供电局防雷设计方案_电厂防雷设计方案
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ⅩⅩ 市 供 电 局
防感应雷设计方案
用户名称：Ⅹ市供电局
项目名称：Ⅹ市供电局计算机房防感应雷设计方案 设计日期：2004年02月22日
设计单位：四川中光高技术研究所有限责任公司Ⅹ供电局防雷设计方案
一、概述
1.背景
随着网络技术的发展，人们在开始重视传统防雷的同时，逐步把防止雷电电磁脉 冲对通信、计算机等用电设备的防护提到议事日程。
电力调度及控制中心大楼内的设备担负着变送电管理的调度控制任务，是弱电子 设备最集中的地方，它的安全运行直接影响内部和外部的数据传输。一旦遭受雷击，致使设备损坏将会造成不可挽回的损失。经过检查，主机房电源系统、信号传输系统、卫星接受系统基本无防感应雷保护。因此对计算机网络系统加强防雷击保护势在必行。2.方案设计执行的标准
1、IEC1024 《外部防雷于内部防雷装置》
2、IEC1312 《雷电电磁脉冲的防护》
3、GB50057—94 《建筑物防雷设计规范》(2000版)
4、GB50174—93 《电子计算机机房设计规范》
5、YD5068-98 《移动通信基站防雷与接地设计规范》
6、YDJ26-89 《通信局（站）接地设计暂行技术规定》
7、YD2011-93 《微波站防雷与接地设计规范》 3.现场初步勘测分析(1)供电局办公楼
已具有良好的接地系统，本次工程不予考虑。
电源系统、信号系统没安装防雷设备，不能防止LEMP的侵入，不符合计算机设备防雷要求。
(2)远程各供电所 主要问题有：
①卫星接收系统没作防雷处理；
②计算机系统信号系统没作防雷处理，不能防止LEMP的侵入，不符合计算机设备防雷要求。
③电源系统、信号系统没安装防雷设备，4.防雷方案设计原则
（1）直击雷防护
根据建筑物防雷设计规范，大楼应采取防直击雷保护措施，除建筑物女儿墙四周必须架设金属避雷带以外，大楼顶还应安装防直击雷的优化避雷针作接闪器。
由于直击雷的破坏作用巨大，传统的金属避雷针在发生接闪时，强大的雷电流直接通过金属引下线及建筑钢筋泄流入地，根据电磁场麦克斯威理论：变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场；泄流入地的高频雷电脉冲将在引下线周围产生高强度的雷电感应电磁场，通过空间作用于大楼内及大楼周围的供电及信号电缆上，由此产生的感应雷电过电压脉冲将会对楼内的弱电子设备造成很严重的伤害。
此外，雷电流在泄流入地的时候，由于放电时间短，土壤对电流的吸收效果不好，泄流点附近会产生很高的地电压，一方面是产生的跨步电压对人身的伤害，另一方面是会通过地线系统对周围设备造成地电位反击损坏。
因此，需采用优化避雷针替代原有的传统金属避雷针，利用其内部的箝位、分流间隙和高频限流阻抗单元对尖峰雷电脉冲进行延时和降幅，将衰减后的雷电波波头时间变为原来的10倍以上，而将雷电流的幅度变为原来的1/10以下，从而大大降低了引下线周围的感应电磁场强度，减小了在周围线缆上感应的雷电脉冲强度，从而有利于楼内设备的二次保护。（2）电源系统
雷电属于低频脉冲波，雷电的能量90%以上都集中在几百K赫兹以下的低频部分，特别是交流工频部分。从实际的统计数字表明：电源系统发生的雷击事故占所有雷击事故的60%～70%以上。由于电厂使用的基本上都为交流工频电源，因此在感应雷电场中，交流供电系统上常常耦合产生很强的感应雷过电压脉冲，高强度的雷电脉冲通过供电线路作用于电力设备上，经常造成供电设备及用电设备的损坏。在电力系统中因雷击造成设备损坏的例子不胜枚举。
因此，在大楼的交流总电源输入配电屏进线端及大楼各楼层交流分电源配电屏进线端应安装相应的电源避雷器保护装置，以防止由供电线路进入的雷电过电压脉冲对交流用电设备的损坏，同时在楼内直流供电线路上安装相应的直流电源避雷器保护程控交换机等直流用电设备。
大楼的供电体制应按照规范采用标准的TN-S制，以确保提供给楼内通讯及控制设备的电源能满足规范的安全要求。（3）控制、通讯信号系统
微电子设备的另一容易进雷的部位在信号线路上。由于控制或通讯线路往往很长，雷电感应场在信号线路上产生的过电压脉冲通过金属芯线进入设备后将直接作用于设备的接口芯片上；现代电子设备大量采用微电子集成芯片，其耐压和功率为高速工作的需要均设计得很低，一旦雷电脉冲进入芯片，轻则接口芯片损坏，重则通过接口芯片窜入其他线路板造成整个设备瘫痪，因此通讯、控制线路上必须安装SPD过电压保护设备才能保证设备的信号接口不被感应雷电过电压脉冲损坏。此外，由于雷电电磁场的穿透性，不光由室外进入的信号线路上会产生感应电压，室内信号电缆上同样有过电压脉冲，一般室内15米以上的信号电缆上就需要加装SPD过电压保护设备。
我们有些同志错误地认为信号线采用屏蔽电缆就不会受到感应，这其实是一种误解。屏蔽只能降低感应的程度而不能完全防止感应的发生，举一个简单的例子：通常人们乘坐的电梯实际上是一个接地良好的屏蔽盒，但在电梯里还是可以检测到微弱的手机信号，而雷电的强度远远超过基站信号强度几万到几十万倍以上，可想而知屏蔽层内电缆金属芯线上感应的强度同样足以造成设备接口芯片的损坏。
