防雷工程设计课件.ppt

防雷工程设计防雷工程设计电子工程学院雷电教研室电子工程学院雷电教研室 牟翔永牟翔永一、雷电基础概述一、雷电基础概述1 1、雷电现象、雷电现象雷电是伴有闪电和雷鸣的一种放电现象。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。闪电的平均电流约30KA，最大电流可达300KA。闪电的最高电压可达10万KV。一个中等强度雷暴的功率可达1万KW，相当于一座小型核电站的输出功率。2 2、雷电灾害、雷电灾害雷电灾害是联合国公布的10种最严重的自然灾害之一，也是目前中国十大自然灾害之一。据估计，全球每年有几千人死于雷击，全球每年的雷击受伤人数可能是雷击死亡人数的5到10倍，雷电所导致的火灾、爆炸等时有发生。据观测，当今全球每一秒钟平均发生46次闪电，而我国平均每一分钟发生77次闪电。具有大电流、高电压、强电磁辐射特征的闪电对人类社会的威胁性在日益加大。我国地处温带和亚热带地区，雷暴活动十分频繁，全国有21个省会城市的年最多雷暴日均在50天以上，最多的达到了134天。中国每年因雷电灾害造成财产损失50至100亿元。3 3、雷电的防护、雷电的防护 尽管防雷装置不可能100%地保证人、财、物不受雷击而造成损害，但实践证明，在符合科学原则的前提下，同时兼顾经济和耐用可靠的原则制定的雷电防护方案，的确能大大减小人、财、物遭受雷电损害的危险性，或将雷电灾害造成的损失减少到最低程度。雷电危害形式：直击雷（热效应、电动力效应、冲击波）、雷电感应（静电感应、电磁感应）、雷电电磁脉冲、雷电过电压侵入、暂态电位升高（雷电反击、跨步电压、接触电压）等。雷电防护装置/器件：避雷针、避雷带、避雷线、避雷网、避雷器（电涌保护器）、接地极、接地线（含引下线）、等电位连接带（均压环）等。雷电防护措施：接闪、分流、屏蔽、等电位连接、接地、合理布线等技术措施以及躲避。二、防雷工程勘察二、防雷工程勘察1 1、准备工作、准备工作接地电阻测试仪、土壤电阻率测试仪、皮尺、游标卡尺、相机等仪表器材；勘察表等纸质文档资料；安全措施（安全帽、绝缘鞋等）。2 2、勘察目的、勘察目的防雷工程勘察是为了防雷工程的规划、设计、施工等，对施工地点的地形、地质、气象要素、电磁环境等进行测绘、勘探、测试及综合评定，并提供可行性评价与建设所需要的勘察资料。一份高质量的防雷工程勘察报告在满足相应规范的基础上，不仅要真实客观地反映以上问题，更重要的是应该进行正确合理的防雷工程分析评价，提供合理可信的防雷工程参数和建议。3 3、防雷勘察的内容、防雷勘察的内容 地形：被保护对象所处的位置（平原、丘陵、山区、海边、河边、水库边等等）。交通：交通条件的好坏和远近将直接影响到运输的成本。地物状况：周围建筑物或较高的自然物的高度、距离、相对位置等。气象条件：雷暴日数、雷暴强度、最大冻土深度、最大风速等。获取资料方法：目测、向相关部门查询资料等。土壤特征：了解施工地点的岩石、土壤等成分比例。测量施工区域的土壤电阻率，范围主要集中在被保护物周围50100米之内，如果测量的数值偏大，可以考虑向外扩展测量范围，在测量结束后基本上能对被保护物周围的土壤导电能力有大体的了解。对于使用年限较长、接地稳定性要求高的工程还应测量土壤酸碱性。在选定的接地网施工地点挖多个点的探井，主要是直接观察地表以下2米5米深土层和岩石的分布情况（具体的深度可根据当地的最大冻土深度和工程大小及工程的重要性来选择，在符合国家标准中关于接地极最浅敷设要求的基础上可适当加深）。获得准确的土质条件、土层状况、地下水位深浅分布等资料。