综合系统防雷设计报告

设计单位：10防雷四班设计人员：设计对象：实训楼设计日期：2012.5.1黄雷/张仁杰实训楼的防雷设计方案目录一、概述1.1、雷电的发展史1.2、雷电的危害1.3、雷击造成的损失二、防雷设计思路2.1、外部防雷系统2.2、内部防雷系统三、设计分析3.1、项目勘察3.2、雷暴日等级的划分3.3、防雷区的划分3.4、建筑物的防雷分类3.5、信息系统的雷电防护等级四、防雷设计方案-

4.1、设计依据4.2、外部防雷设计4.3、内部防雷设计4.4、周边环境五、维护与管理六、设计与评价附表：一附图一：实训楼屋顶平面设计图附图二：实训楼接闪针布置图附图三：实训楼低压配电设计图附图四：实训楼弱电设计图附图五：实训楼接地极设计图附图六：等电位连接图二、防雷设计思路

躲雷是首选，拦截是关键，传导是必须，接地是基础。

首先考虑的是A(躲)，其次是（B、C、D、G、S)，还要考虑经济是否合理这一重要因素。根据雷电造成损坏的数据可知，现在防雷技术中外部防雷已经不能满足要，所以在外部防雷的同时还应该进行内部防雷。综合楼的雷电防护需由内部防雷和外部防雷共同构成。外部防雷措施由：接闪器、引下线、接地装置组成；内部防雷措施由：接地、等电位、屏蔽、安装浪涌保护器，以及合理布线等组成。2.1、外部防雷系统

主要由接闪器、引下线和接地装置构成，将雷电流散流入地；

2.2、内部防雷系统

2.2.1、低压配电系统2.2.2、信号系统

2.2.3、监控系统（弱电系统）2.2.4、等电位连接2.2.5、综合布线2.2.6、屏蔽措施三、设计分析3.1、项目勘察情况

该建筑物位于南昌市青云谱区东经115°55´，北纬28°36´，海拔46.9米，位于南昌的最高地“雷打山”，综合平均雷暴日为56.4d/a，属于高雷区。实训楼的长76m，宽为44m，高为23m；该地的土壤为红壤，测得其土壤电阻率为123Ω（东边）118Ω（西边），由于前面下了几天雨，其实际阻值应乘以季节系数2，实际的土壤电阻为246Ω和236Ω。3.2、雷暴日等级的划分

1.地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分。2.地区雷暴日等级宜划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区。查表数据可知，该建筑物所在的地区年平均雷暴日为56.4天，所以该建筑物处于高雷区。3.3、防雷区的划分1.雷电防护区的划分应根据需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内部划分为不同的雷电防护区（LPZ）。

3.4、建筑物的防雷分类

经测量，该建筑的宽约为44m，长约为76m，成中间短两边长的不规则建筑物。所以建筑物年预计累计次数

（0.12次/a）>0.05（次/a）”该建筑物是一个人员密集型的场所，因此应划分为第二类防雷建筑物。3.5、电子信息系统的雷电防护等级经勘查该建筑物有基本的雷电防护的措施，经查表可知南昌的年平均雷暴日为56.4Td，所以该建筑物及其周围环境都属于高雷区。建筑物的拦截效率E(E=1-NC/N)入户设施的截收面积Ae’=Ae1’+Ae2’=0.04∵N2=Ng*Ae’,Ng=5.64∴N2=5.64×0.04=0.226综上作述E=1-NC/N=1-0.027/0.346≈0.92

根据计算防雷装置拦截效率的结果E≈0.92,建筑物雷电防护等级为B级。

四、防雷设计方案4.1、设计依据1）GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》2）GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷规范》3）GB50174-1993《电子计算机房设计规范》4）GB2887-2011《计算机场地通用规范》5）GB50054-94《低压配电设计规范》6）GB50198-94《民用闭路电视系统工程设计规范》7）GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》4.2、外部防雷设计接闪器该建筑物成一倒“工”字型，它的长为76m，宽为44m，高为20m，土壤电阻率为123Ω（东边）118Ω（西边）。根据实际情况，接闪带采用Φ10mm的镀锌圆钢，沿着建筑物的女儿墙敷设，其接闪带的支架之间的间距为1m,高度为15cm（西北侧的5层、其接闪带支架的高度为20cm，还应沿着坡屋面的屋顶敷设，其间距为1.0m）焊接处（双面）的长度应该为60mm，在拐弯处，要将该带加工成圆弧状且在其两边接闪带的支架离墙角0.25m，各接闪带之间应该相互连接，构成电气通路。(见附图1)

