学校机房防雷地设计方案文档格式.docx

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三、设计依据

四、设计理念

五、设计方案

六、施工说明

七、运行维护

八、工程验收

九、售后服务

十、附件

一、雷电概述

雷电实际上是一个不断变化的高频电流，当它发生时其电流周围会产生相应频率的高频电磁场。

雷电对现代电子设备的破坏主要是因为雷电电磁场通过空间辐射在周围金属线缆上产生的感应过电压脉冲通过传输线进入到建筑内，从而造成弱电子设备发生损坏。

由于雷电的功率强大、雷电发生的时间很短，因此雷电电磁脉冲的破坏效果十分强大。

在一般情况下，计算机等通讯电子设备耐过电压的能力都比较差，而这些电子设备大部分通过各种传输线相互关联，当这些传输线上出现过电压时，与这些线缆连接的设备的接口部分，甚至整个设备都很容易损坏；

另外，当空间存在很强的电磁脉冲时，电子设备也很容易直接受到感应而损坏。

因此，当雷击发生时，如何防止由直击雷引发的，经传输线感应后引入的雷电入侵波以及沿空间传播的感应电磁脉冲（感应雷）对电子设备的损坏，就显得十分必要。

除此之外，为防止泄流时地电位的抬升以及各地网间的电势差对设备形成反击，处理好地网和采用恰当的接地方式也是十分重要的。

因此，我公司在总结前人经验的基础上提出了“综合治理、整体防御、重点保护、层层设防”的系统防雷方针，在有可能进雷的通道上，采取屏蔽、等电位连接、隔离、合理布线、正确接地、加装电子避雷器和防静电装置等措施进行综合防雷，是比较有效的防雷方法，这些措施联合使用，互相配合，各行其责，不可或缺。

二、相关案例

案例一：

湖南长沙市9.14雷击事件

2005年9月14日下午4时，长沙市河西湖南第一师范东方红校区篮球场东南角遭受雷击，将当时正在篮球场进行军训的6位女同学和一名教官击倒在地，其中3名同学是趴着倒下的， 

3名同学是仰着倒下的，其中一名同学因受雷击过重，抢救无效，不幸去世。

雷击前的天气情况：

当时天气闷热，天空积雨云底较低，但没有刮风下雨。

湖南长沙、湘潭两地再次发生雷电伤人事件，尤其是长沙雷电事件，一次雷击造成湖南第一师范正在进行军训的学生和教官七人伤亡，再次敲起校园防雷的警钟。

频发的校园雷击事故，不得不使我们考问防雷的严峻问题：

作为学生活动集中的地方，我们应该如何进行雷电防护？

亦或是仍然将雷电事故当作不可抗拒的自然灾害而免责？

案例二：

重庆开县5.23重大雷击事故

2007年5月23日16时多，重庆市开县义和乡兴业村小学７名小学生因雷击死亡，雷击同时还造成３０多名小学生受伤，其中重伤５人。

23日下午开县突降雷雨，雷声震耳欲聋。

雷击时，兴业村小学学生正在教室上课，教室旁树木较多，雷击电流击中二年级和四年级教室，导致７名小学生死亡，30多名小学生受伤，其中５人重伤。

事故发生后，国务院领导和教育部领导高度重视，立即要求基础教育司向有关部门发出通知，要求各省份进一步加强安全防范措施，防止因自然灾害造成的学生伤亡。

同时立即派出有关人员赶赴现场，了解处理。

案例三：

河南商丘市9.19雷击事故

2012年9月19日13：

45，在商丘市睢阳区文化路小学，有4名学生同时被雷电击中，其中一名10岁男孩经抢救无效不幸身亡，一名9岁的孩子眼部受皮外伤、鼻骨骨折，另外2个孩子伤势轻微。

据现场人员描述，雷击时先是看到一道强烈的白光，紧接着听到一声雷响，4名行走的学生应声而倒，1名倒地的小男孩伤势严重，喉咙被击穿，衣服被烧焦，120急救中心赶到时已停止呼吸，另外3名学生伤势较轻，倒地后片刻自己便爬了起来，但对倒地原因均无记忆。

此次雷击事件严重影响了学校正常教学，在社会上反响强烈。

三、设计依据：

GB50057-94《建筑物防雷设计规范》2010版

GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

GB7450-87《电子设备雷击保护导则》

GB64-83《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》

IEC1312《雷电电磁脉冲及其防护》国际电工委员会

99D562《建筑物、构筑物防雷设施安装》国家建筑标准设

计图集

四、设计理念

根据IEC1024标准“任何单一器件不能阻止特定区域内的雷击发生”。

雷电是一个随机性很强的突发事件，雷击的时间和通道没有一个固定模式，雷击可通过很多渠道进入机房通讯设备，不但有直击雷的威胁，还有雷电静电感应及雷电电磁脉冲感应对弱电子设备的损坏。

因此防雷是一个综合性的工程，应该遵循“综合治理，整体防御，多重保护，层层设防”的方针，在雷击可能进入的部位加以防护，既要防直击雷击，又要抑制和防护感应雷击，以尽量避免雷灾发生。

