防雷资格考试4 电子信息系统防雷.doc

第四部分 电子信息系统防雷1 总则1.1 适用范围适用于新建、扩建、改建的（建筑物）电子信息系统防雷的设计、施工、验收、维护和管理。不适用于易燃、易爆危险环境和场所的电子信息系统防雷。1.2 建筑物电子信息系统综合防雷系统电子信息系统应采用外部防雷（防直击雷）和内部防雷（防雷电电磁脉冲）等措施进行综合防护（见下图）。图 电子信息系统综合防雷系统2 术语电子信息系统：由计算机、有/无线通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设备、设施（含网络）等的电子设备构成的，按照一定应用目的和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。电磁兼容性：设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对环境中的其他设备和系统构成不能承受的电磁干扰的能力。电磁屏蔽：用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。自然接地体：具有兼作接地功能的但不是为此目的而专门设置的与大地有良好接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设施等的统称。3 雷电防护分区地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分，地区雷暴日数按国家公布的当地年平均雷暴日数为准，按以下规定划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区：ü 少雷区：年平均雷暴日在20 天及以下的地区；ü 多雷区：年平均雷暴日大于20 天，不超过40 天的地区；ü 高雷区：年平均雷暴日大于40 天，不超过60 天的地区；ü 强雷区：年平均雷暴日超过60 天以上的地区。雷电防护区的划分应根据需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内部划分为不同的雷电防护区（LPZ）。雷电防护区（LPZ）应按以下规定划分为直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续防护区（见下图）：ü 直击雷非防护区（LPZOA）：电磁场没有衰减，各类物体都可能遭到直接雷击，属完全暴露的不设防区。ü 直击雷防护区（LPZOB）：电磁场没有衰减，各类物体很少遭受直接雷击，属充分暴露的直击雷防护区。ü 第一防护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZOB）区进一步减小，电磁场得到了初步的衰减，各类物体不可能遭受直接雷击。ü 第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。ü 续防护区（LPZn）：需要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。图 建筑物雷电防护区（LPZ）划分4 雷电防护分级4.1划分依据和方法建筑物电子信息系统的雷电防护等级应按防雷装置的拦截效率划分为A、B、C、D 四级。雷电防护等级应按下列方法之一划分：1 按建筑物电子信息系统所处环境进行雷击风险评估，确定雷电防护等级；2 按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级。对于特殊重要的建筑物，宜采用两种方法进行雷电防护分级，应按其中较高防护等级确定。4.2按雷击风险评估确定等级按建筑物年预计雷击次数N1和建筑物入户设施年预计雷击次数N2确定N（次/年）值N=N1+N2。建筑物电子信息系统设备，因直击雷和雷电电磁脉冲损坏可接受的年平均最大雷击次数NC可按下式计算：Nc=5.8×10-1.5/C（次/年）。将N 和 Nc 进行比较，确定电子信息系统设备是否需要安装雷电防护装置：1 当NNc 时，可不安装雷电防护装置；2 当NNc 时，应安装雷电防护装置。按防雷装置拦截效率E的计算式E=1-Nc/N 确定其雷电防护等级：1 当E0.98 时 定为A 级；2 当0.90E0.98 时 定为B 级；3 当0.80E0.90 时 定为C 级；4 当E0.80 时 定为D 级。4.3防护等级的选择表建筑物电子信息设备宜按下选择雷电防护等级。表 建筑物电子信息系统雷电防护等级的选择表5 防雷设计5.1 一般规定5.1.1 必要措施建筑物电子信息系统的防雷设计，应满足雷电防护分区、分级确定的防雷等级要求。需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。