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1、电力系统设备综合防雷设计模板一、电力系统防雷的重要性随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力自动化系统已使用了相当数量的计算机、RTU和其它微电子设备。县级电力调度及其变电所由于所在地土壤电阻率较高或地处山区，其地网的接地电阻往往很难到达电力标准标准中的要求，为防雷工作增加了许多难度。由于一些微电子器件工作电压仅几伏，传递信息电流小至A级，对外界的干扰极其敏感，而雷电流产生的瞬变电磁场对微电子设备的干扰和损害尤为严重。在雷雨季节，有的县电力局调度大楼和电力局所属自动化显示系统、通讯系统(Modem、载波机、程控交换机等)常常损坏，造成较大的直接和间接经济损失，影响当地电力系统的正常调
2、度、工农业生产和人民的日常生活。因此，电力系统的防雷工作非常重要。二、电力局综合楼及变电站所外部防雷1、外部直击雷防护外部直击雷防护装置主要由接闪器、引下线、接地装置组成。建筑物年预计雷击次数按下式计算： N = k NgAe；Ng = 1.3式中N：建筑物预计雷击次数次/a；k：雷击次数校正系数；Ng：建筑物所处地区雷击大地的年平均密度次/km2a；Ae：与建筑物截收相同雷击次数的等效面积km2；Td：该地区的年平均雷电日数； 广周地区年平均雷电日数为7590次/年。在以下情况下k取相应数值：a、位于旷野孤立的建筑物取2；b、金属屋面的砖木结构建筑物取；c、位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤
3、电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取。依据以上计算，按照GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?第2.0.3条的要求，电力系统建筑物属于标准规定的“对国民经济有重要意义的装有大量电子信息系统设备的建筑物和“预计年雷击次数大于0.3次/年的一般性民用建筑物。因此应按二类防雷建筑物进行防护。A、根据GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?第4.1.1条的要求：避雷针可采用圆钢或焊接钢管制成，其材料直径应符合以下要求：针长1米以下：圆钢直径不小于12mm 钢管直径不小于20mm针长1米至2米：圆钢直径不小于16mm 钢管直径不小于25mmB、根据
4、GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?第4.1.2条的要求：避雷带可采用圆钢或扁钢制成，其材料应符合以下要求：圆钢直径不小于8mm 扁钢截面积不小于48mm2 厚度不小于4mm。避雷带可沿建筑物四周女儿墙上敷设，并与避雷针、引下线、天面电磁屏蔽网做良好的连接。C、根据GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?第4.2.1条的要求：引下线应采用圆钢或扁钢制成，优先选用圆钢，其材料应符合以下要求：圆钢直径不小于8mm 扁刚截面不小于48mm2 厚度不小于4mm。引下线设置不应小于2根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按
5、跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。每根引下线的冲击接地电阻不应大于10。当采用多根引下线时，应在个引下线上距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。D、根据GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?第4.3.1条的要求：接地体人工垂直接地体应采用角钢、钢管或圆钢制成，人工水平接地体应采用扁钢或圆钢制成，其材料应符合以下要求：圆钢直径不小于10mm 扁钢截面不小于100 mm2 厚度不小于4mm 角钢厚度不小于4mm 圆钢壁厚不小于3.5mm。人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体的距离宜为5m。?建筑物电子信息系统防雷技术标准?5.2.5规定：防
