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文檔簡介

1、電力系統防雷設計 (2008-12-3)   熱     電力系統設備綜合防雷設計一、電力系統防雷的重要性隨著電力系統容量的增加和自動化水平的不斷提高,電力自動化系統已使用了相當數量的計算機、RTU和其它微電子設備。縣級電力調度及其變電所由于所在地土壤電阻率較高或地處山區,其地網的接地電阻往往很難達到電力標準規范中的要求,為防雷工作增加了許多難度。由于一些微電子器件工作電壓僅幾伏,傳遞信息電流小至A級,對外界的干擾極其敏感,而雷電流產生的瞬變電磁場對微電子設備的干擾和損害尤為嚴重。在雷雨季節,有的縣電力局調度大樓和

2、電力局所屬自動化顯示系統、通訊系統(Modem、載波機、程控交換機等)常常損壞,造成較大的直接和間接經濟損失,影響當地電力系統的正常調度、工農業生產和人民的日常生活。因此,電力系統的防雷工作非常重要。二、電力局綜合樓及變電站所外部防雷(省略)(如有需要,可來電聯系)三、電力局綜合樓及變電站所建筑物天面電磁屏蔽(省略)(如有需要,可來電聯系)四、電力局綜合樓及變電站所電源系統防雷1、高壓電力線的防護圖42 高壓電力線采用架空地線防護示意圖在雷電活動頻繁、雷電強度大、雷暴日多的地區,當雷擊建筑物附近的交流供電線路時,為了防止雷電沿電力線路侵入建筑,可按圖42所示方法,對高壓電力線以及變壓器實施保護

3、。GB 50057-94(2000)建筑物防雷設計規范國家標準第三章、第條要求:在電氣接地裝置與防雷的接地裝置共用或相連的情況下:當低壓電源線路用全長電纜或架空線換電纜引人時,宜在電源線路引入的總配電箱處裝設過電壓保護器,當Y,yno型或D,yn11型接線的配電變壓器設在本建筑物內或附設于外墻處時,在高壓側采用電纜進線的情況下,宜在變壓器高、低壓側各相上裝設避雷器,在高壓側采用架空進線的情況下,除按國家現行有關規范的規定在高壓側裝設避雷器外,尚宜在低壓側各相上裝設避雷器。實施方法:1)、可在距變壓器300-500m的架空高壓電力線上方,架設避雷線(架空地線)對電力線進線進行保護。該架空地線宜每

4、桿接地一次,而且要單設接地體,勿用水泥桿內的鋼筋做引下線和接地體。這樣,與變壓器高壓側的避雷器相配合,可以阻止雷電波造成損害,同時使雷電流在每桿入地,使其分流泄入大地。2)、為了更穩妥可靠,可在高壓電力線終端桿的前一桿上,在每條相線上對地增裝一組HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器;在變壓器的低壓側還要對地裝一組HY1.5W-0.5/2.6配電型無間隙氧化鋅高壓避雷器,除此之外尚應在每四桿增設一組跌落式熔斷器。應當提起注意的是,每當落雷之后和雷雨季節到來之前,一定要仔細檢查高壓避雷器和接地線是否完好無損,以排除隱患。3)、如果高壓電力線直接引入機房配電室,此時,從變壓器高壓側起的一段

5、應采用高壓電力電纜進室,其長度至少200m。架空高壓線與高壓電纜的連接處,應加裝一組HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器,并且高壓電纜兩端金屬護層、鋼帶應分別妥善接地。在年雷暴日大于20日,大地電阻率高的地段,還應在電力電纜的上方,架設屏蔽線(排流線)。2、建筑內配電線路及設備過電壓防護1)、引入大樓內的交流電力線宜采用地下電力電纜。其電纜金屬護套的兩端均應作良好的接地。2)、交流供電變壓器高壓側,按供電局要求安裝一組HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器;低壓側,安裝大通流電源防雷模塊(如LDY-100B/3+NPE)或者一級電源防雷箱如 WY-380B100)。變壓器的機

6、殼、低壓側的交流零線,以及與變壓器相連的電力電纜的金屬外護層,應就近一點接地。3)、配電屏引出的三根相線及零線,應安裝限壓型電源防雷模塊或者電源防雷箱。屏內交流零線不作重復接地。大樓內所布放的交流供電線路中的中性線(零線)匯集排,應與機架的正常不帶電金屬部分絕緣。4)、建筑的電纜金屬護套在入室處應作保護接地,電纜內芯線在入室處應加裝防雷器,電纜內的空線對亦應作保護接地。建筑內所有交直流用電及配電設備均應采取接地保護。交流保護接地線應從接地匯集線上專引,嚴禁采用中性線作為交流保護接線。5)、根據有關規范建議:“動力供電采用不少于三級的分流限壓措施”,所以其供電系統的防雷配置圖如圖45所示(使用M

7、B三相/單相電源防雷器系列)。3、常用電源系統防雷設計方案A、電源一級防雷依據GB 50057-94建筑物防雷設計規范第六章:防雷擊電磁脈沖;第四節,第至6.4.12條LPZ0A、LPZ0B區對電涌保護器(SPD)的要求及GB 50054-95低壓配電設計規范第四章:配電線路的保護中有關低壓防雷的有關規定;參照JGJ/T 16-92民用建筑電氣設計規范第13部分:電力設備防雷、第14部分接地及安全以及GBJ 64-83工業與民用電力裝置的過電壓保護設計規范第五、六、八章;DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合第三章到第十章;DL/T621-1997交流電氣裝置的接地第三章、