5.1.2 相关资料对于新建工程的防雷设计，应收集以下相关资料：1 被保护建筑物所在地区的地形、地物状况、气象条件（如雷暴日）和地质条件（如土壤电阻率）。2 被保护建筑物（或建筑物群体）的长、宽、高度及位置分布，相邻建筑物的高度。3 建筑物内各楼层及楼顶被保护的电子信息系统设备的分布状况。4 配置于各楼层工作间或设备机房内被保护设备的类型、功能及性能参数（如工作频率、功率、工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质及接口型式等）。5 电子信息系统的计算机网络和通信网络的结构。6 电子信息系统各设备之间的电气连接关系、信号的传输方式。7 供、配电情况及其配电系统接地型式。对扩、改建工程，除应收集上述资料外，还应收集下列相关资料：1 防直击雷接闪装置（避雷针、带、网、线）的现状；2 防雷系统引下线的现状及其与电子信息设备接地线的安全距离。3 高层建筑物防侧击雷的措施。4 电气竖井内线路布置情况。5 电子信息系统设备的安装情况。6 电源线路、信号线路进入建筑物的方式。7 总等电位连接及各局部等电位连接状况，共用接地装置状况（位置、接地电阻值等）。8 地下管线、隐蔽工程分布情况。5.2等电位连接与共用接地5.2.1机房等电位连接电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。5.2.2等电位接地端子板等电位连接网络的结构形式有：S 型和M 型或两种结构形式的组合。在直接雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）区与第一防护区LPZ1 区交界处应设置总等电位接地端子板；每层楼宜设置楼层等电位接地端子板；电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板。各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。接地线应从共用接地装置引至总等电位接地端子板，通过接地干线引至楼层等电位接地端子板，由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。接地干线宜采用多股铜芯导线或铜带，其截面积不应小于16 mm2。接地干线应在电气竖井内明敷，并应与楼层主钢筋作等电位连接。不同楼层的综合布线系统设备间或不同雷电防护区的配线交接间应设置局部等电位接地端子板。楼层配线柜的接地线应采用绝缘铜导线，截面积不小于16 mm2。5.2.3 共用接地防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。5.2.4人工接地体与自然接地体接地装置应利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时必须增加人工接地体。当设置人工接地体时，人工接地体宜在建筑物四周散水坡外大于1m 处埋设成环形接地体，并可作为总等电位连接带使用。5.3 屏蔽及布线5.3.1机房的屏蔽电子信息系统设备机房的屏蔽应符合下列规定：1 电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物低层中心部位，其设备应远离外墙结构柱，设置在雷电防护区的高级别区域内。2 金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽(架)等进入机房时，应做等电位连接。3 当电子信息系统设备为非金属外壳，且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时，应设金属屏蔽网或金属屏蔽室。金属屏蔽网、金属屏蔽室应与等电位接地端子板连接。5.3.2线缆屏蔽线缆屏蔽应符合下列规定：1 需要保护的信号线缆，宜采用屏蔽电缆，应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。2 当采用非屏蔽电缆时，应敷设在金属管道内并埋地引入，金属管应电气导通，并应在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。其埋地长度应符合下列表达式要求，但不应小于15m。l21/2式中 l-埋地长度（m）；-埋地电缆处的土壤电阻率（·m）。3 当建筑物之间采用屏蔽电缆互联,且电缆屏蔽层能承载可预见的雷电流时，电缆可不敷设在金属管道内。4 光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地。5.3.3线缆敷设线缆敷设应符合下列规定：1 电子信息系统线缆主干线的金属线槽宜敷设在电气竖井内。2 电子信息系统线缆与其它管线的间距应符合下表的规定。