××××××機房防雷
設計方案
第一章概述
雷擊是年復一年的嚴重自然災害之一。隨著我國現代化建設的不斷提高，通訊及資料裝置越來越多，規模越來越大。一方面大型電子計算機網路，程式控制交換機組等系統裝置耐過電流，耐雷電壓的水平越來越低，另一方面由於訊號**路徑增多，系統較以前更容易遭受雷電波的侵入，致使雷電災害頻頻發生。
據統計，雷電對電子裝置的損壞佔裝置損壞因素的比例高達33%，防雷電及過電壓已成為具有時代特點的一項迫切要求。
眾所周知，雷電具有極大的破壞性，其電壓高達數百萬伏，瞬間電流可高達數十萬安培。高度200m的雷電閃擊電流100ka時，雷電閃電產生的閃電電磁脈衝電磁輻射半徑在2km內，對電力、電子線路產生的感應電流約為800a/公尺，電磁波變化磁場強度為0.03-0.
3高斯，僅0.03高斯能量就會損壞微機及自動控制的晶元、感測器探頭和磁碟儲存資料；雷電脈衝電壓達到2000伏（8~20us）時，目前現有半導體，積體電路的晶元是無法抗禦的，因此非常有必要安裝相應的防雷保護裝置。雷擊所造成的破壞性後果體現於下列四種層次：
1）建築物毀壞及引**災；2）裝置損壞，人員**；3）裝置或元器件壽命降低；4）傳輸或儲存的訊號、資料（模擬或數字）受到干擾或丟失，甚至使電子裝置產生誤動作而暫時癱瘓或整個系統停頓。目前，世界上各種建築、設施大多數仍在使用傳統的避雷針防雷，用避雷針防止直接雷擊實踐證明是經濟和有效的。但是，隨著現代電子技術的不斷發展，大量精密電子裝置的使用和聯網，避雷針對這些電子裝置的保護卻顯得無能為力。
避雷針不能阻止感應雷擊過電壓、操作過電壓以及雷電波入侵過電壓，而這類過電壓卻是破壞大量電子裝置的罪魁禍首。對於雷雨多發地區，計算機房必須設計、安裝防雷系統裝置進行保護。
第二章方案設計說明
2-1、雷電的全面防護：
系統防雷是一項綜合性工程，其目的主要如下：
1、解決不同系統之間因電磁相容問題產生的浪湧電壓、干擾電壓，傳輸抑制等問題，提高傳輸質量；
2、實現供電系統、供電裝置防感應雷擊，防雷電波入侵，消除短路故障電流和開關電磁脈衝（semp）的危害；
3、實現供配電系統、低壓配電系統、ups電源、微機網路及通訊裝置的接地安全，接地裝置的等電位聯接；
4、實現消除靜電（esd）危害；
5、通過加裝避雷針等防止直擊雷危害，通過加裝避雷器消除通訊線路、微機裝置、監控裝置、閉路電視等裝置感應雷電的危害；
6、防止雷擊或過電壓造**員**。
具體實施主要包括外部防雷（直擊雷）和內部防雷（感應雷）兩個方面:
外部防雷包括：避雷針、避雷帶、引下線、接地裝置（接地電阻<4歐姆）等等，其主要的功能是為了確保建築物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建築物的雷電通過避雷針、避雷帶、引下線等，洩放入大地。
內部防雷系統是為保護建築物內部的裝置以及人員的安全而設定的。主要以空間遮蔽、等電位連線、減少接近耦合、安全距離、過電壓保護等措施，通過在需要保護裝置的前端安裝合適的避雷器進行過電壓保護，使裝置、線路與大地形成乙個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內部設施所感應到的雷電流得以安全洩放入地。
雷電的全面防護圖見下圖所示：