6、雷接地与交流工作接地、平安保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。?建筑物电子信息系统防雷技术标准?5.2.6规定：接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。2、建筑物接地与等电位连接A、环行接地网接地是防雷的根底，标准规定的接地方法是采用金属型材铺设水平或垂直地极，在腐蚀强烈的地区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法抗腐，更合理的方法是利用建筑物的根底钢筋地网作为共用接地系统，这有事半功倍之效。 如建筑物没有根底钢筋地网，宜在建筑物四周埋设人工垂直接地体和水平环型接地体。环行接地体与建筑物水平距离不
7、应小于2m。接地体的冲击接地电阻不宜大于4欧姆，如达不到要求可用添加降阻剂和增加接地体数量等方法来降低阻值。为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属局部，金属护套，避雷器，以及一切水、气管道等均应与共用接地系统作金属性连接。B、等电位连接将建筑物电气装置内外露可导电局部、电气装置外可导电局部、人工或自然接地体用导体连接起来以到达减少电位差称为等电位联结。在IEC和GB50057-94标准中指出等电位连接是内部防雷措施的一局部，其目的在于减少雷电流所引起的电位差。等电位，是用连接导线或过电压电涌保护器，将处在需
8、要防雷空间内的防雷装置和建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位。利用钢筋混凝土结构的建筑物内所有金属构件的多重连接，建立一个三维的连接网络是实现等电位连接的最正确选择。所有从室外进入的金属导体包括水管、气管，电缆屏蔽层或电缆屏蔽管应在进入防雷区的交界处就近直接接地，不能直接接地的导体如电力线、传输线等应通过避雷器接地，电力、通信电缆应穿金属管并埋地进入机房，穿管埋地的距离应大于25米。室内设备的金属局部应可靠接地，所有的接地必须接在同一个接地基准点上，这个基准点在工程上称为汇流排或均压环，这样就能保证室内设备不会因为地电位升
9、高而产生电位差。建筑物外部防雷装置是直接安装在建筑物顶面，防雷装置与各种金属物体之间的平安距离不可能得到保证。为防止防雷装置与邻近的金属物体之间出现高电位还击，进小其间的电位差，除了将屋内的金属物体做好等电位连接外，应将各种接地交流工作地、平安保护地、支流工作地、防雷接地等共用一组接地装置。上述四种接地的接地引出线可与环行接地体相连形成等电位连接，但防雷接地在环行接地体上的接地点与其他几种接地的接地点之间的距离宜大于10m。三、电力局综合楼及变电站所建筑物天面电磁屏蔽1、建筑物直击雷防护装置接闪时的其顶部机房内的电磁环境当建筑物顶部直击雷防护装置接闪时，按照GB 50057-942000版?建
10、筑物防雷设计标准?提供的二类建筑物雷击参数，首次雷击雷电流参数为：150KA；后续雷击雷电流参数为：37.5KA；那么：LPZ1区的电磁场强度为：H1 = KHiOw/(dw) (A/m) SF= 20log / dB dS/1= m 式中：KH 形状系数1/，取KH=0.011/；H1 LPZ1区空间经屏蔽网格衰减后的磁场强度A/m；i0 雷电流值A；SF 屏蔽系数dB； 屏蔽网格的宽度m；dS/1 LPZ1区内空间的平安距离m；dw 被考虑点距LPZ1区屏蔽壁的最短距离m；dl/r 被考虑点距LPZ1区屏蔽顶的最短距离m；依据以上公式计算得，建筑顶部直击雷防护装置接闪时，当建筑天面的建筑钢
11、筋网格为5m5m时，在建筑物首次雷击25kHz的情况下，位于LPZ1区空间中心位置的计算如下：SF = 20log / 4.6 dB；dS/1=2.3m；H1 = KHiOw/(dw) 1899A/m;相当于23.8Gs上式中：=5m；dw=2.5m；dl/r=2.5m；依据GB 50057-942000版?建筑物防雷设计标准?附录七：环路中感应电压、电流及能量的计算公式，当建筑顶部直击雷防护装置接闪时，距离建筑顶层钢筋柱内引下线1 m布置有直径为16mm2，包裹面积为2m2m的设备供电电源线时，其环路的感应电压和电流计算如下：(+()/(1+)()/(1+)10-6 = 2.26 -3.2
