铜仁市某人民检察院办公楼防雷击方案科比特防雷Word格式文档下载.docx

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雷电是一种自然现象。

随着微电子、计算机技术的迅速发展，以集成电路为核心的各种测控及网络通讯系统已广泛应用于现代生活的各个领域。

这类设备对过电压、过电流、电磁脉冲等外来干扰极其敏感且耐受能力极低。

通过对雷电的能量波谱分析可知，雷电波能量主要集中在低频段，极易与工频（50HZ）的供电线路形成耦合，造成雷电波的侵入；

加之机房内的计算机设备采用了大量的微电子技术，由于微电子设备的特殊性，其速度快、精度高，但抗干扰能力差，极易毁坏。

而雷电电磁脉冲是一种强电磁干扰源，以不同的途径侵入电子设备内部，轻则干扰设备的正常运行，造成数据失真；

重则使电子设备局部损坏或整机报废。

一、雷电的防护原理

在低压供电系统、测量和控制系统、计算机网络，有许多因素可引起过电压浪涌。

下面所述的四种造成的危害最大。

直击雷：

如果雷电直接对有外部防雷装置的建筑物或者直接打到建筑物顶部的可以通过某种途径传输雷电流入地的装置放电（如室外天线，卫星接收装置等），使得地电位抬升，一大部分雷电流通过保护接地线进入到建筑物的装置和连接的设备。

雷电也可能直接对电源线（低压架空线）或数据线放电，大部分高能雷电流被引入到建筑物里。

附近的雷击：

一是，即使建筑物本身没有遭到雷击，附近的雷电闪击也可能引起建筑物装置上的过电压。

这个浪涌过电压直接或通过电感性或电容性耦合到达电子装置、设备的线路上。

或者通过雷电放电通道散发出的磁场，在设备的线路上感应出过电压，建筑物内的长导线回路特别容易感应出过电压。

容性耦合是通过具有高电位差的两点之间的电场产生的，例如在雷电放电通道和金属导线之间。

附近的雷击----雷击电磁脉冲辐射

二是，雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。

部分雷电流可能通过大地传送到接地系统从而入侵建筑物内部设备形成地电位反击。

或者其它防雷装置在对地泄放防雷流时引起接地装置的电位升高，并沿接地系统入侵建筑物内部设备形成地电位反击。

附近的雷击----地电位反击

远处的雷击：

一是在几公里甚至几十公里的范围内，雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。

二是在几公里的范围内的雷电闪击，也可能在低压导线、数据线上感应过电压，该过电压也可能将高电压传导到建筑物的接地装置上，从而对电子设备造成极大的危害。

甚至云层之问或云层内部的放电产生的瞬变电磁场也能耦合过电压到导线中。

远处的雷击----传导雷

开关浪涌：

开关浪涌来自电路的闭合、断开的转换操作，来自感性和容性负载的开关操作，也来自短路电流的阻断。

特别地，大型用电系统或变压器的断开可能引起对邻近的电子设备的损坏。

雷电的破坏力主要表现为：

1产生电效应、热效应和机械力破坏。

2由于雷电引发的电荷分布不均匀，通过静电感应而产生的局部过压使电子设备损坏。

3由于雷电流形成的电磁场变化，通过电磁感应使周围导体产生过压。

4雷击使微电子设备地电位升，导致高电位地反击。

二、雷击的防护

对雷电防护，概括的讲就是在良好接地前提下，通过安装合适的过电压（流）保护器预防雷电感应，利用性能良好的避雷针（网、带）预防直接雷击。

防雷系统应包括三个方面：

直接雷击的防护、感应雷击的防护和良好的接地系统，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。

A、直接雷击的防护：

直接雷击的防护应采用避雷针或避雷带。

按照滚球法计算被保护物应在接闪器的保护范围内，接地冲击电阻不大于10Ω，若使用综合接地网，其接地冲击电阻不大于1Ω。

避雷装置包括：

接闪器、引下线和接地装置。

B、感应雷击的防护：

感应雷击防护应主要从线路防护考虑。

机房电源进线处应加装电源避雷器，机房信号进线处应加装信号避雷器。

计算机场地的安全保护接地应不大于4Ω，交流工作接地应不大于4Ω，若使用综合接地网，其接地冲击电阻不大于1Ω；

直流工作接地如果设备有特殊要求，按设备的特殊要求接地，无特殊要求则参照交流工作接地的要求，应不大于4Ω；

防静电表面电阻率应在106~1011Ω范围内，防静电接地应不大于100Ω；

空载时，零、地间电压应不大于2V。

现场情况

对人民检察院进行实地考察，办公楼的直击雷防护（除下文所说的两处摄像头处）与主地网已做完善，网络系统（除东头保卫室内的那台交换机）不做考虑，所以这三部分不列入本方案中。

