天注定

1.
防雷的必要性
目前，世界范围内保险公司及其它相关灾害资料统计，雷电灾害已排在世界十大自然灾害之首，其给人们带来的损失远远地大于火灾、地震、洪水等灾害，防雷工程的实施刻不容缓。我们国家正在不断地制定和完善各行业相关的防雷规程（重要建筑物的直击雷的防护为强制执行），有关的防雷工作者正在积极努力，不仅对有关规程进行不断地完善，而且在酝酿防雷的法规性文件。
现代建筑中大量使用了信息系统的灵敏设备，一方面，这些设备的敏感性高，抗雷电电磁脉冲的能力差，很容易受到侵害；另一方面，信息系统的重要性、特殊性要求整个系统的安全可靠性非常高，要求数据的传输及存储不可以出差错。所以在信息系统实施完备、可靠的防雷工程是非常必要的。
2.
雷电的侵入方式
现代防雷技术包括建筑物防雷和电器设备安全防护两大部分，强调全方位防护，综合治理，层层设防的原则，把防雷看作是一个系统工程。这是由于雷电的危害作用不仅表现在直击雷方面，还表现在雷电电子脉冲危害的广泛性和严重性方面。国内外防雷科技工作者经过多年的理论研究和大量科学实践，认为雷电侵入监控、计算机、通信等网络系统的途径主要有四个方面：
·
电源系统引入；
·
信号传输通道引入；
·
地电位反击；
·
因机房屏蔽不良而造成的雷电电磁脉冲的直接影响。。

为了确保机房设备及网络系统稳定可靠运行以及保障机房工作人员有安全的工作环境，除了架设良好的避雷针，避雷带外，还必须在大楼的电源系统（所有供电设备、用电设备、备用发电设备）、天馈系统、信号采集传输系统、程控交换系统等所有机房进行可靠有效的保护，在拦截、分流、均衡、屏蔽、接地、布线等六大方面均作完整的多层次的防护。
     

电磁感应过电压
地电位升高过电压

1.
雷电防护要点

1.1.
建筑物直击雷防护
建筑物应有完善的直击雷防护措施，按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》安装避雷针、避雷带，建筑物及屋顶设备应在避雷针的保护范围内。
1.2.
感应雷的防护
感应雷的防护应根据感应雷侵入的途径，在电磁屏蔽及等电位连接的基础上，进行层层防护。主要分为接地系统及等电位连接、电源系统防护、信号系统防护三个主要方面。
1.2.1.
机房在防雷屏蔽、等电位联结和接地要求：
有关电磁脉冲的研究报告指出：作为现代数字化通信设备的控制计算机对雷电极为敏感。即使几公里外的高空雷闪或对地雷闪都有可能导致这些通信设备的薄弱环节发生误动作或损坏。当雷电活动时，磁感应强度达到0.07GS时，计算机会发生误动作，当磁感应强度达到2.4GS时，计算机会发生永久性损害。
为了防止雷电电磁脉冲对电子机房的辐射干扰，提高电子机房的屏蔽效能，首先改进电磁环境，所有与建筑物组合在一起的大尺寸的金属件，包括：走线架、机架（或机壳）、金属通信管道、金属门窗以及其他金属管线，都应等电位连接在一起，并与防雷装置相连，并应将电子机房的顶面，墙面，门窗作屏蔽设计（根据IEC1312-2），将穿过这些等电位面的各种管、线与这些面进行等电位连接。
引雷入地是目前科学技术的发展水平所采用的一种最为安全的防雷方式，所以接地系统的好坏将直接影响防雷效果。我国的各行业的防雷规程规定：防雷接地电阻要求小于10Ω；
电气接地电阻小于4Ω；
当采用联合接地方式时，接地电阻小于1Ω。
1.2.2.
电源系统的防雷措施
电力电缆应埋地引入室内，GB50057-94（2000年版）中规定：埋地长度应大于15m。
电源系统的各级配电柜前以及重要用电设备应安装相应电涌过电压保护器，按层层防护、分级泄流的原则，在防雷化分区的各个界面分相应的分级保护，最好为三级防护甚至更多，以有效地减小雷电流的能量，限制雷击高压脉冲，使之小于被保护设备承受能力，从而有效预防雷电波从电源系统侵入，保护供电、用电设施。
通常将保护区分为：LPZ0A、LPZ0B、LPZ1、LPZ2、LPZ3……，防雷器按泄放能量的大小安装在各个分区的保护界面上，或接近界面处。
1.2.3.
信号系统的防雷
由于信息大楼内部各种计算机、控制终端、监控系统、终端设备等各系统之间的通信连线纵横交错，非常复杂，有的连接线很长，这些通信连接线易受到雷电电磁脉冲的感应和影响，从而侵害设备。
所以需在计算机网络、监控系统、程控系统、卫星数据通信系统的精密设备、微电子设备、程控交换机、计算机系统等各种设备的信号进线端口和信号线外引端口应设置电涌保护器。
计算机网络系统主机及服务器的输出接口需经信号电涌保护器与网络连接，控制信号经过信号电涌保护器与网络连接或向外传送。
通信系统、架空系统、计算机网络信号线经穿管（接地）引入室内，在入户处接信号电涌保护器。

