电源系统防雷设计方案.doc

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1、建筑物电源系统防雷防雷工程设计方案 设计：设计单位:防雷设计资质证号： 日 期: 目 录第一部分 防雷工程概述1、企业简介2、雷电及防护概述3、雷害与电涌侵入途径的分析第二部分 建筑物电源系统防雷防雷工程概述1. 设计说明2. 工程范围3. 依据标准、规范第三部分 建筑物电源系统防雷防雷工程设计方案1. 建筑物电源系统防雷现场情况简介2. 防雷类别的划分3. 防雷设计方案3.1电源防护部分1、企业简介南京捷雷科技公司简介南京捷雷科技是由南京信息工程大学（原南京气象学院）遥感学院雷电防护科学与技术系、防雷工程技术中心的防雷专家团队组织成立的具有防雷专业独立法人的实体，引领着防雷发展方向，承担着防

2、雷教学、科学与技术研究，在防雷工程设计与施工方面具有乙级资质的机构。南京气象学院防雷工程技术中心成立于1999年，技术中心专家们一直从事防雷科学研究与雷电防护教学工作，为国家培养防雷专门人才，承担防雷行业的技术支持任务。公司主营业务：防雷工程专业设计、施工、咨询、防雷技术研发与技术服务。2004年3月由防雷专家组团正式成立南京捷雷科技，当年注册资金为人民币50万元，于2005年补充注册资金为人民币80万元。2004年10月经中国气象局审批获得防雷工程设计、施工双乙级资质。防雷工程专业设计资质证证书编号：21102006014，总第21286；防雷工程专业施工资质证证书编号：2110200601

3、4总第22319。公司主营业务：防雷工程专业设计、施工、咨询、防雷技术研究、防雷产品开发与技术服务。2006年3月成立南京捷雷科技杭州办事处，并通过浙江省备案。2006年7月成立南京捷雷科技呼与浩特市金山分公司，通过内蒙古自治区备案。2006年9月成立南京捷雷科技山东分公司，通过山东省备案。2006年11月成立南京捷雷科技天津分公司。2007年3月成立南京捷雷科技张家港办事处。2007年7月成立南京捷雷科技第一分公司。2007年9月成立南京捷雷科技沈阳分公司。2007年10月成立南京捷雷科技温州分公司。2007年11月正在筹备成立南京捷雷科技山西分公司。2、雷电及防护概述雷电是一种宏伟壮观而又

4、令人敬畏的大气物理现象。自古以来便有文字记载。早在公元年间，我国历史上便有一次雷击周武王住所的记录。雷电所引起“天火”灾害更是世界各地远古传说中的浩劫。18世纪中叶，富兰克林等科学家通过实验破除迷信，认识到雷击的实质就是放电的过程，并提出了避雷针、引下线与接地的简单却科学的防雷方法，开始了人类自觉的同雷电作斗争的历史。20世纪上半叶，通过现代观测手段，更清楚的认识到雷击是大气中超大规模的气体放电现象。近二百年来，随着社会的发展防雷范围也有所发展，从居、宗教建筑、军事要塞的防雷，到上世纪的工业防雷（主要是电力、矿基地、工业易燃物品存储所），取得了丰富的经验，产生了许多防雷产品，形成了一系列行之有

5、效的措施。国家气象局法规司司长王志强指出：随着科技的发展，雷电灾害的危害型式与过去发生了很大变化，通讯、广电、金融、医疗、电子系统等领域弱电系统成了雷电最大受害方，以2008年为例，全国发生的近万起雷电灾害事故中，约有80就是雷电对各类电子设备、设施与家用电器造成损害，因此雷电灾害被称为电子时代一大公害据报道：近年内国内众多建筑物遭受雷电侵害，除自身经济损失外，更造成人员伤亡。因此，建筑物电源系统防雷防御雷电灾害工作显得日益重要。 国家有关部门对建筑物电源系统防雷的防雷工作非常重视,制订了相关的法律、法规及相应的标准与规范。3、雷害与电涌侵入途径的分析l 直击雷雷电直接击到建筑物顶部。如果没有

