江西日報社新辦公大樓防雷工程設計

摘要：江西是全國雷擊災害最嚴重的省份之一，雷電災害防御是全省防災減災的一項重要工作，也是防災減災的薄弱環節。本文從江西日報社新辦公大樓的地理、地質、氣象、環境等條件和雷電活動規律的實際出發，進行全面規劃，綜合防治，設計了該防雷方案，可以為其它地區建筑大樓防雷減災工程建設提供一點幫助。

關鍵詞：雷擊 防雷工程 設計 江西日報社新辦公大樓

0 引言

江西是全國雷擊災害最嚴重的省份之一，雷電災害防御是全省防災減災的一項重要工作，也是防災減災的薄弱環節。防雷工程是系統工程，一個完善的防雷系統，防雷工程設計應考慮建筑物的直擊雷，電源線路、信號線路系統的感應雷和雷電波侵入防護，設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，當地年平均雷暴日數近60天，最多年份80多天，屬多雷區。大樓樓頂衛星接收系統無直擊雷防護措施，不符GB50057-1994（2000年版）《建筑物防雷設計規范》技術要求；大樓中心機房位于24樓，未做共地連接，無等電位連接措施；監控機房位于1樓，未做共地連接，無等電位連接措施；負二層UPS間無接地措施，不符合GB50174-1993《電子計算機機房設計規范》技術要求。

本方案制定的目的是考慮實際環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計及安裝技術的防雷方案，從而達到站區網絡設備、電子設備安全地運行。本方案應業主要求，主要針對室外衛星天線防雷保護、中心機房防雷接地及等電位連接、監控機房防雷接地及等電位連接和負二層UPS間防雷接地，做合理保護。

1 防雷工程建設的基本原則

雷電作為一種破壞因素時它所呈現的形式不是單一的，對建筑進行防雷設計時，要認真調查當地的地理、地質、氣象等環境條件和雷電活動規律，從實際出發，進行全面規劃，綜合防治；現代比較經濟、合理、行之有效果辦法是利用過去采用的傳統的合理可行的防雷設施，補充或局部替換現代的先進的電子防雷技術產品，按照防治直擊雷擊、感應雷擊、雷電侵入波等特定程式設計的一個工程網絡，因地制宜，采取攔截、疏導、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、層層設防”。

2 江西日報社新辦公大樓防雷工程設計依據

依據國際電工委員會IEC標準和中國GB標準與部委頒發的設計規范的要求，大樓和大樓內之計算機房、程控機機房等設備都必須有完整完善之防浪涌保護措施，保證該系統能正常運作。這包括電源供電系統、不間斷供電系統，電腦網絡、衛星通信設備等裝置，均應有SPD防護裝置保護。設計依據包括有：

①GB50057-94《建筑物防雷設計規范》。

②99D562《建筑物防雷設施安裝》。

③GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》。

④GB50174－93《電子計算機機房設計規范》。

⑤GB7450－87《電子設備雷擊保護原則》。

⑥DL548－94《電子系統通訊站管理規程》。

⑦IEC61312－1、IEC61643－1。

3 江西日報社新辦公大樓防雷工程設計方案

3.1 室外衛星天線防雷設計

因建筑物自身已有防直擊雷保護措施，故只考慮衛星天線防直擊雷。

3.1.1 根據GB50200-94《有線電視系統工程技術規范》的第2.9.2條“接收天線的豎桿（架）上應裝設避雷針，避雷針的高度應能滿足對天線設施的保護。當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大于3m?！笨稍诰嘈l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，據計算知，該避雷針在3m平面的保護半徑為3.45m，可以保護衛星天線。

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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的廣告牌焊接（廣告牌要接地）。引下線的焊接點不少于兩處。

3.1.3 衛星天線底座應利用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 從高頻頭引入室內的饋線應穿金屬管，外端連接廣告牌、天線支架或者引下線，內端連接機房接地匯流排或者建筑物柱內鋼筋即可起到良好的雷電防護作用。

3.1.5 根據GB50200-94《有線電視系統工程技術規范》的第2.9.6條“進入前端的天線饋線應加裝避雷保護器?！痹诮邮辗峙淦鞯妮斎攵税惭b衛星電視天饋防雷器。

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宜采用M型等電位連接網絡，該電子信息系統的所有金屬組件，不應與共用接地系統的各組件絕緣。

由于雷電瀉放存在趨膚效應，建筑外層鋼筋瀉放的雷電流通常為建筑內部鋼筋的數倍。一般機房所在區域跨外部、內部兩個鋼筋區域，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、貴重設備尤為有害，因此設置均壓帶均衡各鋼筋柱間的電壓。

3.2.1 在機房內沿墻敷設等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐；用-30×3mm紫銅帶敷設于防靜電地板下，形成不大于4×4米的網格，機房的銅編織帶都必須閉合成環，交叉點必須機械連接，銅編織帶與其他設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 在機房內靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位匯流排，規格為100×10mm的紫銅板，長30cm，利用銅鐵接頭與從柱筋內引出的扁鐵焊接，從地下室穿上的引上線也分別連接一塊同樣規格的紫銅排；匯流排（紫銅排）與網格紫銅帶連接，組成均壓網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、機房內的設備外殼、機架等可導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 如果在環形接地母排較遠處設備放置比較集中，在該處設置機房設備等電位聯結銅塊250*250*3mm，在環形接地母排與聯結銅塊之間采用BVR25的線纜聯結，設備接地以最近的距離聯結到該等電位連接銅塊上。

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

3.3 監控機房防雷接地及等電位連接設計

監控機房采用M型等電位連接網絡，該電子信息系統的所有金屬組件，不應與共用接地系統的各組件絕緣。

3.3.1 在機房內沿墻敷設等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐；用-30×3mm紫銅帶敷設于防靜電地板下，形成不大于4×4米的網格，機房的銅編織帶都必須閉合成環，交叉點必須機械連接，銅編織帶與其他設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 在機房內靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位匯流排，規格為100×10mm的紫銅板，長30cm，利用銅鐵接頭與從柱筋內引出的扁鐵焊接，匯流排（紫銅排）與網格紫銅帶連接，組成均壓網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、機房內的設備外殼、機架等可導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 如果在環形接地母排較遠處設備放置比較集中，在該處設置機房設備等電位聯結銅塊250*250*3mm，在環形接地母排與聯結銅塊之間采用BVR25的線纜聯結，設備接地以最近的距離聯結到該等電位連接銅塊上。

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

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3.4 負二層UPS間防雷接地及等電位連接設計

負二層UPS因面積較小，采用S型等電位連接網絡，，該信息系統的所有金屬組件，除等電位連接點ERP外，均應與共用接地系統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中的所有信息設施的電纜管線屏蔽層，均必須經該點（ERP）進入該信息系統內。S型等電位連接網只允許單點接地。

3.4.1 在UPS間內任一柱子的角落處，安裝一塊等電位匯流排，規格為100×10mm的紫銅板，長30厘米，作為S型網絡接地基準點，利用銅鐵接頭與從柱筋內引出的扁鐵焊接。

3.4.2 UPS間的UPS、配電柜等設備、所有金屬組件、所有信息設施的電纜管線屏蔽層分別與等電位匯流排連接，連接導線采用16mm2多股銅芯線。各設備之間的所有線路和電纜應按照星形結構與各等電位連接線平行敷設，以避免產生感應環路。

參考文獻：

[1]李良福，楊俐敏.計算機網絡防雷技術.北京:氣象出版社，1993.

[2]R.H.Golde.雷電.北京:電力工業出版社，1982.

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[5]機械工業部.建筑物防雷設計規范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.

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