弱电防雷系统

弱电防雷系统

1 概述

随着微电子设备的广泛应用，雷电的危害越来越大。雷电，已被联合国国际减灾委员会确定为对人类造成最严重的十大自然灾害之一，并被联合国确定为"电子化时代的一大公害"。据历年气象资料统计，山东省年平均雷暴日为37.5 天，属于雷暴活动和雷电灾害较频繁的省份之一。另据不完全统计，山东省每年因雷击损失近2 亿元，诱发多起较大火灾事故。从雷击事故统计来看，程控机、计算机网络系统等微电子设备遭受雷击的事故占很大比重，并呈逐年上升趋势。各种电子设备机房在现代化智能大楼中起着至关重要的作用，保障机房内微电子设备免遭雷击和系统的正常运行，显得尤为重要。

泰安地质大厦是集办公、酒店、客房于一体的智能建筑群，内有大量电子信息设备，一旦遭遇雷击，可能导致系统瘫痪，从而造成重大损失，因此弱电防雷系统十分重要。

2 设计依据

1)《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

2)《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

3)《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87

4)《电信专用房屋设计规范》YD5003-92

5)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2004

6)《电子计算机场地通用规范》GB/T 2887-2000

7)《计算机场地安全要求》GB/9361-1688

8)《电子计算机机房设计规范》GB/50174-1693

9)《Protection of Structures against Lighting》IEC1024-1:1993

10)《Protection against lighting electromagnetic impulse》IEC

1312-1-2-3 :1995-02

11)《Insulation coordination for equipment within low-voltage systems》

IEC664-1:1992-02

12)《Electrical installations of buildings》IEC 364-4:1993-02

3 现状分析

3.1 所处地理环境情况：

泰安地质大厦位于泰安市区。气象数据表明，该地区年平均雷暴日高达25.4（d/a），按照GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的定义，其地区雷暴日等级为：多雷区。据山东省气象局统计资料：山东地区雷电灾害呈逐年递增趋势，且造成的损失也越来越大。2000年夏，泰安市工商银行监控系统遭雷击全部毁坏，直接经济损失20多万元；2002年7月22日，泰安监狱内监控系统被雷击坏，导致狱内不能正常工作，经济损失16万元。2005 年5 月10 日，在泰安市一次强雷暴过程中，全市有20 多家单位计算机机房的仪器设备遭到不同程度的损坏。

泰安地质大厦设计地上19层，地下1层，楼高80米，周围地势空旷，遭受雷击可能性极大。

3.2 建筑物情况

泰安地质大厦：地上19层，地下1层，楼高80米，建筑面积约3万m2。内设设备主控机房、系统集成机房、防灾中心，计算机主机房，计算机网络设备机房、电话通信设备机房、各楼层设备间等区域。根据GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

规定，属于B级雷击防护建筑。

3.3 电子信息设备的类型、分布情况

主要电子信息设备有：网络设备、监控设备、卫星接收设备、计算机、视听播出设备等，分布在地下一层到地上十九层、电梯机房层。

3.4 低压配电及接地情况

两路10kV专用电源和一路10kV公网电源引入本建筑地下变配电室。低压配电系统采用380/220V放射式与树干式相结合方式。

3.5 信号线路情况

室外引入信号线路主要有：电话线路、计算机网络线路、有线电视线路、控制系统信号线路、视频信号线路等。

3.6 建筑物防雷情况

该建筑物防雷设计等级为二类，满足直击雷、侧击雷防护要求。

过电压保护：在变配电室低压母线上装一级电涌保护器（SPD），工艺总配电箱内装二级电涌保护器，工艺机房配电箱及弱电机房配电箱内装二级电涌保护器。屋顶室外风机、室外照明配电箱内装一级电涌保护器。

3.7 建筑物接地情况

本建筑物防雷接地、变压器中性点接地、电气设备保护地、计算机机房等接地共用同一接地体，设计接地电阻不大于1欧姆。

接地型式采用TN-S系统。

4雷害发生的形式、可能性和危害性简析

4.1雷害发生有以下形式：

（1）直击雷

直击雷是雷电直接击在建筑物上或建筑物外的电子设备，如摄像机。由于雷击时，雷电压高达几百万-几千万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流所经的物体上的水份受热汽化膨胀，而产生强大的热效应和机械效应，从而使建筑物遭受到破坏，同时可能会引起火灾。

（2）雷电波侵入

由于缺乏完善的防直击雷措施，雷闪可能袭击远离通信站的高压架空线路上，也可能落地击中埋地敷设的低压线路上，或雷电击中通信铁塔时，在天馈线路上产生的高电位、大电流的雷电冲击波沿着这些导体侵入建筑物内，称为雷电波侵入。即使变压器高压线路侧加装采用高压避雷器等防雷措施，但并不能完全消除雷击引起的雷电过电压，仍会有一部分幅值的雷电过电压对低压系统的用电设备，特别是对通信系统、计算机系统造成很大的威胁。

（3）雷电感应

当雷击中避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势。这种现象叫电磁感应。

当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。

电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷击。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。按原邮电部的统计，感应雷造成的雷击事故约占雷击事故总和的80%。

（4）反击