8、第四章、第六章、第七章的部分條文。按照第二類建筑物雷電防護等級首次雷擊參數要求,依據雷電分流理論,可分配到電源線路系統的最大雷電電流為10/350s波形75KA,則對于TN系統每線可分配10/350s波形雷電流15KA。因此作為系統電源進線端的第一級防雷,需使用10/350s波形、通流容量大于15KA每線的電源電涌保護器將數萬伏的感應雷擊過電壓限制到4KV以下。通常將配電系統第一級防雷保護設計為:使用10/350s波形、通流容量25KA每線,8/20s波形、通流容量100KA每線的B級電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到2000V以下。所有接線用16mm2股銅線連接,地線用25mm2 多股銅線

9、連接??蛇x用GBF LDY-100B/3+NPE電源防雷模塊或者GBF WY-380B100電源防雷箱。B、電源二級防雷根據GB 50057-94(2000版)建筑物防雷設計規范第六章:防雷擊電磁脈沖;第四節,第至6.4.12條LPZ1區對電涌保護器(SPD)的要求及GB 50054-95低壓配電設計規范第四章:配電線路的保護中有關低壓防雷的有關規定;參照JGJ/T 16-92民用建筑電氣設計規范第13部分:電力設備防雷、第14部分接地及安全以及GBJ 64-83工業與民用電力裝置的過電壓保護設計規范第五章、第六章、第八章;DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合第三章、第四

10、章、第五章;DL/T621-1997交流電氣裝置的接地第七章、第八章的部分條文。按照第二類防雷建筑物雷電防護等級二次雷擊參數要求,依據雷電分流理論,可分配到電源線路系統的雷電電流為8/20s波形75KA,則對于TN系統,每線可分配8/20s波形雷電流18.75KA,考慮到保護的裕度,作為配電系統電源第二級防雷,需使用8/20s波形、通流容量40KA每線的電源電涌保護器將4KV的線路殘余感應雷擊過電壓限制到2KV以下??蛇x用GBF A200-B/3+NPE限壓型電源防雷模塊或者WY-380B40S電源防雷箱。C、電源三級防雷根據GB 50057-94(2000版)建筑物防雷設計規范第六章:防雷擊

11、電磁脈沖;第四節,第至6.4.12條LPZ1區對電涌保護器(SPD)的要求及GB 50054-95低壓配電設計規范第四章:配電線路的保護中有關低壓防雷的有關規定;參照JGJ/T 16-92民用建筑電氣設計規范第13部分:電力設備防雷、第14部分接地及安全的部分條文。依據電力綜合樓配電線路設計的實際情況,考慮到機房設備的重要性,將配電系統第三級防雷保護設計為:使用8/20s波形、通流容量20KA每線的電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到1500V以下??蛇x用GBF A100-C/3+NPE限壓型電源防雷模塊或者WY-380C20S電源防雷箱。D、電源末級防雷根據IEC 61312-3雷電電磁脈沖

12、的防護 第三部分:浪涌保護器的要求,在LPZ2區內,浪涌保護器可將浪涌電壓限制到一千多伏,防雷器通流容量為(8/20s):10KA。依據電力綜合樓中所使用設備的實際情況,考慮到服務器等高價位設備的重要性,將配電系統末級防雷保護設計為:使用8/20s波形、通流容量20KA的GBF WY-PW插座型電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到1000V以下。四、電力局綜合樓及變電站所信號系統防雷電力局綜合樓智能建筑信息系統一般由建筑物自動化(Building Automation System,BAS)、遠程通信(Telecommunication System,TCS)和辦公自動化(Office Aut

13、omation System,OAS)三個系統構成,這3 個系統中又包含各自的子系統。依據GB50057-94(2000版)建筑物防雷設計規范的規定,電力局綜合樓智能建筑屬于“重要的人員密集的公共建筑物”,因此通常按照二類防雷建筑設計要求進行考慮。根據GB 50057-94(2000版)建筑物防雷設計規范第六章:防雷擊電磁脈沖;第四節,第至6.4.12條LPZ1區對電涌保護器(SPD)的要求及YD/T 5098-2001通信局(站)雷電過電壓保護工程設計規范第五部分:SPD 的選擇;第5.3條:信號線用SPD;第5.5條:計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD的要求,參照IEC 616

14、43-3 低壓系統的電涌保排器 第3部分在電信系統中SPD的應用和IEC 61644-1 1997通信系統用SPD標準要求,對于通信線路的防護,需對設備進線纜線使用8/20s波形、通流容量3KA的信號電涌保護器將數千伏的線路感應雷擊過電壓限制到設備允許值。1、 環境控制管理子系統主要包括:暖通空調(HVAC)系統控制,如對各種冷熱源機組,空調機組、新風機組控制給排水系統控制,如各種水泵、水箱水位控制報警。運輸系統控制,如各個電梯、自動扶梯的控制。電氣系統控制,如對變配電設備、自備發電機、直流電源、照明、動力設備控制等。按照GB50057-94建筑物防雷設計規范標準第條的要求,應該將建筑物內的設

