學校整體防雷解決方案

2021-10-27 19:06:00 字數 3846 閱讀 7856

概述眾所周知,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。雷擊所造成的破壞性後果體現於下列三種層次:①裝置損壞,人員**;②裝置或元器件壽命降低;③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。每年各種通訊控制系統或網路因雷擊而受破壞的事例屢見不鮮,其中學校計算機系統因受到雷擊引起裝置損壞,廣播系統失靈的事件也常有發生。

學校是教書育人,學生聚集的地方,防雷設施尤其重要。近幾年來,隨著教育事業的快速發展,學校高層建築物不斷增多,電化教育、遠端教育等資訊科技應用日益普及,雷電隱患也隨之增加。2023年5月23日,重慶市開縣興業小學遭受雷擊,造成7名學生死亡、39人受傷的重大雷擊事故,由此可見,學校做好防雷設施的預防是多麼的重要。

為了保證電子裝置的正常執行和人員的安全,必須設計完整有效的防雷方案。

實施措施

根據不同的破壞機理,雷這種特殊的自然放電現象表現為兩種形式:直擊雷和感應雷。 直擊雷是指帶電雲層與大地上某一點之間發生迅猛的放電現象。

其破壞原理主要是機械破壞作用,體現在樓房頂角被雷擊落一塊水泥,大樹被雷劈開,屋外的人畜被雷打死等;帶電雲層由於靜電感應作用,使某一範圍帶上異種電荷,直擊雷發生以後,雲層帶電迅速消失,而地面某些範圍由於散流電阻的存在,以至出現區域性高電壓;或者由於直擊雷放電過程中,強大的脈衝電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發生高電壓以致發生閃擊的現象,叫做「二次雷」或稱「感應雷」,其破壞機理主要是電子裝置的過壓擊穿,造成裝置故障或損壞,嚴重者造成裝置整機報廢。「直擊雷」是在短時間內以脈衝的形式通過強大的電流,它的峰值有幾十ka乃至幾百ka,峰值時間很短,以us計的;「感應雷」沒有直擊雷那麼猛烈,但它發生的機率遠比直擊雷高得多。因為直擊雷只發生在雷雲對地閃擊時才會對地面造成災害,而感應雷則不論雷雲對地閃擊,或者雷雲對雷雲之間閃擊,都可能發生並造成災害。

此外,直擊雷一次只能襲擊一兩個小範圍的目標,而一次雷擊可以在比較大範圍內多個小區域性同時發生感應雷過電壓現象,並且這種感應高電壓可以通過電力線、網路線等金屬導線傳輸到很遠,致使雷害範圍擴大。特別是隨著大規模積體電路的應用,防雷已由以前的防直擊雷為主發展到今天的綜合防雷。 直擊雷的防護一般採用樓頂安裝避雷帶、避雷針等,配合引下線、地網以保護建(構)築物及建(構)築物內人員的安全;感應雷的防護主要採用線路上安裝雷擊過電壓保護器,即防雷器,配以線路遮蔽接地、等電位接地處理等綜合運用,以保護裝置的安全。

因此,只是防直擊雷或只防感應雷都是不全面的,而應進行綜合防雷。

學校的建築物主要有辦公樓、教學樓、科技樓、體育館、食堂、學生宿舍樓組成。其中機房內有在較多電子裝置,需要做為乙個重點防感應雷保護。另外在場外還有監控系統的前端裝置也在重點防感應雷保護之內,建築物不但需要安裝完善的直擊雷防護設施,還要做好接地、等電位連線和防感應雷保護措施,從而形成乙個完善的綜合防雷系統。

設計依據

1、gb50057-94《建築防雷設計規範》

2、gb50174-93《電子計算機房設計規範》

3、jgj/t16-92《民用建築電氣設計規範》

4、gb9361-88 《計算機場站安全要求》

5、gb7450-87 《電子裝置雷擊保護導則》

6、gb2887-89 《計算站場地技術檔案》

7、gb9361-88 《計算站場站安全要求》

8、gb50169-92 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規範》

9、jgj/t16-92 《民用建築電氣執行規範》

10、iec1312 《雷電電磁脈衝的防護》

11、xq3-2000 《氣象資訊系統雷擊電磁脈衝防護規範》

防雷設計思路

由於學校供電、訊號系統防護點多、面廣,因此,為了保護建築物和建築物內各向電子網路裝置不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度,應從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計。現在都採取綜合防雷,綜合防雷設計方案應至少包括5個方面:直擊雷的防護、感應雷的防護、遮蔽、等電位聯結、防雷接地,缺少任何一方面都是不完整的,有缺陷的和有潛在危險的

