LED防雷方案

 

一、方案总则

伴随大规模电子设备仪器的使用，雷击过电压造成的灾害越来越严重，作为全面的防雷策略，应从防地电位反击，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应影响等多方面作整体考虑，根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程度，作分类保护，从电源进线到数据通信线路多级分层保护。

1.1  雷电现象分析

雷是一种大气中的放电现象，当一部分带电云层与另一部分带异种电荷的云层之间，或者是一部分带电的云层对大地之间，进行迅猛的放电，产生强烈的闪光，并伴随巨大的声音时，雷电就发生了。云层之间的放电主要对飞行器产生危害，而云层对地面的放电，则对建筑物、人、蓄等产生巨大的危害，这就是雷击。

雷击有三种主要形式：第一种是带电的云层对大地上某一点，发生迅猛的放电，这叫做“直击雷”。第二种是带电云层发生雷击以后，由于静电感应作用，使地面某一范围内带上异种电荷，形成电位差，这种感应的高电压沿着电缆线迅速传向室内的用电设备，使其受到干扰或被击坏，叫做“感应雷”或称“二次雷”。第三种雷叫“球形雷”，所谓“球形雷”，是指在雷雨天，一些带颜色的火球在空中、地面水平方向移动或流动，其直径由十余厘米至几十厘米，甚至超过一米，它能通过烟囟、开着的窗户、门和其它的缝隙进入室内，或无声的消失，或发出丝丝的声音，或发生剧烈的爆炸。

    在雷电发生时，受雷击的目标有巨大的电流流过，称为“雷电流”。“雷电流”峰值大都为几十千安，少数为上百千安以至几百千安，雷电流峰值与土壤电阻率的大小成反比，一次雷电通常包括3-4次放电，重复放电都是沿着第一次放电通路发生的，雷电之所以重复发生，是由于雷云非常之大，其各部分密度各不相同，导电性能也不一样，它所包含的电荷也不能一次放完，第一次放电是由雷云最低层发生的，随后放电是从较高云层或相邻区发生的，一次放电全部时间可达十分之几秒。雷电对工厂危害主要表现在以下几方面：

※电源系统

    电源电缆线一般由室外架空或直埋方式进入建筑物内，容易遭受直击雷和感应雷的袭击。当雷击发生后，输电线路、电信线路上的感应电荷由于局部感应高电压，其值在高压架空线路上可达300-400KV，在低压架空线路上，可达100KV，在电信线路可达40-60KV。这种感应高电压沿着电缆线迅速传向室内的用电设备，致使设备等受到干扰或被击坏。 

※信号系统

   DDN通信专线、网络通信设备、路由器和程控交换机都是雷击的主要目标。遭受雷击后，雷击过电压直接损害网络设备、调制调解器、电话交换机及其它数据处理设备，造成数据丢失或中断。

    针对东莞东胜皮具有限公司（天面避雷针、接地、电源、信号线等）进行防雷现场勘测。本方案建议电源系统采取分级避雷保护。电脑网络，数据传输线，信号线，分别配备不同种类的防护装置。

另外：设备外壳，金属门窗，管道等应进行等电位处理，目的在于减少需要防雷的空间内各金属部件与各系统之间的电位差。 

二、设计依据

根据下列国家标准及有关现行国颁、部颁防雷设计规范、规程实施勘测、设计。

2．1、设计总则

 

 

A．依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，该建筑物和大楼内之计算机房等设备都必须有完整完善之防护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，空调设备、电脑网络、微波通信设备等装置应有防护装置保护。

 

B．  GB50057-94〈建筑物防雷设计规范〉

为使建筑物防雷设计因地制宜的采用防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠，技术先进，经济合理。本规范不适用于天线塔，共用天线电视接收系统，化工厂户外装置的防雷设计。

 

C． GB50174-93〈计算机房防雷设计规范〉

本规范适用于陆地上新建、该建和扩建的电子计算机机房的设计。为了使电子计算机机房确保电脑网络系统稳定可靠运行和保障机房安全使用，应符合现行有关标准规范的规定。

 

D．B2887-89 〈计算站场地技术文件〉

本标准规定了计算场地技术要求与测试方法，并适用于各类地面计算站依据计算站的性质、任务、工作量的大小，计算机类型的不同，计算机对供电、空调等的要求。至于测试方式从环境因素的不同采用合适测试仪表，这包括磁场干扰环境场强的测试和接地电阻测试。

 