15、備、管道、構架等主要金屬物就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設備的保護接地裝置上,不用另設接地裝置。對于控制系統用的12V的RS232和6V的RS485、RS422數據控制線,由于通常此類控制線的線路較長,布線比較復雜,容易感應到雷電和工頻過電壓,而數據線連接的控制主機耐壓又比較低,所以需要在主機的各數據線輸入端安裝相應的數據信號浪涌保護器。RS232數據控制線可使用GBF RS232-DB09的數據信號浪涌保護器,RS485、RS422數據控制線可使用GBF FLD-5的數據信號浪涌保護器。此系列一般用于控制回路額定的負載電流小于500mA的功率比較小的控制系統。如果控制回路的電壓等級為12V、

16、24V、48V雙絞線,則可以選用相應FLD-12 、FLD-24、FLD-48數據信號浪涌保護器。一般在電梯、自動扶梯、變配電設備、自備發電機、動力設備控制中,都需要選用額定負載電流1A的數據信號浪涌保護器。額定的負載電流小的數據信號浪涌保護器插入損耗比較?。?lt;0.1dB),因此數據傳輸的損耗比較小,其浪涌保護器(SPD)內部使用電阻元件(resistor),選型不正確的時候容易燒掉這個電阻元件。而額定的負載電流大的數據信號浪涌保護器插入損耗比較大(<0.2dB),因此數據傳輸的損耗稍微大,其浪涌保護器(SPD)內部使用電感元件(inductor),所以安全性比較高。2、 火災報警

17、及消防聯動控制子系統主要有火災報警及消防聯動控制系統(FAS)。在建筑物內部裝置感煙探測器、感溫探測器及模擬顯示盤。當發生火災時,它能自動噴灑水或其他滅火液體氣體。防排煙系統排除火災時產生的煙霧并防止其漫延?;馂膱缶跋缆搫涌刂葡到y一般使用RS232數據控制線,從安全性和成本考慮,通常只需要在主機的數據采集端安裝數據信號浪涌保護器,而無須在感煙探測器、感溫探測器探頭處安裝數據信號浪涌保護器?;馂膱缶跋缆搫涌刂葡到y數據控制線可使用FLD-24的數據信號浪涌保護器進行保護。3、安全監控子系統電視監控系統(Closed Circait Televisiow)的防雷保護比較復雜,首先需要明確監控

18、系統遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑,尤其是雷擊損壞較為嚴重的室外監控設備,在分析其損壞原因的基礎上,以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等,方可以正確選擇和使用監控系統設備的防雷保護裝置。電視監控系統一般由以下三部分組成:1、前端部分。主要由黑白(彩色)攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架等組成。2、傳輸部分。使用同軸電纜、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。3、終端部分。主要由畫面分割器、監視器、控制設備等組成。A、前端設備的防雷:前端設備有室外和室內安裝兩種情況,安裝在室內的設備一般不會遭受直接雷擊,但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵

19、害,比如安裝在地下停車場等的攝像機等。而室外的設備則同時需考慮防止直擊雷和感應雷。前端設備如攝像頭應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。為了施工方便避雷針一般架設在攝像機的支撐桿上,引下線可直接利用金屬桿本身或選用 8的鍍鋅圓鋼或35mm2銅導線,此時應注意依據GB50198-94民用閉路監視電視系統工程技術規范第2章、第2.5節、供電、接地與安全防護、第條的要求,系統采用專用接地裝置時,其接地電阻不得大于4。為防止電磁感應,沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽。為防止雷電波沿線路侵入前端設備,應在設備前的每條線路上加裝合適的避雷器,如電源線(220V或DC24V)、視

20、頻線、信號線和云臺控制線。這樣做比較麻煩,問題比較多,且要受安裝空間的限制,因此可以選擇“三合一”或者“二合一”的監控攝像機多功能電涌保護器。比如WY-CCTV3/24D、WY-CCTV2/24D等。B、傳輸線路的防雷:CCTV系統主要是傳輸信號線和電源線。室外攝像機的電源可從終端設備處引入,也可從監視點附近的電源引入??刂菩盘杺鬏斁€和報警信號傳輸線一般選用芯屏蔽軟線,架設(或敷設)在前端與終端之間。GB50198-94民用閉路監視電視系統工程技術規范的規定,傳輸部分的線路在城市郊區、鄉村敷設時,可采用直埋敷設方式,當條件不充許時,可采用通信管道或架空方式。采用通信管道或架空方式時,應注意傳輸

21、線纜與其它線路的最小間距和與其它線路共桿架設的最小垂直間距。比如與220V交流配電線的最小間距為0.5米,與通訊電纜的最小間距為0.1米,與110KV電力線的最小垂直間距為2.5米,與1KV以下電力線的最小垂直間距為1.5米,與廣播線的最小垂直間距為1.0米,與通信線的最小垂直間距為0.6米等等。直埋敷設方式防雷效果較好,而架空線比較容易感應雷擊。為避免首尾端設備損壞,在使用架空線傳輸時,應在每一支撐桿上做接地處理,架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應接地。中間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接入合適的避雷器。傳輸線埋地敷設也并不能完全阻止雷擊設備的發生,統計數據顯示雷擊造成埋地線纜

22、故障大約占總故障的30左右,即使雷擊比較遠的地方,也仍然會有部分雷電流流入電纜。所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設,保持鋼管的電氣連通。對防護電磁干擾和電磁感應非常有效,這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應。如電纜全程穿金屬管有困難時,可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入,但埋地長度不得小于15米,在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。C、終端設備的防雷:在CCTV系統中,監控室的防雷最為重要,應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護多方面進行。監控室所在建筑物應有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網,防直擊雷措施應符合GB 5005794建筑物防雷設計