按照iec1312-1及gb50057-94要求，應將要保護的空間劃分為不同的防雷區，以規定各部分空間不同的雷擊電磁脈衝的嚴重程度和指明各區交界處的等電位連線點的位置。各區以在其交界處的電磁環境有明顯改變作為劃分不同防雷區的特徵。防雷區宜按以下分割槽：
1、lpz oa區：直擊雷非防護區，本區內的各物體都可能遭到直接雷擊和導走全部雷電流；本區內的電磁場沒有衰減。
2、lpz ob區：直擊雷防護區，本區內的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區內的電磁場沒有衰減。
3、lpz 1區：遮蔽防護區，本區內的各物體不可能遭到直接雷擊，流經各導體的電流比lpz ob更小；本區內的電磁場可能衰減，這取決於遮蔽措施。
4、lpz 2區等：後續防雷區，當需要進一步減小匯入的電流和電磁場時，應引入後續雷區，並按照需要保護的系統所要求的環境選擇後續防雷區的要求條件。通常，防雷區的數越高電磁環境的引數越低。
第三章方案設計思想
3-1、直擊雷的外部防護措施
雖然有不少專家學者在努力的研究有效的防止直擊雷的方法，但直到今天我們還是無法阻止雷擊的發生。實際上現在公認的防直擊雷的方法仍然是200多年前富蘭克林先生發明的避雷針。
a、接閃器
避雷針及其變形產品避雷線、避雷帶、避雷網等統稱為接閃器。歷史上對接閃器防雷原理的認識產生過誤解。當時認為：
避雷針防雷是因為其尖端放電綜合了雷雲電荷從而避免了雷擊發生，所以當時要求避雷針頂部一定要是尖端，以加強放電能力。後來的研究表明：一定高度的金屬導體會使大氣電場畸變，這樣雷雲就容易向該導體放電，並且能量越大的雷就越易被金屬導體吸引。
這樣接閃器的防雷是因為將雷電引向自身而防止了被保護物被雷電擊中。現在認為任何良好接地的導體都可能成為有效的接閃器，而與它的形狀沒有什麼關係。
為了降低建築被雷擊的概率，宜優先採用避雷網、作為建築物的接閃器，如果屋面有天線等通訊設施可在區域性加裝避雷針保護，這樣接閃器的高度不會太高，不會增大建築的雷擊概率。按三類防雷建築物標準，避雷網的網格尺寸應不大於20mｘ20m，避雷針應與避雷網可靠連線。如果採用優化型避雷針更好的保護建築物。
b、引下線
引下線的作用是將接閃器接閃的雷電流安全的導引入地，引下線不得少於兩根，並應沿建築物四周對稱均勻的布置，三類防雷建築物引下線的間距不大於25公尺，引下線接長必須採用焊接，引下線應與各層均壓環焊接，引下線採用10公釐的圓鋼或相同面積的扁鋼。對於框架結構的建築物，引下線應利用建築物內的鋼筋作為防雷引下線。
採用多根引下線不但提高了防雷裝置的可靠性，更重要的是多根引下線的分流作用可大大降低每根引下線的沿線壓降，減少側擊的危險。其目的是為了讓雷電流均勻入地，便於地網散流，以均衡地電位。同時，均勻對稱布置可使引下線瀉流時產生的強電磁場在引下線所包圍的建築物內相互抵消，減小雷擊感應的危險。
c、接地體
接地體是指埋在土壤中起散流作用的導體，接地體應採用鍍鋅鋼材：
鋼管直徑大於50公釐，壁厚大於3.5公釐；
角鋼不小於40×40×4公釐
扁鋼不小於40×4公釐。
應將多根接地體連線成地網，地網的布置應優先採用環型地網，引下線應連線在環型地網的四周，這樣有利於雷電流的散流和內部電位的均衡。垂直接地體一般長為1.5-2.