12、+4.26+4.2610-6 10-6 H上式中：l =2m；b =2m；r =8mm；开路电压UOC在波头时间T110s期间，UOC的最大值UOC/max ：UOC/max =Obln(1+/)KH(w/)iO/max/T1 = 2803.9(V)如果忽略导线的欧姆最坏情况，短路电流为iSC的最大值iSC/max： iSC/max=Obln(1+/)KH(w/)iO/max依据GB 50174-93?电子计算机机房设计标准?第3.2.3条的要求，主机房内的磁场干扰环境强度不应大于800 A/m。因此，当建筑物顶部直击雷装置接闪时，依据上述计算，建筑物顶层机房内的电磁场强度高达1899A/m相
13、当于23.8Gs，远远大于标准所规定的大于800 A/m的磁场干扰强度，因此，必须对建筑物进行金属网格屏蔽。从上述计算还可以看出，当建筑物顶部直击雷防护装置接闪时，其机房内部LPZ1区电源线、信号线及其相应的接地线所包裹的环路中的开路电压UOC是非常大的，足以造成设备的损坏。如本文2局部定义的机房，其开路电压最大值UOC/max为2803.9V，远高于电子信息设备I类设备的1500V的耐压。而在实际的机房布线时，其电源线、信号线及其相应的接地线所包裹的环路远大于这个尺寸。因此，在考虑建筑物金属网格屏蔽的同时，还需要考虑机房内电源、信号线路的雷电电磁脉冲在线路上产生的过电压的防护，需对线路采取相
14、应的屏蔽措施，并安装相应等级的电涌保护器SPD。2、建筑顶部机房内设备平安距离的选择依据GB 50057-942000版?建筑物防雷设计标准?第六章：防雷击电磁脉冲；第三节：屏蔽、接地和等电位连接的要求，我们会发现在LPZ1区存在两个平安距离的参数dS/1和dS/2，dS/1为雷电击中格栅形大空间屏蔽以外或附近的情况下LPZ1区内距屏蔽层的平安距离；dS/2为雷电直接击中格栅形大空间屏蔽上的情况下LPZ1区内距屏蔽网格的平安距离。对于利用建筑物柱内钢筋做屏蔽网格的建筑物，其屏蔽层与屏蔽网格均为建筑物柱内钢筋，那么平安距离到底选择哪一个值呢？dS/1和dS/2的计算如下：dS/1= ；dS/2=
15、SF 屏蔽系数dB； 屏蔽网格的宽度m；通过上式可以看出：当屏蔽系数SF10 dB时，dS/110 dB时，dS/1dS/2；而SF = 20log / 是一个与屏蔽网格的宽度有关的值，经计算，当屏蔽系数SF=10 dB时，屏蔽网格的宽度2.65 m，既当屏蔽网格的宽度2.65 m时，应中选取dS/1值作为平安距离；当屏蔽网格的宽度2.65 m时，应中选取dS/2值即网格宽度作为平安距离。也就是说，在平安距离的选择上我们总是选择最大的平安距离以保证机房内电子信息设备的平安。通常情况下，对于设立在建筑物顶部的电子信息设备机房，我们只考虑当建筑物顶部直击雷防护装置接闪时的电磁场环境，因为此时机房内
16、部LPZ1区的磁场强度要大于建筑物附近雷击时的磁场强度，而此时为保证机房内设备的平安，节约机房的使用面积，采用金属网格对建筑物进行屏蔽时所选用的屏蔽网格宽度是远小于2.65 m的，所以在工程我们一般选取dS/1值作为平安距离。3、建筑顶部机房设备内部的电磁环境按照GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?的防雷分区，建筑物顶部机房空间相当于LPZ1区，而此空间内的设备因受到设备金属框架的网格屏蔽作用，空间电磁场强度会进一步衰减，设备内部相当于LPZ2区。在本文2局部定义的机房内，当有一高度为2m、长1m、宽0.5m的设备时，其设备内部的磁感应强度的计算如下：H1 = KHiOw/(dw) 1
17、899A/m;SF = 20log / 12.6 dB；H2 = H1/10SF/20446 A/m;相当于5.6Gs根据1971年美国通用研究公司家的R.D希尔的仿真实验，当雷电活动时磁感应强度Bm=0.7Gs时，无屏蔽的计算时机产生误动，当磁感应强度Bd=2.4Gs时，没有屏蔽的计算机系统将遭致永久性损坏。这一实验说明了现代电子信息设备的脆弱性。然而在现实的工程案例中几乎不存在完全“裸露的电子信息设备，因此在工程设计中不应该选择2.4Gs做为机房内电磁场强度的设计依据进行屏蔽网格和平安距离的设计，而应该按照GB 50174-93?电子计算机机房设计标准?的要求按10Gs做为机房内电磁场强度
18、的设计依据进行屏蔽网格和平安距离的设计。当主机房内的磁场干扰环境强度按照800 A/m，也就是10Gs进行设计时应该注意：摆放在此机房空间内的设备，就算受到设备金属框架的网格屏蔽作用，空间电磁场强度有所衰减，对设备而言仍然是不平安的。小于10Gs的磁感应强度虽然缺乏以损坏设备，但是会缩短设备的正常使用寿命，并且从机房内场地合理利用的角度讲，也需要采用金属网格对机房进行电磁屏蔽。下面在建筑物屏蔽网格的选择中我们将分析这一问题。4、建筑物屏蔽网格的选择依据GB 50057-942000版?建筑物防雷设计标准?第六章：防雷击电磁脉冲；第三节：屏蔽、接地和等电位连接的要求中关于LPZ1区内电磁场强度的