2.
防护方案

现代防雷保护包括建筑物外部防雷与内部防雷两大部分，即直击雷与感应雷的防护，感应雷的防护主要针对电源系统和信号系统的配合防雷。
2.1.
直击雷的防护
按照GB50057－94（2000年版）《建筑物防雷设计规范》中的规定，重要建筑物的顶端，必须安装防雷用的接闪器。可以是避雷带．避雷针或避雷线。考虑到避雷带的保护不足之处以及高出楼顶的空调机组．水箱的设施的可靠保护，最好采用针．带结合的方式。
推荐安装法兰西IF3预放电型避雷针。

2.1.1.
IF3避雷针的特点

我公司法兰西IF3预放电型避雷针，该避雷针为法国最先进的预放电型避雷针。

具有以下优点：

²
最快的抢先预放电时间86μs，即优先引雷入地，保护半径大大增加，为目前法国公司中抢先时间最快的；

²
在相同的安装高度下，比普通避雷针的保护半径大几倍，大大提高了效率；

²
避雷针内部无电子部件，更加安全，减少故障隐患，无老化，不需维护。这一点更适合实际中的应用。

²
外型美观，选用了防腐蚀性能良好的316L不锈钢涂料，此种钢材大多应用在石油化工等腐蚀严重的阀门接口处，防腐蚀防锈效果好。

²
重量很轻，何载小，针头1.9公斤，2米针杆3公斤。对支撑物的荷载要求低。

其中一条：“纯结构型“，对于避雷针的可靠性尤为重要，而且免维护，给用户带来方便。

2.1.2.
IF3预放电型避雷针的原理

预放电型避雷针利用了雷云产生的空间电场强度，针尖为地电位，即人们通常所说的零电位，针头的触臂感应到高空的电场，两者之间通常会有上万伏的高压，击穿空气放电，使周围的空气电离，空气离子在空间电场的作用下加速接近雷云，从而使迎面先导大大提前与雷云的下行先导相遇，使得引雷的可靠性和半径提高大大保护，增强了保护性能。

2.1.3.
IF3预放电型避雷针的保护半径

“滚球法”是国际电工委员会（IEC）推荐的接闪器保护范围计算方法，已被世界上一些国家作为国家防雷规范采用，我国建筑防雷规范GB50057-94也采纳“滚球法”作接闪器保护范围计算的方法。

我公司的IF3避雷针在UTE（法国电工技术联合会）机构认可的University of Pau（France）高压实验室，按照NF C 17-102试验标准进行多次试验验证：其预放电时间为△T=86μs，为目前法国避雷针公司中抢先时间最快的。根据法国2002年2 月颁布实施的新的规范标准：在实施保护范围时，△T预放电时间超过60μs时按60μs计算。

天注定

按2002年2月法国的新标准保护半径如下表：

	保护半径Rp(m)
h(m)	Ⅰ类	Ⅱ类	Ⅲ类
2	32	40	44
3	48	59	65
4	64	78	87
5	79	97	107

h(m)为避雷针的有效高度，即避雷针头高出被保护物的距离。

当h＜5米时，可查上表中的保护半径数值。

当h≥5米时，使用滚球法公式：

Rp=√h(2D-h)+ △L(2D+△L)

