防雷接地方案.docx

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防雷接地方案

1、雷电概述

雷电的描述:

雷电是由天空中云层间的相互高速运动、剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上相反电荷。

此时，低端云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容，当其场强达到一定强度时，就会产生对地放电，这就是雷电现象。

在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。

此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动,它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。

　　大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系。

通常，建筑行业的防雷，更多的注重。

雷暴日的多少；航空、航海、气象、通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少。

我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<15天）、中雷区（<15—40天）、多雷区（>41—90天）、强雷区（>90天）。

我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。

全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。

雷电的破坏

雷电的破坏主要是由于云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一定程度（25— 30kV/cm）时，所发生的猛烈放电现象。

　通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。

直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。

感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或在直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压、而发生闪击现象的二次雷。

球形雷是球状闪电的现象。

　 1）、直击雷破坏；　　当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。

另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。

　 2）、感应雷破坏；　　感应雷破坏也称为二次破坏。

它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。

由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。

　　　 3）、静电感应雷；　　带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。

当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。

易燃易爆场所、计算机及其场地的防静电问题，应特别重视。

　 4）、电磁感应雷；　　雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。

由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。

因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。

　5）、雷电波引入的破坏；　　当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。

如果附近有可燃物，容易酿成火灾。

怎样进行雷电灾害防护

单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施，评估防雷设施是否符合国家规范要求，比如：

学校、公司、区级以上医院、四星级以上宾馆、城区内高度在45米以上的高层建筑需两年检测一次。

单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项防雷安全工作，建立各项防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维护。

如雷雨过后,安装在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏，发现损坏时应及时更换。

3楼

防雷接地

为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分，金属护套，避雷器，以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。

防雷接地装置包括避雷针、带、线、网，接地引下线、接地引入线、接地汇集线、接地体等。

为防止反击，以往的防雷规范对防雷接地与其他接地之间提出一整套限制措施，即规定两类接地体和接地线之间的最短距离。

在有些情况下，间距无法拉开到规定值时，则要采用严密的绝缘措施。

接地的种类

供电系统用变压器的中性点直接接地；以及电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，都称为接地，前者为工作接地，后者为保护接地。

配电变压器低压侧的中性点直接接地，则此中性点叫做零点，由中性点引出的线叫做零线。

用电设备的金属外壳直接接到零线上，称接零。

在接零系统中，如果发生接地故障即形成单相短路，使保护装置迅速动作，断开故障设备，从而使人体避免触电的危险。

地网工程概论

防雷接地，应按现行国家标准《建筑防雷设计规范》执行。

由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作拉地体时一般采用40mm×40mm的角铁，每根长2.5m，间距约5米垂直打入地下，顶端距地面约0.5-1.0m，顶端再用40mm×40mm左右的扁铁全部焊起来，构成一个统一的接地系统。

防雷等电位连接

接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。

为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。

台站内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。

这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。

完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。

等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。

穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区交界处做等电位连接。

应采用等电位连接线和螺栓紧固的线夹在等电位连接带做等电位连接，而且当需要时，应采用避雷器做暂态等电位连接。

等电位连接的主体及要求

等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与系统之间的电位差。

当建筑物内有信息系统时，在那些要求雷击电磁脉冲影响最小之处，等电位连接带宜采用金属板，并与钢筋或其他屏蔽构件作多点连接。

对进入建筑物的所有外来导电部件做等电位连接的主体应包括以下内容：

1）设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；

2）供电线路含外露可导电部分；

3）防雷装置；

4）由电子设备构成的信息系统。

大楼的计算机房六面敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。

通过星型（S型结构或网形M型）结构把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。

小型机房选S型，大型机房选M型结构。

机房内的电力电缆（线）、通信电缆（线）宜尽量采用屏蔽电缆。

架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋15m以上，埋地深度应大于0.5m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋15m以上，铁管两端接地。

3、项目概述

A、项目勘察的具体情况

广州某军区通讯站位于广州市。

机房位于通讯站办公楼二楼，办公楼属钢筋混凝土框架结构。

根据通讯站负责人介绍；位于办公楼南面绿化带有一人工辅助地网，经相关技术员采用电阻测试仪测得人工辅助地网平均电阻值为0.63Ω，符合GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》要求。

但机房无防雷接地端子和等电位连接。

4楼

B、雷暴区及危险等级

广州某军区通讯站机房位于广州市，雷击风险评估：

根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》附录D资料表明当地年平均雷暴日为76.1d/a，属于强雷区，依据GB50057-94《建筑物防雷设计规范（2000版）》附录一计算其建筑物年预计雷击次数，预计年雷击次数为N均<0.3次/a，根据GB50057-94的2.0.4条规定：

预计雷击次数大于等于0.06次/a，且小于或等于0.3次的住宅、办公楼等一般性民用建筑物，应划分为第三类防雷建筑物。

C、客户要求

根据现场已有的防雷接地在机房内安装符合标准规范的防雷接地端子和等电位连接。

4、设计方案

A、引用标准

u GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000）

u GB50343《建筑物信息系统防雷技术规范》（2004）

u GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

u IEC 6I312《雷电电磁脉冲的防护》

B、方案设计

依据GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》第六章：

雷击电磁脉冲，第三节：

屏蔽、接地和等电位连接的要求；依据GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷设计规范》第五章：

