湛江南国花卉科技园综合防雷工程设计方案科比特.doc

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1、湛江南国花卉科技园综合防雷工程设计方案设计单位：湖南普天科比特防雷技术联系人：日期：2010年5月7日一、公 司 简 介 湖南普天科比特防雷技术是从事防雷产品研制、开发、生产及及服务于一体的高科技专业性防雷公司，为社会各界提供完善的防雷工程设计、产品安装、检测维护及技术咨询，其主要产品有KBT系列电源防雷器与信号防雷器，共40余个品种。产品主要性能符合国际电工委员会标准IEC1312-3，ITV-TSK.11，ITV-TSK K20要求与有关国家标准，行业标准要求。拥有一流的雷电检测中心，雷电试验场所，科学的管理方式、先进的检测手段、雄厚的技术力量、严格的工艺流程，使本公司产品具有如下特点：本

2、公司防雷产品分电源类与信号类，电源类有串联式与并联式，信号类分为：计算机网络类、视频类、音频类、馈线类。广泛应用于：1.通信机、计算机电源电路与信号电路的冲击保护；2.楼宇、建筑物供电系统的防雷保护：3.高速公路、铁路、航空系统、金融证券系统的防雷保护；4.野外气象站、雷达站、各种数据采集系统的防雷保护；5.工业配电柜（板）的防雷与防操作过电压保护。“科比特”永远追求科学的管理方式、以优良的性价比、独特与完善的售后服务来赢得市场！前 言 雷电是一种自然现象。随着微电子、计算机技术的迅速发展，以集成电路为核心的各种测控及网络通讯系统已广泛应用于现代生活的各个领域。这类设备对过电压、过电流、电磁脉

3、冲等外来干扰极其敏感且耐受能力极低。通过对雷电的能量波谱分析可知，雷电波能量主要集中在低频段，极易与工频（50HZ）的供电线路形成耦合，造成雷电波的侵入；加之机房内的计算机设备采用了大量的微电子技术，由于微电子设备的特殊性，其速度快、精度高，但抗干扰能力差，极易毁坏。而雷电电磁脉冲是一种强电磁干扰源，以不同的途径侵入电子设备内部，轻则干扰设备的正常运行，造成数据失真；重则使电子设备局部损坏或整机报废。一、雷电的防护原理在低压供电系统、测量与控制系统、计算机网络，有许多因素可引起过电压浪涌。下面所述的四种造成的危害最大。直击雷： 如果雷电直接对有外部防雷装置的建筑物或者直接打到建筑物顶部的可以通

4、过某种途径传输雷电流入地的装置放电(如室外天线，卫星接收装置等)，使得地电位抬升，一大部分雷电流通过保护接地线进入到建筑物的装置与连接的设备。雷电也可能直接对电源线(低压架空线)或数据线放电，大部分高能雷电流被引入到建筑物里。附近的雷击：一是，即使建筑物本身没有遭到雷击，附近的雷电闪击也可能引起建筑物装置上的过电压。这个浪涌过电压直接或通过电感性或电容性耦合到达电子装置、设备的线路上。或者通过雷电放电通道散发出的磁场，在设备的线路上感应出过电压，建筑物内的长导线回路特别容易感应出过电压。容性耦合是通过具有高电位差的两点之间的电场产生的，例如在雷电放电通道与金属导线之间。附近的雷击-雷击电磁脉冲

5、辐射二是，雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。部分雷电流可能通过大地传送到接地系统从而入侵建筑物内部设备形成地电位反击。或者其它防雷装置在对地泄放防雷流时引起接地装置的电位升高，并沿接地系统入侵建筑物内部设备形成地电位反击。附近的雷击-地电位反击远处的雷击：一是在几公里甚至几十公里的范围内，雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。二是在几公里的范围内的雷电闪击，也可能在低压导线、数据线上感应过电压，该过电压也可能将高电压传导到建筑物的接地装置上，从而对电子设备造成极大的危害。甚至云层之问或云层内部的放电产生的瞬变电磁场也能耦合过电压

