江西日報社新辦公大樓防雷工程設(shè)計

摘要：江西是全國雷擊災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一，雷電災(zāi)害防御是全省防災(zāi)減災(zāi)的一項重要工作，也是防災(zāi)減災(zāi)的薄弱環(huán)節(jié)。本文從江西日報社新辦公大樓的地理、地質(zhì)、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律的實際出發(fā)，進行全面規(guī)劃，綜合防治，設(shè)計了該防雷方案，可以為其它地區(qū)建筑大樓防雷減災(zāi)工程建設(shè)提供一點幫助。

關(guān)鍵詞：雷擊 防雷工程 設(shè)計 江西日報社新辦公大樓

0 引言

江西是全國雷擊災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一，雷電災(zāi)害防御是全省防災(zāi)減災(zāi)的一項重要工作，也是防災(zāi)減災(zāi)的薄弱環(huán)節(jié)。防雷工程是系統(tǒng)工程，一個完善的防雷系統(tǒng)，防雷工程設(shè)計應(yīng)考慮建筑物的直擊雷，電源線路、信號線路系統(tǒng)的感應(yīng)雷和雷電波侵入防護，設(shè)備安全保護地的制作，等電位連接等等方面。它們是一個相輔相成的關(guān)系，如果任何一個方面沒有做到位，就將留下永久的雷擊隱患。

江西日報社新辦公大樓位于南昌市紅谷灘內(nèi)，當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)近60天，最多年份80多天，屬多雷區(qū)。大樓樓頂衛(wèi)星接收系統(tǒng)無直擊雷防護措施，不符GB50057-1994（2000年版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》技術(shù)要求；大樓中心機房位于24樓，未做共地連接，無等電位連接措施；監(jiān)控機房位于1樓，未做共地連接，無等電位連接措施；負(fù)二層UPS間無接地措施，不符合GB50174-1993《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》技術(shù)要求。

本方案制定的目的是考慮實際環(huán)境因素和用戶實際需要而做出一套比較完整而易于操作的防雷設(shè)計及安裝技術(shù)的防雷方案，從而達到站區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電子設(shè)備安全地運行。本方案應(yīng)業(yè)主要求，主要針對室外衛(wèi)星天線防雷保護、中心機房防雷接地及等電位連接、監(jiān)控機房防雷接地及等電位連接和負(fù)二層UPS間防雷接地，做合理保護。

1 防雷工程建設(shè)的基本原則

雷電作為一種破壞因素時它所呈現(xiàn)的形式不是單一的，對建筑進行防雷設(shè)計時，要認(rèn)真調(diào)查當(dāng)?shù)氐牡乩怼⒌刭|(zhì)、氣象等環(huán)境條件和雷電活動規(guī)律，從實際出發(fā)，進行全面規(guī)劃，綜合防治；現(xiàn)代比較經(jīng)濟、合理、行之有效果辦法是利用過去采用的傳統(tǒng)的合理可行的防雷設(shè)施，補充或局部替換現(xiàn)代的先進的電子防雷技術(shù)產(chǎn)品，按照防治直擊雷擊、感應(yīng)雷擊、雷電侵入波等特定程式設(shè)計的一個工程網(wǎng)絡(luò)，因地制宜，采取攔截、疏導(dǎo)、屏蔽、均壓、引流，合理接地布線等綜合措施“綜合治理、整體防御、多重保護、層層設(shè)防”。

2 江西日報社新辦公大樓防雷工程設(shè)計依據(jù)

依據(jù)國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)和中國GB標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的設(shè)計規(guī)范的要求，大樓和大樓內(nèi)之計算機房、程控機機房等設(shè)備都必須有完整完善之防浪涌保護措施，保證該系統(tǒng)能正常運作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，電腦網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信設(shè)備等裝置，均應(yīng)有SPD防護裝置保護。設(shè)計依據(jù)包括有：

①GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》。

②99D562《建筑物防雷設(shè)施安裝》。

③GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》。

④GB50174－93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》。

⑤GB7450－87《電子設(shè)備雷擊保護原則》。

⑥D(zhuǎn)L548－94《電子系統(tǒng)通訊站管理規(guī)程》。

⑦IEC61312－1、IEC61643－1。

3 江西日報社新辦公大樓防雷工程設(shè)計方案

3.1 室外衛(wèi)星天線防雷設(shè)計

因建筑物自身已有防直擊雷保護措施，故只考慮衛(wèi)星天線防直擊雷。

3.1.1 根據(jù)GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的第2.9.2條“接收天線的豎桿（架）上應(yīng)裝設(shè)避雷針，避雷針的高度應(yīng)能滿足對天線設(shè)施的保護。當(dāng)安裝獨立的避雷針時，避雷針與天線之間的最小水平間距應(yīng)大于3m。”可在距衛(wèi)星天線（高3m）3m處的合理位置安裝4.5米高不銹鋼管避雷針，據(jù)計算知，該避雷針在3m平面的保護半徑為3.45m，可以保護衛(wèi)星天線。

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3.1.2 避雷針的引下線采用40×4熱鍍鋅扁鐵。引下線的一端焊接在避雷針下端的鋼管上，另一端以最短距離與樓頂?shù)膹V告牌焊接（廣告牌要接地）。引下線的焊接點不少于兩處。

3.1.3 衛(wèi)星天線底座應(yīng)利用40×4熱鍍鋅扁鐵就近與廣告牌焊接進行可靠接地，焊接點不少于兩處。

3.1.4 從高頻頭引入室內(nèi)的饋線應(yīng)穿金屬管，外端連接廣告牌、天線支架或者引下線，內(nèi)端連接機房接地匯流排或者建筑物柱內(nèi)鋼筋即可起到良好的雷電防護作用。

3.1.5 根據(jù)GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的第2.9.6條“進入前端的天線饋線應(yīng)加裝避雷保護器。”在接收分配器的輸入端安裝衛(wèi)星電視天饋防雷器。

3.2 中心機房防雷接地及等電位連接設(shè)計

由于建筑物自身接地電阻≤1歐姆，因此中心機房接地可與建筑物防雷地等共用同一接地裝置。對于中心機房這種較大的電子信息系統(tǒng)宜采用M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)，該電子信息系統(tǒng)的所有金屬組件，不應(yīng)與共用接地系統(tǒng)的各組件絕緣。

由于雷電瀉放存在趨膚效應(yīng)，建筑外層鋼筋瀉放的雷電流通常為建筑內(nèi)部鋼筋的數(shù)倍。一般機房所在區(qū)域跨外部、內(nèi)部兩個鋼筋區(qū)域，因此各鋼筋柱間在雷電瀉放時存在較大的電壓差，這對精密、貴重設(shè)備尤為有害，因此設(shè)置均壓帶均衡各鋼筋柱間的電壓。

3.2.1 在機房內(nèi)沿墻敷設(shè)等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐；用-30×3mm紫銅帶敷設(shè)于防靜電地板下，形成不大于4×4米的網(wǎng)格，機房的銅編織帶都必須閉合成環(huán)，交叉點必須機械連接，銅編織帶與其他設(shè)備也必須是機械式連接，以防連接處氧化，致使接地阻值升高。

3.2.2 在機房內(nèi)靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位匯流排，規(guī)格為100×10mm的紫銅板，長30cm，利用銅鐵接頭與從柱筋內(nèi)引出的扁鐵焊接，從地下室穿上的引上線也分別連接一塊同樣規(guī)格的紫銅排；匯流排（紫銅排）與網(wǎng)格紫銅帶連接，組成均壓網(wǎng)格并與防靜電地板的支架進行有效電氣連接。

3.2.3 將機房內(nèi)金屬門窗、各種線路的金屬屏蔽管、信號屏蔽線槽、各種電子設(shè)備的金屬外殼、機架等與等電位匯流排或等電位銅帶連等與接地匯流排連接；另外，將電源PE線、機房內(nèi)的設(shè)備外殼、機架等可導(dǎo)電金屬物體就近與匯流排或銅帶連接，連接線采用16mm2多股銅芯線。

3.2.4 如果在環(huán)形接地母排較遠處設(shè)備放置比較集中，在該處設(shè)置機房設(shè)備等電位聯(lián)結(jié)銅塊250*250*3mm，在環(huán)形接地母排與聯(lián)結(jié)銅塊之間采用BVR25的線纜聯(lián)結(jié)，設(shè)備接地以最近的距離聯(lián)結(jié)到該等電位連接銅塊上。

3.2.5 將強電引到機房配電箱后，從強電井內(nèi)引出的PE線不再在機房內(nèi)使用，機房內(nèi)的單相三線制中的PE線采用在機房配電箱內(nèi)連線到機房環(huán)行接地母排。

