弱電系統防雷接地設計
方案蘇州工業園區科佳自動化****
2023年11月
五、實施方案6
一 、概述
1.1 雷的危害
雷擊是年復一年的嚴重自然災害之一。在電子化時代，日益繁忙龐雜的事務通過高速電腦、自動化裝置及通訊監控裝置得以井然有序，而這些敏感電子裝置的工作電壓卻在不斷降低，其數量和規模不斷擴大，因而它們受到過壓特別是雷電襲擊而受到損害的可能性就大大增加，其後果可能使整個系統的執行中斷，並造成難以估算的經濟損失，雷電和浪湧電壓成了電子化時代的一大公害。因此，避雷防過壓已成為具有時代特點的一項迫切要求。
1.2 雷擊的分類
雷擊的產生主要有兩種形式：
a．直接雷擊：
雷雲之間或雷雲對地面某一點（包括建築物、構架、樹木、動植物等）的迅猛放電現象稱之為直接雷擊，它因電效應、熱效應、和機械力效應等造成物體損壞和人員**。
b．感應雷擊：
雷雲放電時，在附近導體上（包括架空電纜、埋地電纜、鋼軌、水管等）產生的靜電感應和電磁感應等現象稱之為感應雷擊，因過電壓、過電流易對微電子裝置造成損壞、傷害工作人員、使傳輸或儲存的訊號或資料（模擬或數字）受到干擾或丟失。
1.3 雷電傳播途徑
雷電過壓對大樓內部電子裝置的損害主要有以下三個途徑：
1）直擊雷經過接閃器（如避雷針、避雷帶、避雷網等）而直放入地，導致地網地電位上公升，高電壓由裝置接地線引入電子裝置造成地電位反擊。
2）電流經引下線入地時，在引下線周圍產生磁場，引下線周圍的各種金屬管（線）上經感應而產生過電壓。
3）大樓或機房的電源線和通訊線等在大樓外受直擊雷或感應雷而載入的雷電壓及過電流沿線竄入，入侵電子裝置。
1.4 雷擊的防護
乙個完整的防雷系統包括兩個方面：直接雷擊的防護和感應雷擊的防護。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。
我們國家對雷電防護工作非常重視，在2023年1月1日頒布實施《中華人民共和國氣象法》，伴隨著國家強制性防雷標準《建築物資訊系統防雷技術規範gb50057-94》的出台，以及因雷擊而造成重大損失的雷災事故不斷增多，雷電防護已刻不容緩。
事實證明，單靠傳統的避雷針、避雷帶等外部避雷設施已不足以防護雷電或開關過電壓對微電子裝置的衝擊，進行內部系統的雷擊浪湧防護和加裝spd（電湧保護器）是迫切的和必須的。
本方案依據國家、國際有關標準，本著安全可靠， 技術先進，經濟合理原則，以及高度負責的精神，並根據小區的現場情況，精心設計，力求將雷擊的損害降到最低點。
二 、防雷設計方案依據
a、引用標準
1、 《建築物防雷設計規範》（gb50057-94）2000；
2、 《建築物資訊系統防雷技術規範》(gb50343) 2004;
3、 《電子計算機機房設計規範》（gb50174-93）；
4、 民用建築電氣設計規範（jbj/t16-92）；
5、 國際標準iec-1024、
6、 國際標準iec-1312、
7、 其它相關標準與規範；
b、方案設計
依據gb 50057-94《建築物防雷設計規範》第六章：雷擊電磁脈衝，第三節：遮蔽、接地和等電位連線的要求；依據gb 50343-2004《建築物電子資訊系統防雷設計規範》第五章：
防雷設計，第三節：等電位連線及共用接地系統設計中關於等電位連線的要求；參考iec 61312《雷電電磁脈衝的防護》標準第一部分：通則，第三章第四節：
等電位連線的要求；第二部分：建築物的遮蔽、內部等電位連線及接地中關於等電位連線的要求；按照gb 50343-2004《建築物電子資訊系統防雷設計規範》第六章：防雷施工中關於等電位連線的要求進行施工。
三、 現場描述
進過了解，該專案內包括有，供電系統，閉路電視監控系統,周界入侵報警系統,可視對講系統,停車場管理系統,離線巡更系統,安防系統以及背景**系統等。針對以上各種系統的特點，我們分別制定相應的雷電防護措施。
四 、措施
1）電源系統防雷防過壓保護。
2）訊號系統防雷防過壓保護。
3）等電位連線措施。
4）遮蔽措施。
5）接地。
五、實施方案
（一）電源系統防雷保護措施
建築物電子資訊系統防雷技術規範（gb50343-2004）第5.4.1條規定：
根據電源spd的選型原則，電源spd的第一級保護應選擇通過i級分類試驗的浪湧保護器或限壓型浪湧保護器，第一級spd之後應安裝限壓型浪湧保護器，注意能量配合。
用於電源線路的浪湧保護器標稱放電電流引數值符合下表規定。
電源系統建議採用逐級放電保護的方式，對總配電、分配電、機房配電以及用電裝置前端分別安裝相應的電源浪湧保護器。
1） 電源第一級防雷保護：
選用nkp-dy-ⅰ-100/385/4p （三相四線制，洩流量60--100ka，8/20波形，響應時間≤100ns，殘壓≤2.3kv）模組式防雷器一組，安裝在總配電箱或配電櫃內，其前端應加裝c63-**空氣開關保護，讓非雷電脈衝事故時自動隔離主電路和防雷器。
或者選用nkp-dy-ⅰ-80/385/4p （三相四線制，洩流量40--80ka，8/20波形，響應時間≤100ns，殘壓≤2.2kv）模組式防雷器一組，安裝在總配電箱或配電櫃內，其前端應加裝c63-**空氣開關保護，讓非雷電脈衝事故時自動隔離主電路和防雷器。一般來說室內的總配電櫃裝nkp-dy-ⅰ-80/385/4p（洩流量40--80ka，殘壓≤2.