19、计算公式，对建筑物采取电磁屏蔽措施的时候，按照GB 50174-93?电子计算机机房设计标准?的要求，主机房内的磁场干扰环境强度不应大于800 A/m，即不大于10Gs，对于无金属网格做电磁屏蔽的建筑物，经计算此时LPZ1区内的平安距离Sa3.96 m.。显然，从机房内场地合理利用的角度讲这是不经济的。并且GB 50174-93?电子计算机机房设计标准?只适用与面积大于140 m2的电子计算机机房，对于面积小于140 m2的电子计算机机房如移动、联通、铁路等的机站这是无法接受的。因此必须对建筑物采用金属网格做电磁屏蔽。那么该如何合理的对建筑物进行电磁屏呢？对于二类防雷建筑物，当建筑物天面使用1
20、m1m金属网格做屏蔽时：SF = 20log / 17.91 dBH1 = KHiOw/(dw) 379 A/m 相当于4.8GsdS/1= =1.79 m这对面积大于140 m2的电子计算机机房是适宜的。如假设机房内的设备无金属框架或者机房的面积较小只有几十平方米，那么需要用更小的金属网格对建筑物进行屏蔽。对于二类防雷建筑物，当建筑物天面使用0.4 m0.4 m金属网格做屏蔽时：SF = 20log / =26.55 dBH1 = KHiOw/(dw) 152 A/m 相当于1.9GsdS/1= 1 m此时的设备摆放平安距离dS/1约为1m，是最正确屏蔽效果。如此的设置可大大节约建筑物机房内
21、的空间使用率，是解决建筑物顶部机房问题的最好方法。5、引下线对建筑物LPZ1区内电磁场强度的影响建筑物顶部通过建筑物直击雷防护装置接闪时，按照IEC推荐的雷电流的分布概率，80%的雷电流峰值为3050KA，我们假设此时雷电流参数为：40KA，假设此建筑物由10条柱内钢筋组做引下线，那么每条柱内钢筋组上所分担的雷电流为4KA。那么，在LPZ1区内距离引下线小于10Gs，即800 A/m的电磁场界面的位置Sa为：Sa=Sa=Sa即设备在LPZ1摆放时距离引下线的最小平安距离。同样情况，假设此建筑物不是使用柱内钢筋组做引下线，而是独立设置引下线，假设引下线有4条，那么依据前述例子，每条柱内钢筋组上所
22、分担的雷电流为10KA。那么，在LPZ1区内距离引下线小于10Gs，即800 A/m的电磁场界面的位置为：Sa=Sa=由此可见，这样做对面积较小的电子计算机机房是不经济的。当建筑物遭受直击雷时，雷电流的95%沿着建筑物的外墙引下线流入地，而在建筑物中间的柱子流过的电流约为5%；因此，在分析时我们一般只考虑建筑外层柱内钢筋组的数量。值得一提的是：选择建筑物内层柱内钢筋组做建筑的电气接地干线时，可大大降低雷击时在该接地干线上产生过高的雷击电压。综上所述，对于高层建筑物中的电子信息设备机房来说，机房不宜架设计在建筑物顶部，如因条件限制需要设计在建筑物顶部时，必须用金属网格做好雷电电磁脉冲的屏蔽工作。
23、对于面积大于140 m2的电子信息设备机房，金属网格的宽度不宜小于1m1m。对面积较小只有几十平方米的电子信息设备机房，要到达有效利用机房面积的目的，那么需使用0.4 m0.4 m金属网格对建筑物进行电磁屏蔽。对于引下线的选择，宜使用建筑物柱内钢筋组做引下线，而不宜独立设置引下线。四、电力局综合楼及变电站所电源系统防雷1、高压电力线的防护高压电力线架空地线300500m终端杆变压器低压端避雷器图42 高压电力线采用架空地线防护示意图在雷电活动频繁、雷电强度大、雷暴日多的地区，当雷击建筑物附近的交流供电线路时，为了防止雷电沿电力线路侵入建筑，可按图42所示方法，对高压电力线以及变压器实施保护。G
24、B 50057-942000?建筑物防雷设计标准?国家标准第三章、第3.3.8条要求：在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下：当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引人时，宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器，当Y，yno型或D，yn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧采用电缆进线的情况下，宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器，在高压侧采用架空进线的情况下，除按国家现行有关标准的规定在高压侧装设避雷器外，尚宜在低压侧各相上装设避雷器。实施方法：1、可在距变压器300-500m的架空高压电力线上方，架设避雷线架空地线对电力线进线进行保护。该架空地线宜每