23、規范的規定。進入監控室的各種金屬管線應接到共用的接地裝置上,易采用一點法接地。與硬盤錄像機等連接且布線經過室外的信號線路主要為視頻信號傳輸線及云臺控制線,因此對于硬盤攝像機的信號保護,需要在由外面進入中心監控機房的線路接入設備之前,安裝GBF CoaxB-E2同軸通訊信號浪涌保護器。按照YD/T 5098-2001通信局(站)雷電過電壓保護工程設計規范第五部分:SPD 的選擇;第5.3條:信號線用SPD;第5.5條:計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD的要求規范的要求,通流容量應大于3KA。4、 通信子系統(TCS) 通信系統(TCS)的功能主要有語音通信、數據通信、圖形圖像通信。

24、通信系統主要指以程控交換機及模塊局為核心的 、集團 、遠端虛擬交換機。最重要的有線話音通信系統就是程控用戶交換機,它可組成內部和外部通信系統。目前用戶交換機已經發展為數字式交換機,它的內部和外部線路的數目是很重要的指標。面對種類繁多,系統紛繁復雜的通信系統,其防雷設計顯得非常復雜。只有依據YD/T 5098-2001通信局(站)雷電過電壓保護工程設計規范和IEC 61643-3 低壓系統的電涌保護器兩個標準,在做好機房均壓、線路屏蔽等工作的基礎上,根據系統特點選擇適合和有效接地方式,安裝適合此系統線路參數使用的電涌保護器(SPD)就才能有效解決這些問題。對于有線話音通信系統,與程控交換機連接的

25、線路有 外線和內線,由于 線路的布線極其復雜,分布至整幢大廈的各個位置,每一條線路都有可能感應到過電壓,造成對交換機的危害,是不是每條進出線纜都需要做防雷保護呢?從經濟實用的角度考慮這是沒有必要的。通常對其進行防護只需對外線使用GBF RJ45-TELE/4進行防護,線架和出線使用GBF WY-TELE/10就可以了。對于拉出建筑的 出線,比如門衛值班 ,可以考慮使用RJ45-TELE/4進行保護。這樣設計比較經濟,從用戶的角度講是可以接受的。5、衛星通信及有線電視子系統對于衛星通信(VSTV)、有線電視(CATV)、衛星電視(SATV)等系統,其衛星天線一般安裝在建筑物天面,如衛星天線未在建

26、筑物防直擊雷避雷針、帶的保護范圍之內,需要增加接閃器作保護,如在建筑物防直擊雷避雷針、帶的保護范圍之內,只需要將天線饋線等外設線路穿金屬管屏蔽,外端連接避雷帶、天線支架或者引下線,內端連接機房接地匯流排或者建筑物柱內鋼筋即可起到良好的雷電防護作用。再此基礎上再在機房設備進線端安裝GBF CoaxF-SAT等通訊信號電涌保護器就可將設備的雷擊損壞風險降到極低的水平。6、計算機網絡通信子系統計算機網絡通信系統雷電防護包括廣域網雷電防護、局域網雷電防護、無線通信系統雷電防護、光纜通信雷電防護和機房內部設備之間的串口雷電防護等。 廣域網遠距離傳輸數據通信,在進入機房設備(調制解調器或其它設備)前端應安

27、裝具備二級保護的防雷保護器,第一級一般為放電間隙型過電壓保護器,通過RLC解偶后,進入第二級半導體過電壓保護器。需要防護線與線之間、線與大地之間的雷電入侵,保護器的損耗指標應該適應計算機設備的IEEE標準通信的有關要求。數據傳輸線路(X.25、ISDN、DDN等)的防雷保護器必須能夠抵御和吸收(8/20uS感應雷擊)5KA雷電流,須具備線路與大地之間及線與線之間的雷電保護。進行PSDN等防雷設計,必須在使用前詳細了解防雷器件及設備的工作要求。例如:PSDN調制解調器有帶鈴壓和不帶鈴壓二類,帶鈴壓調制解調器工作電壓為48v至54v,鈴壓為175v至180v,電涌保護器的保護電壓應大于180v;不

28、帶鈴壓的調制解調器工作電壓為48v至54v,防雷器的保護電壓應不小于54v。如果兩類防雷器混裝,將對前者造成通訊信號短路,對后者造成防雷工作能力喪失。局域網雷電防護的重點是做好局域網網線的屏蔽,同時加強終端設備局域網端口的雷電防護。局域網絡通常以雙絞線傳輸數據,無屏蔽保護,布線也往往不盡規范,除了有可能遭受感應雷擊的襲擊外,交流線路的干擾也會對網絡系統造成影響。在局域網絡的兩端安裝避雷器,可有效地防止各種過電壓對設備造成的破壞。局域網的網口應該采取雷電防護措施,服務器、網絡交換機、集線器等端口應加設專用防雷器。出戶的局域網線及BNC遠程局域網也須安裝防雷器。485數據線接口、422數據線并口、

