电箱、电子设备机房配电箱、被保护的设备处应设置Ⅱ类或Ⅲ类试验的限压型浪涌保护器作为后级保护。

本方案在总配电断路器前端并联按装4组TPS-C40-4P二级电源浪涌保护器（40kA），在分配电断路器前端并联按装4组TPS-D20-4P三级电源浪涌保护器（20kA）。

5.2总配电房

根据GB5003432012，5.4.3条第4点进入建筑物的供电线路，在LPZOA或LPZOB与LPZ1区交界处，在线路的总配电箱处，应设置Ⅰ类试验的开关型浪涌保护器或Ⅱ类试验的限压型浪涌保护器作为第一级保护，本方案在总配电箱电梯线路的断路器前端并联安装2组TPS-B50-Pro4P一级电源浪涌保护器。

5.3中心机房401

根据GB500343-2012，5.4.3条第4点在LPZ1区之后更高级别防护区的交界处，配电线路分配电箱、电子设备机房配电箱、被保护的设备处应设置Ⅱ类或Ⅲ类试验的限压型浪涌保护器作为后级保护在机房的UPS前端安装2组TPS-D20-4P三级浪涌保护器。

另外22个机柜在其中20个机柜中每个机柜安装1组TTS-RJ45-E1000/80SCAT6类单口网络保护8线全保护，消除网络通信线缆上的浪涌。

5.4电梯信号防护（4个）

考虑电梯微机电源或信号采集部分大都为低压工作回路，承受瞬间高电压冲击的能力不强，但如果发生损坏会导致电梯出现瞬时故障，造成乘客受困甚至受伤的情况。

故有必要引入第三级电涌保护器对控制系统中的重要电子板进行保护，以有效防止因PLC电子板损坏而造成的电梯瞬时故障。

针对电梯使用的电子板种类繁多，各PLC电子板之间线路和相关电气性能有较大差异，而且每种电子板上存在不同电压级别的电源回路及信号回路。

需要按照实际要保护的对象进行分析，挑选适当的避雷器保护电子板。

对在电子板的工作电压和控制电路电压中的各等级供电线路进行spd保护，并且spd的额定电压必须与保护的回路电压等级相匹配。

在实际工程经验来看，大部受雷击的电子板都是顶层电梯机房内的控制柜内的PLC电子板。

所以是防雷设计中的重中之重。

电梯控制系统中，一般采用4芯式的通讯电缆，其中2根传输电源，另2根传输CAN-bus信号。

A、在控制柜内电脑主微机板处安装TTS-RJ45-E1000/8S（4组） 

B、信号处理通讯板IO控制线路安装TTS-CoaxB-TV/S（4组） 

C、在控制柜内继电器板各低压回路的汇总板线路处安装TTS-CoaxB-TV/S（4组） 

七、施工要求

7.1、SPD连接线的要求

防雷工程实际施工中，SPD安装多数都不能满足规范要求，对于电源SPD的连接线应采用绝缘多股铜芯导线，如果为TN-S系统其线L1、L2、L3、N、PE的颜色分别为黄、蓝、红、黑、双色（黄绿相间），在安装SPD时应注意不同的位置及类型，其连接导线的要求也不尽相同，要根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012的6.5浪涌保护器及表6.5.1要求严格施工。

导线的连接可以采用线鼻子压接，最好将压接处做热搪锡防腐处理。

7.2、SPD连接线0.5米原则

在GB50343-2012规范标准5.4防雷与接地5.4.1第5条及6.5浪涌保护器第1条及GB50057-2010中明确规定浪涌保护器连接导线长度不宜大于0.5米。

然而在实际施工过程中，都不注意连接线长度小于0.5米这一点，因为有的SPD如信号SPD安装在配线架上，其接地线到静电地板下的M型均压带长度肯定超过了0.5米，好的解决办法就是把SPD接地线直接接于配线架上，然后配线架才用16mm2的绝缘多股铜芯导线接与M型均压带或LEB上，对于电源SPD可以将接地线接于空开盒上，空开盒再采用导线接地。

在规范中规定连接导线长度小于0.5米主要考虑SPD对后端保护设备产生的Up值，因为导线的电感L一定，其越长产生的Up值就越大，当导线达到一定长度时，其SPD产生的Up值大于保护设备类型的Up值时，将不能对设备产生保护效果，严重时还会抬高电位，如果产生的Up值就小。

八、工程预算及图纸

九、维护管理与售后服务

（1）——每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。

主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。

（2）接地装置的接地电阻宜每年进行一次测量。

（3）本公司提供技术咨询、日常维护知识和安装后的保养技术，坚持做到质量第一，用户至上，及时、优质的服务。

（4）保修期内，我方将以最优惠的价格向买方提供维修所需的设备，保修期过后，现场维护设备，仅收取维修成本及差旅费。

（5） 

我方在接到用户故障投诉后立即对所报故障进行编号，填写相应的表格进行登记。

首先应通过