南昌市第三十中學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)房防雷工程設(shè)計(jì)

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(xiàng)重要工作，也是防災(zāi)減災(zāi)的薄弱環(huán)節(jié)。中小學(xué)校雷電災(zāi)害防御工程建設(shè)，對于加強(qiáng)中小學(xué)校防雷工作具有重要作用。本文從南昌市第三十中學(xué)的地理、地質(zhì)、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律的實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行全面規(guī)劃，綜合防治，設(shè)計(jì)了該防雷方案，可以為其它地區(qū)中小學(xué)校防雷減災(zāi)工程建設(shè)提供一點(diǎn)幫助。

關(guān)鍵詞：雷擊 機(jī)房防雷工程 設(shè)計(jì) 南昌市第三十中學(xué)

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(xiàng)重要工作，也是防災(zāi)減災(zāi)的薄弱環(huán)節(jié)。中小學(xué)校雷電災(zāi)害防御工程建設(shè)，對于加強(qiáng)中小學(xué)校防雷工作具有重要作用。目前江西中小學(xué)校防雷安全形勢依然嚴(yán)峻，防雷安全隱患依然突出。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，80%以上的中小學(xué)校沒有安裝防雷設(shè)施或防雷設(shè)施極不完善，校園遭雷擊的事故時有發(fā)生。為深入貫徹《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)氣象災(zāi)害防御工作的意見》、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步做好防雷減災(zāi)工作的通知》和全國氣象防災(zāi)減災(zāi)大會精神，中國氣象局于2008年開始組織中小學(xué)校防雷減災(zāi)示范工程建設(shè)，重點(diǎn)解決地處雷電災(zāi)害頻發(fā)地域、無雷電防護(hù)措施或雷電防護(hù)措施極不完善的貧困落后中小學(xué)校的防雷安全問題，保障廣大師生人身和國家財(cái)產(chǎn)安全。南昌市第三十中學(xué)校區(qū)地處南昌市李家莊附近，年平均雷暴日為58d，雷暴強(qiáng)度較強(qiáng)、雷擊事故概率較大，校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)電源、主板、網(wǎng)卡、路由器芯片等更是容易遭受雷擊的損壞。

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，對學(xué)校進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時，要認(rèn)真調(diào)查當(dāng)?shù)氐牡乩?、地質(zhì)、氣象等環(huán)境條件和雷電活動規(guī)律，從實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行全面規(guī)劃，綜合防治；現(xiàn)代比較經(jīng)濟(jì)、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(bǔ)充或局部替換現(xiàn)代的先進(jìn)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(jì)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(hù)、層層設(shè)防”。

2 防雷工程設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)

建筑物的防雷分內(nèi)部防雷和外部防雷，IEC國際防雷標(biāo)準(zhǔn)稱：“… …所謂外部防雷就是防直擊雷，內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、防反擊以及防雷電波侵入和防生命危險(xiǎn)”。該方案設(shè)計(jì)的主要技術(shù)依據(jù)是：①IEC61024《建筑物防雷》。②IEC61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》。③JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。④GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》。⑤GB50057-2000《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》。根據(jù)上述國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和我們多年來的探索和實(shí)踐，利用現(xiàn)代防雷技術(shù)并安裝適應(yīng)各種電子設(shè)備的防雷器件，是可以將雷電造成的災(zāi)害減少到最低限度的。就是說：既要防護(hù)直擊雷，又要防雷電電磁脈沖通過天饋線線路、信號線路、電源線路感應(yīng)過電壓和過電流，還要防地電位的反擊。綜合采用屏蔽、等電位連接、共用接地系統(tǒng)、合理布線、安裝線路防雷器等措施，以保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雷電安全和工作人員的安全。

3 南昌市第三十中學(xué)防雷工程設(shè)計(jì)方案

3.1 內(nèi)部防雷

3.1.1 電源系統(tǒng)雷電及過電壓防雷保護(hù)。根據(jù)IEC61312防雷及過電壓規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的劃分，針對重要系統(tǒng)的防雷應(yīng)分為三個區(qū)，分別加以考慮。只做單級防雷可能會帶來危險(xiǎn)，因雷電流過大而導(dǎo)致泄流后殘壓過大破壞設(shè)備或者保護(hù)能力不足引起的設(shè)備損壞。電源系統(tǒng)多級保護(hù)，可防范從直擊雷到各級過電壓的侵襲。

