直击雷避雷针安装设计方案.doc

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防雷设计方案

直击雷保护工程

设计方案

河南扬博防雷科技有限公司

二O一五年四月

目录

一、概述………………………………………………………

二、信息系统雷击电磁脉冲风险评估方法…………………

三、设计原则…………………………………………………

四、设计依据………………………………………………

五、设计方案………………………………………………

六、防雷清单及报价………….…………………………

七、售后服务…………………….………………………

第一章：

防雷概述

雷电是一种大气自然现象，由雷电引起的雷击灾害是一种常见的自然灾害，它主要分为直接雷击和感应雷击。

直接雷击是云、地之间放电时，闪电直接击在建筑物、其它物体、大地、或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。

感应雷击主要是云与云或云与地之间放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应。

随着科学技术的飞速发展，当今世界已进入信息时代，通信技术、计算机网络技术已经渗透到国民经济及国防现代化建设的各个领域。

然而，微电子技术在应用中的巨大优势，又成为它经不起雷电危害的巨大劣势，计算表明，在距离雷击中心1.5-2km范围内都会产生危险过电压，当电磁场强度达到0.07GS时，就会引起计算机误动作，达到2.4GS时，就可能对集成电路板造成永久性损坏。

因此，国际电工委员会（IEC）将雷电灾害称为“信息化时代的公害”。

现代防雷技术要求实施系统防雷工程，国际电工委员会第81防雷技术委员会（IEC/TC-81）的技术定义将系统防雷工作总结为：

DBSE技术，即分流（Dividing）、均压（bonding）、屏蔽（Shielding）、接地（Earthing）四项技术加之有效的防护设备的综合，达到全方位、立体化的防雷目的。

最新国标《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343–2012）也是遵循了以上原则，要求实施系统、全面的雷电防护措施。

屏蔽

引下线

接闪器（针、网、带、线）

接地装置

共用接地系统

屏蔽（隔离）

等电位连接

合理布线

安装浪涌保护器（SPD）

外部防雷措施

内部防雷措施

综合防雷系统

第二章：

信息系统雷击电磁脉冲风险评估方法

信息系统雷击电磁脉冲防护的风险评估，主要应考虑信息系统所处的环境因素（主要包括地区雷电活动情况、所处建筑物的结构、机房环境等）、信息系统设备自身情况（主要包括重要性、耐冲击能力、屏蔽状况等）、发生雷击事故的后果严重程度三个方面进行综合评估，将信息系统雷击电磁脉冲防护分为A、B、C、D四级，分别采取相应的多级防护措施。

一、计算方法

1、信息系统所处建筑物预计的年平均直击雷次数计算公式：

N=K·Ng·Ae

式中 N—建筑物年预计直击雷次数（次/a）

K—校正系数，一般情况下取K=1，在下列情况下取相应数值：

建筑物结构或所处地理环境

校正系数K取值

旷野孤立的建筑物

2

金属屋面的砖木结构建筑物

1.7

位于潮湿地带、土壤电阻率较小处或本身潮湿的建筑物

1.5

Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/（km2·a）]

Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）

其中Ng=0.024·Td1.3

Td—年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）

Ae=[LW+2（L+W）·√H（200-H）+πH（200-H）]·10-6（公式1）

Ae=[LW+2（L+W）+πH²]·10-6（公式2）

式中L、W、H分别为建筑物的长、宽、高（m）。

当H<100m，Ae按公式1计算；

当H≥100m，Ae按公式2计算，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H计算；

当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积（具体可查阅GB50057-94附录一）。

2、信息系统因直击雷和雷击电磁脉冲引起设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数计算公式：

Nc=5.8×10-3/C

式中Nc—因直击雷和雷击电磁脉冲引起设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数

C—各类因子

其中C=C1+C2+C3+C4+C5+C6

C1：

信息系统所在建筑物材料结构因子

当建筑物屋顶和主体结构均为金属材料时，C1=0.5；

当建筑物屋顶和主体结构均为钢筋混凝土材料时C1=1.0；

当建筑物为砖混结构时，C1=1.5；

当建筑物为砖木结构时，C1=2.0；

当建筑物为木结构或其它易燃材料时，C1=2.5。

C2：

信息系统重要程度因子

一般计算机、通讯设备，C2=0.5；

《计算机场站安全要求》中划为C类的机房，C2=1.0；

《计算机场站安全要求》中划为B类的机房，C2=2.0；

《计算机场站安全要求》中划为A类的机房，C2=3.0；

A类机房有严格的要求，有完善的计算机机房安全措施；

B类机房有较严格的要求，有较完善的计算机机房安全措施；

C类机房仅有基本的要求，有基本的计算机机房安全措施。

现代计算机机房基本上达到了A类机房的安全要求，具体分类标准见下表。

机房安全类别

指标

安全项目

C类

安全机房

B类

安全机房

A类

安全机房

场地选择

-

⊕

⊕

防火

⊕

⊕

⊕

内部装修

-

⊕

⊙

供配电系统

⊕

⊕

⊙

空调系统

⊕

⊕

⊙

火灾报警及消防设施

⊕

⊕

⊙

防水

-

⊕

⊙

防静电

-

⊕

⊙

防雷击

-

⊕

⊙

防鼠害

-

⊕

⊙

电磁波的防护

-

⊕

⊕

注：

⊕有要求或增加要求-无需要求⊙要求

C3：

信息系统设备耐冲击类型和抗冲击能力因子

本因子与设备的耐各种冲击的能力有关，与采用的等电位连接及接地措施有关，与供电线缆、信号线的屏蔽接地状况有关，一般可原则分为：

一般，C3=0.5

较弱，C3=1.0

相当弱，C3=3.0

一般指设备为《低压系统内设备的绝缘配合》（GB/T16935.1-1997）中所指的I类安装位置的设备，且采取了较完善的等电位连接、接地、线缆屏蔽措施；

较弱指设备为《低压系统内设备的绝缘配合》（GB/T16935.1-1997）中所指的I类安装位置的设备，但使用架空线缆，因而风险较大；

相当弱指设备集成化程度很高，通过低电压、微电流进行逻辑运算的计算机或通讯设备。

C4：

信息系统设备所在雷电防护区（LPZ）的因子

设备在LPZ2或更高层雷电防护区时，C4=0.5

设备在LPZ1区内时，C4=1.0

设备在LPZ0B区内时，C4=1.5

设备在LPZ0A区内时，C4=2.0

有关雷电防护区的定义为：

LPZ0A：

直击雷非防护区，本区内的各类物体都可能遭到直接雷击，本区内的电磁场没有衰减，属完全暴露的不设防区；

LPZ0B：

直击雷防护区，本区内的各类物体很少遭到直接雷击，但本区内的电磁场没有衰减，属充分暴露的直击雷防护区；

LPZ1：

第一屏蔽防护区，本区内的各类物体不可能遭到直接雷击，流经各类导体的电流比LPZ0B区进一步减少，由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场得到了初步的衰减；

LPZ2：

第二屏蔽防护区，为进一步减小所导引的电流或电磁场而引入的后续防护区；

LPZ3：

第三屏蔽防护区，为进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。

×

LPZ1区

LPZ0A区

LPZ0B区

LPS

↗

LPS

↗

LPZ0B区

LPZ0A区

配电线缆埋地引入

线缆、管道

设备间

LPZ3区

LPZ2区

LPZ1区

←建

←筑

←物

变压器

~

~

注：

：

表示在不同雷电防护区界面上的等电位连接带

：

表示起屏蔽作用的建筑物外墙，房间或其它屏蔽体

LPS：

外部防雷装置

虚线：

表示按滚球法计算LPS接闪器的保护范围

和：

天线

~

：

交流配电屏（室）

图1雷电防护区划分和做符合要求的等电位连接的例示

C5：

信息系统发生雷击事故的后果因子

信息系统业务中断不会产生不良后果的，C5=0.5；

信息系统业务原则上不允许中断，但在中断后无严重后果的，C5=1.0；

信息系统业务不允许中断，中断后会产生严重后果的，C5=1.5；

C6：

区域雷暴等级因子

少雷区，C6=0.8;多雷区，C6=1;高雷区，C6=1.2;强雷区，C6=1.4;

3、信息系统雷击电磁脉冲防护分级

依据公式E=1—Nc/N

当E>0.98为A级

当0.95

当0.80

当E≤0.80为D级

第三章：

设计原则

3.1外部防雷设计根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）要求，按二类防雷建筑物的要求进行设计。

3.2外部防雷设备选用腾辉智能THZ-05C先导放电避雷针作接闪器，通过不锈钢升高杆引下，并与地网作可靠连接入地。

3.3设计原则

先进性：

防雷系统将采用国际上最先进的技术和设备。

实用性：

防雷系统建成后，将把被保护物遭受雷击的概率和雷击损失降至最低水平，以体现建立该系统的价值。

可靠性：

防雷设备运行稳定、可靠，不影响系统设备运行。

经济性：

在保证先进、实用、可靠的前提下，选择性价比较高的防雷设备以节省工程费用。

美观性：

防雷设备安装、布局合理，与内、外整体布局相配套，不影响整体美观。

第四章：

直击雷设计依据

4.1《建筑物防雷设计规范》（2010年版）GB50057-2010

4.2《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012

4.3《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》QX3-2000

4.4《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

4.5《雷电防护》IEC62305系列标准

4.6《建筑物防雷设施安装》99d501-1防雷与接地安装

第五章：

设计方案

现代防雷技术要求实施系统防雷工程，防雷设计主要从防直击雷、接地及均压等电位措施等方面综合考虑。

1、本工程建（构）筑物的防雷等级类别：

二类。

2、本工程建筑物的防雷保护避雷针选用腾辉智能THZ-05C先导放电避雷针一支或GZ2400-1C球形单针一支，主要为建筑物不受雷击。

3、根据被保护物的尺寸，在建筑物楼顶安装1支先导避雷针和低光强航空障碍灯1只。

4、避雷