弱電系統的防雷和接地設計方案

1．概述

雷電是一種非常壯觀的自然現象，它具有極大的破壞力，對人類的生命、財產安全造成巨大的危害。1987年聯合國確定的“國際減災十年”中，雷電為對人類危害最大的十種災害之一。自從人類進入到電氣化時代以后，雷電的破壞由主要以直擊雷擊毀人和物為主，發展到以通過金屬線傳輸雷電波破壞電氣設備為主。隨著近年來電子技術的飛速發展,計算機系統的網絡化程度越來越高,人類對電氣設備尤其是計算機設備的依賴越來越嚴重。而電子元器件的微型化、集成化程度越來越高，各類電子設備的耐過電壓能力下降，遭雷電和過電壓破壞的比例呈不斷上升的趨勢，對設備與網絡的安全運行造成嚴重威脅。據統計，全世界每年因雷害造成的損失高達十億美元以上。

長沙地處中緯度地帶，冷暖空氣交會頻繁，平均每年雷暴天數為44天，最多的年份達87天，大于40天，不超過60天的地區屬高雷區。1年中12個月均有可能發生雷暴，其中85％以上的雷暴集中在春夏兩季，平均每年發生雷擊事件上千起，雷擊所帶來的損失越來越嚴重，所以防雷顯得尤為重要。

國家有關部門對計算機系統的防雷工作非常重視,制訂了相關的法律、法規及相應的標準和規范。

雷電對電氣設備的影響，主要由以下四個方面造成：

1、直擊雷

直擊雷蘊含極大的能量，電壓峰值可達5000KV，具有極大的破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，巨大的雷電流沿引下線入地，會造成以下三種影響：

a：巨大的雷電流在數微秒時間內流下地，使地電位迅速抬高，造成反擊事故，

危害人身和設備安全。

b：雷電流產生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應極高的脈沖電壓。

C：雷電流流經電氣設備產生極高的熱量，造成火災或爆炸事故。

2、傳導雷

遠處的雷電擊中線路或因電磁感應產生的極高電壓，由室外電源線路和通信線路傳至建筑物內，損壞電氣設備。

3、感應雷

云層之間的頻繁放電產生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應極高的脈沖電壓，峰值可達50KV。

4、開關過電壓

供電系統中的電感性和電容性負載開啟或斷開、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產生高壓脈沖，其脈沖電壓可達到線電壓的3.5倍，從而損壞設備。破壞效果與雷擊類似。

由此產生的雷電過電壓對電子設備的破壞主要有以下幾個方面：

(1)、損壞元器件

a、過高的過電壓擊穿半導體結，造成永久性損壞；

b、較低而更為頻繁的過電壓雖在元器件的耐壓范圍之內，亦使器件的工作壽命大大縮短；

c、電能轉化為熱能，毀壞觸點、導線及印刷電路板，甚至造成火災；

(2)、設備誤動作及破壞數據文件

因此，應該根據實際情況具體分析，采取相應的防雷保護措施，確保計算機系統的安全工作。

2．防雷保護措施

概括地說，當今電子設備的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等電位和過電壓保護五種方法。

（A）、分流

利用避雷針、避雷帶和避雷網等將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設備上。

（B）、屏蔽

計算機系統所有的金屬導線,包括電力電纜、通信電纜和信號線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽，在機房建設中，利用建筑物鋼筋網和其他金屬材料，使機房形成一個屏蔽籠。用以防止外來電磁波（含雷電的電磁波和靜電感應）干擾機房內設備。

（C）、等電位連接

將機房內所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼等金屬構件進行電氣連接，以均衡電位。

（D）、接地

在計算機網絡系統中，為保證其穩定可靠的工作、保護計算機網絡設備和人身安全，解決環境電磁干擾及靜電危害，需要一個良好的接地系統。

接地和等電位連接方式，可參看下圖：

3．工程具體實施

1、本方案包括四大部分：

第一部分：防雷地網的制作。地網是避雷針、避雷帶、避雷器等設施有效發揮作用的保障。

第二部分：等電位處理、屏蔽，等電位處理也可稱共地處理，即工作地、防雷地、保護地均進行等電位連接，消除各點之間的電位差。金屬線管的屏蔽接地，其目的是將線管上已感應的電磁干擾在進入設備之前疏導入地。

第三部分：設備防雷，包括電源防雷和信號防雷二大類。

2、方案的選型

根據電源及網絡系統的重要性及對防雷系統的要求，在對一些知名防雷產品進行分析后，公司決定采用國內最專業、可靠性最高、使用最廣泛的防雷設備生產廠商——長沙雷科星（LK*）防雷產品。