由于防雷工程要考虑到与其相应的被保护设备之间的性价比，因此防雷工程和使用的防雷器材均是按通常发生的雷电强度和概率来进行设计和安装的，一旦雷电的强度超过避雷设备的最大容量，同样会有设备遭到雷击，而且，由于用户防雷资金的限制，防雷设计方案不可能将所有的设备都考虑在内，因此未被保护的设备同样存在发生雷击的危险。

所以，一方面为尽量减小雷击造成的损失，防雷设计方案应尽量涵盖所有应考虑的通讯设备，另一方面防雷工程并不是一劳永逸和万能的，但在发生雷击时，安装有避雷设备的机房设备其遭受的损失程度远远小于没有安装有避雷设备的机房设备。

感应雷和雷电入侵波是造成电子设备损坏的主要原因。

除了附近发生雷击时，感应电磁脉冲可通过传输线形成入侵波，同样的道理，即使在远处发生雷击，只要传输线通过那个区域，一样可以引入感应雷电波，因此，传输线涉及的范围越广，进雷的几率就越高。

要解决传输线的引雷问题，除了防直击雷外，还需要对传输线进行屏蔽处理，并在暴露于室外的以及长距离敷设的各种传输线（光纤除外）上安装相应的电子避雷器，来对侵入到传输线内部的感应雷电波进行抑制和泄放，以确保设备的安全。

五、设计方案

1.电源系统防雷

在各种各样的传输线中，电源线是分布最广的传输线，也就意味着受雷电感应的几率最高，最易引入感应雷。

另外，根据对雷电波的频谱分析，雷电波的绝大部分能量集中在40kHz以下，其中最大的谐波分量就在工频附近。

因此，雷电波最易和电源线发生耦合。

事实也证明60％～80％的感应雷和雷电入侵波来自于电力传输线。

根据IEC防雷的有关规定，对雷电入侵波应分区域进行防护，在每个区域的界面上采取相应的措施，逐级对雷电流进行泄放，直到将感应过电压降到设备可以承受的水平。

因此，电源系统的防雷应采取多重保护、层层设防的原则，根据设备的重要程度和地理位置进行有重点，有层次的保护。

一般来讲，电源系统应采取一、二、三级保护。

第一级保护为泄流保护，后级分别为限压和浪涌保护。

学校总配房供电的特点：

三相五线制供电；

在总电源开关输入端并联安装220/100KA型大通流容量电源避雷器作为第一级保护；

在机房所在楼层的电源输入端安装220/80KA型电源避雷器作为第二级保护；

在机房内配电箱电源输入端安装220/60KA型电源避雷器作为第三级保护。

2.信号系统防雷

由于信号系统，尤其是与信号传输线相连接的设备接口工作电压较低，而且耐压水平也很低，对于由信号传输线引入的感应雷电波特别敏感，极易损坏。

因此，在设备的信号接口处安装相应的信号避雷器是非常必要的。

根据信号传输线容易引雷的程度，在引出到室外的信号线上安装相应的信号避雷器也是完全必要的。

3.接地系统

接地系统是防雷工程的基础，良好的接地和合理的接地方式能够充分发挥防雷器件的作用。

根据国家规范要求，建筑防雷地≤10Ω，设备保护地、交流工作地、直流工作地均须≤4Ω，联合地网接地电阻应满足所有系统中最低接地电阻的要求。

系统接地电阻越大，越不利于过压过流的消散，因此接地电阻应严格控制在要求的范围内。

除了尽量降低接地电阻，均压和等电位连接是防地电位反击的有效方法。

在一定的范围内做一个封闭的均压环、把进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做等电位连接，同时机房内铺设防静电地板，使人体和设备上产生的静电快速入地，消除可能存在的破坏力极强的电位差。

常见的接地方式有三种，一是联合接地，二是分开接地，三是混合接地。

机房的接地系统国家规范推荐采用联合接地方式，即把建筑防雷地、设备保护地、交流工作地、直流工作地连在一起，以避免产生过电压时各地网间的电势差对设备形成反击。

接地电阻取系统要求的最小值。

另外，为避免接地线形成回路产生干扰杂波，同时使雷电流以及电源发生故障时的大电流尽快入地，遵循“共网不共线、分类接地线、一点接地法、不串不共用”的单点接地原则，即使用同一组地网时，不同用途的接地母线和不同系统的接地母线应单独从地网处引入，同时严禁不同系统的接地线在进入室内后再进行连接，依照99D562《建筑物防雷设施安装标准图集》的要求，应将强PE线（无流零线）作为交流电源避雷器接地线，如果供电为TNC制，应按规范改为TNC－S局部三相五线制或局部单相三线制，将N线接供电地网引接点，再并接一条新PE线作为强PE线，所有低压配电系统地线、交流避雷器地线、UPS设备的输入接地均接强PE地线；

为了消除雷电引起的毁灭性的电位差，机房内应实行等电位连接：

即UPS供电系统后边的弱电设备，其保护地线应接弱PE地线，信号避雷器的地线也接弱PE地线，二者均不能使用强PE地线，简言之，强PE和弱PE在机房内不能混接和乱接。