探井尺寸一般为长方形，长约2m、宽约1m。了解建（构）筑物的用途，如果是作为生产和存储的功用，还应了解具体生产和存储物品的内容和性质，初步的划分该项目的防雷等级标准，同时测量被保护建（构）筑物（或建筑物群体）的长、宽、高度以及位置分布，对于没有开工建设的建（构）筑物可以从图纸上取得需要的数据。查看相邻建（构）筑物的高度。这些资料对于建筑物按滚球法设计防直击雷装置非常重要，因此测量的数据一定要准确。了解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、重要程度、综合布线的情况以及供、配电情况及其配电系统接地形式。建筑物内部各楼层被保护的电子信息系统设备的分布状况是雷电电磁脉冲防护设计最重要的资料，它可以确定SPD的数量、种类及安装位置。确定楼顶被保护设备的分布状况，主要用于设计使用避雷针、带的数量及安装高度。准确了解施工现场范围内，地下各种管道、通信线缆、电力线路埋设情况。对改造工程还应了解建（构）筑物前期是否做过防雷设施，是否受到过雷击，以及雷击事故发生的原因等。4 4、撰写勘察报告、撰写勘察报告 防雷工程勘察报告是防雷工程勘察的最终成果，是建筑物防雷设计和施工的重要依据。在保证测量数据准确可靠的基础上，报告要充分搜集利用相关的工程地质资料，做到内容齐全，论据充足，重点突出，正确评价建筑场地条件、接地条件和特殊问题，为工程设计和施工提供合理适用的建议。三、防雷工程设计三、防雷工程设计防雷工程设计方案：防雷工程设计方案：封面、目录方案主体部分 企业简介、雷电危害概述、雷电防护原理、勘察报告、设计指导思想和原则、设计依据、防雷工程设计方案等。工程设计图工程预算书1 1、企业简介、企业简介注册资本；资质（设计资质、施工资质）；内部机构设置；员工人数、职称结构、学历水平等；近几年承担防雷工程设计、施工的情况；其他。2 2、雷电灾害概述、雷电灾害概述雷电现象放电现象、大电流、高电压、强电磁脉冲等。雷电灾害（伤亡、损失等）l人畜伤亡（如2006年，全国雷灾近两万起，伤亡事故759起，造成717人死亡，640人受伤）。l财物损失（中国每年因雷电灾害造成财产损失50至100亿元，造成火灾、爆炸数百起）。l其他（如雷灾出现的一些新特点）。3 3、雷电防护原理、雷电防护原理雷电主要危害形式直击雷（热效应、电动力效应、冲击波）雷电感应（静电感应、电磁感应）雷电电磁脉冲LEMP雷电波侵入雷电高电压反击雷电防护系统（LPS）主要包括接闪分流屏蔽等电位连接接地合理布线其他（如躲避）LEMP防护措施系统（LPMS）防雷区（LPZ）LPMS主要包括l接地（引导和泄放雷电流入大地）l等电位连接（最小化电位差、消弱雷击磁场强度）l屏蔽（衰减直接雷击或邻近雷击在LPZ中产生的磁场、减小电涌）l合理布线（减小环路感应、降低内部电涌）lSPD分流/限压（限制内部/外部电涌、过电压限制）4 4、勘察报告、勘察报告 勘察报告是防雷工程设计的重要基础，勘察的结果、数据等应该详实地反应在勘察报告里面。重点突出保护对象自身特点与其所处环境，有无雷电防护装置及合理的防护措施等等。5 5、设计指导思想和原则、设计指导思想和原则l指导思想：严格按照国家防雷标准规范及有关行业标准规范进行工程设计，同时参考和引入IEC（国际电工委员会）的有关防雷技术标准。坚持“综合治理，整体防御，多重保护，层层设防”的雷电防护基本原则，进行综合雷电防护系统设计。l设计原则：严谨科学 技术先进 安全可靠 经济实用6 6、设计依据、设计依据.建筑物防雷设计规范（GB 50057-94）.建筑物电子信息系统防雷技术规范 （GB 50343-2004）.