河西项目防雷方案

1、第21页 共21页乌鲁木齐市市河西污污水处理理厂工程程自控仪表及及监控系系统成套套防雷方方案德国PHOOENIIX CCONTTACTT(CHINNA)CCO.,LTDD目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc200864452 第一章 设设计说明明 PAGEREF _Toc200864452 h 3 HYPERLINK l _Toc200864453 1.1 概概述 PAGEREF _Toc200864453 h 3 HYPERLINK l _Toc200864454 1.2 项项目概况况 PAGEREF _Toc200864454 h 4 HYPERLINK

2、l _Toc200864455 1.3 设设计依据据 PAGEREF _Toc200864455 h 4 HYPERLINK l _Toc200864456 第二章 设设计方案案 PAGEREF _Toc200864456 h 10 HYPERLINK l _Toc200864457 2.11设计范范围 PAGEREF _Toc200864457 h 10 HYPERLINK l _Toc200864458 2.2防电电涌保护护配置原原则 PAGEREF _Toc200864458 h 10 HYPERLINK l _Toc200864459 2.3 防防电涌保保护配置置说明 PAGEREF

3、_Toc200864459 h 10 HYPERLINK l _Toc200864460 2.3.11电源保保护 PAGEREF _Toc200864460 h 10 HYPERLINK l _Toc200864461 2.3.22 信号号避雷器器 PAGEREF _Toc200864461 h 11 HYPERLINK l _Toc200864462 2.3.33网络避避雷器 PAGEREF _Toc200864462 h 13 HYPERLINK l _Toc200864463 2.4 电电涌保护护器性能能参数 PAGEREF _Toc200864463 h 14 HYPERLINK l

4、_Toc200864464 2.5 配配置清单单 PAGEREF _Toc200864464 h 14第一章 设设计说明明1.1 概概述随着经济的的发展，高高新技术术在各行行各业的的推广应应用，电电子计算算机与各各类通讯讯设备之之间已经经实现了了智能化化联网。随随着系统统的完善善，其取取得的经经济效益益和社会会效益逐逐步得到到了体现现。然而而，频繁繁的雷害害也已对对许多设设备的正正常工作作造成了了一定的的影响和和危害，并并给运行行维护工工作带来来较大的的压力，特特别是对对精密电电子设备备的损害害造成的的损失尤尤为巨大大。雷电对电气气设备的的影响，主主要由以以下四个个方面造造成：直击雷 直击雷蕴

5、含含极大的的能量，电电压峰值值可达550000KV，具具有极大大的破坏坏力。如如建筑物物直接被被雷电击击中，巨巨大的雷雷电流沿沿引下线线入地，会会造成以以下三种种影响：巨大的雷电电流在数数微秒时时间内流流入地下下，使地地电位迅迅速抬高高，造成成反击事事故，危危害人身身和设备备安全。雷电流产生生强大的的电磁波波，在电电源线和和信号线线上感应应极高的的脉冲电电压。雷电流流经经电气设设备产生生极高的的热量，造造成火灾灾或爆炸炸事故。传导雷远处的雷电电击中线线路或因因电磁感感应产生生的极高高电压，由由室外电电源线路路和通信信线路传传至建筑筑物内，损损坏电气气设备。感应雷云层之间的的频繁放放电产生生强大

6、的的电磁波波，在电电源线和和信号线线上感应应极高的的脉冲电电压，峰峰值可达达50KKV。开关过电压压供电系统中中的电感感性和电电容性负负载开启启或断开开、地极极短路、电电源线路路短路等等，都能能在电源源线路上上产生高高压脉冲冲，其脉脉冲电压压可达到到线电压压的3.5倍，从从而损坏坏设备。破破坏效果果与雷击击类似。随着现代高高科技的的发展，精精密仪器器，通讯讯设备，数数据网络络的应用用越来越越广泛，因因而由于于感应雷雷造成的的雷击事事故也越越来越多多。直接接造成了了巨大的的经济损损失，而而因重要要设备损损坏使网网络陷入入瘫痪后后造成间间接的损损失更是是惊人。河西污水处处理厂位位于新疆疆乌鲁木木齐