25、杆接地一次，而且要单设接地体，勿用水泥杆内的钢筋做引下线和接地体。这样，与变压器高压侧的避雷器相配合，可以阻止雷电波造成损害，同时使雷电流在每杆入地，使其分流泄入大地。2、为了更稳妥可靠，可在高压电力线终端杆的前一杆上，在每条相线上对地增装一组HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器；在变压器的低压侧还要对地装一组氧化锌高压避雷器，除此之外尚应在每四杆增设一组跌落式熔断器。应当提起注意的是，每当落雷之后和雷雨季节到来之前，一定要仔细检查高压避雷器和接地线是否完好无损，以排除隐患。3、如果高压电力线直接引入机房配电室，此时，从变压器高压侧起的一段应采用高压电力电缆进室，其长度至少200m。
26、架空高压线与高压电缆的连接处，应加装一组HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器，并且高压电缆两端金属护层、钢带应分别妥善接地。在年雷暴日大于20日，大地电阻率高的地段，还应在电力电缆的上方，架设屏蔽线排流线。2、建筑内配电线路及设备过电压防护1)、引入大楼内的交流电力线宜采用地下电力电缆。其电缆金属护套的两端均应作良好的接地。2、交流供电变压器高压侧，按供电局要求安装一组HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器；低压侧，安装MVS开关型电源防雷模块或者MB UP一级电源防雷箱。变压器的机壳、低压侧的交流零线，以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层，应就近一点接地。3、配电屏引出的
27、三根相线及零线，应安装MSL系列限压型电源防雷模块或者MB UP型电源防雷箱。屏内交流零线不作重复接地。大楼内所布放的交流供电线路中的中性线零线聚集排，应与机架的正常不带电金属局部绝缘。4、建筑的电缆金属护套在入室处应作保护接地，电缆内芯线在入室处应加装防雷器，电缆内的空线对亦应作保护接地。建筑内所有交直流用电及配电设备均应采取接地保护。交流保护接地线应从接地聚集线上专引，严禁采用中性线作为交流保护接线。5、根据有关标准建议：“动力供电采用不少于三级的分流限压措施，所以其供电系统的防雷配置图如图45所示使用MB三相/单相电源防雷器系列。UPSA/C图中配电室变电所表示米蓝系列电源电涌保护器3、
28、常用电源系统防雷设计方案A、电源一级防雷依据GB 50057-94?建筑物防雷设计标准?第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ0A、LPZ0B区对电涌保护器SPD的要求及GB 50054-95?低压配电设计标准?第四章：配电线路的保护中有关低压防雷的有关规定；参照JGJ/T 16-92?民用建筑电气设计标准?第13局部：电力设备防雷、第14局部接地及平安以及GBJ 64-83?工业与民用电力装置的过电压保护设计标准?第五、六、八章；DL/T620-1997?交流电气装置的过电压保护和绝缘配合?第三章到第十章；DL/T621-1997?交流电气装置的接地?第三章、第四
29、章、第六章、第七章的局部条文。按照第二类建筑物雷电防护等级首次雷击参数要求，依据雷电分流理论，可分配到电源线路系统的最大雷电电流为10/350s波形75KA，那么对于TN系统每线可分配10/350s波形雷电流15KA。因此作为系统电源进线端的第一级防雷，需使用10/350s波形、通流容量大于15KA每线的电源电涌保护器将数万伏的感应雷击过电压限制到4KV以下。通常将配电系统第一级防雷保护设计为：使用10/350s波形、通流容量25KA每线，8/20s波形、通流容量100KA每线的B级电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到2000V以下。所有接线用16mm2股铜线连接，地线用25mm2 多股铜线连
