直擊雷保護工程
設計方案
山西捷力通防雷科技****
2023年8月
第一章：防雷概述
雷電是一種大氣自然現象，由雷電引起的雷擊災害是一種常見的自然災害，它主要分為直接雷擊和感應雷擊。直接雷擊是雲、地之間放電時，閃電直接擊在建築物、其它物體、大地、或防雷裝置上，產生電效應、熱效應和機械力者。感應雷擊主要是雲與雲或雲與地之間放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應。
隨著科學技術的飛速發展，當今世界已進入資訊時代，通訊技術、計算機網路技術已經滲透到國民經濟及國防現代化建設的各個領域。然而，微電子技術在應用中的巨大優勢，又成為它經不起雷電危害的巨大劣勢，計算表明，在距離雷擊中心1.5-2km範圍內都會產生危險過電壓，當電磁場強度達到0.
07gs時，就會引起計算機誤動作，達到2.4gs時，就可能對積體電路板造成永久性損壞。因此，國際電工委員會（iec）將雷電災害稱為「資訊化時代的公害」。
現代防雷技術要求實施系統防雷工程，國際電工委員會第81防雷技術委員會（iec/tc-81）的技術定義將系統防雷工作總結為：dbse技術，即分流（dividing）、均壓（bonding）、遮蔽（shielding）、接地（earthing）四項技術加之有效的防護裝置的綜合，達到全方位、立體化的防雷目的。最新國標《建築物電子資訊系統防雷技術規範》（gb50343–2012）也是遵循了以上原則，要求實施系統、全面的雷電防護措施。
第二章：資訊系統雷擊電磁脈衝風險評估方法
資訊系統雷擊電磁脈衝防護的風險評估，主要應考慮資訊系統所處的環境因素（主要包括地區雷電活動情況、所處建築物的結構、機房環境等）、資訊系統裝置自身情況（主要包括重要性、耐衝擊能力、遮蔽狀況等）、發生雷擊事故的後果嚴重程度三個方面進行綜合評估，將資訊系統雷擊電磁脈衝防護分為a、b、c、d四級，分別採取相應的多級防護措施。
一、計算方法
1、資訊系統所處建築物預計的年平均直擊雷次數計算公式：
式中 n—建築物年預計直擊雷次數（次/a）
k—校正係數，一般情況下取k=1，在下列情況下取相應數值：
ng—建築物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/（km2·a）]
ae—與建築物截收相同雷擊次數的等效面積（km2）
其中 ng=0.024·td1.3
td—年平均雷暴日，根據當地氣象台、站資料確定（d/a）
ae=[lw+2(l+w)·√h(200-h)+πh(200-h)]·10-6 （公式1）
ae=[lw+2(l+w)+πh]·10-6（公式2
式中l、w、h分別為建築物的長、寬、高（m）。
當h<100m，ae按公式1計算；
當h≥100m，ae按公式2計算，其每邊的擴大寬度應按等於建築物的高h計算；
當建築物各部位的高不同時，應沿建築物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積ae應按每點最大擴大寬度外端的連線線所包圍的面積（具體可查閱gb50057-94附錄一）。
2、資訊系統因直擊雷和雷擊電磁脈衝引起裝置損壞的可接受的最大年平均雷擊次數計算公式：
nc=5.8×10-3 /c
式中 nc—因直擊雷和雷擊電磁脈衝引起裝置損壞的可接受的最大年平均雷擊次數
c—各類因子
其中 c=c1+c2+c3+c4+c5+c6
c1：資訊系統所在建築物材料結構因子
當建築物屋頂和主體結構均為金屬材料時，c1=0.5；
當建築物屋頂和主體結構均為鋼筋混凝土材料時c1=1.0；
當建築物為磚混結構時，c1=1.5；
當建築物為磚木結構時，c1=2.0；
當建築物為木結構或其它易燃材料時，c1=2.5。
c2：資訊系統重要程度因子
一般計算機、通訊裝置，c2=0.5；
《計算機場站安全要求》中劃為c類的機房，c2=1.0；
《計算機場站安全要求》中劃為b類的機房，c2=2.0；
《計算機場站安全要求》中劃為a類的機房，c2=3.0；
a類機房有嚴格的要求，有完善的計算機機房安全措施；
b類機房有較嚴格的要求，有較完善的計算機機房安全措施；
c類機房僅有基本的要求，有基本的計算機機房安全措施。
現代計算機機房基本上達到了a類機房的安全要求，具體分類標準見下表。
注：⊕有要求或增加要求 -無需要求 ⊙要求
c3：資訊系統裝置耐衝擊型別和抗衝擊能力因子
本因子與裝置的耐各種衝擊的能力有關，與採用的等電位連線及接地措施有關，與供電線纜、訊號線的遮蔽接地狀況有關，一般可原則分為：
一般，c3=0.5
較弱，c3=1.0
相當弱，c3=3.0
一般指裝置為《低壓系統內裝置的絕緣配合》（gb/t16935.1-1997）中所指的i類安裝位置的裝置，且採取了較完善的等電位連線、接地、線纜遮蔽措施；
較弱指裝置為《低壓系統內裝置的絕緣配合》（gb/t16935.1-1997）中所指的i類安裝位置的裝置，但使用架空線纜，因而風險較大；
相當弱指裝置整合化程度很高，山西捷力通防雷通過低電壓、微電流進行邏輯運算的計算機或通訊裝置。