7、头屯屯河区，在在生产厂厂区有用用于全厂厂的仪表控控制系统统，该系系统属于于分布式式网络，在在强雷击击情况下下强电磁磁作用于于信号通通讯线及及分布网网线上损损坏一次次仪表设设备和数数据采集集设备因因此，本本方案将将以河西西污水处处理厂仪仪表控制制系统为保保护对象象，以对对从系统统外进出出的电源源、通讯讯线路、信信号线入入侵的雷雷电流进进行泄放放和拦截截为手段段，并以以等电位位连接为为保证，从从而形成成一个多多层的完完整全面面的防护护体系。鉴于信号防防雷工程程的特殊殊性，它它有较大大的难度度和风险险性，除除需具备备一定的的电气业业务知识识外，还还需具备备通信防防雷研究究和设计计方面的的专业知知识。

8、因因此，为为了保证证这次防防雷工程程的质量量，南京京菲尼克克斯电气气有限公公司根据据实际情情况，提提出了新新疆河西西污水处处理厂项项目保护护设计方方案。1.2 项项目概况况由于近年来来大量采采用了高高可靠性性的先进进设备，信息系统的运行可靠性也极大地提高，而现代的通信设备对雷电也越来越敏感，为确保通信设备和人员的安全，使通信系统免受雷电或其它强电磁脉冲的干扰，以保证通信系统安全可靠地运行，需根据实际情况对防雷进行防雷接地改造。1.3 设设计依据据GB500057-94（220000版）建建筑物防防雷设计计规范GB503343-20004建建筑物电电子信息息系统防防雷技术术规范GB 188802

9、2.1-20002低低压配电电系统的的电涌保保护器（SSPD） 第一部部分：性性能要求求和试验验方法GBJ799-855 工工业企业业通信接接地设计计规范GB501174-93计计算机房房防雷设设计规范范GB93661-888 计计算机场场站安全全要求现场勘查资资料及建建设单位位提供的的资料。在设计过程程中，我我们主要要考虑并并应用了了如下防防护措施施：概括的说，当当今电子子设备的的防雷手手段，主主要采用用分流、接地、屏蔽、等电位位和过电压压保护五五种方法法。分流：用避避雷针、避避雷带和和避雷网网等将雷雷电流沿沿引下线线安全地地流入大大地，防防止雷电电直接击击在建筑筑物和设设备上。屏蔽：通信信

10、系统所所有的金金属导线线,包括括电力电电缆、通通信电缆缆和信号号线均采采用屏蔽蔽线或穿穿金属管管屏蔽，在在信息系系统建设设中，利利用建筑筑物钢筋筋网和其其他金属属材料，使使机房形形成一个个屏蔽笼笼。用以以防止外外来电磁磁波（含含雷电的的电磁波波和静电电感应）干干扰机房房内设备备。等电位连接接：机房房内所有有金属物物体，包包括电缆缆屏蔽层层、金属属管道、金金属门窗窗、设备备外壳等等金属构构件进行行电气连连接，以以均衡电电位。接地：在通通信系统统中，为为保证其其稳定可可靠的工工作、保保护通信信设备和和人身安安全，解解决环境境电磁干干扰及静静电危害害，需要要一个良良好的接接地系统统。过电压保护护：电

11、子子设备的的信号线线、电源源线上安安装相应应的过电电压保护护器，利利用其非非线性效效应，将将线路上上过高的的脉冲电电压滤除除，保护护设备不不被过电电压破坏坏。主要要的保护护器件为为氧化锌锌压敏电电阻、二二极或三三极放电电管、快快速箝位位二极管管等，根根据需要要进行组组合，形形成完整整的防雷雷保护器器。防雷设备的的正确选选择和应应用，将将直接关关系到设设备系统统防雷的的质量。如如果选择择不当，不不但难于于起到防防雷的作作用，甚甚至还会会对通信信造成不不必要的的影响，因因此，设设备的选选型和应应用将是是至关重重要。电源防雷器器的选择择和应用用原则考虑到设备备电源负负荷电流流容量不不大，为为了安全全

12、起见及及使用和和维护方方便，电电源系统统的多级级防雷，原原则上均均选用并并联型电电源防雷雷器。残压特性是是电源防防雷器的的最重要要特性，残残压越低低，保护护效果就就越好。但但考虑到到我国电电网电压压普遍不不稳定、波波动范围围大的实实际情况况，在尽尽量选择择残压较较低的电电源防雷雷器的同同时；还还必须考考虑防雷雷器有足足够高的的最大连连续工作作电压。如如果最大大连续工工作电压压偏低，则则易造成成防雷器器自毁。通信系统低低压侧有有不同的的保护级级别，应应根据保保护级别别的不同同，选择择合适通通流容量量和电压压保护水水平的电电源防雷雷器，并并保证防防雷器有有足够的的耐雷电电冲击能能力。原原则上，每每

