摘要:随着信息技术的迅速发展，智能建筑物内雷电防护已提高了要求，信息系统的雷电保护成为考虑的重点。因此防雷工程成为一项多学科，跨部门的复杂系统工程，我们必须紧密结合信息工程技术和电磁兼容技术，采取综合治理、系统防护。 57f08d【中国自动化网社区】305fc4【http://sns.ca800.com】dfcacc4

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    3、设计方案 1d【中国自动化网社区】51f125【http://sns.ca800.com】32

    3.1防雷设计基本原则 67fcb0a【中国自动化网社区】17fc51【http://sns.ca800.com】9ba09d8

    1）智能建筑物的防雷必须按综合防雷系统的要求进行设计，坚持预防为主，安全第一的指导方针，为确保防雷设计的科学性，在设计前应对现场雷电环境进行评估。 67fcb0a【中国自动化网社区】17fc51【http://sns.ca800.com】9ba09d8

    2）智能建筑物的防雷宜考虑环境因素、雷电活动规律、建筑物内设备的重要性，发生雷灾后果的严重程度，分别采用相应的防护措施。 67fcb0a【中国自动化网社区】17fc51【http://sns.ca800.com】9ba09d8

    3）智能建筑物的防雷应坚持全面规划、综合治理、优化设计、技术先进、经济合理、进行综合设计。 d05992【中国自动化网社区】9a98ae【http://sns.ca800.com】838

    4）智能建筑物均应按GB5007—94（2000版）“建筑物防雷设计规范”的规定，安装外部防雷装置。 d05992【中国自动化网社区】9a98ae【http://sns.ca800.com】838

    5）智能建筑物内的微电子设备的防雷应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、共用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。 d05992【中国自动化网社区】9a98ae【http://sns.ca800.com】838

    6）智能建筑物内的微电子设备应根据所在地区雷暴等级，设备放置在不同的雷电防护区，以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度，采用不同的防护措施。 d05992【中国自动化网社区】9a98ae【http://sns.ca800.com】838