30、接。可选用MVS 50B/3+NPE开关型电源防雷模块或者MB UP/3L-120B电源防雷箱。B、电源二级防雷根据GB 50057-942000版?建筑物防雷设计标准?第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ1区对电涌保护器SPD的要求及GB 50054-95?低压配电设计标准?第四章：配电线路的保护中有关低压防雷的有关规定；参照JGJ/T 16-92?民用建筑电气设计标准?第13局部：电力设备防雷、第14局部接地及平安以及GBJ 64-83?工业与民用电力装置的过电压保护设计标准?第五章、第六章、第八章；DL/T620-1997?交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
31、?第三章、第四章、第五章；DL/T621-1997?交流电气装置的接地?第七章、第八章的局部条文。按照第二类防雷建筑物雷电防护等级二次雷击参数要求，依据雷电分流理论，可分配到电源线路系统的雷电电流为8/20s波形75KA，那么对于TN系统，每线可分配8/20s波形雷电流18.75KA，考虑到保护的裕度，作为配电系统电源第二级防雷，需使用8/20s波形、通流容量40KA每线的电源电涌保护器将4KV的线路剩余感应雷击过电压限制到2KV以下。可选用MVL 40C/3+NPE限压型电源防雷模块或者MB UP/3L-65B电源防雷箱。C、电源三级防雷根据GB 50057-942000版?建筑物防雷设计标
32、准?第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ1区对电涌保护器SPD的要求及GB 50054-95?低压配电设计标准?第四章：配电线路的保护中有关低压防雷的有关规定；参照JGJ/T 16-92?民用建筑电气设计标准?第13局部：电力设备防雷、第14局部接地及平安的局部条文。依据电力综合楼配电线路设计的实际情况，考虑到机房设备的重要性，将配电系统第三级防雷保护设计为：使用8/20s波形、通流容量20KA每线的电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到1500V以下。可选用MVL 20D/3+NPE限压型电源防雷模块或者MB UP/3L-40C电源防雷箱。D、电源末级防雷根据IE
33、C 61312-3雷电电磁脉冲的防护 第三局部：浪涌保护器的要求，在LPZ2区内，浪涌保护器可将浪涌电压限制到一千多伏，防雷器通流容量为8/20s：10KA。依据电力综合楼中所使用设备的实际情况，考虑到效劳器等高价位设备的重要性，将配电系统末级防雷保护设计为：使用8/20s波形、通流容量20KA的MPS 103D插座型电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到1000V以下。四、电力局综合楼及变电站所信号系统防雷电力局综合楼智能建筑信息系统一般由建筑物自动化BuildingAutomationSystem，BAS、远程通信TelecommunicationSystem，TCS和办公自动化Office
34、AutomationSystem，OAS三个系统构成，这3个系统中又包含各自的子系统。依据GB50057-942000版?建筑物防雷设计标准?的规定，电力局综合楼智能建筑属于“重要的人员密集的公共建筑物，因此通常按照二类防雷建筑设计要求进行考虑。根据GB 50057-942000版?建筑物防雷设计标准?第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ1区对电涌保护器SPD的要求及YD/T 5098-2001?通信局站雷电过电压保护工程设计标准?第五局部：SPD 的选择；第条：信号线用SPD；第条：计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的要求，参照IEC 61643-3
35、 ?低压系统的电涌保排器? 第3局部?在电信系统中SPD的应用?和IEC 61644-1 1997?通信系统用SPD?标准要求，对于通信线路的防护，需对设备进线缆线使用8/20s波形、通流容量3KA的信号电涌保护器将数千伏的线路感应雷击过电压限制到设备允许值。1、环境控制管理子系统主要包括：暖通空调HVAC系统控制，如对各种冷热源机组，空调机组、新风机组控制给排水系统控制，如各种水泵、水箱水位控制报警。运输系统控制，如各个电梯、自动扶梯的控制。电气系统控制，如对变配电设备、自备发电机、直流电源、照明、动力设备控制等。按照GB50057-94?建筑物防雷设计标准?标准第3.3.7条的要求，应该将