E.  GB9361-88 〈计算站场地安全要求〉

     本标准规定了计算站场地的安全要求，并适用于各类地面计算站，不建站的地面计算机机房，按本标准对计算机机房的有关要求执行；改建的或非地面计算机机房可参照本标准执行。

     至于计算机机房的安全分类为A、B、C三个基本类别，因应实际设备和环境需求选择在安全机房下操作。

 

F.  JGJ/T16-92  〈民用建筑电气执行规范〉

     为在民用建筑电气设计中更好地贯彻执行国家的技术政策，作到安全可靠，技术先进、经济合理、维护方便。

     本规范使用于城镇新建、改建和扩建的单体及群体民用建筑的电气设计，并应选用合适的定型产品及经过检测的优良产品。

 

G. GA173-1998  〈计算机信息系统防雷保安器〉

     计算机信息系统加装有效可靠的防雷保安器，是国际上通用的最有效的防护措施。防雷保安器是保证计算机信息系统安全的专用产品，因此它应符合本标准的技术要求、实验方法、检验规则、标志、包装、运输及储存，并能有效防止感应雷电破坏该系统受保护设备。

 

H.  IEC1312〈雷电电磁脉冲的防护〉

本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、安装、检查、维护；并对装有这系统（如电子系统）的建筑物评估LEMP屏蔽措施的效率的方法。针对现有的防雷器（SPD）应用在防雷区概念安装上提出相关的要求。

 

I.  IEC 61643 〈SPD电源防雷器〉

本标准对电源防雷器用于交直流电源电路和设备上，额定电压在1000a.c.或1500d.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。

 

J.  IEC 61644  〈SPD 通讯网络防雷器〉

本标准对通讯网络防雷器用于通信信号网络系统，这类防雷器内置过压过流元器件，额定电压在1000a.c.或1500d.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。

 

K.  VDE0675〈过电压保护器〉

过电压放电保护器（电源防雷器）适用于额定交直流电压在100V至1000V范围内之供电配电系统，对应于防雷器作出分级分类要求。

 

三、勘测内容

3.1 现场调查

   东莞东胜皮具有限公司电源供电系统和通信设备及天面防直击雷没做防雷系统。

3.2 环境气象条件

   东莞市是副热带高压北跳登陆的前沿有山丘。相对湿度大，水汽充沛，对流旺盛，利于雷云的生成和发展，平均年雷暴日数在73.9天左右，个别年份超过90天，属于雷暴强烈区。

3.3  雷击频率

   该楼所处地区雷击大地的年平均密度Ng＝7.15次/平方公里* a ，年预计雷击次数N＝0.49次/a。属于第二类防雷建筑物。

四、存在问题分析

4.1 天面分析：

新厂办公楼及厂房未做防直击雷措施，大楼天面没有安装避雷针和避雷带。

4.2电源分析：

 A：厂房总配电柜未采取（防雷）过电压保护措施。

B：办公大楼电源也未采取（防雷）过电压保护措施。

4.3 信号分析：

         A：1条ADSL专线进入厂房时未采取防雷电感应和雷电波侵入             的保护措施。

      B：程控交换机未采取防雷电感应和雷电波侵入的保护措施。

      C：两栋大楼互连主干接入主交换机时未采取防雷电感应和雷电波侵入的保护措施。

 

4.4 接地分析：

 A：机房与建筑物地相连接时未采取多点接地等电位均压处理。  

 B：所有线槽架及机房设备、机壳未采取等电位接地。

 

五、系统建议方案

1、天面部分：为防止和减弱直击雷的危害，使厂房在防直击雷的有效保护范围之内，在两栋厂房顶部各安装两支避雷针（见图一），并作好所有等电位均压处理。

2、电源部分：厂房总配电3组进线处采取弱电一级保护，安装德国OBO V25-B （三相电源一级保护,最大通流量为100KA，波形为8/20US）避雷器各一组，以防止感应雷沿配电房的电源线进入厂房。办公大楼配电房进行弱电二级保护，安装OBO V25-C（三相电源二级保护,最大通流量为40KA，波形为8/20US）。另外机房网络设备增加安装德国OBO电源专用防雷插座3个。（图见附件）

3、信号部分： DDN线安装一个德国OBO RJ45-TELE/4专用信号避雷器；程控交换机前端安装德国OBO 电话防雷排4组。两栋厂房主干接入交换机前端安装一个德国OBO RJ45S-E100/4-F网络防雷器。（图见附件）

4、接地部分：机房内所有设备和机柜等进行接地和等电位处理，防止感应雷和雷电波侵入机房和设备。确保弱电设备正常运行和人身安全。（图见附件）

六、附录

1．工程预算表

2．防雷结构图

3．电源防雷示意图

4．信号防雷示意图

5．等电位连接示意图

6．检测报告