2kv）就可以了。
2） 電源第二級防雷防過壓組合保護：選用nkp-dy-ⅱ-40/385/4p（洩流量20--40ka，8/20波形，響應時間≤25ns，殘壓≤1.8kv）過壓器組合模組二組，分別安裝在分配電箱內，前加c32-**空氣開關保護。
3） 電源第**防雷保護： 採用nkp-dy-ⅲ-20/320/4p（洩流量10--20ka，響應時間≤25ns，殘壓≤1300v）防雷器防護脈衝過壓，安裝於機房配電箱或機房ups前端等。
4） 電源精細保護：對於特殊裝置前端可以採用精細保護，建議採用nkp-dy-ⅲc或nkp-dy-ⅲu防浪湧電源分配器。
5） 直流訊號12v、24v、48可選用nkp-dy-ⅲl-d電源防雷器，用於報警，等防雷。
接線原理：
完善的電源防雷系統應配置**防雷，因為僅靠一級防雷器在放電時兩端仍有較高的殘壓，且通流容量越大的防雷器放電時殘壓越高。所以選配通流容量由大到小的ⅰ、ⅱ、ⅲ級電源防雷器安裝在總配電、分配電和使用者終端，就能使雷電能量逐級釋放，將用電裝置終端配電線上的電壓，限制在較低的電壓保護水平，起到防雷保護作用。
根據配電系統的不同形式，防雷器的安裝也有不同的方式，三相電源的前級防雷一般多採用tn 接法，后級配電裝置如果離接地點較遠、接地電阻較大，推薦採用tt接法。
在電源線至防雷器接線端之間要串接熔斷器或空氣開關，避免防雷器失效或老化時的短路影響配電線路正常工作。
應該注意ⅰ、ⅱ、ⅲ級電源防雷器安裝的距離不能太近，各級防雷器之間要有有10m以上的線路間隔，使防雷器的動作分級起效。另外，第ⅲ級電源防雷器安裝位置與被保護裝置間線距應小於10m.
（二）**監控系統
根據現場了解，室外部分現場分別有高速球機，和一體機，針對兩種攝像機特點，即球機應該從**線，電源線，控制線來採取保護，選用的防雷器是nkp-tel-4c-3.不帶雲台的槍機應該從**線，電源線，進行保護，選用的防雷器是nkp-tel-4c-2,具體數量根據現場實際情況確定。
室外攝像機訊號通過光端機將訊號送到室內，然後再由光端機將訊號轉換後送給**分配器，以及硬碟燒錄機和監視器。
監控系統應用框圖
（三）周界報警系統
周界報警採用主動紅外對射技術，考慮到周界報警系統的特點，線路要圍繞小區整個圍牆，線路比較長，容易感應雷電浪湧；所以應該從電源和訊號兩部分來對周界系統進行雷電防護，如下圖：
周界各個紅外發射器電源採用統一供電方式，應該對各發射器的工作電源進行防護。由於訊號線採用的是匯流排形式，任何一處遭受雷擊都會影響線路上其他裝置，所以應該對每個裝置進行保護。電源線採用的spd型號是nkp-dy-iiil-a,訊號線路採用的spd型號是nkp-tel-3j-k.
周界報警系統應用框圖
（四）可視對講系統
針對目前高檔小區內的可視對講系統，在雷雨季節頻繁遭受損壞的現場，我們結合現場檢視發現，大多都是沒有採取防雷措施。可視對講系統，在整個小區裡面，從單元樓道，到每家每戶，以及多個單元之間和監控室之間都有線路連線，而且有很多線路都是暴露在外面，極易感應雷電浪湧，所以我們應該**路上安裝浪湧保護器spd，來對各裝置進行保護。
如圖所示，我們在訊號線路上安裝了**訊號防雷器nkp-tel-4c和語音頻號防雷器nkp-tel-1j
可視對講系統應用框圖
（五）停車管理系統
停車場管理系統配置包括停車場控制器、遠距離ic卡讀感器、感應卡（有源卡和無源卡）、自動道閘、車輛感應器、地感線圈、通訊介面卡、攝像機、傳輸裝置、停車場系統管理軟體等
電源線路上採用nkp-dy-iiil-a電源浪湧保護器，攝像機**線路上採用nkp-tel-4c訊號浪湧保護器，開關訊號線路採用nkp-tel-3j-k開關訊號浪湧保護器，rs485控制訊號線採用nkp-tel-3j-2訊號浪湧保護器。
停車管理系統應用框圖
（六）公共廣播背景**系統
由於公共廣播系統的音箱，音柱都長期暴露在室外，所以在雷雨季節，遭受雷電損壞的可能性很高，所以應該對其實施防雷保護措施。公共廣播系統防雷，應該從裝置電源的保護、發射機天饋線部分及傳輸線路中訊號放大器及終端的過電壓來進行防護。
如圖所示，我們在喇叭和音柱的前端安裝浪湧保護器nkp-dy-iiil-a110，對其進行保護
（七）機房防雷
小區內的所有監控訊號，周界報警訊號，可視對講等訊號都要介入機房，所以所有進出機房的訊號線路上都應該加裝浪湧保護器。**訊號採用nkp-tel-4u,控制訊號採用nkp-tel-3j-2,音訊訊號採用nkp-tel-1u,周界報警訊號採用nkp-tel-3j-k.機房電源按照供電系統防雷要求採用多級防雷，安裝nkp-dy-iii和nkp-dy-iiic.
防雷設計方案
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