29、RS232數據串口、TTY傳感器數據接口等,均應安裝匹配的防雷器,匹配原則應參照防雷標準和計算機通信協議。無線通訊經常在建筑物上架設天線,屬于地面特別突出物,是雷電釋放的危險途徑。饋線進入設備前應加裝防雷器。防雷器的插入損耗要求較小,所以一般只能使用間隙放電器件進行有效防護。光纜一般不會傳導雷電,但光纜金屬護套和金屬芯線可能引入雷電燒毀設備,必須在進入設備之前,使芯線和護套接地,以達到避雷的目的。無論何種系統,纜線處理方式都是基本相同的,僅僅在電涌保護器(SPD)的型號選擇上存在一些差異。一般依據系統電壓、傳輸頻率、接口形式、插入損耗、通流容量等參數進行選擇。如24V的數字數據網(DDN)業務

30、可選擇GBF RJ45-DDN/4通訊信號電涌保護器;40V的綜合業務數字網(ISDN)可選擇GBF RJ45-ISDN/4通訊信號電涌保護器等。多口網絡交換機可選用GBF RJ45-E100/16E或者RJ45-E100/24E的 19標準機架10/100M自適應集線式電涌保護器;由于電力計算機網絡通訊系統的特殊性,對電力系統需要注意以下幾個問題:A、電力廣域網:一般講,廣域網絡通常不遭受直擊雷的破壞,1mm2的銅線遭受10KA的雷電襲擊,它自身就斷了。所以,廣域網的雷害主要是感應雷害,擊穿方式為線對線和線對機殼(地),在GA173-1998計算機信息系統防雷保安器標準中,廣域網保護的最大雷

31、電流為5KA,連接廣域網一般有以下幾類,一類是DDN租用專線,一類是ISD專線,一類是幀中繼以及微波通訊方式 。對于專線的接收端口,它的耐壓應為5倍工作電壓,即Vdc25V,傳輸速率小于等于2M,插入保安器,使之在雷電作用下,短路保護5KA電流,而端口殘壓小于25V;而對于話線備份來說,它的工作電壓為48V加93 V振鈴電壓共計175V,插入保安器,保安器的啟動電壓來說,它的工作電壓為48V加93 V振鈴電壓共計175。 B、電力局域網:在局域網的傳輸電纜中,常常采用UTP電纜,UTP電纜的4對線中兩對線(1-2,3-6線對)一對線接收一線發送,采用RJ45接口方式。既然局域網電纜采用RJ45

32、型是一收一發,那么,就應按兩對線進行雷電保護。在機房的綜合布線中,施工人員為了布線工程的美觀漂亮,把很多網線放在墻壁內,沒有考慮對UTP電纜的屏蔽處理,一旦大樓某些鋼筋泄放雷擊電流都將引起感應高壓,從而擊毀設備。另外,對于網絡系統,由于雷電引起的電磁脈沖,在機房內產生3Gs的變化電磁場,必然引起網卡端口芯片的燒毀。 C、綜合布線:從防雷角度上考慮,布線一定要明確表示:(1)電源線不要與網絡線同槽架設,數據插座與電源插座保持一定距離;(2)廣域網線纜不要與局域網線纜同槽架設;(3)網線與墻壁布置時,有條件應遠距離安裝;(4)屏蔽槽有厚度要求,并要求兩點接地;7、辦公自動化系統(OAS)辦公自動化

33、系統(OAS)是智能建筑基本功能之一。辦公自動化系統提供的主要功能有:文字處理、模式識別、圖形處理、圖像處理、情報檢索、統計分析、決策支持、計算機輔助設計、印刷排版、文檔管理、電子帳務、電子黑板、會議電視、同聲傳譯等。另外先進的辦公自動化系統還可以提供輔助決策功能,提供從低級到高級的、逐步建立為領導辦公服務的決策支持系統。 對于辦公自動化系統(OAS)系統,其雷電防護的重點在于對計算機網絡系統的防護,如前所述。對于其它辦公設備,可以使用插座式電涌保護器。8、機房的均壓、等電位問題A、標準和規定GB 50057-94(2000版)建筑物防雷設計規范第六章、防雷擊電磁脈沖;第三節、屏蔽、接地和等電

34、位連接第條要求:所有進入建筑物的外來導電物均應在LPZ0A區或LPZ0B區與LPZ1區的界面處做等電位連接;信息系統的的各種箱體、殼體、機架等金屬組件應建立一等電位連接網絡,并與建筑物的共用接地系統連接。內部金屬裝置與等電位連接帶之間的連接導體采用銅材時,最小截面積為6mm2,采用鋁材時, 最小截面積為10mm2,采用鐵時, 最小截面積為16mm2;銅或鍍鋅鋼等電位帶的截面積不應小50mm2。GB 50057-94(2000版)建筑物防雷設計規范第三章、建筑物的防雷措施;第三節、第二類防雷建筑物的防雷措施要求:每根引下線的接地電阻不小于10歐姆,防直擊雷接地裝置宜和防雷電感應、電氣設備、信息系

35、統等共用接地裝置。GB50174-93電子計算機機房設計規范第六章 電氣技術:第四節接地要求:第條、第條要求,采用共用接地時,電阻按各種接地方式的最小值要求。GB50198-94民用閉路監視電視系統工程技術規范第2章:第2.5節供電、接地與安全防護:第條要求當采用共用接地時,接地電阻不大于1歐姆;JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規范第14章接地與安全:第14.3條要求,當機房接地與防雷接地系統共用時,接地電阻要求小于1歐姆。因此對于監控機房和通訊機房接地均應與建筑物防雷地等共用同一接地裝置,接地電阻要求小于1歐姆。B、工程措施由于雷電瀉放存在趨膚效應,建筑外層鋼筋瀉放的雷電流通常為建筑內部