根據(jù)電源分級防雷要求，對用電設(shè)備應(yīng)充分防護(hù)，需加裝三級電源防雷器，使通過第一級防雷器后的雷電流的殘壓限制在（2500－4000V），而通過第二級防雷器的雷電流的殘壓應(yīng)限制在（1800－2500V），通過第三級防雷器保護(hù)后，使雷電流的殘壓進(jìn)一步限制在用電設(shè)備所能承受的安全電壓范圍內(nèi)（800－1200V左右）。根據(jù)電器設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)浪涌電壓達(dá)到1670V以上時，就會有內(nèi)部線路絕緣被擊穿的可能性，并導(dǎo)致設(shè)備的直接損壞?？梢娙绻娫捶览妆Ｗo(hù)不充分，可能會使用通過用電設(shè)備的電流殘壓過高而導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

再根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估計(jì)算，確定雷電電磁脈沖感應(yīng)防護(hù)等

級按B級設(shè)計(jì)，其供電線路應(yīng)設(shè)置三級防雷器防護(hù)其線路上

感應(yīng)的雷電流過電壓和過電流。依據(jù)是GB50343-2004《建

筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》第5.4.1.7條款用于電源

線路的浪涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流參數(shù)值宜符合表-1規(guī)定。

3.1.2 電源系統(tǒng)防雷器配置方案：①電源第一級防雷。根據(jù)國家有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規(guī)定，外接金屬線路進(jìn)入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽15米以上的距離進(jìn)入建筑物，且要在建筑物的線路進(jìn)入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進(jìn)入端安裝低壓總電源防雷器，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。作為系統(tǒng)電源進(jìn)線端的主級防雷器，在雷擊多發(fā)地帶至少應(yīng)有80-140KA的通流容量，可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的雷擊過電壓限制到數(shù)千伏，防雷器可并聯(lián)安裝在建筑物機(jī)房內(nèi)低壓配電柜電源總開關(guān)處電源出線端，采用三相四線制接線方式。在綜合樓二樓配電箱的總配電處的電源總開關(guān)進(jìn)線處，并聯(lián)安裝1套中達(dá)防雷箱BP1-100-4A電源一級防雷器，作為電源防雷第一級保護(hù)。相線接線為6*2平方多股銅芯線，地線接線為35平方多股銅芯線。第一級防雷器中達(dá)防雷箱BP1-100-4A套。②電源第二級防雷。供電系統(tǒng)配電柜的電源防雷器，對通過電源初級防雷器的雷電能量進(jìn)一步泄放，可將幾千伏的過電壓進(jìn)一步限制到1點(diǎn)幾千伏，雷電多發(fā)地帶需要具有40KA的通流容量，防雷器可并聯(lián)安裝在各系統(tǒng)重要電子設(shè)備所在的樓內(nèi)分配電柜電源進(jìn)線處。綜合樓四樓機(jī)房UPS供電處安裝一組浪涌保護(hù)器中達(dá)MP2-20/1+NPE。作為設(shè)備電源二級防雷保護(hù)。相線接線為6平方多股銅芯線，地線接線為35平方多股銅芯線。第二級防雷模塊中達(dá)MP2-20/1+NP套。③電源第三級防雷（精細(xì)化防雷）。第三級防雷系統(tǒng)也是系統(tǒng)防雷中最重要也是最容易被忽視的地方，現(xiàn)代的電子設(shè)備都使用很多的集成電路和精密的元件，經(jīng)過一二級防雷保護(hù)而進(jìn)入設(shè)備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對后接設(shè)備造成很大的沖擊，并導(dǎo)致設(shè)備的損壞。，對通過電源第二級防雷器的雷電能量進(jìn)一步泄放，一般需要10KA的通電容量。它可將過電壓進(jìn)一步限制到設(shè)備耐壓值的80%，保證設(shè)備正常運(yùn)行。防雷器串聯(lián)安裝在各系統(tǒng)重要電子設(shè)備取電處。在各機(jī)柜電源設(shè)備、各弱電系統(tǒng)的電源終端（如網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、電腦服務(wù)等）等設(shè)備處安裝中達(dá)機(jī)架式防雷插座J6-420(通流量均為20KA). 第三級中達(dá)電源機(jī)架式防雷插座J6-420-20四套。

3.2 數(shù)據(jù)（信號）通訊接口過電壓防雷器配置方案 在雷擊發(fā)生時，產(chǎn)生巨大瞬變電磁場，在1KM范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)線、電話通信線路、視頻監(jiān)控線路等都會感應(yīng)到雷擊，將會影響各系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至徹底破壞各系統(tǒng)的重要電子設(shè)備。對于網(wǎng)絡(luò)、通信、門禁、監(jiān)控方面的防雷工作是較易被忽視的，往往是當(dāng)系統(tǒng)受到巨大破壞、資料損失慘重時才想到應(yīng)該做預(yù)先的防范。

