1、設(shè)計要求
根據(jù)GB50343-2004*1.0.5電子信息系統(tǒng)應(yīng)采用外部防雷和內(nèi)部防雷等措施進行綜合防護
從上圖,我們可以知道,一個綜合防雷系統(tǒng),包含了9部分的措施要進行,而不是我們想象當中,簡單安裝一個避雷器,或是做一個地網(wǎng),就可以解決所有的問題的。我們需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,
有針對性地進行設(shè)計。設(shè)計的原則包括如下幾方面:
1)、人身安全**,財產(chǎn)*二;
2)、針對性,考慮經(jīng)濟性,合理性;
3)、符合地區(qū)相關(guān)的標準;
4)、考慮實施的可行性;
5)、選用防雷產(chǎn)品**滿足被保護設(shè)施的參數(shù)要求。
2、現(xiàn)場分析
2.1、現(xiàn)場所在地,由地址查閱氣象部門該地的雷擊次數(shù),評估雷擊風險(初步)
2.2、外部具體情況,包括建筑物的尺寸(用于計算雷擊機率),周圍環(huán)境(空曠、城市密集地,水塘水池旁邊,山**/山腰/山腳,同圍其它建筑物相比高度、周圍是否有變壓器、周圍是否有高壓線
**部經(jīng)過)
2.3、原系統(tǒng)的接地情況,是否獨立接地/人工地/建筑地/分立地,具體測量的數(shù)據(jù);觀察泥土情況(回填土,砂石,黃泥等,判斷土壤電阻率)
2.4、線路的布設(shè)情況。進線是否架空,埋地,套管(PVC,金屬),
2.5、線路走身,是否沿柱位位置進行布設(shè),是否電源與信號同槽走線,相隔距離有多大。
2.6、電源拓撲圖,是否雙電源,電源線路走向,包括低壓配電房,大樓總配,樓層分配,機房電箱。了解各點具體的線路電壓,以及設(shè)備工作電壓,額定功率等。
2.7、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),了解網(wǎng)絡(luò)拓撲圖,弄清具體設(shè)備的數(shù)量,走向,位置。寬帶則了解其制式,速率(100Mbit,1000Mbit),傳輸介質(zhì)(普通線,光纖),UPS的功率,負載。
2.8、監(jiān)控系統(tǒng),了解監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲圖。攝像機的數(shù)量,工作電壓,是否云臺/固定機。了解每支攝像槍的具體位置,接地情況,考慮將來接地的處理。
2.9、電話系統(tǒng),了解具體的交換機的具體型號,接口形式;記錄外線(幀中繼),內(nèi)線數(shù)量。電源供電情況。
2.10、其它系統(tǒng),了解具體的拓撲圖,了解設(shè)備的功率,接口,所處位置,了解系統(tǒng)動作的雷擊歷史。以分析具體擊雷的誘因,以相應(yīng)采取較合理的保護方式。
3、具體方案設(shè)計
3.1、外部防雷系統(tǒng)設(shè)計-外部防雷系統(tǒng),主要考慮接閃和接地兩部分。
3.1.1、接閃器系統(tǒng):
對于單點保護,一般采用Φ10-18的熱鍍鋅圓鋼,或是水管,**的避雷針,架設(shè)于保護點(面)的上方,高度的計算方法,按GB50057-90(2000版)規(guī)定的“滾球法”計算。對于大樓的保護,常
規(guī)的方法,是用Φ10-12熱鍍鋅圓鋼,沿女兒墻一周布設(shè)。如果大樓的面積過大,則需要在樓面布設(shè)避網(wǎng),與避雷帶一起,形成整體的接閃系統(tǒng)。避雷帶大樣圖如下所示:
說明:使用材料,均為熱鍍鋅圓鋼。直徑為Φ8-12均可。支撐卡的總長度,為21cm,按如圖所示,彎折一段長為5cm的搭接段,作為與避雷帶焊接固定。用鉆機在女兒墻上,每隔1米,鉆一個深度為
6cm的孔,直徑與圓鋼的直徑相符。作為固定之用。
以上為常規(guī)避雷帶的設(shè)計。如果因為特殊的需求,可以設(shè)計獨立避雷針。避雷針同樣按“滾球法”計算針的保護范圍。工程經(jīng)驗計算公式,可以大致“三角法”
即一類建筑物,其保護半徑與避雷針高度相等,即呈等邊三角形狀。如圖示:
3.1.2、接地系統(tǒng)設(shè)計:
根據(jù)GB50057-94的要求,我們可以用熱鍍鋅角鋼與熱鍍鋅扁鋼作為材料,制作地網(wǎng)。地網(wǎng)的一般要求,建筑接地不大于30歐,電源接地不得大于10歐,普通弱電系統(tǒng)接地不得大于4歐;如果采用聯(lián)合
接地方式,則要求要不大于1歐。而在實際施工過程中,視具體的情況,采用不用的組合,優(yōu)化材料,可以達到優(yōu)化設(shè)計的目的。如下為常規(guī)地網(wǎng)的設(shè)計示例:
說明:
此地網(wǎng)由垂直接地體(L45×45@2000熱鍍鋅角鋼),水平接地體(40×4mm熱鍍鋅扁鋼),接地模塊(600*500*45mm)構(gòu)成,如果土質(zhì)條件差,比如土壤電阻率大于300Ω?m的情況下,應(yīng)該增加長效