在楼面的东北侧有一高为3m,直径为3.5m的天馈系统，为保护设备，特在其西北侧1米处，安装一根高为4.5m的接闪杆（采用一根直径为40mm的镀锌钢管，用直径为20mm的镀锌圆钢做成针尖状，并在其顶端焊接一个直半径为8mm的实心钢球，圆钢与钢管用搭接件连接）保护范围计算如下：能保护到该天馈系统。西南侧3层（高约10m)，长24m、宽为18m的楼，不敷设接闪带，在西边的一个屋顶墙角处安装一根高为0.8m的接闪针（直径是16mm的镀锌圆钢），在接闪杆的顶头将其焊接一个直径为25mm的钢圆球，并且用直径为10mm的镀锌圆钢与柱内的钢筋焊接构成电气贯通，利用建筑物自身的高度和接闪器的高度（h2=20+0.8=20.8m和h1=10+0.8=10.8m)组成一个双支不等高的接闪保护。其保护的范围计算如下：所以能保护该楼面，这样设计可以将这三层的建筑楼房保护。根据《建筑物防雷设计规范》上说明，薄的防护油漆层不属于绝缘被覆层，所以该建筑物上的接闪装置都应该使用银粉漆，进行防腐处理。（附图一）引下线根据50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的4.2.3中的第2-3款，可知建筑物可以充分利用建筑物内钢筋做引下线。该建筑物是钢筋混泥土的结构，其内部结构都相互相连，其柱内钢筋符合要求（直径大于16mm,利用两根靠近外墙的钢筋），所以采用柱内钢筋作引下线，这样不但美观而且泄放雷电流的效果较好。接地装置根据50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的4.3.6条，可知该建筑物除了利用好建筑物的基础内的钢筋外（自然接地体），根据实际情况，该建筑物属于二类，采用共用接装置，接地电阻要取最小值1Ω，但是实际测量接地电阻值为5.4Ω，所以除自然接地体之外还要敷设人工接地体。人工接地体敷设要沿着散水坡1.5m处敷设（开挖土面0.8m,深度为1m,采用50*50*5mm，长度为2.5米的镀锌角钢做垂直接地体，用40*4mm的镀锌扁钢作为水平接地体，并与垂直接地极进行焊接组成一个复合接地体，预留检测点，(见附图5），,

在该建筑物的四周檐沟外1m处敷设成一个环形接地体（垂直接地体与水平接地体组成的复合接地体）从建筑物的大门开始从右到左每隔5m打入一根垂直接地体，最后用水平接地体和垂直接地体焊接，然后回填土做好保护措施。（附图五）接地极的计算如下：4.3、内部防雷设计等电位连接

总等电位接地系统采用的是S型结构，它采用铜材料进行连接，其的截面为25平方毫米

楼层等电位连接端子采用铜材料，其截面积为16平方毫米，设置在楼层的电气竖井内

局部等电位端子采用铜材料，其截面积为10平方毫米，设置在各个教室内，距离地面约0.4m低压配电系统

该建筑物380/220V供配电系统采用TT系统，电源线路应该从配电房内套绝缘橡胶管埋地进入，在引入配电箱时应该套钢管并接地，从配电箱内分到各个分配盒子中时，用桥架进行输送，桥架之间采用截面大于50mm2用铜带进行等电位连接。（见附图三）