c4：資訊系統裝置所在雷電防護區（lpz）的因子
裝置在lpz2或更高層雷電防護區時，c4=0.5
裝置在lpz1區內時，c4=1.0
裝置在lpz0b區內時，c4=1.5
裝置在lpz0a區內時，c4=2.0
有關雷電防護區的定義為：
lpz0a：直擊雷非防護區，本區內的各類物體都可能遭到直接雷擊，本區內的電磁場沒有衰減，屬完全暴露的不設防區；
lpz0b：直擊雷防護區，捷力通防雷本區內的各類物體很少遭到直接雷擊，但本區內的電磁場沒有衰減，屬充分暴露的直擊雷防護區；
lpz1：第一遮蔽防護區，本區內的各類物體不可能遭到直接雷擊，流經各類導體的電流比lpz0b區進一步減少，由於建築物的遮蔽措施，本區內的電磁場得到了初步的衰減；
lpz2：第二遮蔽防護區，為進一步減小所導引的電流或電磁場而引入的後續防護區；
lpz3：第三遮蔽防護區，為進一步減小雷電電磁脈衝，以保護敏感度水平高的裝置的後續防護區。
注： ：表示在不同雷電防護區介面上的等電位連線帶
：表示起遮蔽作用的建築物外牆，房間或其它遮蔽體
lps ：外部防雷裝置
虛線 ：表示按滾球法計算lps接閃器的保護範圍
和 ：天線
：交流配電屏（室）
圖1 雷電防護區劃分和做符合要求的等電位連線的例示
c5：資訊系統發生雷擊事故的後果因子
資訊系統業務中斷不會產生不良後果的，c5=0.5 ；
資訊系統業務原則上不允許中斷，但在中斷後無嚴重後果的，c5=1.0 ；
資訊系統業務不允許中斷，中斷後會產生嚴重後果的，c5=1.5 ；
c6：區域雷暴等級因子
少雷區，c6=0.8; 多雷區，c6=1; 高雷區，c6=1.2; 強雷區，c6=1.4;
3、資訊系統雷擊電磁脈衝防護分級
依據公式 e=1—nc / n
當e>0.98為a級
當0.95 當0.80 當e≤0.80為d級
第三章：設計原則
3.1外部防雷設計根據《建築物防雷設計規範》（gb50057-2010）要求，按第三類防雷建築物的要求進行設計。
3.2外部防雷採用8支騰輝智慧型提前放電避雷針通過引下線與地網作可靠連線入地。
3.3設計原則
先進性：防雷系統將採用國際上最先進的技術和裝置。
實用性：防雷系統建成後，將把被保護物遭受雷擊的概率和雷擊損失降至最低水平，以體現建立該系統的價值。
可靠性：防雷裝置執行穩定、可靠，不影響系統裝置執行。
經濟性：在保證先進、實用、可靠的前提下，選擇價效比較高的防雷裝置以節省工程費用。
美觀性：防雷裝置安裝、布局合理，與內、外整體布局相配套，不影響整體美觀。
第四章：直擊雷設計依據
4.1《建築物防雷設計規範》（2023年版）gb50057-2010
4.2《建築物電子資訊系統防雷技術規範》gb50343-2012
4.3《氣象資訊系統雷擊電磁脈衝防護規範》qx3-2000
4.4《建築與建築群綜合佈線系統工程設計規範》gb/t50311-2000
4.5《雷電防護》iec62305系列標準
4.6《建築物防雷設施安裝》99d501-1防雷與接地安裝
第五章設計方案
現代防雷技術要求實施系統防雷工程，防雷設計主要從防直擊雷、接地及均壓等電位措施等方面綜合考慮。
1、 本工程建（構）築物的防雷等級類別：三類。
2、 本工程建築物的外部防雷採用2支提前放電避雷針，主要用於建築物的直擊雷防護。
3、 根據被保護物的尺寸，在建築物樓頂安裝1支提前放電避雷針。
4、 避雷針採用不鏽鋼公升高杆安裝，避雷針安裝高度為xm，保護範圍足以覆蓋建築物。
5、 避雷針安裝、保護範圍可參照99（03）d501-1圖集。特殊施工可以採用絕緣引線保證安全。
6、 所有焊點的搭接長度及防腐措施均按相關規範要求執行。
直擊雷防護：
在《建築物防雷設計規範》gb50057-2010中對防雷裝置的名詞解釋是：「接閃器、引下線、接地裝置、過電壓保護器及其它連線導體的總合。」
大樓直擊雷防護工程技術方案
方案設計單位 防雷證書編號 設計人 設計時間 第二部分設計依據 1 設計依據 建築物防雷設計規範gb50057 94 質量管理體系認證iso9001 2000 2 方案設計原則 本方案根據大樓所處的地理 地質 土壤 氣象 環境等條件和雷電活動規律等的基礎上，因地制宜地採取防雷措施，防止或減少雷擊所發...
如何防禦直擊雷 感應雷
雷電是大氣中自然放電現象，雲層的放電可對飛行器發生危害，雲層對大地的放電則對建築物和人畜危害極大。現代防雷的技術原則是強調全方位防護，綜合治理 多層設防，把防雷作為乙個系統工程來設計。雷電的破壞作用主要由以下幾種方面引起 直擊雷 直擊雷是雷電直接擊在建築物上。由於雷擊時，雷電壓高達幾百萬 幾千萬伏，...
感應雷防護設計方案
辦公大樓 工程 年03月13日 隨著通訊裝置的高度整合化 通訊網路的系統化 通訊裝置管理的整合 化，廣泛使用在各類通訊系統中的大量精密電子裝置，其耐過電壓過電流水平的下降，雷電災害事故常常發生，已經成為我們 網路化時代 電子化時代 的一大公害。智慧型系統在工作時可能受到過電壓的侵襲，過電壓可能以電壓...