    总结起来，防雷技术必须强调科学性、经济实用和耐久可靠这三个原则。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    3.2设计依据 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《建筑物防雷规范》（GB50057-94） 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《计算机房防雷设计规范》(GB50174-93) 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《电子设备雷击保护导则》(GB7450-87) 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《计算机站场安全要求》(GB9361-88) 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》(GB64-83) 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《电信专用房屋设计规范》(YD5003-94) 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《移动通信基站防雷与接地设计规范》（YD5068-98） 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《计算机信息系统防雷保安器》（GA173-1998） 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    《雷电电磁脉冲的防护》（IEC1312） 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    邮电部部标准《通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分）》YDJ26-89 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    军用标准《电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    3.3设计思路重点考虑部分： 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    1）屋顶的直击雷防护； 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    2）建筑物内机房的防雷电感应； 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    综合考虑部分： 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    1）建筑物内整个供电系统的防雷电感应措施； 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    2）等电位连接和接地系统及其它； 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    3.4具体防护方案 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    中国银行湖南分行智能大厦位于长沙市东边，地势较高，主楼高63.30m,群楼高57.9m，长39.8m，宽13.5m。屋顶西端有广告铁塔高30m，铁塔东面有5个3m高的卫星锅。根据长沙地区近三十年的气象资料统计表明，长沙地区属于多雷区，年平均雷暴日为50天。按照GB(50057-94)计算，该大楼的年预计雷击次数为0.22次/a。因此，该大楼及楼内的各种微电子设备应按国家二类防雷标准进行综合防雷设计。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    1）直击雷防护： 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    ①把屋顶西端高30m的广告铁塔作为防雷铁塔计算的防雷铁塔保护半径，按照滚球法计算铁塔的保护半径： 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    式中h为铁塔高度＋主楼西端与东端高度差 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    h=30+6=36mhr滚球半径hr=45mhx=3+1=4m(在原有卫星锅的高度基础上虚增1m)（如右图1） 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    按照保护半径对照实际情况，即有三个卫星锅处于LPZOB,另外最东端两个卫星锅处于LPZOA区,如图1所示。因此需要在东端在树立一个桅杆式避雷针，以保护正在使用的小型卫星锅，按滚球法计算得，该避雷针高7m，避雷针和铁塔的引下线就近与屋顶接地预留（用4mmⅹ40mm镀锌扁纲）焊接连通，并且在焊接点加防锈漆。避雷针底座采用钢筋混凝土与该大楼主体连接融为一体，以满足针抗44米/秒的风速。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    2、屋顶采用了Φ8和Φ10的钢筋接150mmⅹ200mm的网格制作避雷网，并与大楼主钢筋进行可靠焊接连通，使整个大楼为一框架笼式结构。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    2）等电位连接 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    所有进入建筑物的水管或其他金属管道在进入建筑物时进行有效接地并与每层的等电位预留接头电气连通。??构件和不带电金属外壳必须用6mm2铜线相互连通，并与接地汇流排可靠连接。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    考虑到机房内设备多，按照QX-2000的要求，对机房内设备采用网型连接，第一，采用5mm×50mm紫铜排沿机房四周敷设。第二，将机房外侧大楼八个构造柱的主钢筋一一与接地汇流排电气连通。第三，将机房内的所有金属部件一一就近与接地汇流排连接。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    3）屏蔽建筑物内的所有的金属导线，包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线和穿金属管屏蔽，在机房地墙壁上，金属门、窗等应和接地预留件进行有效的焊接，使整个机房形成一个法拉第笼，用来防止外来的电磁脉冲干扰机房内设备。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    4）过电压保护 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    供电系统的防雷 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    由于长沙地域属多雷区，沿电源线路侵入的雷电电流不但可以损坏室内各种电气设备，甚至还引起室内的电气起火。按照国家标准规范GB50057-94的要求，供电系统的防雷必须采取三级防护。第一，在配电房变压器低压侧配电柜上安装100KA(10/350us)的SPD.第二，在大楼一楼配电柜业务系统专用供电线路的输出端安装40KA(8/20us)的SPD。第三，在十三层三个配电柜加装20KA(8/20us)的SPD,以抑制从电源线路波袭而来的感应雷电流。第四，从总配电间到大楼一楼配电柜采用铠装电缆埋地敷设。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    天馈和信号线的防雷 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    对进入十三楼计算机房的各种信号线（包括电话线、DDN专线、卫星接收同轴电缆等）在输入设备接口处就近与屋顶接地预留母排电气连通，并安装相应信号避雷器，以抑制从天馈和信号线路波袭而来的感应电波，这些雷器的启动电压、响应时间、插入损耗、驻波比都要与相对应的设备相匹配。139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    5）合理的布线设计 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处，雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上，所以外墙处的电流密度大，电磁场强。本人认为机房内的电源和通信等线路的主干线设置在中心部位的电梯井的近旁，并且建筑物内的各种电气馈线都穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆（或同轴电缆）。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    6）接地系统设计根据掌握的土壤电阻和土质分布等基本资料，按科学合理，经济节约的原则，综合考虑到各种情况，采用联合接地系统，把各种地网连接成一个整体网，联合接地体的接地电阻值宜小于4欧姆，工程中常采用的是多根垂直接地体通过水平连接带联结起来实现，并且为了防止跨步电压危害人身安全，于是又把连接线连同接地体一起埋入地中，形成既有垂直接地体又有水平接地体的联合接地体。因为在中小型地网中，垂直接地体的电流散流占主要的，水平接地体仅仅影响散流，而主要作用是起均压作用。以垂直接地体为主的的接地装置中，计算时除了要知道垂直接地体的接地电阻外，还要考虑水平接地体的影响通常使用下面公式：式中：R1为单一垂直接地体的接地电阻值；λ1为单一垂直接地体的利用系数； 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    R2为水平连接带的接地电阻，扁钢水平连接多极接地体时的接地电阻R2=lnL2为连接扁钢的长度，b为扁钢长度，h为有地面到扁钢上端的埋深；λ2为水平连接带的利用系数。实际中，以垂直接地体为主的复合接地体（地网），在计算接地电阻时，可以简化为只计算垂直接地体的接地电阻，然后再考虑水平连接线的影响，把计算后的接地电阻值降低10%即可，这样反过来，我们可以接地电阻最大允许值，直接求出垂直接地体的根数n，即： 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    式中：R为接地电阻最大允许值（Ω），其余同前。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    假设R1=32Ω，λ=0.9,代入式中n≧＝4因此接地体采用4根的垂直接地体和一根水平接地体焊接并埋入地下，接地体在地面与避雷针、避雷带的引下线相连接，以上的设计是按照标准土壤电阻率设计的，当实际的接地体接地电阻值在于周围的自然接地体连接在一起仍达不到国标所规定的要求时，须适当的增加垂直接地体和水平接地体的数量，以保证达到国家防雷接地标准值和行业接地电阻的要求。水平地网网格尺寸为3m×3m，用才为4mm×40mm热镀锌扁钢，垂直接地极采用5mm×50mm×500mm和5mm×50mm×1500mm两种热镀锌角钢，网格按70公分深，80公分宽开挖并将降阻济与水按1：1的比例调和均匀裹住扁纲与角钢敷设，地网设计如图2所示。 139f1【中国自动化网社区】3f7cc8【http://sns.ca800.com】242f9d

    5、小结随着信息技术的迅速发展，智能建筑物内雷电防护已提高了要求，信息系统的雷电保护成为考虑的重点。因此防雷工程成为一项多学科，跨部门的复杂系统工程，我们必须紧密结合信息工程技术和电磁兼容技术，采取综合治理、系统防护。设计当中必须严格遵循有关的规范和标准，对智能建筑物内的各种设备应该单独考虑，综合设计，使防雷设计作到科学性、实用性和经济性相结合。
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