根据我们实训楼计算的结果可知该建筑物为二类所以I=150kA，n=6，m=4,根据公式计算如下：根据要求来计算SPD的冲击电流取值：一级：3.14*90%=2.826KA；二级：3.14*10%=0.314KA;三级:3.14*5%=0.022KA；经过转化可得，一级:SPD取2.86KA(10/350μs）或28.26KA（8/20μs），二级取：3.14KA（8/20μs），三级取：0.22kA（8/20μs)，在选取参数时要进行偏大的数值。总配安装一组3+1模块的SPD其安装于熔断器后面RCD前面。型号TPSB65，最大持续工作电压（Uc）385v/50Hz,标称放电电流为(In)15KA，保护水Up≤2000V，响应时间是100ns的开关型SPD，并用截面为25平方毫米的铜线导线与接地体以最近的路径相连。各个楼层配电箱内也要安装一组型号TPSB65，最大持续工作电压（Uc）255v/50Hz,标称放电电流为(In)40KA,最大放电电流为80KA，保护水平Up≤1500V，响应时间是80ns的限压型SPD并用截面为16平方毫米的铜线导线与接地体以最近的路径与其相连，各个机房内我们安装一组安装一组型号型号型号TPSB65，最大持续工作电压（Uc）220v/50Hz,标称放电电流为(In)20KA,最大放电电电流为40KA，保护水平Up≤1200V，响应时间是,30ns标称放电电流为20KA的限压型SPD并用截面为10平方毫米的铜线导线与接地体以最近的路径相连。各个SPD接地线与接地端子板之间的距离要尽量的平直且小于0.5m。信号系统a、网络线路网络线路从核心机房采用光纤套管埋地引入并接地。进、出建筑物的信号传输线，在入出口处装设适配的电涌保护器，另外将光纤接头处两侧金属构件进行机械连接，并就近接地。在进线处交换机前安装第一级信号SPD,型号为TTS-RJ45-E100/4S，其标称放电电流（In)为12KA，最大持续运行电压（Uc）为20v，额定电流（IL)为500mA,插入损耗为0.5dB/100MHz,最大传输速率为2000M/S,接口形式是AUI，另外将金属屏蔽层，机房内的信号线缆内的芯线端口其和线缆内的芯线接地。在机房内安装第二级SPD,型号为DB09-V11/9的信号SPD，其标称放电电流（In)为8KA，最大持续运行电压（Uc）为8v，额定电流（IL)为200mA,插入损耗为0.2dB/100MHz,最大传输速率为100M/S,接口形式是RJ45的信号SPD，它的的接地端必须采用截面不小于1.5平方毫米的多股铜芯导线，单点接地至机房局部等电位接地端子板上。（附图四)b、监控及控制线路进入监控室的线路，在实训楼的直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处装设标称放电电流为3KA的信号浪涌保护器。在监控系统中央控制室内设等电位连接网络，在地板下面安装M型地网，规格是1m*1m，截面25mm*2mm的扁铜。监控系统的接地采用共用接地，其接地干线应采用截面不小于16mm2的铜芯绝缘导线，并应穿管敷设接至就近的等电位接地端子板室内设备金属机架（壳）、金属线槽、保护接地和浪涌保护器的接地端等均应与做等电位连接。c、天馈线路在楼面首先要将该设备置于直击雷防护区（LPZOB）内，在其收发通信设备的出入端口处安装一组型号为TTS-RJ45-E100/4S标称放点电流为3KA的信号浪涌保护器，另外SPD的接地端子采用截面为10mm2的多股铜芯导线连接到最近的防雷端子板上。屏蔽措施充分利用建筑物的自身金属结构相互连接，组成一个“法拉蒂笼”。我们的电缆尽量采用屏蔽线缆，或套钢管进入建筑物并在建筑物的防雷分区交界处进行等电位连接（用截面是16平方毫米铜导线连接），另外其线缆上的所有金属接头，金属挡潮层，加强芯都应该在进线入户处与防雷装置相连。对于那些机房，地板下面安装铜材料的地网M型，1m*1m，截面是25mm*2mm的扁铜，然后将其计算机的外壳用16mm²的多股铜芯绝缘导线与其相连。综合布线1、接地线在穿越墙壁，楼板和地坪处都要穿钢管，钢管还要就近与接地线连接做成电气贯通。2、该建筑物内的线路必须以最短的路径经过桥架输送到各个用电设备中去，并用绝缘塑料板将信号和低压配电线路隔开，低压配电用线一律按照红绿黄（从左到右）的线序进行排列，并做好隐蔽工程的相关标记，不要留有过多的线在桥架或者配电盒里，以防电感的产生。3、接地线的敷设要尽量平直，整齐，另外SPD的接地线不得超过0.5m。4.4、周边环境与周边的建筑物之间有架空线缆连接，需要用截面≥50mm2的镀锌钢绞线套PVC管，在人流量较