36、鋼筋的數倍。一般機房所在區域跨外部、內部兩個鋼筋區域,因此各鋼筋柱間在雷電瀉放時存在較大的電壓差,這對精密、貴重設備尤為有害,因此設置均壓帶均衡各鋼筋柱間的電壓。通常在機房內沿墻敷設等電位銅帶一周,銅帶采用-30×3mm紫銅帶,用8絕緣子作支撐;在各機房內靠近柱子的角位處,分別安裝一塊等電位匯流排,規格為100×10mm的紫銅板,長30厘米,開鑿各機房內的建筑物柱子,利用銅鐵接頭與柱筋焊接后,與匯流排連接;將各機房內的所有信號屏蔽線槽接與等電位匯流排或等電位銅帶連接。另外,將電源PE線、機房內的設備外殼、機架等可導電金屬物體就近與匯流排或銅帶連接,連接線采用6mm2多股銅芯

37、線。若機房接地系統的接地電阻大于1歐姆時,還需要在建筑物周圍增加接地裝置。9、電力載波系統的防護載波機遇雷擊易損壞的部分通常為電源盤、用戶話路盤及高頻電路盤。高頻電路盤上通常裝有限壓型電涌保護器,具有一定的耐雷水平;電源部分可采用上述電源過電壓保護方式,可選用GBF A100-C/3+NPE限壓型電源防雷模塊;用戶話路盤由于鈴流電壓與通話電壓不一致,需要在保護裝置上精心考慮,使之在兩種不同電壓下均能有效地保護用戶話路部分。最好的辦法是將保護器件置于載波機內,考慮到實際情況,外置保護模塊應設計考慮的周全一些。為取得很好的效果,用戶話路盤及程控交換機通訊線可使用GBF RJ45-TELE/4的信號

38、及通訊浪涌保護器進行保護。Modem及信號線可使用FLD-5的信號及通訊浪涌保護器進行保護。10、電力光纜的防護光纖本身是以二氧化硅為原料作成的,它的絕緣性能很好,并且光信號的頻率遠遠高于雷電電磁波的頻率,因此光信號不會受到雷電電磁波干擾,在光纜使用初期,人們誤認為它不存在避雷問題,但實踐證明,光纜也是會遭雷擊的。原因是一般光纜的防潮屏蔽層,加強芯線和接頭都采用金屬結構,雷電流會通過這些部件襲擊光纜。雷電對光纜可造成直接雷擊和間接雷擊兩種。對處于雷擊大地所形成的導電半球體之中(包括雷電直接擊在光纜上)的光纜受到雷電流的機械物理損壞和化學破壞,叫直接雷擊;在光纜上,由于雷電感應而產生的雷電壓和雷

39、電流對通信電纜的危害叫間接雷擊。遭受直接雷擊破壞的光纜,雷電流往往會直接擊穿塑料外護套的絕緣層而流入其金屬層或遠供線和金屬加強芯等,這時光纜就會大大減小該點的對地電壓,擊穿后的電壓值比光纜塑料外護層未被擊穿時的20%還小,而光纜的電位和遠離該點的大地電位接近,因此,被雷電擊穿塑料外護層的光纜還會延伸和增加靠近光纜一側的導電半球體的擊穿半徑長度r,同時伴隨雷電流的電磁場力、動能、聲波和熱膨脹等強大的機械應力會對光纜產生沖擊和擠壓,將光纜擠扁或壓彎曲,雷電流的這些機械作用,也常將大地擊成坑洞,雷電電弧的熱能亦往往會將光纜的塑料外護層金屬護層金屬導體及光纖等燒斷或燒熔,造成嚴重的通信故障。當埋地光纜

40、遭受間接雷擊時,由于雷電流不能直接達到光纜上,雷電流對光纜不造成機械破壞,但是由于光纜金屬護層或遠供線上感應的雷電流和雷電壓超過彼此間的絕緣所能承受的強度時就會擊穿,造成雷擊光纜故障,同時也會對終端設備構成危害。光纜的被雷擊率要小于普通電纜,尤其是采用了無金屬光纜就可以避免雷擊,至于普通光纜技防雷技術與普通電纜相似。埋地光纜較理想的避雷措施是在光纜上方鋪設單根或多根排流線,同時宜采用當地供電,而不使用遠供線,將光纜中所有金屬構件都在接頭處斷開,也不接地。若埋地光纜中金屬結構做電氣連通,為了避免一次雷擊而造成多處雷擊故障,光纜除了布放排流線外,還應在光纜的接頭處都做集中接地(最好使用犧牲陽極接地

41、,以免光纜金屬護層鋁等被腐蝕)。在雷電強烈的地區可以根據具體情況安裝防直擊雷效果較好的架空避雷線,也可以使用無金屬結構的光纜,或者使用多層避雷光纜或導電塑料外護層光纜,這些避雷措施可有效的將架掛光纜的綱絞線每隔一定的間隔接地,而將光纜中的金屬部件在接頭處都全部作電氣斷開。就地取用電源時,應做好電源的避雷保護工作,如采取變壓器隔離或安裝GBF A100-C/2電源電涌保護器等。11、電力微波系統的防護1)、微波站進出線引起的雷害分析 電力微波站從其所處的環境條件看,有三種情況:一是城市站,多設在城市通信綜合樓的樓頂;二是平原站,設于野外平原地區,天線用鐵塔支持,機房設在鐵塔旁同一地面上;三是山上