5公尺，埋深0.8公尺，地極間隔5公尺，水平接地體應埋深1公尺，其向建築物外引出的長度一般不大於50公尺。
鋼架結構的建築應採用建築物基礎鋼筋做接地體。
3-2、直擊雷電流在電源系統的分配：
根據gb50057-94的標準對直擊雷電流分類：
第一類 200ka 10/350us
第二類 150ka 10/350us
第三類 100ka 10/350us
如上圖所示：
乙個能量為100ka的直擊雷，由整個系統的電源、管線、地網、通訊網路線來分擔。以一棟建築的防雷來講，電源部分承擔其中近45%（100ka），以三相四線為例，每線承擔大約有25ka(10/350us)的雷電流。地網和通訊線路承擔剩餘55%的雷電流。
由此可見，電源系統對直擊雷的防護非常關鍵。
由此可見，直擊雷的內部防護措施應選用10/350us衝擊雷電流的開關型spd產品。另外，對於個別架空線引入的傳導雷，也應採用上述一級防護措施。
3-3、感應雷的防護
前面已提到感應雷是因為直擊雷放電而感應到附近的金屬導體中的，其實感應雷可通過兩種不同的感應方式侵入導體，一是靜電感應：在雷雲中的電荷積聚時，附近的導體也會感應上相反的電荷，當雷擊放電時，雷雲中的電荷迅速釋放，而導體中原來被雷雲電場束縛住的靜電也會沿導體流動尋找釋放通道，就在電路中形成電脈衝。二是電磁感應：
在雷雲放電時，迅速變化的雷電流在其周圍產生強大的瞬變電磁場，在其附近的導體中產生很高的感生電動勢。研究表明：靜電感應方式引起的浪湧數倍於電磁感應引起的浪湧。
感應雷可以通過電力電纜、**線、網路線和天饋線等侵入，由於電力電纜的距離長且對雷電波的傳輸損耗小，所以由電源侵入的感應雷造成的危害十分突出，按原郵電部的統計約佔了雷擊事故的80%。因此，對建築物內的系統裝置進行感應雷防護時，電源是重點。
感應雷還可以通過空間感應侵入通訊站的內部線路，雖然經過建築物和機殼的遮蔽衰減後其能量大為減小，但站內許多電信裝置的抗過壓能力也很弱，如果處理不當也可能造成裝置故障。
（4）接地匯集線的布置
接地匯集線（匯流排）應布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地連線線最短，各樓層的分匯集線應直接與樓底的總匯集線相連，這樣能保證實現單點接地方式，當樓層高於30公尺時，高於30公尺部分的分匯集線應與建築物均壓環相連，以防止側擊。
（5）等電位連線
各種系統的防雷要求種類很多，但其防雷思想是一致的，就是努力實現等電位。絕對的等電位只是乙個理想，實際中只能盡量逼近，目前是綜合採用分流、遮蔽、箝位、接地等方法來近似實現等電位。（見下圖）
（6）電源避雷器的選擇和應用原則
考慮到電源負荷電流容量較大，為了安全起見及使用和維護方便，資料通訊電源系統的多級防雷，原則上均選用併聯型電源避雷器。
電源避雷器的保護模式有共模和差模兩方式。共模保護指相線-地線（l-pe）、零線-地線（n-pe）間的保護；差模保護指相線-零線（l-n）、相線-相線（l-l）間的保護。對於低壓側第
二、三、四級保護，除選擇共模的保護方式外，還應盡量選擇包括差模在內的保護。
殘壓特性是電源避雷器的最重要特性，殘壓越低，保護效果就越好。但考慮到我國電網電壓普遍不穩定、波動範圍大的實際情況，在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時。還必須考慮避雷器有足夠高的最大連續工作電壓。
如果最大連續工作電壓偏低，則易造成避雷器自毀。
電源系統低壓側有
一、二、**不同的保護級別，應根據保護級別的不同，選作合適標稱放電電流（額定通流容量）和電壓保護水平的電源避雷器，並保證避雷器有足夠的耐雷電衝擊能力。原則上，每一級的交流電源之間連線導線超過25m以上，都應做該級相應的保護。
電源低壓側保護用的電源避雷器，應該選擇有失效警告指示、並能提供遙測埠功能的電源避雷器，以方便監控、管理和日後維護。
機房防雷接地系統設計方案
一 前言 2 二 方案設計依據 2 三 防雷設計思路 3 四 電源防雷 5 五 接地系統 5 1 計算機機房接地系統 5 2 機房內等電位接地具體做法 5 3 交流工作地 6 4 安全保護地 6 六 防雷保護地 6 七 防雷設計方案 7 1 直擊雷的防護 7 2 電源系統的防雷 7 3 訊號系統的防...
綜合弱電系統免接地網防雷設計方案
免接地網系列 低壓配電系統雷電防護 監控系統雷電防護 計算機網路系統雷電防護 紅外防盜報警系統雷電防護 可視對講系統雷電防護 公共廣播系統雷電防護 智慧型停車場系統雷電防護 系統雷電防護 有線電視系統雷電防護 目錄一 概述3 二 雷擊的分類3 三 設計依據4 四 雷電防護方案4 直擊雷防護4 感應雷...
防雷設計方案
目錄一 雷電防護理論概述 二 防雷工程專案施工現場情況 三 施工方案 四 工程進度表 五 產品售後服務 一 雷電防護理論概述 雷電是自然界一種常見放電現象，自然界每年都有幾百萬次閃電，每年雷擊造成的人員 和財產損失，僅次於水災而大於其它任何災害。雷電災害所涉及的範圍幾乎遍布各行各業，尤其大規模積體電...