综合弱电系统免接地网防雷设计方案Word文档格式.doc

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目录

一、概述--------------------------------------------------------------------3

二、雷击的分类--------------------------------------------------------------3

三、设计依据----------------------------------------------------------------4

四、雷电防护方案------------------------------------------------------------4

㈠直击雷防护---------------------------------------------------------------4

㈡感应雷防护---------------------------------------------------------------5

1、电源系统雷电防护--------------------------------------------------------5

2、弱电信号系统的雷电防护--------------------------------------------------7

2.1监控系统信号线路的雷电防护-------------------------------------------8

2.2网络系统信号线路的雷电防护-------------------------------------------9

2.3红外报警系统的雷电防护----------------------------------------------10

2.4公共广播系统的雷电防护----------------------------------------------10

2.5可视对讲系统的雷电防护----------------------------------------------10

2.6智能停车场系统的雷电防护--------------------------------------------11

2.7电话系统信号线路的雷电防护------------------------------------------11

2.8有线电视系统信号线路的雷电防护--------------------------------------12

三、屏蔽措施----------------------------------------------------------------12

四、防雷设备材料清单及报价（见附件）----------------------------------------13

五、运行维护----------------------------------------------------------------13

六、电源防雷器和信号防雷器安装----------------------------------------------13

1、电源防雷器的安装--------------------------------------------------------13

2、信号防雷器的安装--------------------------------------------------------14

七、创欣防雷简介------------------------------------------------------------14

弱电系统综合防雷设计方案

一、概述

弱电系统由各类弱电设备、控制中心电子设备以及传输线路组成，系统采用了大量的集成元件，在雷击发生时，传输线路感应到雷电磁场产生过电压，可高达几千伏，对集成元件有较大的危害。

监控系统中的传输线路许多处于LPZ0A非防雷区域。

系统走线在布线阶段没有考虑与防雷引下线保持足够的距离，这些都为系统的安全运行留下了隐患。

一般认为，雷电的防护措施有隔离、等电位、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压过流保护、接地等方法将雷电过电压、过电流及雷击电磁脉冲消除在设备外围，从而有效地保护各类设备。

目前主要采用气体放电管、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、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求，组合成电源线、天馈线、信号线系列电涌保护器（SPD）安装在微电子设备的外连线路中，地线按共用接地原则接入系统的地线，才不至于造成电位反击。

只有设计合理、安装合格，电涌保护器才能有效的防御雷电。

二、雷击的分类

雷击一般分为直击雷击和感应雷击。

直击雷击：

指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。

由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。

感应雷击（又称二次雷击）：

指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。

感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。

另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。

三、设计依据

（1）IEC61024《建筑物防雷》

（2）IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

（3）ITUK25《光缆的防雷》

（4）GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

（5）GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

（6）GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

（7）GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》

（8）GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

（9）GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

四、雷电防护方案

（一）直击雷防护

直击雷防护包括建筑物防雷和弱电系统前端设备直击雷防护，本方案中，所有弱电系统所在建筑物均已完善直击雷防护措施，我们不需要再考虑建筑物直击雷防护措施，否则必须完善雷防护措施。

前端设备安装于建筑物的楼顶角处，或安装于空旷区域的孤立高杆上，或曾经遭受过直击雷，则建议需要做直击雷防护。

通常安装在城市道路两旁、建筑物屋檐下，或已经在其它有效直击雷保护范围内的电子设备，都不需要做直击雷防护。

（户外设备直击雷防护方法可参考下图方法加装避雷针装置）

图1

（二）感应雷防护

本方案感应雷防护包括电源系统、监控系统、计算机网络、红外防盗报警、公共广播（背景音乐）、可视对讲门禁系统、智能停车场系统、电话系统和有线电视网络系统的防雷保护设计。

1、电源系统雷电防护

雷电能量分布示意图（图2）

如图所示，一个能量为200KA的直击雷，由整个系统的电源、管线、地网、通信网络线来分担。

以一栋建筑的防雷来讲，电源部分承担其中近45%（100KA），以三相四线为例，每线承担大约有25KA（10/350us）的雷电流。

通信站基本无管道系统，不计。

地网和通信线路承担剩余55%的雷电流。

由此可见，电源系统对直击雷的防护非常关键。

据统计，有70％雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，所以电源系统应设置三级雷电防护。

电源三级防护的原理

l目的：

利用电源避雷器（SPD）将雷电总威胁值减到被保护设备的耐受能力范围内。

电源多级防护是以防雷区（LPZ）为层次，对雷电能量的逐级减弱，使各级限制电压相互衔接，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。

l原则：

第一级转移绝大部分能量；

第二级转移剩余能量；

第三级（开关电源内模块）转移后续的极微小能量；

l

l原理：

利用两级避雷器间足够的线路间距，加大剩余雷电流在该段线路阻抗上的衰减。

电源防雷器的选择和应用原则:

电源避雷器的保护模式有共模和差模两方式。

共模保护指相线-地线（L-PE）、零线-地线（N-PE）间的保护；

差模保护指相线-零线（L-N）、相线-相线（L-L）间的保护。

对于低压侧第二、三、四级保护，除选择共模的保护方式外，还应尽量选择包括差模在内的保护。

残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，保护效果就越好。

但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时。

还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。

如果最大连续工作电压偏低，则易造成避雷器自毁。

电源系统低压侧有一、二、三级不同的保护级别，应根据保护级别的不同，选择合适放电电流（通流容量）和电压保护水平的电源避雷器，并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。

原则上，每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上，都应做该级相应的保护。

具体设计选型方案:

⑴在大楼总配电屏处并联安装三相电源防雷器，型号：

CX-PM100S，作为第一级总电源的雷电防护。

产品特点：

核心组件选用新型大容量浪涌吸收组件MOV；

通流容量大，Imax=100KA；

输出残压低，Up≤2.5KV；

响应时间快速，Ta≤25ns；

模块式。

⑵在机房总配电箱处并联安装三相电源防雷器，型号：

CX-PM40S，作为第二级电源进线的雷电防护。

通流容量大，Imax=40KA；

输出残压低，Up≤1.2KV；

⑶在机房UPS设备电源进线处并联安装单相电源防雷器，型号：

CX-PM20D，作为第三级电源进线的雷电防护。

通流容量大，Imax=20KA；

输出残压低，箝位准确，Up≤1.0KV；

响应时间快速，Ta≤25ns；

⑷在控制中心机房设备重要用电设备前端（如网络交换机、服务器、监控硬盘录像机等）串联安装防雷插座，型号：

CX-PS6P，作为中心机房设备电源的第三级或精细级雷电防护。

国家标准通用插孔设计；

核心组件采用最新大容量浪涌吸收组件MOV，质量稳定；

通流容量大，最大放电电流Imax=10KA；

串联安装。

图3

2、弱电信号系统的雷电防护

弱电系统信号防雷器的选型及应用原则：

⑴弱电系统通讯设备接口种类繁多，传输速率各不相同。

本方案根据各设备工作电压、速率，接口形式选择工作电压、速率、接口形式合适的信号防雷器。

尽量少通过接口转接的方式来达到与设备物理接口的相连，以免增加插损，影响信号传输。

⑵根据设备接口的抗雷电要求，应选择有足够大的耐雷电冲击能力的信号防雷器。

⑶信号防雷器必须选择工作时不能产生电火花，在失效或自毁时不能起火；

在失效时，可以很容易