6、适当的泄流途径，雷电流的能量以极高的温度、极大的热量、强力冲击波、极大的电动力对建筑物顶部的其它设施造成严重的损害。直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达500KV，具有极大的破坏力。如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：a：巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故， 危害人身与设备安全。b：雷电流产生强大的电磁波，在电源线与信号线上感应极高的脉冲电压。c：雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。l 反击由于强大的雷电流在接地电阻与引下线上产生的很高的电阻与电感电压降，使无雷击时处于低电位的接地装置或与之相连的设备接地端出现很高

7、的电位。如果邻近的物体没有作好等电位连接，形成巨大的电位差就会发生击穿。由于这种击穿是由看来似乎是地（低）电位体引起的，故称为反击。l 接闪接闪器的作用是拦截雷闪，引导雷电流经规定的引下线向大地泄放而不危害被保护的设备。 传统的避雷针、带、线、网经受了二百多年的考验，至今仍然是最简单、可靠、经济、有效的接闪器。l 泄流将接闪器拦截到的雷闪电流经专设的或自然的雷电流引下线引向接地装置使雷电能量释放到大地。增加雷电流引下线的数量，安全地导引雷电流入地，对减少基站室内的感应都是有利的。l 接地从雷电流引下线或其他防雷器件来的雷电能量最终是经接地装置释放到大地的。低接地电阻对降低地电位升高，减少反击危

8、险性有很大的作用。良好的接地需要有良好的接地系统，接地系统包括处于地下的接地装置、接地引下线、室内的接地汇集线、设备的接地引线等。要处理好各种功能接地的要求。将各种功能接地（电源工作地、设备与人身安全保护地、电子电路工作地、防雷地、静电地等）接到一个共用的接地系统上是国内外先进的防雷标准机构的共同意见。在IEC标准与ITU相关标准中均不提单独接地，美国标准IEEESTD1100-1992更尖锐的指出：“不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、绝缘的、专用的、干净的、静止的、信号的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点”。由于场地的限制与功能接地种类的繁多，分立

9、接地事实上已不可能，而一味地追求低接地电阻既不能完全解决防雷问题又劳民伤财。正确的实施共地并采取相关措施（如等电位连接，低压交流电源的中线（零线）与保护接地线分开，设置电涌防护器（SPD）等），正常时不会引入干扰，雷击时分担危险。接闪器、雷电流引下线与接地装置是外部防雷三个必要的组成部分，也是内部防雷的前提与基础防线。l 等电位连接（让我们来看一个实验）用6mm2塑皮多股铜芯线在墙上做成如图二中1m1m方形的闭合环,并在0.5米处电气连接线中间开口处接一只1000V导通的放电管,用模拟雷击发生器产生5kA冲击电流波实验，试验时可将1kV导通的放电管点亮。实验表明：环型封闭结构的等电位接地汇集排

10、，在防雷等电位连接中，对防雷电波侵入、雷击电磁脉冲电涌最有效。l 防雷屏蔽屏蔽是减少雷电感应的一种基本措施，是电子、信息系统防雷的重要内容。金属结构或钢筋混凝土结构的建筑物墙体就是一种初级防雷屏蔽。建筑物屏蔽效率与钢筋密度，金属墙面是否开孔有关。敏感设备遭受雷电感应的强度与其在建筑物内的层次，机房在楼层的部位，机房是否设有屏蔽，设备本身是否有屏蔽，设备在机房内的位置，与引下线的距离有关。信号线上的感应与缆线是否穿铁管（或其他金属管、金属线槽），是否有屏蔽层，屏蔽层是否接地，布线路径是否形成感应环路等有关。金属丝编织网，金属软导管、硬导管、栈桥均可作为线缆屏蔽。电线（缆）屏蔽层一端接地时只能作静