表 电子信息系统线缆与其它管线的净距注：如线缆敷设高度超过6000mm 时，与防雷引下线的交叉净距应按下式计算：S0.05H，式中H交叉处防雷引下线距地面的高度（mm）； S交叉净距（mm）。3 布置电子信息系统信号线缆的路由走向时，应尽量减小由线缆自身形成的感应环路面积。4 电子信息系统线缆与电力电缆的间距应符合下表的规定。表 电子信息系统线缆与电力电缆的净距注：1、当380V 电力电缆的容量小于2kVA，双方都在接地的线槽中，即两个不同线槽或在同一线槽中用金属板隔开，且平行长度小于等于10m 时，最小间距可以是10mm。2、电话线缆中存在振铃电流时，不宜与计算机网络在同一根双绞线电缆中。5 电子信息系统线缆与配电箱、变电室、电梯机房、空调机房之间最小的净距宜符合下表的规定。表 电子信息系统线缆与电气设备之间的净距5.4 防雷与接地5.4.1 电源线路电源线路防雷与接地应符合下列规定：1 进、出电子信息系统机房的电源线路不宜采用架空线路。2 电子信息系统设备采用TN交流配电系统时，配电线路和分支线路必须采用TN-S 系统的接地方式。3 配电线路设备的耐冲击过电压额定值应符合下表规定。电子信息系统设备配电线路浪涌保护器安装位置及电子信息系统电源设备分类示意图如下图所示。表 配电线路各种设备耐冲击过电压额定值图 耐冲击过电压类别及浪涌保护器安装位置（TN-S）注：本图为电子信息工程电源系统的分类,各类设备内容由工程决定。电信枢纽总进线处需设稳压器。图 电子信息系统电源设备分类4 在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装通过级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区（含LPZ1区）交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源浪涌保护器。5 浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置，并宜有劣化显示功能。6 浪涌保护器安装的数量，应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。7 用于电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值宜符合下表的规定。表 电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值5.4.2 信号线路信号线路的防雷与接地应符合下列规定1 进、出建筑物的信号线缆，宜选用有金属屏蔽层的电缆，并宜埋地敷设，在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处，电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口，应安装适配的信号线路浪涌保护器，浪涌保护器的接地端及电缆内芯的空线对应接地。2 电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口型式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。信号线路浪涌保护器参数应符合下表的规定。表 信号线路（有线）浪涌保护器参数表 信号线路、天馈线路浪涌保护器性能参数5.4.3 天馈线路天馈线路的防雷与接地应符合下列规定1 架空天线必须置于直击雷防护区（LPZOB）内。2 天馈线路浪涌保护器的选择，应根据被保护设备的工作频率、平均输出功率、连接器型式及特性阻抗等参数，选用插入损耗及电压驻波比小，适配的天馈线路浪涌保护器。3 天馈线路浪涌保护器，宜安装在收、通信设备的射频出、入端口处。其参数应符合上表规定。4 具有多付天线的天馈传输系统，每付天线应安装适配的天馈浪涌保护器。当天馈传输系统采用波导管传输时，波导管的金属外壁应与天线架、波导管支撑架及天线反射器作电气连通。并宜在中频信号输入端口处安装适配的中频信号线路浪涌保护器，其接地端应就近接地。5 天馈线路浪涌保护器接地端应采用截面积不小于6mm2的多股绝缘铜导线连接到直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处的等电位接地端子板上。同轴电缆的上部、下部及进机房入口前应将金属屏蔽层就近接地。5.4.4 程控数字用户交换机线路程控数字用户交换机线路的防雷与接地应符合下列规定：1 程控数字用户交换机及其它通信设备信号线路，应根据总配线架所连接的中继线及用户线性质选用适配的信号线路浪涌保护器。2 浪涌保护器对雷电流的响应时间应为纳秒（ns）级，标称放电电流应大于或等于0.5kA，并应满足线路传输速率及带宽要求。