需要做防护的是电源供电系统、音频系统及监控系统。

前栋办公楼有四层，总配电柜在一楼，有接地装置，各楼层均有一个配电柜；

四楼机房内有一台程控交换机（预计30门）和一台功率为3KW的UPS。

程控交换机有5根外线接总机号码，有二十根左右牵至领导办公室的单机。

后栋有5个单机是单独从电信局引线；

后栋办公楼的总供电开关以及各楼层供电开关都在一楼配电柜内，无地线装置。

二楼机房内有一台程控交换机（预计30门）和一台功率为1KW的UPS供电。

一楼配电房还有一台功率为10KW的UPS，用于对另一栋办公楼的监控等设备供电。

后栋西墙角有一个带云台的摄像头，西头保卫室外设有一个不带云台的摄像头，由于该摄像机安装在保卫室的顶部，极易受到雷击，所以最好是安装一根避雷针做直击雷防护，东头保卫室外设有一个带云台的摄像头，由于该摄像机也安装在保卫室的顶部，极易受到雷击，，所以最好是安装一根避雷针做直击雷防护。

此三个摄像机都需做防雷接地网。

接地电阻≤10Ω。

东边后栋墙角有一个带云台的摄像头，由于电信公司做的地网从此处的墙脚经过，要求在电信公司施工时引出一个地线到摄像机下方，本方案中不在此摄像机下做地网。

摄像机地网共3处。

监控室在东头保卫室内，有8根线进入视频矩阵，另有一根网络线从新办公楼引入此保卫室内的交换机。

红外监控部分由于是无线控制，所以可以不用做防雷措施，保卫室内有一配电柜，需要做防雷保护。

楼与楼之间是通过光缆线进行连接。

设计依据

1、　GB50057-94　　《建筑物防雷设计规范》

2、　IEC60364-5-534《建筑物的电气设施规范》

3、　GB50343-2004　《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

4、　GB9361-88　　《计算机场地安全要求》

5、　GB7450-87　　《电子设备雷击保护导则》

6、　GB2887-89　　《计算站场地技术条件》

7、　GB12158-90　　《防止静电事故通用导则》

8、　IEC60364-5-534《建筑物的电气设施—过电压保护器件》

9、　IEC61024-1-1　《建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择》

10、IEC6063　　　《SPD电源防雷器》

11、GA173-1998　　《计算机信息系统防雷保安器》

12、GB50054-95《低压配电设计规范》

13、GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

14、IEC61643《接至低压配电系统的瞬态电涌保护器》

设计方案

方案达到的目的

保障办公楼内部设施的所有供电系统、监控系统的安全和正常运作，保障办公楼内工作人员人身安全。

方案具体内容

在防雷工程设计和施工的过程中一定要依据相关规范的要求，从直击雷防护、接地措施、安装SPD、屏蔽处理、等电位连接和综合布线六个方面进行综合考虑。

1.直击雷防护

两栋大楼均有避雷带，此次防雷改造工程不考防直击雷保护。

2．摄像机防雷保护

西头和东头保卫室外的摄像头，由于安装在保卫室的顶部，所以最好是安装一根避雷针做直击雷防护，以确保楼顶摄像头的安全运作。

3．地网的制作

摄像机接地：

在摄像机附近做一简易地网，用3根50×

50×

5×

1500热镀锌角钢，水平接地体采用4×

40热镀锌扁钢，埋在0.6米深的地下,将摄像机防雷器接地。

4．安装防雷器

防雷器是并联在线路上的，即接在各种线路和地之间。

平时防雷器处于高阻抗状态，即对地开路；

当线路上有雷电流等过电压时它将被导通，处于低阻抗状态，即对地短路。

雷电流等过电压消失后，它又自动恢复到高阻抗状态。

1）供电系统

电源部分的防雷及过电压保护是整个综合防雷防护重点。

当发生雷击时，强大的雷电流及其高强度瞬变电磁场对周围导体产生过电压，绝大多数的雷害都是因为这类二次感应而造成的。

因此具有长距离的电力线和信号线都是二次感应雷的侵犯途径。

此外，电力网络内部的操作或事故也同样会有危险的过电波，会损害设备。

机房内计算机设备由于其运行电压（几伏或几十伏）、电流小（毫安级）、频率高、侵入供电线路的雷电流及叠加在电源线路上的瞬间高压脉冲，击坏各类用电设备的电子芯片使设备遭受永久性损坏，因此在实施感应雷击工程时，将重点放在电源防护方面。