其中：D为滚球距离，对应于本方案采用Ⅲ类建筑物的滚球距离60米

△ L=V×△T，对应于本方案△L=1米/μs×60μs=60米

V=1米/μs

△T为预放电时间，采用60μs（实际测试可达86μs）。

2.1.4.   避雷针的安装及接地

避雷针安装于大楼顶部。
在楼预埋不锈钢板，可采用500×500厚10mm的钢板，与大楼的主筋焊接。
安装时，首先将针头与2米长φ30的不锈钢管焊接，再将此不锈钢管与延长支撑杆焊接，延长支撑杆可采用φ30的不锈钢管，再将延长支撑杆与底座焊接，底座采用350×350（或400×400）厚10mm的钢板，另加4块筋板焊接支撑。
在避雷针底座焊接两根引下线延相反方向与楼顶避雷带焊接，引下线可采用40×4扁钢或φ8圆钢。
将楼顶非带电金属物体与避雷带或引下线就近连接。
避雷针安装高度要求：针尖高出被保护物5米。
避雷针的接地电阻要求小于10Ω。

3.
感应雷的防护

感应雷主要通过电源系统、信号传输系统、接地系统的地电位反击以及空间电磁辐射四种途径对用户设备造成损坏。所以感应雷的电涌保护主要分为电源系统的电涌保护和信号传输系统的电涌保护两大部分。

3.1.
电源系统的防雷保护

     

1.1.1.
大楼总配电的防护PU100 400

大楼的总配电处于LPZ0B区与LPZ1区的交界上，雷电的能量相对较大，所以选用法国苏莱PU100 400×4P三相电源作为大楼的第一级防护。
该防雷器的配置为三相火线及零线分别对地保护，每相的防雷模块最大放电电流为100kA，额定工作相电压为230V，最大持续耐压440V，可在恶劣的的电网环境中正常工作，残压低为1.8kV。每相模块均有老化指示功能，对地有防短路保护和老化热脱扣双重保护功能，更加安全可靠。
法国Soule的PU100防雷模块为压敏型的高泄放能量模块，最大泄放电流为100kA（8/20μs波型），由于为压敏型，其性能稳定，安全可靠性高，残压低，大大优越于间隙型产品。
该防雷器具有放电电流大、持续耐压高，反应速度快，安全可靠性高等优点，外表美观，安装简便，是理想的一级防雷保护设备。

1.1.2.
楼层配电柜防雷保护PU40 400

配合前级防雷保护，需在各楼层分配电箱处安装PU40 400×4P防雷器作为第二级防护。该设备同样具有上述第一级防雷箱的优点和功能，区别是最大放电电流为40kA。

1.1.3.
计算机机房专用配电箱或机房UPS的防雷保护PU15 400

配合前级防雷保护，需在机房专用配电箱或机房UPS前安装PU15 400×4P防雷箱作第三级防护，每相最大放电电流为15kA。

1.1.4.
机房内重要设备的最终防雷保护 MPS025-280

在室内重要设备前应安装插座型避雷器MPS025-280，是法国根据中国的电网特点专门设计的避雷器，与前级避雷器配合，可达到理想的保护效果。该产品采用了共模、差模保护原理，输出残压更低，小于1000V，有正常工作指示灯和可靠的热脱扣短路保护装置，是设备的末级保护避雷器。

1.2.
信号传输系统的防雷保护

1.2.1.
计算机网络信号防雷保护FMRJ11 ETRJ45-100A

   


注：
1、采用膨胀螺钉把30×3的铜排固定在墙上。
2、通过6mm2铜线把机房所有需接地的设备接到30×3的铜排。
3、机房内采用等电位联合接地。
机房等电位连接(机房均压接地汇集线（30×3的铜排）)
²
在市话、ISDN专线进入MODEM等设备处安装FMRJ11-180A信号避雷器，其额定电压为120VDC，工作频宽为2Mhz，最大放电电流为3kA，动态残压小于300V,响应时间10ns。输入/输出采用RJ11公/母头，连接方便，安装简单。
²
在DDN专线及其它网络专线上，在其连接网卡等设备处，根据其传输线的工作电压不同分别安装FMRJ11-100A(工作电压48VDC)，或FMRJ11-050A(工作电压24VDC)避雷器。
²
为了保护局域网中的服务器、工作站等重要设备，需在HUB或路由器连接终端的输出侧端口安装ETRJ45-100A的网络信号避雷器（有几路终端，需配几个避雷器）,如果终端设备距HUB较远，大于15米，应在需保护的终端设备前也加装ETRJ45-100A避雷器。该产品工作电压5V，频宽为100Mhz，动态残压低，小于10V，反应速度快，只有1 ns，保护性能好。输入输出采用RJ45公/母头，连接方便，安装简单。是计算机网络专用的防雷保护器。

