防雷工程设计范文篇1

1.1连接

这里所讲的连接指的是“均衡连接，或者“等电位连接。它也是一种非常重要的现代防雷措施。由于闪电电源类似于一种电流波，防雷电装置则是为雷电流提供低阻抗通道。因此，用导线将闪电流流通部位和周围构筑结构（或设备）某些部分连接起来，便可以实现等电位；当有闪电经过时，各处的电位可以同时得到升高，也就不会再有旁侧的闪络放电。

1.2传导

闪电传导器也被称作避雷针，它的功能是将闪电传导给大地，这也是富兰克林对避雷针的精确定义。他所采取的措施至今为仍被证明是有效的，因而得到了广泛的应用。而对于具有直接危害的云地闪而言，采取此措施，可以把闪电吸引到接闪器上，继而把闪电传导入地，并将它的能量分散到地下，从而达到保护地上建筑的目的。

1.3分流

近几年来，频繁发生的雷灾大多数是采用分流措施来进行防御的。如上文所述，通过把引来的导线与接地体或接线之间并联一个避雷器，当室外线路上产生过电压，并沿这些导线进入室内时，避雷器的电阻会突然接近短路状态，可以达到闪电电流分流入地的目的。除此之外，若能在内部线路处安装避雷器，实现多级分流则可以取得更好的防御效果。

1.4接地

接地是为防止直击雷害的一套系统。只有良好的接地才能将闪电的能量泻放入地，从而降低引下线上的电压。接地工作也是一种基础工作，它主要是为其他防雷措施服务，接地工作没做好，其他措施都无法得到有效实施。因此，接地在整个防雷系统工程中的作用十分关键，需要加大在经济方面的投入。

1.5屏蔽

屏蔽，指的是用金属网、箔、壳（或管子）等导体把保护对象全部包围，通过这种手段能使闪电电磁脉冲波的入侵通道被全部阻断，而使得闪电无隙可乘。屏蔽防雷技术措施主要用于升压站、变电站以及电厂的送出电等建筑群。

2现代防雷技术的工程设计要点

现代防雷技术的工程设计关键点主要指的是雷电感应、雷电波入侵、防雷击电磁脉冲等防护工程设计和多级分流设计。具体而言，包括以下三个要点：①利用联合共用接地网技术降低电位差。②对进出建筑物连接仪器设备进行多级线路屏蔽与等电位连接。③在各个防雷区界面安装各种SPD。本文以信息系统的防雷技术为例，探讨现代防雷技术的工程设计关键点。

2.1供电线路的设计关键点信息系统供电线路的设计关键点主要表现在以下几个方面：

（1）屏蔽和等电位连接

屏蔽和等电位连接指的是利用建筑物外部的屏蔽措施，采取合适的方法对主要线段进行屏蔽包装、等电位连接，从而达到拦截直击雷、雷电感应过电压、减少雷电磁场强度的目的。

（2）安装电源SPD

安装SPD时需要综合考虑以下五种因素：①雷电防护区域的划分。②建筑物外部防雷设施及建筑物屏蔽层的分流。③依据雷击危险度对防雷防护等级进行评估。④确保SPD的级数、级与级之间的协调是否良好。⑤掌握区分不同供电接地制式和SPD非线性元件的特性。所选SPD需具有良好的兼容性、对被保护设备或线路无干扰、而且响应速度快、通流容量大、漏电流小、性能稳定。与此同时，SPD安装线应越短越好、并具备劣化指示及过电流保护的功能。一旦级与级之间的安全距离不够时，应采用串接退耦的装置，且该装置的通流量应该与供电线路的负载电流相配合，并留有余量。另外，SPD非线性元件的残压与安装线上的电感电压降、电阻电压降之和需小于等于被保护设备的耐压水平。因此，安装线长度不应超过0.5m，保证尽可能的短，且采用“V型接法，以消除输入线与输出线之间的电磁耦合。

（3）安装直流供电SPD

太阳能电池、UPS电源等直流电源的供电，尚需要通过雷电过电压防护。安装SPD要求限制电压为直流电源电压的1.5~1.8倍，而且需要将负极接地。要求标称放电电流为10~20kA。同时，SPD应配备诸如串接热熔断丝（或保险丝）之类的过电流保护装置。

（4）采取适当的供电接地制式

接地供电接地制式包括IT制、TT制、TN-C-S制、TN-C制以及TN-S制。不同的接地制式有着相配套的SPD设置模式。SPD的接地通常需要就近与设备的安全保护地或电源PE连接。因此，在实施联合共用接地与等电位连接的条件下，SPD的接地可在附近与电源PE线相连，或者就近与作了等电位连接的金属物相连。需要强调的是，个别信息系统的直流信号地需要单独设置，那么这时电源SPD的接地就无法与直流信号地的等电位连接带相连接。