4．室外设备专用接地网

根据二类防雷设计规范，应在机房所在楼附近建一专用保护地网,并预埋接地引下线，地网埋深4米。

所有接地保护地网的垂直接地极采用镀锌角钢制作，水平接地极铜板制作，并在接地槽沟内敷设降阻剂。

接地线采用25mm2的铜芯线连接。

接地电阻值应≤4Ω。

考虑到机房内设备的接地，应利用专用保护地网引出接地线至机房，并制作接地汇集排作为预留端子，便于室内设备的接地。

利用扁钢和角钢作电气连接（焊接），铜板与扁钢、扁钢与接地引线到接地汇集排均用铜线端子可靠连接，所有焊接点均应作防腐处理。

5.接地电阻要求

机房接地采用联合接地方式，接地电阻应≤4Ω，以利于减小设备接地线上引入的干扰和雷电流的消散。

6.接地方法

1．电源工作地、配电柜机壳保护接地与机房设备工作地的接地母线须分别单独敷设。

2．所有电源避雷器的接地线就近与强电接地汇流排相连。

3．所有信号避雷器的接地线就近与弱电接地汇流排相连。

六、施工说明

1、安全和应急措施

（1）、要严格按照有关安全操作规程施工，注意人身安全、设备安全。

（2）、施工中可能出现与设计不符的地方，需调整时应征得双方同意，尽力寻求最佳方案。

（3）、设备的安装应在确保安全的前提下进行。

2、有关可靠连接

（1）、钢材连接宜采用大于6倍的焊接面双面焊接。

（2）、钢材与铜材的连接宜采用断接卡压接或铜焊。

（3）、等电位连接宜采用压线鼻后螺丝紧固

3、防腐

焊接点要进行有效的防腐处理，如：

涂沥青，刷油漆

七、运行维护

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隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。

2．接地网的接地电阻应每年进行一次测量。

3．每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，发现防雷模块显示窗口出现红色及时处理。

八、工程验收

1．防雷工程施工须按设计要求精心施工，建设单位和施工单位应有专人负责监督。

对于隐蔽工程应实行随工验收，重要部位应进行拍照和专用设备记录。

2．设计资料和施工记录应由相应的防雷主管部门妥善存档备查。

3．工程竣工时，应由乙方向具有防雷检测资质单位申请对所做工程进行检测，并经当地气象主管部门批准合格后，方可交付甲方使用。

九、售后服务

1．本防雷工程自验收合格交付使用之日起，至一年期满日的24：

00时止。

在保险期内若遭雷击造成被保护对象损坏，由乙方负责修复、替换。

若因甲方单方面改变防雷工程或变动被保护对象配置造成被保护对象遭雷击损坏，乙方不负责任。

2．产品质量保险期为二年：

在保险期内若防雷器材本身失效或损坏，乙方负责免费修理或更换。

若防雷器材被甲方人为损坏，乙方协助修理或更换，甲方支付成本费。

3．在保险期内发生雷击或防雷器材损坏的情况时，甲方应在4小时内及时通知乙方并在尽可能不影响正常生产的情况下保护现场，同时对雷击损坏的防雷设施暂不处理，乙方应在接到用户故障通知后，尽快赶到现场处理，并在2天内将因雷击损坏的防雷设施予以修复。

4．保险期满后，乙方长期提供防雷器材的修理服务，价格优惠。

十、附件

附：

防雷工程安装预（决）算书

公司营业执照（副本）及相关资质

山西省防雷减灾管理办法（摘要）

第十三条下列建（构）筑物、场所或者设施应当安装符合技术规范要求的防雷装置：

（一）《建筑物防雷设计规范》规定的一、二、三类防雷建（构）筑物；

（二）电力、通信、广播电视、医疗卫生设施，重要的导航场所和设施；

（三）重要的计算机设备和网络系统、程控系统、卫星接收系统；

（四）学校、机场、车站、宾馆、证券市场、体育场馆、影剧院等人员密集场所和露天大型娱乐设施；

（五）石油、化工、易燃易爆物品的生产、经销和储存场所；

（六）重要储备物资的储备场所；

（七）高层建筑以及其他易遭雷击的建筑物和设施，不可再生的文物建筑；

（八）法律、法规和规章规定应当安装防雷装置的其他场所和设施。

（九）前款规定范围以外的场所和设施，根据防雷安全的需要，可以安装防雷装置。

第二十四条违反本办法规定，有下列行为之一的，由县级以上气象主管机构按照权限责令限期改正，给予警告；

逾期不改正的，可处1万元以上5万元以下罚款；

给他人造成损失的，依法承担赔偿责任：

（一）依法应当安装防雷装置而未安装的；

（二）防雷装置设计未经审核或者审核不合格擅自施工的；

（三）防雷装置竣工后未经验收或者验收不合格投入使用的；

（四）拒绝接受法定防雷检测单位对防雷装置依法实施检测的；

（五）擅自变动、损毁防雷装置的；

（六）擅自向社会发布雷电预警预报信息的；

（七）隐瞒不报或者不配合调查和鉴定雷电灾害的；

（八）使用不符合要求的防雷装置或者产品的；

（九）其他违反法律、法规规定的。