(1)、直擊雷的防護直擊雷的防護直擊雷的防護直擊雷的防護

如果無直擊雷防護,按iec1312的估算幾乎所有雷電流都流經進出建築物的導體型線路(如電源線、訊號線等)侵入裝置,這樣的損害就非常之嚴重,因此做好直接雷擊防護是做感應雷擊防護的前提;直擊雷防護按照國標gb50057《建築物防雷設計規範》設計和施工,主要使用避雷針、避雷網、避雷線、避雷帶及良好的接地系統,其目的是保護建築外部不受雷擊的破壞,給建築物內的人或裝置提供乙個相對安全的環境

(2)、感應雷感應雷感應雷感應雷的防護的防護的防護的防護

1、主供電源系統的防護主供電源系統的防護主供電源系統的防護主供電源系統的防護。 統計資料資料表明,微電子網路系統80%以上的雷害事故都是因為與系統相連的電源線路上感應的雷電衝擊過電壓造成的。因此,做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環。

2、訊號系統的防護訊號系統的防護訊號系統的防護訊號系統的防護。儘管在電源外接引入線路上安裝了防雷保護裝置,由於雷擊發生時,在各種訊號線路(如雙絞線)感應到的過電壓,仍然會影響電子裝置的正常執行,甚至徹底破壞電子裝置系統。雷擊時產生巨大的瞬變磁場,在1公里範圍內的金屬線路,如網路金屬連線等都會感應到極強的感應雷擊;另外,當電源線或訊號線路傳輸過來雷擊電壓時,或建築物的地線系統在瀉放雷擊時,所產生強大的瞬變電流,對於訊號傳輸線路來說,所感應的過電壓已經足以一次性破壞電子裝置。

即使不是特別高的過電壓,不能夠一次性破壞裝置,但是每一次的過電壓衝擊都加速了裝置的老化,影響資料的傳輸和儲存,甚至宕機,直至徹底損壞。所以對訊號線的防雷對於系統的整體防雷來說,是非常重要的環節

(三)、遮蔽和等電位連線

國家標準《建築物防雷設計規範》gb60057—94(區域性修訂條文)明確規定,各防雷區交接處,必須進行等電位聯結;尤其建築物內的計算機房等弱電機房,遭受直擊智的可能性比較小,所以在此處除採取電湧保護器進行感應雷防護外,還應採用等電位聯結方式來進行防雷保護。不僅要將進出機房線路的金屬遮蔽管、金屬橋架、配電盤的外殼、進入室內的水管、採暖瞥、機房的金屬遮蔽膳、金屬隔斷、金屬門窗以及靜電地板的金屬支架連線在等電位連線環(或網)上,同時還應將電氣保護的pe地也接至等電位連線體上。等電位連攘在建築的共用接地的方式,最好的方法是通過建築的主筋來接地。

我們生話的空間存在著大量的磁場,同時雷電也會產生強烈的電磁干擾,而遮蔽是抗電磁干擾最有效的方法。要將弱電機房內的金屬門窗與吊頂內的龍骨進行多次連線,如有必要,可在機房內單獨作遮蔽網,採用金屬管與等電位聯結,與遮蔽措施相配合,所有的資訊裝置均應與建築物牆壁保持1m遠的距離,可有效地遮蔽電磁干擾。靜電也是產生浪湧的原因之一,靜電在我們的生活中無處不在,人體因步行和移動帶電有時高達2—1 0kv,可以產生對弱電系統的危害。

因此防靜電也是弱電機房的重要任務之一。比較常用的方法是在機房內鋪設防靜電地板,此外,機房內裝修材料也必須是防靜電的,內牆和頂棚表面應使用防靜電防火牆板或噴塗導靜電環氧塗料,送風管道和送風口應使用導電三聚氰氨材料,避免空氣流動時產生靜電積聚。

(4)、防雷接地防雷接地防雷接地防雷接地

建築物採用聯合接地可有效的解決地電位公升高的影響,合格的地網是有效防雷的關鍵。建築物的聯合地網通常由建築物基礎(含地樁)、環形接地(體)裝置、工作(電力變壓器)地網等組成。對於敏感的資料通訊裝置的防雷,接地系統的良好與否,直接關係到防雷的效果和質量。

如果地網不合要求,應改善地網條件,適當擴大地網面積和改善地網結構,使雷電流盡快地洩放,縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間,以達到防雷要求。

防雷是一門邊緣科學,防雷系統必須講究科學性、經濟實用、耐久可靠三條原則 。現代化電子裝置防雷是乙個複雜的問題,需採用綜合治理的方法,根據特殊情況對症下藥,將可能產生雷擊的因素排除,才能將雷害威脅減小至最低的限度,如果該工程按本方案施工,基本可以安枕無憂。

電信機房防雷解決方案

二 訊號線路的雷電防護 lemp通過靜電感應,高電位反擊,直擊等方式竄入外接訊號線,再進入裝置,造成介面和裝置損壞的情況非常嚴重。這是因為資訊線路又多又長,易於感應,一般都採用遮蔽,接地,安裝防雷器的保護措施。三 等電位敷設與接地系統 在機房的防靜電地板下,沿機房四周水泥地面上敷設30 3紫銅帶構成...

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