6、到导线中。远处的雷击-传导雷开关浪涌：开关浪涌来自电路的闭合、断开的转换操作，来自感性与容性负载的开关操作，也来自短路电流的阻断。特别地，大型用电系统或变压器的断开可能引起对邻近的电子设备的损坏。雷电的破坏力主要表现为：1 产生电效应、热效应与机械力破坏。2 由于雷电引发的电荷分布不均匀，通过静电感应而产生的局部过压使电子设备损坏。3 由于雷电流形成的电磁场变化，通过电磁感应使周围导体产生过压。4 雷击使微电子设备地电位升，导致高电位地反击。二、雷击的防护对雷电防护，概括的讲就是在良好接地前提下，通过安装合适的过电压（流）保护器预防雷电感应，利用性能良好的避雷针（网、带）预防直接雷击。防雷系统

7、应包括三个方面：直接雷击的防护、感应雷击的防护与良好的接地系统，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的与有潜在危险的。A、直接雷击的防护：直接雷击的防护应采用避雷针或避雷带。按照滚球法计算被保护物应在接闪器的保护范围内，接地冲击电阻不大于10。避雷装置包括：接闪器、引下线与接地装置。B、感应雷击的防护：感应雷击防护应主要从线路防护考虑。机房电源进线处应加装电源避雷器，机房信号进线处应加装信号避雷器。计算机场地的安全保护接地应不大于4，交流工作接地应不大于4，直流工作接地如果设备有特殊要求，按设备的特殊要求接地，无特殊要求则参照交流工作接地的要求，应不大于4。现场情况介绍基本情况：湛江南国花卉科技园

8、区主要从事花卉种植，均为水田土壤，有部分丘壑地带。占地面积约3000亩，位于湛江市郊区，周边均为农田与园区，较为空旷。属于新建园区，正准备投入使用。办公楼高2层，已有直击雷安全防护措施。两个泵房（长4米，宽3米，高3米），均无直击雷与感应雷防护措施。泵房内设备无感应雷防护措施，设备未接地。没有地网。 供电线路：该园区室外变压器4台、39个三相分电箱、7个单相分电箱，4台变压器均设置在室外，位于园区的不同位置，进线后无感应雷防护措施及接地系统，另外共46台（39个三相+7个单相）室外悬挂式分电箱均无感应雷防护措施及避雷器重复接地系统。园区内所有线路均采用架空敷设，无任何感应雷防护措施。根据现场防

9、雷中所存在的问题，我们做出以下设计方案，以保证达到最佳的防雷效果。方案设计依据1GB50057-94建筑物防雷设计规范2国际电工委员会IEC60364-5-534建筑物的电气设施规范3GB50174-93电子计算机机房设计规范4GB9361-88计算机场地安全要求5GB7450-87电子设备雷击保护导则6GB2887-89计算站场地技术条件7GB12158-90防止静电事故通用导则8IEC60364-5-534建筑物的电气设施过电压保护器件9IEC61024-1-1建筑物防雷防雷装置保护、级别的选择10IEC6063SPD电源防雷器11国家公安部发布：GA173-1998计算机信息系统防雷保安

10、器12GB50054-95低压配电设计规范方案设计一、本防雷工程方案的组成：这次的防雷方案主要包括四大部分：第一部分：直击雷防护。第二部分：地网的制作。第三部分：设备防雷，主要为电源防雷。第四部分：等电位处理、屏蔽，等电位处理也可称共地处理，即工作地、防雷地、保护地均进行等电位连接，消除各点之间的电位差。金属线管的屏蔽接地，其目的是将线管上已感应的电磁干扰在进入设备之前疏导入地。二、方案达到的目的：完善园区的防雷措施，保护好园区内工作人员的安全，保障设备的正常运作。三、方案的具体内容：一、直击雷防护根据GB 50057-94（2000版）建筑物防雷设计规范规定； 根据泵房的尺寸，可采用避雷针、

11、避雷杆：可分节制作，最下一节用内径50mm镀锌钢管，顶部采用先导式避雷针。为保证避雷杆的强度与稳定性，避雷针架设位置为房顶正中心，高度3米。避雷针型号为KBT-UB/1，针长1.5米 需要另避雷杆，使得针尖高度达到3米，即可满足要求。二、地网的制作标准地网是为防雷提供雷电流的最终去处，地网的好坏直接影响到防雷的效果，防直击雷必须制作10以下的地网、防感应雷必须制作4以下的地网。共用地网时应采用最低要求值。制作的地网应离建筑物出入口或人行道不小于3m，小于3m时应将水平接地体局部深埋不小于80cm以上。地网上端深度为100厘米，垂直接地体采用5502000热镀锌角钢，水平接地体采用440热镀锌扁