电子计算机机房设计规范 （GB 50174-93）.民用建筑电气设计规范 （JGJ/T 16-2008）.有线电视系统工程技术规范 （GB 50200-94）.移动通信基站防雷与接地设计规范 （YD 5068-98）.气象台（站）防雷技术规范 （QX 4-2000）.石油与石油设施雷电安全规范 （GB 15599-1995）.铁路电力设计规范（TB 10008-99）.交流电气装置的接地 （DL/T 621-1997）.IEC 1024建筑物防雷.IEC 61312防雷电电磁脉冲（LEMP）.IEC 62305雷电防护.建筑物、构筑物防雷设施安装（D562）.防雷与接地装置图集（92DQ13）7 7、设计方案、设计方案一、直击雷防护设计二、供配电系统雷电防护设计三、计算机网络系统雷电防护设计四、通信系统雷电防护设计五、有线电视系统雷电防护设计六、天线馈线系统雷电防护设计七、监控系统雷电防护设计八、等电位连接设计九、接地网设计十、设计的依据设计的具体措施设计的参数、型号设计的示意图设计要达到的功能8 8、工程设计图、施工图、工程设计图、施工图设计图：可泛指一切用图形方式表达的设计文件。按照设计阶段可分为建筑方案设计图、规划设计图、初步设计图、施工图等；按照表现手法可分为工程图、效果图、草图等；按照专业可分为建筑图、结构图、电气图、给排水图等。施工图：施工图属于设计图的一种，用来指导具体施工的详细设计文件，包含施工的每一个细节，如施工说明、具体尺寸、注意事项等。通常包括建筑施工图、结构施工图、给排水施工图、电气施工图、暖通施工图等等。防雷与接地施工归于电气施工图。一套完整的设计图纸包含施工图。设计图/施工图制作：通常用计算机辅助设计（CAD）软件进行设计工作。需要的硬件主要有：计算机主机、图形显示终端、打印机或绘图仪等。防雷工程设计常用AutoCAD进行图纸设计。AutoCAD是美国Autodesk公司于1982年推出的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、三维绘图等，已广泛应用于机械、建筑、电子、电气、航空航天等工程设计领域。9 9、工程预算书、工程预算书 工程预算是对工程项目在未来一定时期内的收入和支出情况所做的计划。工程预算书的编制：课程雷电风险评估与预算已讲授。四、工程招投标文件四、工程招投标文件 招标书、投标书招标书、投标书 1、招标文件 招标文件是招标人向投标人提供的为进行投标工作所必须的文件。一般包括：投标须知，包括工程概况、招标范围、资格审查条件、工程资金来源或者落实情况、标段划分、工期要求、质量标准、招标有效期、开标日期地点、评标办法等等。招标工程的技术要求和设计文件。采用工程量清单招标的，应当提供工程量清单。投标函的格式及附录。拟签订合同的主要条款。要求投标人提交的其他材料。招标文件一般是由招标人在一定时间内进行公开发售。2、投标文件 投标人根据招标文件的要求编制投标文件，投标文件应当对招标文件提出的实质性要求和条件作出响应。投标人参与招标，投标人中标后，招标文件是招标人与中标人双方所签订合同的重要组成部分。五、工程合同书五、工程合同书 投标人参与招标中标后，需与招标人签订工程承建合同书。工程合同是指一方依约定完成建设工程，另一方按约定验收工程并支付相应款项的合同。前者称承包人，后者称发包人。六、服务与承诺六、服务与承诺1、品质保证2、维护与保修3、服务响应4、其他需要说明的问题人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。