降阻劑。
地網(wǎng)的埋深,不得小于0.5m,垂直接地體之間的間隔,一般為垂直接地體的深度的兩倍。人工地網(wǎng),一定要預留地地端,作為系統(tǒng)接地點及測試點使用。
其它地網(wǎng)設(shè)計:
在特殊的場合,比如可施工面積過小,或是土質(zhì)環(huán)境較惡劣的情況下,可以采用非金屬接地模塊,或是離子接地棒的方式,進行解決。此處不示例。
3.1.3、等電位設(shè)計:
等電位的原理,就像是兩個水池,建設(shè)在同一高度,并且裝有同樣高度的水的時候,既然用水管連通起來,他們之間因為沒有壓差,因此也不會出現(xiàn)水流的現(xiàn)象。用于電位,同樣的道理,當我們設(shè)
備之間,各物體之間,都用金屬導線連接起來的時候,他們之間的電位差為零,因此不會產(chǎn)生電流,或是相互之間放電的現(xiàn)象。
對于外部防雷而言,接閃,接地等已經(jīng)處理完了的時候,我們就要考慮等電位的處理。一般樓頂?shù)慕饘偎?,水管,金屬外露物,鐵門,鐵窗框等,均需要用40*4mm的熱鍍鋅扁鋼進行連接,并且接
到避雷帶引下線上。使其所有外露的金屬物都處在同一電位水平上,從而避免了因為電位不均,而產(chǎn)生的電流,從而造成對人的安全危害以及對設(shè)備的損壞。
對于一般機房,均需要進行等電位連接。機房的等電位連接方式,一般通過均壓環(huán)來實現(xiàn)。就是沿著機房四周,離地面以上大約10cm,并且位于防靜電地板之下的位置,環(huán)設(shè)一圈紫銅帶(30*3mm)
,或是熱鍍鋅扁鋼(40*4mm),并且將所過之處的所有建筑物的柱體鋼筋,引出焊接到上面;同時,包括設(shè)備外殼,金屬窗,其它金屬物,全部用導線焊接到均壓環(huán)上面,再通過一個匯流排,用扁鋼或
是圓鋼焊到接地上。如下圖所示:
3.2、內(nèi)部防雷設(shè)計
3.2.1、電源系統(tǒng)防雷設(shè)計
內(nèi)部防雷,同樣可以分為兩大部分。一部分為電源部分。因為所有的設(shè)備,都離不開電,而電源線路作為主要的感應(yīng)雷引與直擊雷的引雷途徑,因此也是感應(yīng)雷里面,危害較大的一部分。因此做好
電源系統(tǒng)的防雷,顯得猶其重要。
按照標準GB50343-2004,進行三級防護。**級采用能夠防10/350波形(即直擊雷波形)的SPD。*二級用40KA通流容量的SPD,再在設(shè)備端,使用末級電源防雷器,這樣層層防護,增加設(shè)備的安全
系數(shù)。其三級防護的原理如下:
通過以上三級的保護,將雷擊所產(chǎn)生的浪涌電壓,抑制在一個相對比較安全的范圍內(nèi)。
而根據(jù)較新的《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》即GB50343的要求表4.3.1的要求,部分要求較高的設(shè)備或是重要的系統(tǒng),或是所處的環(huán)境比較惡劣的地方用電,應(yīng)該考慮*四級的防護,如下表
所示:
表4.3.1 建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護等級的選擇表
雷電防護等級
電子信息系統(tǒng)
A級
1、 大型計算中心,大型通信樞杻、地區(qū)金融中心、銀行、機場、大型港口、火車樞紐等。
2、 **安全防范系統(tǒng),如地區(qū)文物、檔案庫的閉路電視監(jiān)控和報警系統(tǒng)。
3、 大型電子醫(yī)療設(shè)備、五**賓館
B級
1、 中型計算中心、中型通信樞紐、移動通信基站、大型體育場(館)監(jiān)控系統(tǒng)、證券中心。
2、 局級安全防范系統(tǒng),如省級文物、檔案庫的閉路電視監(jiān)控和報警系統(tǒng)。
3、 雷達站、微波站、高速公路監(jiān)控和收費系統(tǒng)。
4、 中型電子醫(yī)療設(shè)備
5、 四**賓館
C級
1、 小型通信樞紐、電信局
2、 大中型有線電視系統(tǒng)。
3、 三**及以下賓館。
D級
除上述A、B、C級以外,一般用途的電子信息系統(tǒng)設(shè)備。
與實際結(jié)合,我們一般按如此的思路按低壓配電房,大樓總配,樓層分配,設(shè)備**這樣的思路進行處理。
根據(jù)地區(qū)有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規(guī)定,外接金屬線路進入建筑物之前**埋地穿金屬管槽15米以上的距離進入建筑物,且要在建筑物的線路進入端加裝低壓防雷器。**做到在電源的進入端安裝低壓
端的總電源防雷器,將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放,以確保后接設(shè)備的安全,采用的防雷器能將雷擊過電壓限制到2000V以下。
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