3 浪涌保护器的接地端应与配线架接地端相连，配线架的接地线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线，从配线架接至机房的局部等电位接地端子板上。配线架及程控用户交换机的金属支架、机柜均应做等电位连接并接地。5.4.5 计算机网络系统计算机网络系统的防雷与接地应符合下列规定：1 进、出建筑物的传输线路上浪涌保护器的设置：1) A级防护系统宜采用2级或3级信号浪涌保护器；2) B级防护系统宜采用2 级信号浪涌保护器；3) C、D 级防护系统宜采用1级或2级信号浪涌保护器。各级浪涌保护器宜分别安装在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）、及第一防护区（LPZ1）与第二防护区（LPZ2）的交界处。2 计算机设备的输入/输出端口处，应安装适配的计算机信号浪涌保护器。3 系统的接地1) 机房内信号浪涌保护器的接地端，宜采用截面积不小于1.5mm2的多股绝缘铜导线，单点连接至机房局部等电位接地端子板上；计算机机房的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地、浪涌保护器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上。2) 当多个计算机系统共用一组接地装置时，宜分别采用M型或Mm组合型等电位连接网络。5.4.6 安全防范系统安全防范系统的防雷与接地应符合下列规定：1 置于户外的摄像机信号控制线输出、输入端口应设置信号线路浪涌保护器。2 主控机、分控机的信号控制线、通信线、各监控器的报警信号线，宜在线路进出建筑物直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处装设适配的线路浪涌保护器。3 系统视频、控制信号线路及供电线路的浪涌保护器，应分别根据视频信号线路、解码控制信号线路及摄像机供电线路的性能参数来选择。4 安防系统户外的交流供电线路、视频信号线路、控制信号线路应有金属屏蔽层并穿钢管埋地敷设，屏蔽层及钢管两端应接地，信号线路、供电线路应分开敷设。5 安防系统的接地应采用共用接地。主机房应设置等电位连接网络，接地线不得形成封闭回路，系统接地干线宜采用截面积不小于16mm2的多股铜芯绝缘导线。5.4.7 火灾自动报警及消防联动控制系统火灾自动报警及消防联动控制系统的防雷与接地应符合下列规定：1 火灾报警控制系统的报警主机、联动控制盘、火警广播、对讲通信等系统的信号传输线缆宜在进出建筑物直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处装设适配的信号浪涌保护器。2 消防控制中心与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设适配的信号浪涌保护器。3 消防控制室内，应设置等电位连接网络，室内所有的机架（壳）、金属线槽、设备保护接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端均应就近接至等电位接地端子板。4 区域报警控制器的金属机架（壳）、金属线槽（或钢管）、电气竖井内的接地干线、接线箱的保护接地端等，应就近接至等电位接地端子板。5 火灾自动报警及联动控制系统的接地应采用共用接地。接地干线应采用截面积不小于16mm2的铜芯绝缘线，并宜穿管敷设接至本楼层（或就近）的等电位接地端子板。5.4.8 建筑设备监控系统监控系统的防雷与接地应符合下列规定：1 监控系统的各种线路，在建筑物直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处应装设线路适配的浪涌保护器。2 监控系统中央控制室内，应设等电位连接网络。室内所有设备金属机架（壳）、金属线槽、保护接地和浪涌保护器的接地端等均应做等电位连接并接地。3 监控系统的接地应采用共用接地，其接地干线应采用截面不小于16mm2的铜芯绝缘导线，并应穿管敷设接至就近的等电位接地端子板。5.4.9 有线电视系统有线电视系统的防雷与接地应符合下列规定：1 进、出建筑物的信号传输线，宜在入、出口处装设适配的浪涌保护器。2 有线电视信号传输线路，宜根据其干线放大器的工作频率范围、接口型式以及是否需要供电电源等要求，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。3 进、出前端设备机房的信号传输线，宜装设适配的浪涌保护器。机房内应设置局部等电位接地端子板，采用截面积不小于16mm2的铜芯绝缘导线并穿金属管，就近接至机房外的等电位连接带。5.4.10 通信基站通信基站的防雷与接地应符合下列规定：1 通信基站的雷电防护宜先进行雷电风险评估及雷电防护分级。2 基站的天线必须设置于直击雷防护区（LPZOB）内。