36、建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，不用另设接地装置。对于控制系统用的12V的RS232和6V的RS485、RS422数据控制线，由于通常此类控制线的线路较长，布线比拟复杂，容易感应到雷电和工频过电压，而数据线连接的控制主机耐压又比拟低，所以需要在主机的各数据线输入端安装相应的数据信号浪涌保护器。RS232数据控制线可使用MS PD-12V/2S的数据信号浪涌保护器，RS485、RS422数据控制线可使用MS PD-06V/2SMS PD-P12V/2S、MS PD-P24V/2S、 MS PD-P48V/2S的数据信号浪涌保护器。一般在电
37、梯、自动扶梯、变配电设备、自备发电机、动力设备控制中，都需要选用额定负载电流1.5A的数据信号浪涌保护器。额定的负载电流小的数据信号浪涌保护器插入损耗比拟小0.1dB，因此数据传输的损耗比拟小，其浪涌保护器SPD内部使用电阻元件resistor，选型不正确的时候容易烧掉这个电阻元件。而额定的负载电流大的数据信号浪涌保护器插入损耗比拟大0.2dB，因此数据传输的损耗稍微大，其浪涌保护器SPD内部使用电感元件inductor，所以平安性比拟高。2、火灾报警及消防联动控制子系统主要有火灾报警及消防联动控制系统FAS。在建筑物内部装置感烟探测器、感温探测器及模拟显示盘。当发生火灾时，它能自动喷洒水或其
38、他灭火液体气体。防排烟系统排除火灾时产生的烟雾并防止其漫延。火灾报警及消防联动控制系统一般使用RS232数据控制线，从平安性和本钱考虑，通常只需要在主机的数据采集端安装数据信号浪涌保护器，而无须在感烟探测器、感温探测器探头处安装数据信号浪涌保护器。火灾报警及消防联动控制系统数据控制线可使用MS PD-24V/2S的数据信号浪涌保护器进行保护。3、平安监控子系统电视监控系统Closed Circait Televisiow的防雷保护比拟复杂，首先需要明确监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径，尤其是雷击损坏较为严重的室外监控设备，在分析其损坏原因的根底上，以及研究和探讨信号、电源线
39、路的布放、屏蔽及接地方式等，方可以正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置。电视监控系统一般由以下三局部组成：1、前端局部。主要由黑白彩色摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。2、传输局部。使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。3、终端局部。主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。A、前端设备的防雷：前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备一般不会遭受直接雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，比方安装在地下停车场等的摄像机等。而室外的设备那么同时需考虑防止直击雷和感应雷。前端设备如摄像头应置于接闪器避雷针或其它接闪导体有效保护范围
40、之内。为了施工方便避雷针一般架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用 8的镀锌圆钢或35mm2铜导线，此时应注意依据GB50198-94?民用闭路监视电视系统工程技术标准?第2章、第2.5节、供电、接地与平安防护、第2.5.4条的要求，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装适宜的避雷器，如电源线220V或DC24V、视频线、信号线和云台控制线。这样做比拟麻烦，问题比拟多，且要受安装空间的限制，因此可以选择“三合一或者“二合一的监控摄像机多功能电涌保护器