防雷设计，第三节：

等电位连接及共用接地系统设计中关于等电位连接的要求；参考IEC 61312《雷电电磁脉冲的防护》标准第一部分：

通则，第三章第四节：

等电位连接的要求；第二部分：

建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地中关于等电位连接的要求；按照GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷设计规范》第六章：

防雷施工中关于等电位连接的要求进行施工。

实施方案：

从建筑物防雷接地网采用95平方毫米多股铜芯接地线，加套金属屏蔽管，两端做好等电位连接处理，固定在外墙以最近的距离引入通讯站机房。

连接在300mm*80mm*6mm铜排制作的接地端子（接地汇流排）上，供机房设备防雷保护接地用。

用30mm*3mm铜带制作均压带，围绕机房室内防静电地板内敷设，用50平方毫米的多股铜芯将均压带与接地汇流排连接。

用10平方毫米的多股铜芯接地线将金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、各种电子设备的金属外壳、机架等与接地汇流排连接。

施工图纸：

5、验收方法

工程施工完毕后，由相关检测部门验收，验收标准依据相关的防雷规范标准进行验收。

并出具相应的合格检测报告。

6、工程施工进度表

施工进度表

序号日期 1 2 3 4 5

1 材料进场 ★ 　

　　　 2 地网引线施工　 ★ 　

　　 3 破柱筋引线　 ★ 　　

　 4 机房均压环制作　　 ★

　　 5 设备机柜接地　　 ★ 　

　 6 等电位连接　　　 ★ 　

7 验收　　　　 ★

7、材料汇总表

序号项目内容型号数量备注

1 汇流排（30*3mm）铜带 25M 机房等电位连接

2 汇流排（50*5mm）扁铜 0.3M 机房接地基准点

3 接地线（10mm2） 30M 等电位连接

4 接地线（50mm2） 10M 接地支线

5 接地线（95mm2） 10M 接地干线

6 接地线线耳 10mm2；50mm2；95mm2 6个连接头

8、工程报价表

[说明]：

此表包含所有设备报价；材料费；施工费；工程验收费；税费等。

6楼

设计依据：

依据GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》第六章：

防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ0A、LPZ0B区对电涌保护器（SPD）的要求及GB 50054-95《低压配电设计规范》第四章：

配电线路的保护中有关低压防雷的有关规定；参照JGJ/T 16-92《民用建筑电气设计规范》第13部分：

电力设备防雷、第14部分接地及安全；DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第三章到第十章；DL/T621-1997《交流电气装置的接地》第三章、第四章、第六章、第七章的部分条文。

一、机房防雷设计

电源第一级防雷

在大楼总电源进线处并联安装1台雷科星系列LKX-B380/100KA型三相电源防雷箱。

该防雷箱在整个防雷系统中所起的根本作用是，当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路（相线、零线）上的感应雷电流，在进入总配电箱之前就迅速地泄放入地，此类防雷产品高可靠性、大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、高能量浪涌过电压的冲击，稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用，可以将残压限制在较低。

产品参数

型号：

LKX-B380/100KA；最大通流容量Imax：

100KA；保护水平UP：

≤2500V；响应时间：

＜25ns。

电源第二级防雷

在机房电源进线处并联安装1台雷科星系列LKX-B380/40KA型三相电源防雷箱。

该防雷箱在整个防雷系统中所起的根本作用是，当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路（相线、零线）上的感应雷电流，在进入总配电箱之前就迅速地泄放入地，此类防雷产品高可靠性、大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、高能量浪涌过电压的冲击，稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用，可以将残压限制在更低。

产品参数

型号：

LKX-B380/40KA；最大通流容量Imax：

40KA；保护水平UP：

≤1800V；响应时间：

＜25ns。

电源第三级防雷

为了保护机房内重要电子设备（如服务器、交换机、其它重要设备等），在服务器、交换机等重要电子设备电源端加装三级D类雷科星系列多功能防雷插座LKX-E220-4PT/10型，共计10个。

以保护机房内的电子设备。

最大负载电流可达到10KA。

D类防雷器主要用于重要设备的前端，当发生能量特别大的雷击时，感应雷电流在经过第一级、第二级防雷器的泄放后，其残压仍然可能高于设备的最高耐压值，重的设备的埠及内部的高精度集成电路仍有可能被击坏，经过D类防雷器泄放残余雷电流，设备的安全运行就更为可靠了。

二、网络信号感应雷设计

事实证明，当发生雷电感应时，有一部分雷电流通过网络线路等一些信号线路导入，会对机房内的重要设备产生信号干扰及毁坏设备，结合实际我们在机房内各交换机前端加装1台 24口雷科星系列LKX－SC100－RJ45/24E型集线式网络防雷箱，共计2台。