（5）配电室的防护

变压器低压侧需要根据不同的雷电活动区选择SPD，即是80kA限压型SPD还是20kA开关型SPD。变压器低压侧经过低压铠装电线（抑或是护套电缆穿金属管）进入配电室，通过在配电室内线路入口处安装带有过电流保护装置的SPD，最后在配电屏内完成TN-S供电接地制式。

2.2信号线路的设计关键点

信号线路的设计关键点主要体现在以下几个方面：①信号线路应设有诸如有独立避雷针保护的接收天线，以达到完善的防直击雷装置。②通过实施等电位连接以及联合共用接地，避免地电位升高而沿信号线路和地线回路进入设备。③选择带有屏蔽功能的线缆（或线缆穿金属管），对信号线路进行屏蔽。④采用弱电竖井与水平线槽敷设的综合布线方式，使之与强电线路相隔离，或者使线缆达到一定的安全距离。⑤提高信息设备自身屏蔽、耐过电压，以及抗电磁干扰能力，必要时根据不同信号线路的特征安装相应性能参数的SPD。⑥做好信号SPD的接地点位置选择工作，因为位置的选择有点讲究。譬如，SPD在环形等电位连接网络上的连接点需要与电源SPD在环形等电位连接网络上的连接点相距5m以上；天馈SPD的接地点需要与室外接地排相连。⑦SPD的安装数量与位置需遵循如下几项原则。即信号线由室外引入到建筑物时，应于建筑物的入口处安装一级SPD；建筑物内SPD级数需要根据信号传输线缆长度确定，通常是长度小于30m时不装SPD、长度处于30~50m时可在主机房内集中安装，也或者视网络拓朴结构决定、长度处在50~100m时应在两端分别安装。需要注意的是，在选择各类SPD时，应考虑接口形式和被保护设备接口的兼容状况，同时应考虑插入损耗、传输速率、限制电压、特性阻抗、频响和时间响应特性以及标称放电电流等都达到相应信号传输的要求。而且，SPD安装后不应影响到信号传输的质量。

2.3信息设备的设计关键点

信息设备的设计关键点主要有四点：①设备仪器尽量安放在雷电磁场强度较小区。②依据仪器的电磁敏感度和重要程度做好相应的外部屏蔽工作。③设备仪器的所有外露导电物（譬如金属外壳、支撑物等）都要根据系统规模大小制成S型星形结构或M型网形结构。④确保设备与屏蔽层的距离符合标准安全距离。

3结语

防雷工程设计范文篇2

关键词：计算机机房防雷体系工程设计

中图分类号：TM862文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0053-02

雷电产生的强电磁场沿着与设备相连的信号线、电源线侵入网络系统。由于雷电产生强大电磁场，该电磁场产生的强脉冲与导线藕合传导，从而沿着线路入侵。设备接地体在雷击时产生瞬间高电位而损坏。这是因为防护直击雷的装置将雷电电流引向自身由接地体分流流入大地，在接地体上形成高电位，使与接地体连接的网络设备由于接地体电位升高而损坏。在计算机机房交换机、服务器、路由器等网络设备安置在建筑物内，受建筑物的防雷系统保护，直击雷破坏网络设备的可能性较小，但建筑物外部的网络线路可能受到直击雷的破坏，目前户外的网络线路基本采用光纤线路，大大减少了直击雷破坏的可能；机房中发生雷击事件主要是感应雷的破坏，因此防雷的重点是感应雷。在防范雷击入侵的时候要注意设备安装方法，包括线路和布局、安装位置的规范，以免受雷电在空间分布的电场、磁场的影响而损坏线路和设备。

1机房防雷的设计理念

该文所讨论的设计，主要是针对机房感应雷的防雷设计。是针对机房防雷的专门方案，结合防直击雷、防感应雷、等电位连接、设备接地的防护，形成综合防雷措施，办公用房的防直击雷措施能有效地降低雷电流的直接侵入，电源线路、数据信号线路的防护措施又有效地抑制雷电波和雷电电磁脉冲对设备造成的危害，机房内各导电部位的等电位连接，可有效地防止因电位差而导致的电位反击，保障了人员、设备的安全和正常工作运行。

1.1网络系统防雷设计

（1）一级防雷：在中心机房的网络输入端安装网络专用防雷器作一级保护。中心交换机和二级交换机是用光纤连接，光纤防雷效果好，因此这部分的网络可不作一级防雷设计。

（2）二级防雷：各二级交换机与机通过双绞线连接，因此在各二级交换机的机柜内安装网络交换机专用防雷器，24路端口保护。（3）三级防雷：各HUB和PC机采用带有网络保护的防雷插座，这部分的防雷保护已经在电源部分三级防雷中作了保护设计。