3、防雷產品介紹

LK*-系列電源防雷器有如下特點：

適用范圍廣—可應用于不同電網制式

保護模式新—相線對中線，中線對地線的保護模式

設計更安全—故障電流回路由相線與中線完成，不受地阻值高的影響

通流量大—內置高能放電極、單模塊可達40KA（8/20us）

2.LK*-系列信號類防雷器有如下特點：

多級保護，通流容量大（10--15KA）

傳輸速率高，插入損耗小

允通電壓限制在損壞接口的電流水平之下

內置快速半導體保護器件，響應速度快

4、方案的具體內容

地網及引下線部分

經勘查并結合公司實際及參照《防雷技術標準規范》，防雷地網的阻值應不大于4歐姆。我公司采用1.5米長的熱鍍鋅接地棒，間距為3米為宜。

垂直接地體按接地裝置剖面布置圖開坑，挖深1000mmm，寬400mm，樁基處開挖長、寬各800mm，然后垂直打入地下1400mm，使接地電極的頂部高出地面100mm，然后用水平接地體焊接連通。

水平接地體應鈍角彎曲引上地面上300mm，然后與引下線焊接，引下線為φ10mm的熱鍍鋅圓鋼。

接地體在焊接時，扁鋼搭接長度為寬度2倍，并應焊接3個棱邊，各焊接處的焊接面不小于100mm。

接地體的焊接點或無鍍鋅部分，均應做防腐處理，涂瀝青油或防銹漆防腐。

接地體安裝完成后，逐層回填泥土，在接地體周圍不得填入磚石、焦渣、垃圾之類的雜物，與此同時進行檢測及設立警示牌，并保證接地體阻值不大于4Ω。

2．引下線與接地線的安裝，等電位處理

地網水平接地體在與測試點的連接采用φ10的熱鍍鋅圓鋼，測試點放在防水的接地盒內，匯接點用相應規格的銅鋁連接端子聯接，一邊聯接φ10的熱鍍鋅圓鋼，一邊與銅線相聯。

引下線的制作：機房內均壓環與測試點的接地引下線采用25平方毫米多股銅線與地網測試點相連。

信號防雷器、電源防雷器、設備箱外殼與機房內均壓環相聯的接地地線按相關標準可采用10或16平方毫米多股銅線。

感應雷防護

感應雷防護系統是為保護建筑物內部的設備以及人員的安全而設置。通過在需要保護設備的前端安裝合適的避雷器，使設備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內部設施所感應到的雷電流得以安全泄放入地，確保后接設備的安全。

機房電源防雷

機房所在樓層總配電電源進線端（三相四線）并聯安裝一套LK*-B380/60KA型保護電源防雷箱，該防雷箱在整個防雷系統中所起的根本作用是，當發生強度很大的雷擊時，通過第一級電源防護器后的殘壓還比較高，仍可能大大超過被保護設備所能承受的最高耐壓值，在殘壓進入機房之前將其泄放入地，此類防雷產品高可靠性、反應速度快、大通流量和長壽命，可承受雷雨季節多次高強度、高能量浪涌過電壓的沖擊，穩定可靠的發揮迅速大通流量泄流的作用，可以將殘壓限制在更低。

UPS電源防雷

機房內UPS電源為機房內的一些重要設備進行供電保障，所以也需對UPS電源進行感應雷防護，在UPS電源的進線端并聯安裝一套通流量為40KA（8/20μS）的LK*-B220/40單相電源防雷箱，由于防雷器在泄放供電線路上高能量的雷電流時，在防雷器兩端所呈現的殘壓仍然很高，仍可能大大超過被保護設備所能承受的最高耐壓值，因此通過第三級防雷箱再次泄流而降低線路上的殘壓，進一步降低真正到達設備供電端口的浪涌電壓值，使之小于設備耐壓值，從而在發生雷擊時，使設備遭受損壞的可能性大大減小。

機房內重要電子設備電源防雷

為了保護機房內重要電子設備(如交換機、其它重要設備等)，在重要電子設備電源端加裝末級防雷電源移動插座LK*-E220-4PT/10型，以保護各機房內的電子設備。最大負載電流可達到10KA。末級防雷器主要用于重要設備的前端，當發生能量特別大的雷擊時，感應雷電流在經過B級、C級防雷器的泄放后，其殘壓仍然可能高于設備的最高耐壓值，重的設備的埠及內部的高精度集成電路仍有可能被擊壞，經過末級防雷器泄放殘余雷電流，設備的安全運行就更為可靠了。