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防雷，通過局域網(wǎng)線路遭受雷擊這種情況發(fā)生的較少，約占整體雷擊的21%。發(fā)生的情況是從局域網(wǎng)線路打進(jìn)來，很可能先把交換機(jī)打壞，再打到路由器的局域網(wǎng)埠，再把路由器內(nèi)部的元器件打壞。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)線接近金屬布線，例如鐵管、欄桿，離大樓外墻太近而產(chǎn)生感應(yīng)，一樣能把高壓跳到局域網(wǎng)線路。

3.3 等電位連接 ①等電位連接是現(xiàn)代防雷技術(shù)重要的防護(hù)措施之一，將進(jìn)入機(jī)房內(nèi)的各類管線的屏蔽層、機(jī)柜，路由器，光纖等在進(jìn)入網(wǎng)點(diǎn)前進(jìn)行等電位連接后接地。②將分開的外導(dǎo)電裝置用等電位連接導(dǎo)體連接后接地，以減少系統(tǒng)設(shè)備所在的建筑物金屬構(gòu)建內(nèi)與設(shè)備之間或設(shè)備與設(shè)備之間因雷擊產(chǎn)生的電位差。③利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)所有金屬構(gòu)建的多重連接建立一個三維的連接網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)等電位連接的最佳選擇。為方便等電位連接施工，在一些合適的地方預(yù)埋等電位連接預(yù)留件。進(jìn)入系統(tǒng)所在建筑物的各類水管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道的金屬外層在進(jìn)入建筑物按GB50057的要求做總等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。

具體措施：①用3*30紫銅排圍繞機(jī)房設(shè)備四周敷設(shè)一圈，在設(shè)備集中的區(qū)域，橫穿一根銅排組成網(wǎng)格型。主要作用是設(shè)備接地及設(shè)備等電位處理；②用6mm2多股銅芯線在設(shè)備集中的區(qū)域的靜電地板支架對角處兩頭敷設(shè)兩根線與總等電位排相連。主要作用是機(jī)房防靜電處理。

3.4 機(jī)房線路改造 ①將進(jìn)入機(jī)房的漏電保護(hù)開關(guān)換成普通開關(guān)；②把機(jī)房內(nèi)的6平方的總接地線改成3*30紫銅排。

3.5 輔助接地地網(wǎng)制作

3.5.1 接地地網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則。依據(jù)GB50057-94(2000年版)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》地網(wǎng)設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循以下原則：采用建筑物地基的鋼筋和自然金屬接地物統(tǒng)一連接地來作為接地網(wǎng)；以自然接地物為基礎(chǔ)輔以人工接地體補(bǔ)充，外形盡可能采用閉合環(huán)形；應(yīng)采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，用一點(diǎn)接地的方式接地。

3.5.2 地網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路。大樓屬于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，大樓的自然接地體鋼筋阻值已達(dá)到設(shè)備接地要求≤4Ω。為了減少直擊雷在通過鋼筋泄放雷電流過程中對設(shè)備造成損壞以及為了增加機(jī)房設(shè)備快速泄放雷電流的能力.故增加一組輔助地網(wǎng)。

4 結(jié)語

各大中專院校和中小學(xué)校要嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)防雷減災(zāi)的法律法規(guī)，要按照防雷管理有關(guān)規(guī)定，在新、改、擴(kuò)建建筑物以及建設(shè)通訊網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)機(jī)房時，務(wù)必要高度重視防雷設(shè)施建設(shè)，并嚴(yán)格執(zhí)行“三同時”制度。各地氣象主管機(jī)構(gòu)應(yīng)提高服務(wù)意識，高效率為學(xué)校辦理防雷工程的設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收工作，強(qiáng)化對防雷工程施工和竣工階段的監(jiān)管。各級防雷檢測機(jī)構(gòu)要加強(qiáng)對防雷裝置的檢測，對檢測不合格的防雷裝置要限期整改到位。

總之，各級氣象部門、教育部門要認(rèn)真貫徹落實(shí)國務(wù)院、省政府的有關(guān)中小學(xué)校防雷減災(zāi)工作指示精神，站在構(gòu)建“和諧江西”的高度，牢固樹立和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，以對師生生命安全高度負(fù)責(zé)的態(tài)度來認(rèn)識中小學(xué)校防雷減災(zāi)工作的重要性，克服僥幸心理，增強(qiáng)憂患意識，將中小學(xué)校防雷減災(zāi)工作作為一項(xiàng)大事來抓，加強(qiáng)中小學(xué)校雷電防護(hù)工程建設(shè)，加強(qiáng)對校園內(nèi)防雷裝置的檢查和維護(hù)，確保師生人身和國家財(cái)產(chǎn)安全。

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