（4）在设计中采用的屏蔽方法是在连接硬件外层包上金属屏蔽层以滤除不必要的电磁波.采用：金属网、管套等围起保护网络设备，在主机房将所有的金属门窗与天花板龙骨多次连接，将雷电形成的脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔开来，以达到电磁屏蔽的目的。（5）设计考虑采用综合接地方式，即交流接地和安全工作接地合二为一，与直流接地、防雷接地分别用三根接地引线引至大楼的地面，再将它们与避雷地桩接成综合接地网，这样，它们应有同样的电位，在发生雷击时便不会发生雷电反击而损坏设备。（6）在这部分的设计中可结合前面的线路设计来考虑，同时在综合布线系统中要注意以下几个方面的问题：电源线路不要与网络线路同槽架设，数据插座与电源插座保持一定距离。广域网线路不要与局域网线路同槽架设。网络线路沿墙壁布置时，有条件应距离墙壁一定距离安装。屏蔽槽要有足够的厚度，并要求两点接地。

2下面用实例来说明用以上设计的运用方法

例1：

对黔西南州兴义市农村合作银行新建办公楼机房设在一楼，共计约100m2，其供电形式为单，整个系统尚未安装防雷设施。如接地，监控设备UPS，内部电源、均压带、等电位连接、PE接地等无防雷电感应和雷电波侵入防护设施。

按照“国标”有关防雷规范要求及根据实际需要，设备采取电源系统、信号传输系统上的防护。从而达到拦截、分流、钳位、接地、等电位连接的要求。使之形成内外雷电防护，保障设备置于良好的电磁环境下正常运行，保护人员及设备的安全，本着科学、经济、实用的原则，可靠的防雷效果，特设计以下防雷方案：

（1）项目说明，该项目设计为二类机房防雷设计，具体根据现场情况，被保护设备的配置做调整。（2）方案组成：主要包括两大部分。第一部分接地与等电位连接；第二部分设备电源线路与信号传输线路雷电防护；（3）方案目的：保护机房内人员和各计算机设备在雷电发生情况下的安全与正常运作，达到减少和预防雷击危害。（4）设计依据：GB50057―94《建筑物防雷设计规范》，GB50343―2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，GB50174―93《电子计算机机房设计规范》，JGJ/T16―92《民用建筑电气设计规范》，GB/T2887―2000《电子计算机场地整理规范》。（5）方案具体内容：机房所在办公楼顶已安装有避雷带作为防直击雷设施，引下线为柱筋，接地极为建筑基础。机房位于四层约100m，供电形式为TN-S系统（三相四线制），因此，应对机房进行电源系统、数据传输系统采取位、泄放、等电位连接、屏蔽等防护措施，使整体形成综合雷电防护的方式，以保障人员、设备置于良好的电磁环境下安全运行。

1）直击雷防护，建筑物的防直击雷装置已经安装，本方案不在体现。但幕墙要作接地处理。

2）防感应雷、本方案电源系统采取逐级降压的原则实行三级防雷电过压保护。根据《电子计算机机房设计规范》GB50174―93的规定，由大楼总电源对机房供电经UPS电源分别送至机房各设备。

3）对电源系统采取三级保护，第一级设置于大楼总配电柜处，第二级设置于机房UPS供电线路上（UPS前端），第三级设置于各设备处（UPS后端），重要设备如需要，可采用防雷插板进行精细保护。

各级电源避雷器参数指标如下：

第一级（SPD）采用通流量60KA、残压〈2KV、响应时间〈50nS。

第二级（SPD）采用通流量40KA、残压〈1.5KV、响应时间〈50nS。

第三级（SPD）采用通流量20KA、残压〈950V、响应时间〈50nS。

精细保护；采用通流量5―10KA专用设备防雷插板。

4）数据信号传输线缆上的防护：当信号传输系统采用光缆传输时可不考虑信号线路的防护，但光缆的金属加强芯应可靠接地。

（6）接地系统：如没有良好的接地，防雷系统也就形同虚设。因此必须安装可靠的接地系统用于防雷系统及设备的保护接地，需从户外空地内增设人工接地体，直至接地体设计电阻符合要求。增设人工接地极采用5×50×50角钢做垂直接地极，接地极间用-40×4的镀锌扁铁焊接相连，并将基础地极或新增地极作等电位连接，并引出二接地端子通过16mm多股铜芯线套PVC管进入机房与机房内的等电位连接体（-30×3铜排）连接。UPS电源、机柜、等均分采用6mm2的铜芯线与接地铜排紧固连接。这样，室内所有的设备地线均与接地母排进行电气联结，线路的金属屏蔽管、金属桥架、配电盘的外壳，也均与等电位母排进行电气联结。避雷器用6～10mm2的铜芯线与接地铜排紧固连接。机房内各电源三孔单相插座均接入PE保护地线。

（7）机房等电位连接：1）辅助地网与大楼基础地作等效连接，接地电阻小于4.0欧姆。2）机房采用两条-30×3铜条作为接地母排。由两条接地母线引入连接，作为工作地、保护地、防静电地的汇集排。3）机房各设备外壳均由各支线分别汇聚于接地铜排上。4）机房内各电源插座统一按左零右火标准接线。