41、。比方MS CCTV-3/220、MS CCTV-3/024等。B、传输线路的防雷：CCTV系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设或敷设在前端与终端之间。GB50198-94?民用闭路监视电视系统工程技术标准?的规定，传输局部的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式，当条件不充许时，可采用通信管道或架空方式。采用通信管道或架空方式时，应注意传输线缆与其它线路的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距。比方与220V交流配电线的最小间距为0.5米，与通讯电缆的最小间距为0.1米
42、，与110KV电力线的最小垂直间距为2.5米，与1KV以下电力线的最小垂直间距为1.5米，与播送线的最小垂直间距为1.0米，与通信线的最小垂直间距为0.6米等等。直埋敷设方式防雷效果较好，而架空线比拟容易感应雷击。为防止首尾端设备损坏，在使用架空线传输时，应在每一支撑杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入适宜的避雷器。传输线埋地敷设也并不能完全阻止雷击设备的发生，统计数据显示雷击造成埋地线缆故障大约占总故障的30左右，即使雷击比拟远的地方，也仍然会有局部雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电
43、气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。C、终端设备的防雷：在CCTV系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网，防直击雷措施应符合GB 5005794?建筑物防雷设计标准?的规定。进入监控室的各种金属管线应接到共用的接地装置上，易采用一点法接地。与硬盘录像机等连接且布线经过室外的信号线路主要为视频信
44、号传输线及云台控制线，因此对于硬盘摄像机的信号保护，需要在由外面进入中心监控机房的线路接入设备之前，安装MS CoaxB-TV/16S同轴通讯信号浪涌保护器。按照YD/T 5098-2001?通信局站雷电过电压保护工程设计标准?第五局部：SPD 的选择；第5.3条：信号线用SPD；第5.5条：计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的要求标准的要求，通流容量应大于3KA。4、 通信子系统TCS 通信系统TCS的功能主要有语音通信、数据通信、图形图像通信。 通信系统主要指以程控交换机及模块局为核心的 、集团 、远端虚拟交换机。最重要的有线话音通信系统就是程控用户交换机，它可组成内部和外部通
45、信系统。目前用户交换机已经开展为数字式交换机，它的内部和外部线路的数目是很重要的指标。面对种类繁多，系统纷繁复杂的通信系统，其防雷设计显得非常复杂。只有依据YD/T 5098-2001?通信局站雷电过电压保护工程设计标准?和IEC 61643-3 ?低压系统的电涌保护器?两个标准，在做好机房均压、线路屏蔽等工作的根底上，根据系统特点选择适合和有效接地方式，安装适合此系统线路参数使用的电涌保护器SPD就才能有效解决这些问题。对于有线话音通信系统，与程控交换机连接的线路有 外线和内线，由于 线路的布线极其复杂，分布至整幢大厦的各个位置，每一条线路都有可能感应到过电压，造成对交换机的危害，是不是每条
46、进出线缆都需要做防雷保护呢？从经济实用的角度考虑这是没有必要的。通常对其进行防护只需对外线使用MS RJ45-TELE/4S或者MS RJ45-TELE/2S进行防护，线架和出线使用MS KRONE-LAS,MS KRONE-LSA10就可以了。对于拉出建筑的 出线，比方门卫值班 ，可以考虑使用MS RJ45-TELE/2S进行保护。这样设计比拟经济，从用户的角度讲是可以接受的。5、卫星通信及有线电视子系统对于卫星通信VSTV、有线电视CATV、卫星电视SATV等系统，其卫星天线一般安装在建筑物天面，如卫星天线未在建筑物防直击雷避雷针、带的保护范围之内，需要增加接闪器作保护，如在建筑物防直击雷避雷针、带的保护范围之内，只需要将天线馈线等外设线路穿金属管屏蔽，外端连接避雷带、天线支架或者引下线，内端连接机房接地汇流排或者建筑物柱内钢筋即可起到良好的雷电防护作用。再此根底上再在机房设备进线端安装MS CoaxN-CATV/S、MS CoaxB-TV/S等通讯信号电涌保护器就可将设备的雷击损坏风险降到极低的水平。6、计算机网络通信子系统计算机网络通信系统雷电防护