11、电屏蔽，两端接地时才有磁场屏蔽的作用。许多现代建筑物具有的金属结构或钢筋混凝土结构墙体是一种很好的、自然的、可资利用的防雷结构，形成了一个暗装的法拉第笼并与基础地相连接，在泄放雷电流、等电位连接、屏蔽等各方面都有很好作用。l 限压在电源线路与信号线路的关键部位、重要设备、敏感设备的端口设置电涌防护器（SPD），可以限制由于各种原因（如反击、侵入波、感应、操作过电压）出现的过电压，泄放以电流，具有多方面的作用。必要时做多级配置。电源电涌防护器有气体放电间隙避雷器、金属氧化物避雷器与组合型避雷器等，要求其长期工作可靠性高，通流容量大，残压与伏秒特性与被保护设备的冲击耐压特性相配合。信号电涌防护器以

12、低压气体放电管、箝位二极管、暂态抑制二极管以及波导分流型射频防雷器，要求其既有一定的频带（速率）、通流能力，耐受工作电压，插入损耗小，又有较低的残压与很快的响应时间。在各种防雷措施的配置位置中，电涌防护器位于最后，是最后把关的。如果前面的其他各种防雷措施有所疏漏，则接在被保护设备端口或附近的电涌防护器还能截住残余的雷电电压（电流），使设备受到最后的保护。等电位连接、屏蔽与电涌防护器是内部防雷的必要组成部分。l 防雷区概念及划分：提出防雷区的概念是为了，是为了更好的运用各种防雷措施（器件），合理的分配各自承担的雷电能量。将需要保护的空间按雷电电磁脉冲严酷程度分为不同层次的防雷区，进而对于在各防雷

13、区的入口处进行等电位连接与电涌防护器配置提出要求。防雷区划分方法如下：LPZ 0A各物体都可能遭直接雷击与导走全部雷电流，且电磁场强度没有衰减。LPZ 0B各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但电磁场强度没有衰减。LPZ 1各物体不可能遭到直接雷击；电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。LPZ 2 .n后续防雷区，进一步衰减电磁场强度。LEMPLEMPIntermediate floorLPZ 3SEMPLPZ 1LPZ 0 ALPZ 1电源系统信息网络系统电源系统局部汇流排设备再次层屏蔽室内次层屏蔽基础地网空调装置接闪系统LPZ 0 BMLPZ 0 B摄像机灯光插座“滚球半

14、径LPZ 0 BLEMPLPZ LPZ 2见下图）防雷区域设定图 图三 防雷保护分区与防雷器的分级应用图 图四第二部分建筑物电源系统防雷防雷工程概述1. 设计说明本技术文件根据国家防雷设计规范要求，并根据技术人员现场勘察及相关资料图纸而拟制。2. 工程范围本设计方案主要包括建筑物供用电系统的电源防护等。3. 规范性引用文件建筑物防雷设计规范GB50057-2010建筑物电子信息系统防雷技术规范GB/50343-2004中华人民共与国气象法GB50601-2010建筑物防雷检测验收规范第三部分 建筑物电源系统防雷工程设计方案1、现场基本情况：1）、建筑物位于南京市，本地区年雷暴日32.6天，属多

15、雷区。2）、大楼为全框架结构，建筑长81米，宽62米，高31.3米，均系钢筋混凝土结构。3）、供电方式为TN-S系统，电源系统未安装防浪涌保护。4）、设计原则：先进性：系统将采用国、内外先进的技术与设备。实用性：系统建成后，将使单位电源以及信号系统遭受雷击的损失与雷击概率降至最低水平，以表达建立该系统的价值。 可靠性: 设备运行稳定、可靠，且不影响系统整体性能。 美观性：设备安装的布局合理，与整体布局相配套。经济性：在保证先进、实用、可靠、美观的前提下，选择性价比高的设 备以节省工程费用。2、防雷类别的划分：根据建筑物防雷设计规范（GB50057-94）2000版第2.0.4条，结合现场情况，