12、钢.地网的制作方法：。人工接地体(包含接地模块)在土壤中的埋设深度不应小于。埋在土壤中的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处作防腐处理。垂直接地体宜直接打入地沟内，其间距不宜小于其长度的2 倍并均匀布置。垂直接地体坑内、水平接地体沟内宜用低电阻率土壤回填并分层夯实。在高土壤电阻率地区，宜采用换土法、降阻剂法或其它新技术、新材料降低接地装置的接地电阻。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) 扁钢与圆钢与钢管、角钢、互相焊接

13、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。接地装置连接应可靠，连接处不应松动、脱焊、接触不良。接地装置施工完工后，测试接地电阻值必须符合设计要求，隐蔽工程部分应有检查验收合格记录。二、电源部分：由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放，对于有可能发生直接雷击的地方，必须进行CLASSI的防雷。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当

14、巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收。同时，经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP与通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。1. 电源的第一级保护：第一级保护的目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到25004000V。入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压限压型电源防雷器，其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相与大地之间的大容量电源防雷器。根据国

15、标GB50057-94建筑物防雷设计规范，我们选择在总配电柜变压器进线处安装一台KBT-D380/4/100三相并联式电源防雷模块，流容量100KA（8/20uS）。（共4台）2 电源的第二级保护：第二级防雷的目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到15003000V，对LPZ1LPZ2实施等电位连接。分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器，其雷电流容量不应低于40KA，应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。使用二级电源防雷器对于通过了用户供电入口处浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。根据国标GB50057

16、-94建筑物防雷设计规范，我们选择每个在配电柜处各安装一台KBT- 380B/40单相并联式电源防雷箱，流容量40KA（8/20uS）。（共39台）。3. 电源第三级防雷保护：第三级防雷器的保护目的是将残余浪涌电压的值进一步减少，将残余浪涌电压的值降低到1500V以内，使浪涌的能量有致损坏设备。在电子信息设备交流电源进线端安装的电源防雷器作为第三级保护时应为限压型电源防雷器，其雷电通流容量不应低于20KA。 要求的限制电压应小于1500V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备具备第三级保护是必要的，同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。在总配电柜变压器进线处安装一台KBT-2

17、20B/20单相并联式电源防雷箱，流容量20KA（8/20uS）。（共7台）三、屏蔽与等电位连接：屏蔽处理对于电子信息系统很重要。对一个网络系统，或者一台设备，以及进出该系统或者该设备的所有金属导电线路采取了很好的屏蔽措施，那么雷电产生的电磁辐射就无法侵入该系统与该设备。本方案采用对中心机房的金属窗户、门屏与机柜进行蔽处理，用导线将窗户、门接与所有金属机柜引下线连接到地网上。四、接线标准：1. 电源防雷器安装标准：1）第一级电源防雷器连接采用16mm2的BVR铜线2）第二级电源防雷器连接采用10mm2的BVR铜线3）第三级电源防雷器连接采用6mm2的BVR铜线4）信号防雷器连接采用6mm2或4

18、mm2的BVR铜线3. 电源防雷器接地标准：1）第一级电源防雷器接地采用25mm2的BVR铜线2）第二级电源防雷器接地采用16mm2的BVR铜线3）第三级电源防雷器接地采用10mm2的BVR铜线4）信号防雷器连接采用10mm2或6mm2的BVR铜线4. 建筑接地端子与均压环或汇流排的连接采用35mm2的BVR铜线，汇流排或均压环与机柜与控制台连接采用6mm2的BVR铜线。并且接地线最好为直线，不能为弹簧型。防雷器接地线0.8米。设计图用户名单湖南省水利厅通信机房 长沙市电子政府网络系统株洲市煤气公司 株洲市工商行政管理局京珠高速公路湖南段 武汉洲际通信电源集团广州铁路局电务工厂 杭州施威特克信

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