13、一级的的交流电电源之间间连接导导线超过过25mm以上，都都应做该该级相应应的保护护。通信电源低低压侧保保护用的的电源防防雷器，应应该选择择有失效效警告指指示、并并能提供供遥测端端口功能能的电源源防雷器器，以方方便监控控、管理理和日后后维护。电源防雷器器必须具具有阻燃燃功能，在在失效、或或自毁时时不能起起火；且且必须具具有失效效分离装装置，在在失效时时，能自自动与电电源系统统断开，而而不影响响通信电电源系统统的正常常供电。电源防雷器器的连接接端子，必必须至少少能适应应25mmm的导线线连接。安安装防雷雷器时的的引线应应采用截截面积不不小于225mmm的多股股铜导线线，建议议使用 25mmm的多股

14、股铜导线线，并尽尽可能短短（引线线长度不不宜超过过0.55m）。当当引线长长度超过过0.55m时，应应加大引引线的截截面积。引引线应紧紧凑并排排或绑扎扎布放。电源防雷器器的接地地：接地地线应使使用不小小于255355mm的多股股铜导线线，并尽尽可能就就近与交交流保护护地汇流流排、或或总汇流流排、接接地网直直接可靠靠连接。根据防雷区区的划分分、雷击击能量分分布的状状况、实实际情况况合理地地设计各各级电源源防雷体体系，并并选择适适当的防防雷器。附注：防雷区的划划分根据IECC13112-11雷电电电磁脉冲冲的防护护标准，信信息系统统的防雷雷保护区区分为四四个区域域，各区区交界处处应作相相应的防防雷

15、处理理。各区区划分如如下：LPZ0AA区：直击击雷作用用区，处处于建筑筑物避雷雷针系统统保护区区以外的的区域，由由于本区区内所有有物体均均有可能能遭受直直接雷击击，并可可能导走走全部雷雷电流；另外本本区内所所有物体体均处于于雷电电电磁场最最强处，故故对于雷雷电的感感应最强强。LPZ0BB区：感应应雷主作作用区，处处于建筑筑物避雷雷针系统统保护区区内，但但未经空空间电磁磁屏蔽，雷雷电作用用电磁场场并不衰衰减，处处于此空空间的所所用可导导电物体体均可感感应较强强雷电电电磁脉冲冲。LPZ1区区：建筑筑物屏蔽蔽区，本本区内各各物体不不可能遭遭受直击击雷，流流往各导导体的雷雷电流比比0B区进一一步减小小

16、，本区区内电磁磁场也可可能会衰衰减，取取决于建建筑物的的屏蔽措措施。LPZ2区区：房间间屏蔽区区，对于于计算机机主机房房所处空空间，应应采取屏屏蔽措施施，以进进一步减减小空间间电磁场场的干扰扰。当金属导线线（电源源线、信信号线等等）穿越越不同的的保护分分区时，因因电磁感感应的作作用，会会产生较较高的过过电压，影影响室内内设备的的安全。因因此，需需安装相相应的过过电压保保护器，对对设备进进行保护护。在不不同的保保护分区区，所采采用的防防雷器级级别是不不同的。同同时，需需要作相相应的等等电位处处理。 防防雷保护护分区和和防雷器器的分级级应用如如下图所所示： 直击雷电流流在电源源系统的的分配：根据G

17、B5500557-994的标标准对直直击雷电电流分类类：第一类 2000KA 100/3550S第二类 1500KA 100/3550S第三类 1000KA 100/3550S如图所示：一个能量为为2000KA的的直击雷雷，由整整个系统统的电源源、管线线、地网网、通信信网络线线来分担担。由于雷击时时的能量量的本质质部分集集中在首首次雷击击波（110/3350S）对对应的库库仑量和和焦耳量量，是大大量雷电电荷的泄泄放，所所以强制制性国标标GB5500557-994(220000) 建建筑物防防雷设计计规范的的附录中中把首次次雷击波波的参数数（100/3550SS）做为为了雷击击电流的的参数，而而

18、8/220SS波形并并非自然然界具有有的波形形，它是是一个测测试波形形。IEC和IIEEEE的会员员国包括括了全世世界大多多数国家家，现在在可以明明确建筑筑物的外外部防雷雷装置遭遭到直击击雷击和和邻近雷雷击时，建建筑物入入口处选选择的防防雷器参参数必须须考虑雷雷击冲击击电流IIimpp(100/3550SS),而而在建筑筑物内的的防雷器器才可选选择8/20S的产产品。通信设备接接口保护护器的选选择和应应用原则则通讯及信号号防雷器器的要求求较高，为为了不影影响数据据传输，选选择的通通讯及信信号防雷雷器必须须有国家家或信息息产业部部认可的的检验机机构出具具的检验验合格报报告。无无检验合合格报告告的