16、防雷类别划分为：二类。根据GB50057-94（2000）建筑物防雷设计规范第二章“建筑物的防雷分类”第2.0.3条遇到下列情况之一时，应划分为第二类防雷建筑物：第八款相关规定，此建筑物年预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其重要或人员密集的公共建筑物，经综合鉴定，此建筑物为第二类防雷建筑物。根据GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范该建筑物雷电防护等级为B级，即安装60KA、40KA、20KA三级浪涌保护器。3、防雷设计方案3.1电源防护部分 （标准规定B级雷电防护等级按GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范中的第17页表5.4.1-2规定,应

17、安装60KA、40KA、20KA三级浪涌保护器.）建筑物电源系统防雷有1#分变电所、2#分变电所、3#分变电所供电l 在一层1#分变电所主配电柜总电源进线处并联安装云凯YK-I35防雷器，防雷器前端配置安装DZ47-100A空气开关。分别安装在1-1#、1-2#各低压配电柜，对大楼电源进行第一级浪涌保护，计2套。l 在A1电井的地下室一层、1楼、2楼、3楼、4楼、5楼等重要配电柜电源进线处配置安装云凯YK1-B80防雷器，防雷器前端配置安装DZ47-63A空气开关。分别安装在5C1ME1（网络中心）、2C1ME1（监控中心）、1C1ME2（变电站1#）、1C1ME1、2C1ME1（消防动力）、

18、1C1ME3（消防控制中心）、2C1ME2（ 中心）、4A1M1（VRV）、1A1N、3A1N、4A1N、5A1N各配电柜，对后续设备进行第二级保护，计12套。l 在A楼1-6层等重要配电柜电源进线处配置安装云凯YK1-B80防雷器，防雷器前端配置安装DZ47-63A空气开关，此防雷器的安装对后续设备供电进行第二级保护，计24套。l 在A1电井的6楼各配电柜电源进线处配置安装云凯YK-I35防雷器，防雷器前端配置安装DZ47-100A空气开关。此防雷器的安装对后续设备供电进行第二保护，分别安装在RA2ME1（A2电梯）、RB1ME1（B1电梯）、RB2ME1（B2电梯）、RC1ME1（C1电梯

19、）、RD3M1（太阳能）各配电柜，计5套。（由于6楼配电柜在大楼的顶层，按规范建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZl)交界处，需要安装Iimp25KA的防雷器）l 在A1电井的1-6楼各照明配电柜电源进线处配置安装云凯YK2-C40防雷器，防雷器前端配置安装DZ47-45A空气开关。此防雷器的安装对照明进行第三级保护， 分别安装各区各楼层照明柜内共计20套。所有避雷器接线都应符合国标规范要求。售后服务1、品质保证本公司保证所提供的电涌保护器为原制造商生产，符合国际电工委员会（IEC）标准，并经过国家权威部门“铁道部产品质量监督检验中心”“信息产业部

20、通讯产品防护新能质量监督检验中心”“北京雷电防护检测中心”的监测,并荣获为国家专利产品，产品生产企业已经通过ISO9001：2000质量管理体系认证，并且在相应的保险公司进行产品第三责任保险的投保。2、维护与更换本公司要求中铁十四局按照国家检验要求，每年必须有国家规定机构对雷电防护设备进行检验，在雷雨季节对防雷设备进行相应的维护，如果防雷设备有雷击损坏现象及时与我公司联系，我公司提供的产品免费更换与维修（在产品质保期内）。电源电涌保护器质保期为三年，三年提供免费更换服务。3、服务响应接到客户通知后，客户响应时间24小时内。南京捷雷科技地址：南京市龙蟠路2号2栋1101室联 系 人：于月东联系 ：13645166988 号码：025-84513346/84513515 E-mail ： yunkaifanglei第 12 页