機房內網絡信號防雷

事實證明，當發生雷電感應時，有一部分雷電流通過網絡線路等一些信號線路導入，會對機房內的重要設備產生信號干擾及毀壞設備，因此在交換機后安裝一臺24口計算機網絡防雷箱LK*-SC100-RJ45/24E型，經專業統計，交換機由于其自身特點，被雷擊的概率非常高，安裝此類防雷器后，交換機被雷擊的概率就更低了。此類產品的優點是插入損耗低，限制電壓小，保護計算機不受感應雷電的干擾。

篇2：建筑防雷設計

　　建筑防雷設計

　　針對自然界產生的直擊雷、球雷、雷電感應、雷電波給建筑物本身和建筑物內部存放的危險物品帶來破壞、燒毀和爆炸等災害，應對建筑物進行防雷設計。按照《電力設計技術規范》把工業建筑和構筑物防雷分為三類，把民用建筑防雷分為二類。民用建筑中主要從政治影響、建筑的重要性、人員多少及在國民經濟上、科學文化上或建筑藝術上的價值來劃分。對于各地區雷擊選擇性比較高的區域所設的建筑物，以及高度在15～20米以上的孤立、高聳構筑物如煙囪和水塔，均應進行建筑防雷設計。

　　在建筑物防雷設計中，應著重考慮以下六個重要因素：1．按接閃功能，合理選擇防雷方式。2．從分流角度考慮，設置防雷引下線的數量可適當多些，且位置合適。3．從屏蔽作用考慮，應對建筑物作屏蔽設計。4．從均衡電位考慮，應使建筑物的地面、墻面和人們能接觸到的部位的金屬設備及管、線路等，能達到同一電位，這是保證人身安全和各類金屬設備不受損壞的重要條件。5．從接地效果考慮，每個建筑物要考慮采用哪種接地方式散流效果好，電位分布曲線的陡度比較小。接地裝置既要經濟適用又要耐久，同時必須達到規定接地電阻數值的要求。6．從合理布線考慮，各種金屬線都和防雷系統有關系。對于建筑物的電力系統、照明系統、通訊系統和各種金屬管線的布線位置、走向，對于建筑物內部的各種金屬設備均應與防雷系統有合理的距離，因此重要建筑物內的各種電氣線路都必須穿金屬管和采用金屬屏蔽電纜。在設計中上述六個方面應綜合全面考慮。

篇3：恒大地產建筑防雷接地設計要求

　　恒大地產建筑防雷與接地設計要求

　　1.防雷與接地設計以通過當地驗收為準；

　　2.應按規范要求安裝避雷器，下列部位須加設避雷器：

　?。?）屋面用電設備（風機、穩壓泵、電梯）配電箱、航空照明配電箱及泛光照明配電箱；

　?。?）低壓電源引入總箱處；

　?。?）高壓引入高壓配電柜處；

　?。?）變壓器低壓端；

　?。?）消防監控中心配電箱；

　?。?）室外攝像槍末端、室外攝像槍信號、電源及控制線引入機房處；

　?。?）電視、網絡、電信防雷由專業公司負責；按專業公司要求預埋接地連接點。

　　3.除別墅、疊加別墅房及情景洋房，采用暗裝避雷帶加避雷短針方式外，其他類型建筑屋面避雷帶采用明敷。

　　4.利用柱內鋼筋作引下線時，暗裝接地電阻測試端子板做法參照標準圖執行，見下圖。

　　5.各地項目可根據當地氣象部門意見做局部調整。

　　6.對廣東地區項目，另規定如下：

　?。?）高層建筑30m及以上每兩層（隔層）利用建筑物圈梁內主筋（不少于φ12）兩根環周焊接連通，并與所有引下線相連接，作為防側擊雷的避雷帶和均壓環。30m及以上外墻上的金屬門窗、金屬欄桿等較大金屬物，須就近與均壓環或引下線相連接。

　?。?）屋面避雷帶材料不少于φ10mm，避雷針材料不少于φ12mm，高度不少于500mm；

　?。?）利用基礎地梁內鋼筋做接地裝置時，當所有地梁面敷土深度不少于0.5m時，可利用地梁面兩條縱向主筋焊接連通做接地體，否則必須利用地梁底部兩條縱向主筋焊接連通做接地體；當利用基礎樁內鋼筋做接地裝置時，單樁承臺利用樁(圖中尺寸單位：mm)內4條主鋼筋與承臺內接地用鋼筋焊接，多樁承臺利用樁內2條主鋼筋與承臺內接地用鋼筋焊接。