一、 设计依据
1.设计依据
建筑物防雷设计规范 GB50057-2010
建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50543-2012
建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择 IEC61024-1-1
质量管理体系认证 ISO9001:2000
民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92
雷电电磁脉冲的防护 IECI312
2.方案设计原则
本方案根据单位所处的地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律等的基础上,因地制宜地采取防雷措施,防止或减少雷击所发生的财产损失,以安全可靠、技术先进、经济合理为原则,设计本方案,以达到对信息系统的防雷保护。
二、防雷现状、勘测情况
1、雷雨季节雷击毁损情况说明
**单位位于**区**山顶,每年雷雨季节,均会遭受不同程度的雷击,造成一定的损失。为此校方增设了避雷针、电源防雷、网络防雷等设备。近期损失较为严重的是2015年4月和2020年3月。
2015年4月,连续的雷暴从校园东区和水塔顶引入,造成有线电视主干同轴线缆融化,大量放大器、部分电视机被击穿。从水塔引入的雷暴经由广播线路直接击穿防雷专用设备,将雷电引入科研综合楼地下车库的弱电机房内,造成大量交换机被击穿,同时造成科研综合楼内部分电脑被击穿。
2020年3月7日,连续的雷暴从校园东区、水塔、科研综合楼外引入,造成室外部分监控交换机、部分摄像头击穿(立杆均作了避雷针,摄像头均安装了二合一防雷器),雷电引入负一楼的弱电机房后,专用的防雷设备被击穿,造成部分交换机击毁,广播线路融化,广播设备(功放、喇叭、漏电保护等击毁)。
三、 雷电防护措施
1.方案设计范围
1.1 建筑物外部防护措施;
1.2 信息系统的电源、网络、音频、视频线路防雷保护;
1.3 设备等电位处理;
1.4 接地地网改造和新建;
1.5 LPZ0与LPZ1及后区敏感段线路的屏蔽处理;
2.方案设计目标
提高校区信息系统抗雷击质量,保障设备的安全。
3.信息系统防雷设计
3.1 建筑物外部防雷措施整改
A.科研综合楼
科研综合楼长73.5m,宽35.4m,高17.5m,共5层,属于框架式砖混结构建筑体。楼面未安装设接闪带,也不在其它接闪器的保护范围内。因此,按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)中4.3条对于第二类防雷建筑物的防雷措施要求,设计采用由装设在科研综合楼楼面上的接闪带和接闪杆混合组成的接闪器。接闪带和接闪杆按规范附录B规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击部位敷设,并在整个屋面组成不大于10*10m或12m*8m的网格。
突出屋面的卫星接收器通过引下线就近与接闪带或接闪杆之间做可靠等电位连接。
接闪带沿建筑外墙引下,设专设引下线,数量不少于2根。
楼面顶部平台上增加架设接闪杆,高度按滚球半径计算公式如下:
可求得架设接闪针高度为7.3m。在该高度下,地面上小于3m高度的被保护物,保护半径大于38.5m,因此能有效防止人身及信息系统设备遭直击雷的威胁。
B. 水塔接闪杆
现场装设于水塔顶部的接闪器已经锈蚀很严重,并且其引下线与金属围栏连接不可靠。
整改措施:
1)对接闪器进行除锈处理,加强其导电性;
2)更换接地引下线,拆除原有引下线,采用φ10mm的热镀锌圆钢敷设于塔体侧面,引入地网;
3)增加人工接地极;
4)将塔顶金属围栏等电位焊接至引下线,并与接闪针做等电位连接;
5)对固定于金属围栏上的室外喇叭更换固定方式和位置,使期与围栏保持750px的安全距离。
3.2 建筑物内部电子信息系统感应雷防护措施整改
A.科研楼负一楼机房
1) 按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)5.4中对于浪涌保护器的选择,在分配电箱内装设8/20us Ⅱ级试验的SPD,In≥20KA ;
2) 在弱电机柜内安装机架式In≥3KA 的PDU;
3) 网络机柜内与其它雷电防护区有线路连接的交换机,在线路端口处装设集线式网络防雷箱;
4) 对进入机柜的光纤加强芯进行可靠接地处理,将其引至均压环;
5) 在视频线端口加装BNC接口的天馈线路防雷器;
6) 静地地板下装设均压环,采用3*30mm紫铜排,其与地面采用绝缘子固定。并对机房所有接地线采用”S”型接地方式连接;
7) 机房增加1欧姆人工接地网,具体措施如下:
采用1500mm长的垂直接地极、接地模块,制作一个阻值不大于1Ω的接地地网。
垂直接地体(热镀锌角钢、接地模块)之间间隔为3000mm,水平接地体用4×40mm的热镀锌扁钢,水平接地体与垂直接地体须焊接牢固。垂直接地体按接地装置剖面布置图开坑,挖深600mm,宽400mm,角钢垂直打入地下,使接地电极的顶部高出地面100mm,接地模块水平放置,然后用水平接地体焊接连通。
水平接地体应钝角弯曲引上地面上300mm,然后与接地线焊接,接地线为φ10mm的热镀锌圆钢。
接地体在焊接时,扁钢搭接长度为宽度2倍,并应焊接3个棱边,圆钢与扁钢焊接处的搭接长度不应小于100mm。
接地体的焊接点或无镀锌部分,均应做防腐处理,涂沥青油或防锈漆防腐。
接地体安装完成后,逐层回填泥土,在接地体周围不得填入砖石、焦渣、垃圾之类的杂物,并保证接地体阻值不大于1Ω。
8) 总配电房作为LPZ0与LPZ1边界的主要引流通道,在总配低压侧安装10/350usⅠ类试验的SPD,Iimp≥15KA;
B.四楼弱电机房
1)更换老化的SPD;
2)静电地板下装设等电位均压环;
3)将所以接地线采用“S”型接地方式连接至均压环;
C.楼层配电箱
按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)5.4中对于浪涌保护器的选择,在各楼层配电箱内装设8/20us Ⅱ级试验的SPD,In≥30KA;
D.室外监控
室外监控立杆很分散,不同的立杆处于不同的雷电防护区内,加之其线路与机房直接相连,是雷电传输的通道。因此,应对室外监控设备采取科学的防雷措施,具体措施如下:
1)将立杆顶端接闪短针与二合一接地断开并分开接地。
2)增加人工接地极,采用2根垂直接地极和一套接地模块组合,由水平接地极可靠焊接后通过10平方毫米接地铜线与二合一PE端相连;
3)立杆顶端接闪针以立杆主体为引下线,将立杆基础连接至地网;
E.室外广播系统
室外广播大多采用架空线路,其位置高,线路架设距离远,因此必须给其选择相对安全的固定位置,并对其传输线路进行屏蔽处理。将其固定在有接闪杆或接闪带保护范围内的位置。
F.水塔水泵房配电
按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)5.4中对于浪涌保护器的选择,在水泵配电箱内装设8/20us Ⅱ级试验的SPD,In≥20KA。并且将SPD接入增加了人工接地极的地网内,接地电阻值小于4欧姆。
3.3.等电位连接措施
在各机房的静电地板下面设置3*30mm扁铜,作为机房等电位连接载体,以消除各点的等电位差。
机房内所有防雷设备地线、金属外壳、门窗、静电地板、强弱电桥架等先连接到等电位网上再与接地相连接,采用“S”型接地方式。
等电位连接示意图
3.4 连接线标准
电源防雷器连接线采用10mm2多股铜线,地线采用16mm2多股铜线;
信号防雷器地线采用10mm2多股铜线;
等电位网与接地的连接采用25mm2多股铜线作为引下线。