因此，计算机通讯接口（包括局域网交换机、HUB、MODEM等）、程控交换机用户线接口、楼内消防控制设备接口、楼内闭路电视监控摄象机及矩阵控制器接口及电力控制室检测及控制线接口均应安装SPD过电压保护装置。（4）天馈系统
由于无线通讯天线为增加覆盖面积，天线的位置往往架设在建筑物顶端或铁塔的上部，其遭受雷电感应的强度因此更大，因此无线通讯设备天馈接口应加装相应频率的SPD过电压保护器。
在实际安装过程中，除通过波导管直接连接的天馈接口因接口承受功率大，在做好外部等电位连接后，不需要安装避雷设备外；凡天线通过馈线连接的设备天馈接口，其馈线内部金属芯线因受雷电感应的作用，同样会产生过电压脉冲，造成无线通讯机的损坏，所以都必须加装避雷设备。（5）接地系统
接地系统是电源系统的重要组成部分，良好的接地系统才可以避免各种干扰信号的破坏，本方案不考虑接地系统该动。但要求原系统为联合接地，接地电阻≤1Ω。
二、施工方案设计
1.主机房
（1）安装过电压保护器
A.电源系统------电源系统防雷设计实行三级保护 一级保护：ZGB153B-60型避雷器一台，安装在办公楼总电源配电屏的三相电源进线端。
二级保护：ZGB153B-40型电源避雷器一台，安装在办公楼六楼电源配电屏的三相电源进线端。
三级保护：ZGG680-20型电源避雷器三台，安装在机房内电源配电屏各三相电源开关进线端。
B.信号系统
在各楼层计算机网络交换机前安装ZGB210F24-5H组合避雷器1台。（共23台）C.卫星天线接收系统
在天线馈线进端安装一台ZGB017型天馈避雷器。
在楼顶距卫星天线接收系统3米处安装一台ZGU-III-3A2X型避雷针，安装高度3米。
对卫星天线接收系统馈线进行接地处理，使其达到防雷要求。2.远程各变电所
（2）安装过电压保护器
A.电源系统------电源系统防雷设计实行二级保护
在远程智能控制柜内三相电源进线端安装一台ZGG680-20电源避雷器。共27台。
在总配电柜供远程智能设备电源处安装一台ZGB153B-40型电源避雷器一台。共27台。
B.信号系统
在交换机与后台微机用5类线连接处网卡端加一台ZGB235F-3型信号避雷器。C.卫星天线接收系统
在天线馈线进端安装一台ZGB003N1型天馈避雷器。
对卫星天线接收系统馈线进行接地处理，使其达到防雷要求。
三、防雷设备
1.主机房
（1）设备一（2）设备二
名称：电源避雷器 名称：电源避雷器 型号：ZGB153B-60 作用：电源系统一级保护 位置：办公楼总配电柜内 数量：1台 参数：通流60KA、910V启动
（3）设备三 名称：电源避雷器 型号：ZGG680-20 作用：电源系统三级保护 位置：远动机房配电柜内 数量：3台 参数：通流20KA、620V启动
（5）设备五 名称：天馈避雷器 型号：ZGB003N1 作用：保护卫星通信设备 位置：馈线入口处 数量：4台 参数：接口TNC、损耗 ≤0.1 工作频率DC-1000
2.远程各变电所
（1）设备一 名称：电源避雷器 型号：ZGB153B-40 作用：电源系统一级保护 位置：总配电柜内 数量：27 台 参数：通流40KA、910V启动
型号：ZGB153B-40 作用：电源系统二级保护 位置：各楼层配电柜内 数量：6台
参数：通流40KA、910V启动 4）设备四
名称：信号避雷器 型号：ZGB210F24-5H
作用：保护计算机、交换机设备位置：交换机接口 数量：23台
参数：保护电压5V、RJ45接口（6）设备六
名称：优化避雷针 型号：ZGU-III-3A2 作用：防直击雷 位置：办公楼顶 数量：1台
参数：通流容量200KA
（2）设备二
名称：电源避雷器 型号：ZGG680-20 作用：电源系统二级保护 位置：控制系统配电柜内 数量：27台
参数：通流20KA、620V启动（(3)设备三（4）设备四
名称：信号避雷器 名称：天馈避雷器 型号：：ZGB235F-3 型号： ZGB003N1 作用：保护计算机、网卡 作用：保护卫星通信设备 位置：交换机设备、网卡接口 位置：馈线入口处 数量：5台 数量： 52台
参数：工作电压5V、RJ45接口 参数：接口TNC、损耗 ≤0.1 传输速率 100M 工作频率DC-1000
四、方案说明
1.楼内单台计算机和通信设备未做防雷考虑； 2.方案使用原接地系统，设计接地电阻要求R≤1Ω。
3.为了保障计算机终端设备安全,建议在放置终端房间内安装一个计算机终端用防雷插座ZGJ-X2R型。
4．为了保障安全,建议各收费营业所的总电源处安装一台ZGB153B-40型电源避雷器，终端房间内安装一个ZGJ-X2R型防雷插座.5.产品选型说明：方案中选用了中光高科产业集团的防雷产品，中光高科产业集团是国内规模最大，工程经验最丰富的现代防雷企业之一，是我国防雷企业中率先通过ISO9001质量体系认证及取得防雷工程设计、施工甲级资质的专业防雷公司。其产品先后通过了有关部门检验和公安部、信息产业部颁发的生产、销售许可证。产品已经在我国电力、通信、机场、石化、港口、航天等行业广泛应用，反映良好。
四川中光高技术研究所有限责任公司
2004年2月21日
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