具体措施是：

（1）新办公楼（前栋）

新办公楼电源第一级防护：

在配电室总配电柜进线端，并联安装三相电源防雷箱KBT-380AJ/100，通流容量为100KA（8/20μs），以保证供电线路的安全运作。

（共1台）

新办公楼电源第二级防护：

在新办公大楼的每个楼层配电箱安装一台三相电源防雷箱KBT-380B/40，通流容量为40KA（8/20μs）。

（共5台）

新办公楼电源第三级防护：

在四楼机的UPS电源前安装一台KBT-P3000/220/40串联式单相电源防雷箱，通流容量为40KA（8/20μs），。

电源末级防护：

在机房的交换机及电脑等设备前端安装电源防雷插座KBT-220E。

（配3个）。

2）老办公楼（后栋）

供电线路第一级防雷：

在大楼的总配电箱处安装一台三相电源防雷箱KBT-380AJ/100，通流容量为100KA（8/20μs），以保证供电线路的安全运作。

（共4台）

在二楼机网络机房的UPS电源前安装一台KBT-P1000/220/40串联式单相电源防雷箱，通流容量为40KA（8/20μs）。

共1台

在一楼机房的UPS电源前安装一台KBT-P10000/220/40串联式单相电源防雷箱，通流容量为40KA（8/20μs）。

3）东头保卫室

在大楼的总配电箱处安装一台三相电源防雷箱KBT-380BJ/60，通流容量为60KA（8/20μs），以保证供电线路的安全运作。

（配2个）。

B、信号系统

所有信号防雷器都具有两级保护功能，即前级是防雷泄流单元，对雷电流起泄放作用，后级是钳位电路，对前级残压起钳位作用，两级之间有退耦电路以达到雷电流能量在前后级之间匹配。

1）计算机网络系统防雷

从新办公楼引入东头保卫室内的网络线需做防护，在网络线的两端各安装一台计算机网络信号防雷器KBT-C100（共2台），以保证网络计算机的安全工作。

2）监控系统防雷

（1）在每个带云台的摄像头前端安装监控系统防雷器KBT-V/3（共3台），在每个不带云台的摄像头前端安装监控系统防雷器KBT-V/2（共1台），以保证摄像头的安全工作。