42、站,設于野外山上,機房建于山頂或山坡,天線架設在機房同一地面上或設在機房頂。三種微波站中城市站和平原站環境條件較好,土壤電阻率低,地網易做,從調查看只要按照建筑物防雷規范設計,共用接地系統和進出線的防護處理好,很少發生雷擊;而山上站所處地區一般是土質差,土壤電阻率高,地網難做,另外一方面由于其設在山頂或山坡,而且是山坡向陽面,有時為山上維護人員的生活方便,還要接近水源,這樣的環境條件恰是雷電活動較易出現的地帶,這時雖然微波站采用了共用接地,但是如果進出微波站的纜線防護處理不好的話,就會將雷電引入站內造成雷害損失。與微波站有關聯的進出纜線很多。下面對主要的進出纜線進行分析。如圖所示:A、架空電力

43、線路微波站,尤其是建在山頂或山坡上的微波站,由于架空電力線引雷而遭受雷擊,在微波站雷害中占多數。 野外的山上微波站所處位置,往往是電力能源缺乏。需要架設數公里的高壓電力線路,將電能引入站內而沿著山溝或山坡架設的高壓電力線路是一條良好的導電帶和引雷帶,它不僅因為雷云感應通過它尋找可能落雷的地點,而且它還可能吸引周圍數十米處的雷電。當高壓電力線在站區以外遭到雷擊時,沿著電力線入侵的雷電波到達變壓器之前主要是通過高壓線終端的閥型避雷器來保護變壓器免遭雷擊,如果雷電太強或者高壓閥型避雷器已經失敗,雷電波就會侵入變壓器,雷電波就會侵入變壓器,它不但有可能將變壓器的絕緣擊穿,而且還會把高電位經變壓器傳到次

44、級低電壓電力系統,這樣一來,機房內的電力設備以及與之連接的其他設備,便有可能遭受雷擊而受損。使正在使用 的人員,輕則感到震手,造成精神緊張,重則受到傷害,甚至危及生命的安全。B、中繼線在裝有微波載波設備的山上微波站與山下的長途局之間,往往埋設有音頻電纜作為中繼線,傳送音頻信號。當微波站落雷時,其地網電位升高,微波站地網與長途局地網之間產生很高的電位差,中繼電纜恰恰是跨在這個高電位差上,若電纜的金屬外護層和空閑線對未與地網可靠連接,雷電流就會在電纜金屬護層與芯線之間,產生橫向電位差。另外由于大量雷電流經電纜金屬外皮流過,由電纜轉移阻抗得知,在電纜外皮與芯線之間也發生高壓電壓,致使與中繼電纜連接的

45、音頻設備損壞。2)、微波站進出線的防雷措施 從以上微波站雷害現象及其引雷途徑分析可知微波站進出纜線,主要是由于電力線路,是引雷入站的重要途徑。我國微波站分布點多面廣,遭到雷擊的幾率較大,各個微波站進出纜線,有的復雜、有的簡單,有的站環境惡劣,有的站環境較佳,但是,進出線復雜、環境惡劣的站,若對其進出纜線,采取妥善、有效的防護措施,可能不出現雷擊損害。進出線簡單、環境較佳的站;或對進出線采取的防護措施不力、失效,則可能受到雷擊損害。因此,微波站進出線的防護,應該受到重視,并認真實施。現根據雷擊現場調查、避雷整治、國內外資料、以及微波站防雷與接地設計規范和有關的國標、行標規范等,對進出纜線防護進行

46、介紹。A、 高壓電力線的防護如前所述在雷電活動頻繁、雷電強度大、雷暴日多的地區,當雷擊微波站附近的交流供電線路時,為了防止雷電沿電力線路入侵微波站,可在距變壓器300-500m的架空高壓電力線上方,架設避雷線(架空地線)對電力線進線進行保護。該架空地線宜每桿接地一次,而且要單設接地體,勿用水泥桿內的鋼筋做引下線和接地體。這樣,與變壓器高壓側的避雷器相配合,可以阻止雷電波造成損害,同時使雷電流在每桿入地,使其分流泄入大地。為了更穩妥可靠,可在高壓電力線終端桿的前一桿上,在每條相線上對地增裝一組HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器;在變壓器的低壓側還要對地裝一組HY1.5W-0.5/2.