3 基站天馈线应从铁塔中心部位引下，同轴电缆在其上部、下部和经走线桥架进入机房前，屏蔽层应就近接地。当铁塔高度大于或等于60m 时，同轴电缆金属屏蔽层还应在铁塔中部增加一处接地。4 通信基站的信号电缆应穿钢管埋地进入机房，并应在入户配线架处安装信号线路浪涌保护器，电缆内的空线对应做保护接地。站区内严禁布放架空线缆。当采用光缆传输信号时，光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地。5 基站的电源线路宜埋地引入机房，埋地长度不宜小于50m。电源进线处应安装电源线路浪涌保护器。5.4.11其它熟悉信号、天馈线路工作频率、传输速率、传输带宽、工作电压、特性阻抗、电压驻波比、插入损耗等性能参数的含义及匹配要求。6 防雷施工6.1一般规定建筑物电子信息系统防雷施工，应按本规范的规定和已批准的设计施工文件进行。建筑物电子信息系统防雷工程中采用的器材，应符合国家现行有关标准的规定，并应有合格证件。电工、焊工和电气调试人员，必须持证上岗。测试仪表、量具，应鉴定合格，必须在有效期内。6.2接地装置6.2.1钢质接地装置采用焊接连接时搭接长度的规定钢质接地装置应采用焊接连接。其搭接长度应符合下列规定：1 扁钢与扁钢搭接为扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊；2 圆钢与圆钢的搭接为圆钢直径的6 倍，双面施焊；3 圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的6 倍，双面施焊；4 扁钢和圆钢与钢管、角钢、互相焊接时，除应在接触部位两侧施焊外，还应增加圆钢搭接件；5 焊接部位应作防腐处理。6.2.2当接地装置使用铜质或铜质与钢质共同使用时的连接方法铜质接地装置应采用焊接或熔接，钢质和铜质接地装置之间连接应采用熔接方法连接，连接部位应作防腐处理。6.3接地线6.3.1连接室内总等电位端子板与接地装置的接地线接地装置应在不同处采用两根连接导体与室内总等电位接地端子板相连接。接地装置与室内总等电位连接带的连接导体截面积，铜质接地线不应小于50mm2，钢质接地线不应小于80mm2。6.3.2接地线与金属管道等自然接地体连接接地线与金属管道等自然接地体的连接，应采用焊接。如焊接有困难时，可采用卡箍连接，但应有良好的导电性和防腐措施。6.4等电位接地端子板6.4.1钢筋混凝土建筑物中的电子信息系统机房等电位接地端子板设置钢筋混凝土建筑物宜在电子信息系统机房第一防护区（LPZ1）与第二防护区（LPZ2）界面处预埋与房屋结构内主钢筋相连的等电位接地端子板。并应符合下列规定：1 机房采用S 型等电位连接网络时，宜使用截面积不小于50mm2的铜排作为单点连接的接地基准点（ERP）。2 机房采用M 型等电位连接网络时，宜使用截面积不小于50mm2的铜带在防静电活动地板下构成铜带接地网格。6.4.2砖混结构建筑物总等电位连接带砖混结构建筑物，宜在其四周埋设环形接地装置作为总等电位连接带，构成共用接地系统。6.5浪涌保护器6.5.1各类SPD连接线的最小截面积6.5.2各类SPD应安装的位置6.5.3SPD连接线的安装要求电源线路浪涌保护器（SPD）的安装应符合下列规定：1 电源线路的各级浪涌保护器（SPD）应分别安装在被保护设备电源线路的前端，浪涌保护器各接线端应分别与配电箱内线路的同名端相线连接。浪涌保护器的接地端与配电箱的保护接地线（PE）接地端子板连接，配电箱接地端子板应与所处防雷区的等电位接地端子板连接。各级浪涌保护器（SPD）连接导线应平直，其长度不宜超过0.5m。2 带有接线端子的电源线路浪涌保护器应采用压接；带有接线柱的浪涌保护器宜采用线鼻子与接线柱连接。3 浪涌保护器（SPD）的连接导线最小截面积宜符合下表的规定。表 浪涌保护器（SPD）连接导线最小截面积注：混合型SPD 参照相应保护级别的截面积选择。天馈线路浪涌保护器（SPD）的安装应符合下列规定：1 天馈线路浪涌保护器SPD 应串接于天馈线与被保护设备之间，宜安装在机房内设备附近或机架上，也可以直接连接在设备馈线接口上。2 天馈线路浪涌保护器SPD 的接地端应采用截面积不小于6mm2的铜芯导线就近连接到直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处的等电位接地端子板上。接地线应平直。信号线路浪涌保护器（SPD）的安装应符合下列规定：1 信号线路浪涌保护器SPD 应连接在被保护设备的信号端口上。浪涌保护器SPD输出端与被保护设备的端口相连。浪涌保护器SPD也可以安装在机柜内，固定在设备机架上或附近支撑物上。2 信号线路浪涌保护器SPD接地端宜采用截面积不小于1.5mm2的铜芯导线与设备机房内的局部等电位接地端子板连接。接地线应平直。浪涌保护器SPD 应安装牢固，其位置及布线正确。