1.1.1.
保安监控的信号防雷保护 TCB75C-010B及 SI系列

保护监控部门执行着监视、保安等重要职能，其可靠性尤为重要。

   


保安监控系统的监视信号一般采用同轴信号传输，需在监控设备以及摄像头前安装TCB75C-010B信号避雷器，采用设备常用的BNC接口，插入损耗小，频宽宽40Mhz，安装简便。
在自动控制线及数据采集线上安装SI系列双绞线信号避雷器。根据实际回路的工作电压选用相应的SI避雷器（常用为24V）。最大放电电流大，10kA，残压低，结构安装采用35mm对称式导轨固定，安装方便简单。

1.1.1.
卫星信号接收及发射系统
TC系列

在卫星信号接收及发射系统可安装TC系列高频馈线避雷器，针对不同的设备有N、F、UHF、DIN7/16、BNC等接头（公制、英制）形式的避雷器，一般工作频宽在0～2000Mhz，最大放电电流20kA，插入损耗小于-0.1dB，动态残压小于600V。
信息系统常用的双向卫星接收设备通常为N接口，选用TCN50C-130C避雷器，单向卫星接收设备通常为F接口，选用TCF75C-130B。

2.
综合电源保护装置OCK

上述防雷配置主要是对雷电浪涌过电压进行防护，而电源系统中的各种稳态、暂态过电压、断线、缺相、漏流等各种故障，同样会对设备构成威胁，造成设备损坏，系统瘫痪。OCK综合电源保护装置就是解决这些问题的理想设备。
OCK是一个综合电源保护装置，为提高用电环境的电能质量，以及避免各种系统故障对设备造成损坏而专门设计的。

2.1.
OCK的主要作用：

l
切断电源测的过压、欠压故障，保护负荷侧的安全。
检测到系统的故障情况：如过压、欠压。通过跳闸和自动重合闸，防止过压、欠压（包括：稳态、暂态、高次谐波、缺相、断相、零线漂移等）窜入设备。
这种稳态或暂态的过压故障如果不进行切断，会将灵敏设备损坏，造成整个系统瘫痪。
OCK的任务是将电源系统的故障隔离在用电设备之外。
l
避免负荷侧的故障所引起的设备损坏，及造成整个电源系统的损坏。
由于设备侧的各种故障：如短路、过载、漏流、以及引发的过压、欠压故障，这些故障会对电源侧产生严重的影响，甚至会对其它用电回路的用电设备造成损坏。
OCK的任务是在出现故障时，将故障点与电源系统脱离。
l
正常运行工作时，可以对电网的各项指标进行监测：如每一相的运行电压，负荷侧的漏流等。
l
在OVERCHECK的指示面板上，可以指示故障的情况，便于维护人员及时发现解决。如：负荷侧接入新的设备，如果接线错误或有其它故障，OCK会及时切断电源，并将故障的原因显示在指示面板上，维护人员会很容易地发现错误，排除故障。
l
协助维护人员减少故障隐患
即使是自动重合闸后，其故障原因会停留显示在指示屏上，便于维护人员分析故障原因，从而排除故障隐患。

2.2.
OCK的主要特点：

l
是一套全自动的电源保护装置

对于各种故障实时检测，进行跳闸、自动重合闸、显示故障情况。
l
可将用户或设备需要的电能指标，通过面板的指示菜单进行输入。

根据不同的用户需求，不同的设备，进行相应参数的输入修改。
l
自动重合闸功能。

在检测到电能指标恢复到要求值以内时，可进行自动重合闸。

一方面：在暂态自恢复故障消除后，进行自动重合闸。适用于一些无从值守以及维护人员不易到达的电源系统。而在有人值守地，也节省了维护人员许多不必要的劳动。

另一方面：维护人员排除故障时，此项自动重合闸功能，可以协助维修人员确定故障是否完全排除，是否有其它故障存在，只有在所有故障完全排除后，OCK才会自动重合闸。
l
内部检测装置准确可靠
内部检测由高速转换器及微处理器组成，其检测数据不会受故障电压和电流波型的影响，检测数据准确可靠。
l
满足标准：IEC 255-5, IEC 1008, UNE 802-4, IEC 60010-1

2.3.
OCK的安装：

可安装于机房、通讯中心、保安监控等重要部门的专用配电，保护这些系统的正常运行。

湘西安防

顶