3.3 監(jiān)控機房防雷接地及等電位連接設(shè)計

監(jiān)控機房采用M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)，該電子信息系統(tǒng)的所有金屬組件，不應(yīng)與共用接地系統(tǒng)的各組件絕緣。

3.3.1 在機房內(nèi)沿墻敷設(shè)等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐；用-30×3mm紫銅帶敷設(shè)于防靜電地板下，形成不大于4×4米的網(wǎng)格，機房的銅編織帶都必須閉合成環(huán)，交叉點必須機械連接，銅編織帶與其他設(shè)備也必須是機械式連接，以防連接處氧化，致使接地阻值升高。

3.3.2 在機房內(nèi)靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位匯流排，規(guī)格為100×10mm的紫銅板，長30cm，利用銅鐵接頭與從柱筋內(nèi)引出的扁鐵焊接，匯流排（紫銅排）與網(wǎng)格紫銅帶連接，組成均壓網(wǎng)格并與防靜電地板的支架進行有效電氣連接。

3.3.3 將機房內(nèi)金屬門窗、各種線路的金屬屏蔽管、信號屏蔽線槽、各種電子設(shè)備的金屬外殼、機架等與等電位匯流排或等電位銅帶連等與接地匯流排連接；另外，將電源PE線、機房內(nèi)的設(shè)備外殼、機架等可導(dǎo)電金屬物體就近與匯流排或銅帶連接，連接線采用16mm2多股銅芯線。

3.3.4 如果在環(huán)形接地母排較遠處設(shè)備放置比較集中，在該處設(shè)置機房設(shè)備等電位聯(lián)結(jié)銅塊250*250*3mm，在環(huán)形接地母排與聯(lián)結(jié)銅塊之間采用BVR25的線纜聯(lián)結(jié)，設(shè)備接地以最近的距離聯(lián)結(jié)到該等電位連接銅塊上。

3.3.5 將強電引到機房配電箱后，從強電井內(nèi)引出的PE線不再在機房內(nèi)使用，機房內(nèi)的單相三線制中的PE線采用在機房配電箱內(nèi)連線到機房環(huán)行接地母排。

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3.4 負(fù)二層UPS間防雷接地及等電位連接設(shè)計

負(fù)二層UPS因面積較小，采用S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)，，該信息系統(tǒng)的所有金屬組件，除等電位連接點ERP外，均應(yīng)與共用接地系統(tǒng)的各部件之間有足夠的絕緣（大于10kV，1.2/50μs）。在這類電子信息系統(tǒng)中的所有信息設(shè)施的電纜管線屏蔽層，均必須經(jīng)該點（ERP）進入該信息系統(tǒng)內(nèi)。S型等電位連接網(wǎng)只允許單點接地。

3.4.1 在UPS間內(nèi)任一柱子的角落處，安裝一塊等電位匯流排，規(guī)格為100×10mm的紫銅板，長30厘米，作為S型網(wǎng)絡(luò)接地基準(zhǔn)點，利用銅鐵接頭與從柱筋內(nèi)引出的扁鐵焊接。

3.4.2 UPS間的UPS、配電柜等設(shè)備、所有金屬組件、所有信息設(shè)施的電纜管線屏蔽層分別與等電位匯流排連接，連接導(dǎo)線采用16mm2多股銅芯線。各設(shè)備之間的所有線路和電纜應(yīng)按照星形結(jié)構(gòu)與各等電位連接線平行敷設(shè)，以避免產(chǎn)生感應(yīng)環(huán)路。

參考文獻：

[1]李良福，楊俐敏.計算機網(wǎng)絡(luò)防雷技術(shù).北京:氣象出版社，1993.

[2]R.H.Golde.雷電.北京:電力工業(yè)出版社，1982.

[3]張小青.建筑物內(nèi)電子設(shè)備的防雷保護.北京:電子工業(yè)出版社，2000.

[4]王德言，劉壽先.電子信息系統(tǒng)綜合防雷技術(shù).北京:中國雷電與防護，2003.

[5]機械工業(yè)部.建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB5057-94.北京:中國計劃出版社.1994(2000年版).

[6]IEC.61312.雷電電磁脈沖的防護.

[7]王慶，傅正財?shù)?雷電流波形對雷擊建筑物時室內(nèi)磁場分布的影響.