（2）从摄像头进入机房的控制线和视频线要做防护，在视频矩阵前安装集中式视频信号防雷器KBT-V40A/8（共1台）。

（3）在摄像机的控制线路上安装KBT-C485控制线路防雷器（共3台）

C、音频信号系统（电话线路）

1、在各程控交换机前安装一台30门的集中式音频线路防雷器KBT-A60D（共2台），以保证程控交换机安全工作。

根据检察院技术人员介绍，电话线路可能还需电信公司整理，待确定后再做防雷保护。

4．机房防雷接地

由于机房的地网由电信公司负责施工，要求其必须将接地线连接到机房，并做好汇流排。

机房的接地电阻要求≤4Ω

1、汇流排

新办公楼内的设备较多，且铺有防静电地板。

本方案的接地方法采用S型接地系统。

在新办楼的机房内设置1个汇流排，材料为30*3mm的紫铜排。

将机房内所有设备外壳及防静电地板支撑架、防雷器等均近接到汇流排上。

老办公楼2个机房设备较少，且没有铺设防静电地板。

本方案设计的接地采用S型接地系统，把防雷器及机柜等的地线连接到汇流排上。

2、接地线

1）采用6mm2的BVR铜线作为机房内正常工作不带电的金属外壳（如机房的金属门窗、金属吊顶、防静电地板支撑架、设备外壳等）的接地线。

接到接地汇集排上，具体数量由施工现场而定。

2）机房内电源电涌保护器的接地线采用10mm2的BVR铜线。

3）建筑接地网与均压环或汇流排的连接采用35mm2的BVR铜线

新办公楼电源防雷器安装示意图

（请向联系人索要）

老办公楼电源防雷器安装示意图

主要设备技术参数

1．并联式电源防雷箱

用途：

主要用于邮电、气象、交通、计算机网络、铁路、电力、住宅等领域电源的第一、二级防雷、防浪涌保护。

380A、B适用于三相四线制低压电源系统。

220A适用于单相二线制低压电源系统。

结构：

由空开，KBT型防雷器，工作状态指示器和雷击计数器所组成。

安装方式：

壁挂式安装。

特点：

1）过热过流保护，避免火灾发生；

2）有工作状态指示，便于了解每相防雷器的工作状态；

3）安装方便，直接并联于电源进线中；

2．KBT-P系列串联式电源防雷箱

KBT-P系列串联式电源防雷箱内具有二级保护，前级与后级之间通过退耦器实现能量匹配，最大限度地使雷电流能量从前级泄放到大地，从而使防雷器具有极低的限制电压。

适合TT、TN-C、TN-C-S等各种单相、三相电网制式的机房设备防雷。

采用多级防雷器的采用共模、差模全方位保护，能有效防止雷击产生的脉冲浪涌及瞬间过电压对用电设备的造成损害，是UPS、稳压器等重要设备前端供电线路最理想的防雷器。

主要特点：

响应时间快：

防雷电泄流保护电路能在纳秒（ns）级时间内从高阻状态变为低阻状态，使电源线路上的雷电流对地泄放，从而使雷击电脉冲产生的过电压得到有效抑制。

雷击电磁脉冲通过后防雷电泄流保护电路自动恢复正常状态（高阻态）；

自保护电路：

内部设有温控、限流电路，当对某条电源线路起保护作用的防雷元件劣化或雷击损坏时，防雷箱自动与电源线路脱离，彻底避免火灾发生

采用钳位技术：

为确保拥护安全、可靠供电，应用新型钳位技术，当系统出现故障或防雷器动作时，确保各线间电位差保持不变；

工作状态显示：

防雷箱上有指示灯，指示防雷器的工作状态，正常情况下指示灯为绿颜色，当防雷元件劣化或被雷击损坏，对应指示灯变为红颜色，表明该回路的防雷器已不能工作，需维修。

额定功率范围：

防雷箱的额定功率从200VA到30000VA，可分别满足不同功率的电气设备的防雷需求；

通流容量大：

可同时做供电系统的第二级、第三级防雷。

P200以下只能用于电源第三级或末级防护；

限制电压低：

具有退藕电路的两级串联式防雷设计，利用共模、差模及钳位电路，使防雷器的超低的保护水平≤700V，远低于电气设备可承受的脉冲过电压水平。

安装简单、方便，无须特别维护。

3．电源防雷插座结构：

多功能插座，带工作状态指示。

1）防雷器失效保护，避免火灾发生；

2）有工作状态指示，便于了解防雷器的工作状态。

3）安装方便，用电设备直接插在防雷插座上。

4.计算机网络防雷器

　　1）多级保护，通流容量大；

　　2）核心元件均经严格筛选，且选用国际名牌产品，性能优越；

　　3）内置快速半导体保护器件，响应速度快；

　4）低电容、电感设计，传输性能优越；

　　5）高传输速率（10-155Mbps），插入损耗小；

　　6）限制电压极低；

　　7）生产工艺先进，外形美观；

　　8）安装方便。

安装注意事项：

1）请认准接口及连接方式；

2）认准防雷器输入/输出，输入接外线、输出接设备；

3）接地线应力求短、粗、直，以减少分布电感对雷电泄放的影响；

4）信号防雷器接地宜通过电子开关与地网连接；

5.KBT-C系列控制线路电涌保护器

控制线路电涌保护器是依据IEC电涌保护器的标准设计。

适用于通讯专线、遥测信号、遥控信号等信号设备的防雷保护。

从而防止及各种数据采集、控制系统，高档生活区门禁系统、监控系统等各种设备遭到雷击电磁脉冲的损害。

KBT-系列控制线路电涌保护器采用两级串联式，反应时间皮秒级，可以充分保护采用最新半导体器件的设备。

KBT-系列控制线路电涌保护器系列标称放电电流可达10kA，额定负载电流不得超过0.5A。

6．KBT-V系列视频线路防雷器

视频线路防雷器采用多级串联式结构设计，具有多级保护功能，通流容量大，限制电压低，插入损耗小,响应速度快。

适用于各种监控系统，显示器、有线电视网络设备、家用电视等视频信号线路终端设备的防雷击电磁脉冲保护。

其中KBT-V40A/8、KBT-V40A/16、KBT-V40A/24是集中式视频线路防雷器，适合19寸标准机柜安装，可分别满足8路、16路、24路视频线路防雷，是适合视频矩阵防雷的非常理想的防雷器。

7．KBT-A系列音频线路防雷器

KBT-A系列音频线路防雷器采用多级串联式结构设计，具有多级保护功能，通流容量大，钳位电压低，插入损耗小,响应速度快。

适用于程控交换机、小总机、电话分机、传真机、电话等通讯线路终端设备和通讯机房设备的防雷击电磁脉冲保护。

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