47、6配電型無間隙氧化鋅高壓避雷器,除此之外尚應在每四桿增設一組跌落式熔斷器。應當提起注意的是,每當落雷之后和雷雨季節到來之前,一定要仔細檢查高壓避雷器和接地線是否完好無損,以排除隱患。如果高壓電力線直接引入機房配電室,此時,從變壓器高壓側起的一段應采用高壓電力電纜進室,其長度至少200m。如果高壓電力線直接進站,即高壓變壓器在微波站同一建筑物內,或者架空高壓線與高壓電纜的連接處,應加裝一組HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器,并且高壓電纜兩端金屬護層、鋼帶應分別妥善接地。在年雷暴日大于20日,大地電阻率高的地段,還應在電力電纜的上方,架設屏蔽線(排流線)。B、 低壓線路保護低壓線路可采

48、用直埋式低壓電力電纜埋地引入機房,在進機房入口處,應將電纜金屬外護層、鋼帶直接與地網就近連通,電纜內芯線的兩端應分別對地加裝GBF LDY-100B/3+NPE電源防雷模塊。采用非金屬護套電力電纜,應將其穿金屬管后,埋地引入機房,若不能直接埋地,起碼金屬管的兩端,應分別接地網。金屬管的全長之內,電氣上應保持連續。高壓、低壓線路上的避雷器和線路與地的連接點,變壓器兩側避雷器連接點、接地點以及電纜的接地點,架空避雷線的接地,均應可靠的保持良好電氣連通,而且要牢靠,以防事故。C、 微波站 線的防護從微波站到當地郵局專線 線,如果采用架空線路。則易受到雷擊,應該采用直接埋地式電纜,其金屬外護層應在兩端

49、分別與微波站地網和市話機房地網連接,采用非金屬護套電纜時,應穿金屬管埋地,至少金屬管兩端同樣應該接地,金屬管全長應該保持電氣連接。電纜上所有芯線(包括空線),均應安裝GBF RJ45-TELE/4的通訊信號浪涌保護器。D、中繼線的保護微波載波設備設在微波機房,其與長話局間一般均采用埋地式音頻電纜作為中繼線。中繼電纜應該采用金屬外護層的電纜,它的兩端應該分別與微波站地網和長話局機房地網連接,電纜的鎧裝鋼帶屏蔽層也應該一并連接地,電纜芯線均應該對地加裝GBF RJ45-TELE/4的通訊信號浪涌保護器。非金屬護套電纜應該穿在金屬管埋設。其兩端應該相應與局、站地網連接,金屬管全長應該保持電氣連接。中

50、繼 線都不要采用架空線。E、波導饋線防護波導饋線的防護措施如上圖所示。微波天線的波導饋線或同軸電纜饋線的外導體,從機房出來經過走線架(過橋)上塔至天線。這一段至少要有三個點可靠接地(或接鐵塔鋼梁)。首先在塔頂要有一點與鐵塔的鋼梁連接,作為一個接“地”點;要在過橋向塔轉彎處的上方(即波導未彎曲部位)大約1米以內適當地點,與鐵塔鋼梁連接;在機房入口外側,要連同過橋一起與機房地網連接,同時過橋的另一端應該與鐵塔鋼梁可靠連接,最好是焊接(并應該處理好焊接點的防腐防銹),有困難時,用螺栓連接,要注意連接緊密、牢固、電氣連通。在鐵塔過高時應該在中間增加接地點。與微波設備相連接的同軸電纜饋線,應在進入機房接

51、入設備前安裝GBF WY-F25R高頻通訊信號電涌保護器。F、塔燈電源線防護天線鐵塔上的航空障礙信號燈(簡稱塔燈)電源線的防護如上圖所示。塔燈電源應該穿金屬管布放,金屬管全長應該保持電氣上的連續。穿線金屬管在鐵塔頂端應該與鐵塔鋼梁作可靠連接,盡可能焊接,并處理好焊接點防腐防銹。塔燈電源線的相線。應在機房入口外側對地加裝GBF LDY-100B/1+NPE電源防雷模塊后再進入機房,其零線(中性線)應在機房入口外側先接地然后進入機房。塔燈電源線若不穿金屬管,則必須采用有金屬護套的電源線,其防護要求與前面所述相同。注意絕對不許只用普通(無金屬護套)電源線引接塔燈電源。G、 其他進出纜線的防護微波站的

52、其他進出線的防護與前面所列的5種進出線防護措施相仿。如移動通信天線饋線,按要求將其外導體兩端接地。如穿金屬管時,則金屬管兩端與外導體兩端同時接地網,其芯線上安裝相應的保護器件;太陽能電池的饋電線應該穿金屬管后進入機房,金屬管兩端接地網,其芯線對地應加接相應的避雷器件。3)、微波站對直擊雷的防避措施微波站多處于比附近高的地方,而且其微波天線都高出附近建筑物之上,尤其是在山地上的微波站,由于土壤電阻率高,當被雷擊的時候地電位比較高,而且地面高電位的范圍相對較大。為了減小直擊雷擊時地面高電位反擊的影響,故微波站的機房盡可能采用獨立避雷針或獨立避雷網保護,微波天線應該在避雷針和避雷網的保護范圍之內。但

53、是對于微波通信站,由于必須采用高聳的天線鐵塔,有時還要采用塔樓結構,用獨立避雷針的保護方式則碰到很多困難。理論分析、實驗研究和運行經驗已經證實:在正確實施接地、均壓、分流和屏蔽等措施的前提下,將微波天線鐵塔接地與機房內設備接地相連共用,則是唯一必要的可行措施。從理論上看,如能將機房形成理想的“法拉第籠”,則無論外部電磁場或電位升高,對籠內設備將不再發生任何電磁干擾。當然工程上無法作到理想的屏蔽和均壓。即使如此,如能正確執行等電位接地的措施還是可以基本保證安全的。避雷針和引下線應該可靠焊接連通,引下線材料為40mm×40mm的鍍鋅扁鋼。引下線在地網上連接點與接地引入線在地網上連接點之間的距離宜不小于10m。微波機房屋頂應設避雷網,其網格尺寸應該不大于3m×3

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