19、防雷雷器一律律不准用用在数据据通信设设备接口口上作保保护装置置用。通讯及信号号接口防防雷器通通常串联联在通讯讯线路中中，选择择和应用用信号防防雷器，必必须以不不影响数数据传输输为基本本原则。通讯设备接接口种类类繁多，传传输速率率各不相相同。应应根据接接口速率率，选择择工作速速率合适适、物理理接口合合适的数数据设备备接口保保护用防防雷器。尽尽量少通通过接口口转接的的方式来来达到与与通讯设设备物理理接口的的相连，以以免增加加插损，影影响信号号传输。对于速率较较高的数数据设备备接口，应应选择极极间电容容、漏电电流、插插损、驻驻波比尽尽可能小小，响应应时间尽尽可能快快的信号号防雷器器。通讯接口信信号工

20、作作电压差差异较大大，为确确保信号号防雷器器真正起起到保护护作用，应应根据信信号工作作电压的的不同，选选择动作作电压和和限制电电压合适适的保护护防雷器器。根据设备接接口的抗抗雷电要要求，应应选择有有足够大大的耐雷雷电冲击击能力的的信号防防雷器。信信号防雷雷器的接接地必须须有可靠靠的接地地连接线线，该接接地线应应与被保保护的通通讯设备备的地线线就近可可靠连接接，接地地线不应应小于22.5mmm。第二章 设设计方案案2.1设计计范围本设计包括括：电源防雷；信号防雷；信号防雷；信号防雷；2.2防电电涌保护护配置原原则浪涌保护器器的配置置应参照照国家机机械行业业标准JJB/TT5899491“交流无无

21、间隙金金属氧化化物避雷雷器使用用导则”执行和和国标“交流无无间隙金金属氧化化物避雷雷器”相关要要求；防防雷器件件的选择择，应具具有高通通流容量量，残压压低，响响应速度度快，带带浪涌识识别，便便于维护护等优点点。2.3 防防电涌保护护配置说明明2.3.11电源保保护电源电涌保保护器选选用如下下：电源避雷器器选用德德国PHHOENNIX CONNTACCT公司司的PTT 2-PE/S-2230AAC-SST组合合防雷器器。满足DINNVDEE06775-66：19889-111/草草案的要要求等级级D额定电压UUn： 2330 VVAC放电器设定定电压UUc：253VAAC额定电流IIn/330：

22、26 AA额定放电冲冲击电流流Isnn(8/20)s： 5kA最大放电冲冲击电流流Ismaxx(8/20)s：10kA保护电平：1.55kVV响应时间tta1150nns所需前置保保险装置置最大值值：255A gL温度范围：-40+855满足IECC5299/ENN605529的的保护等等级：IIP2002.3.22 信号避避雷器1. 420mmA模拟拟量信号号避雷器器采用PHOONIXX COONTAACT PT 1*22-244VDCC-STT最大允许的的工作电电压Ummax：28 V DDC 额定电流IIn：4450 mA额定放电冲冲击电流流Isnn(8/20)：10 kA在1kV/s时

23、时的输出出电压极极限：40 V-时间响应tta：11nss-每个通道中中的电阻阻:2.2温度范围：-40至+852.Proofibbus避避雷器采用PHOONIXX COONTAACT PT33-PBB-STT(根据据实际通通讯总线线确定)C1, CC2, C3, D115.2 VV DCC/3.6 VV ACC450 MMa10 kAA/100 kAA20 kAA=155 V/=155 V- 40 C至至+ 885 CIP 2003.视频信信号防雷雷器采用PHOOENIIX CCONTTACTT C-UFBB-5DDC/EE 755IEC类别别/VDDE 规规格等级级 CC2、C3防雷器设定定电压(最大持持续工作作电压)UC：5VDDC残余电压，在在In时 10VV在40时时的标称称电流IIN 1855mA/25C额定放电电电流Inn(8/20)s 100kA/10kkA保护等级，符符合IEEC6005299/ENN605529 IPP20残余浪涌电电流(88/200s) 110kAA切断频率ffg(33dB)，在500系统统中（典典型） 1770MHHz输出电压阈阈值：在在1kVV/ss时 13VV/5500VV输入衰减aaI，在在50系统中中（典型型） 1.77dB至至20MMHz响应时间