综合系统防雷设计报告课件.ppt

1、设计单位：设计单位：1010防雷四班防雷四班设计人员：设计人员：设计对象：实训楼设计对象：实训楼设计日期：设计日期：2012.2012.5 5. .1 1黄雷/张仁杰实训楼的防雷设计方案实训楼的防雷设计方案 目目 录录一、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

2、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。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

3、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 2.1、外部防雷系统、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； 2.22.2、内部防雷系统、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、设计分析三、设计分析3.13.1、项目勘察情况、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2836，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44

4、m，高为23m；该地的土壤为红壤，测得其土壤电阻率为123（东边）118（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246和236。3.2、雷暴日等级的划分、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。3.33.3、防雷区的划分、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）。 3.43.4、建筑物的防雷分类、建筑物的防雷分类

5、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次次/a）0.05（次（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、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=0.04N2=Ng* Ae, Ng=5.64N2=5.640.04=0.226综上作述E=1-NC/N=1-0.027/0.3

6、460.92 根据计算防雷装置拦截效率的结果E0.92,建筑物雷电防护等级为B级。 四、防雷设计方案四、防雷设计方案 4.1 4.1、设计依据、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 4.24.2、外部防雷设计、外部防雷设计接闪器接闪器 该建筑物成一倒“工”字型

7、，它的长为76m，宽为44m，高为20m，土壤电阻率为123（东边）118（西边）。根据实际情况，接闪带采用10mm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

8、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：mmhxhrhxhhrhRx75. 275. 1146. 3) 345*2 ( 3) 5 . 445*2 ( 5 . 4)2 ()2 (能保护到该天馈系统。m24m77.2873.248 .1045*28 .101) 12 ( 1b22）（Dhhrho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

9、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：mmXDhhrhrhx8 .1059.11927. 5) 8 .1045(451) 1(222222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）Page 11引下线引下线 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

10、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1，但是实际测量接地电阻值为5.4，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，

11、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：4.34.3、内部防雷设计、内部防雷设计 等电位连接等电位连接 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

12、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

13、2.86KA(10/350s）或28.26KA（8/20s），二级取：3.14KA（8/20s），三级取：0.22kA（8/20s)，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TPS B65，最大持续工作电压（Uc）385v/50Hz,标称放电电流为(In)15KA，保护水Up2000V，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TPS B65，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Up1

14、500V，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TPS B65，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Up1200V，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。信号系统信号系统a a、网络线路、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

15、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

16、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、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

17、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、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

18、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16mm的多股铜芯绝缘导线与其相连。Page 19综合布线综合布线 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

19、.44.4、周边环境、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，在人流量较少的地方进行相应的接地处理。五、维护与管理五、维护与管理 5.1、实训楼防雷设施应采取周期性维护，维护周期为一年，每年在雷雨季节到来之前，应进行一次全面检测。 5.2、检测外部防雷装置的电气连续性，若发现有脱焊、松动和锈蚀等，应进行相应的处理，特别是在断接卡或接地测试点处，进行电气连续性测试。 5.3、检查避雷针、避雷带（网、线）、杆塔和引下线的腐蚀情况及机械损伤，包括由雷击放电所造成的损伤情况。若有损伤，应及时修复；当锈蚀部分超过截面三分之一时，应及时更换。六、设计评价六、

20、设计评价 6.1本设计只适用于江西信息学院的实训大楼，经过本设计方案所设计的防雷装置，可以较为完善的防止或减少实训楼大楼因雷电所带来的损失，但雷电是不能100%的防护。 6.2该防雷设计方案是严格按照国家标准要求进行设计的，非技术人员不得对此方案进行修改，特别申明若施工时出现困难，应立即联系我方设计人员，切不可自行改动设计相关要求。实训楼的防雷工程造价取费表实训楼的防雷工程造价取费表序序号号项目名称项目名称型号型号/ /规格规格单位单位数量数量单价（单价（元元/kg/m/kg/m）总价（元）总价（元）1 1接闪带接闪带( (网）网）10mm10mmkgkg160.74160.744.424.4

21、2710.4708710.4708接闪杆（接闪针）接闪杆（接闪针）12mm12mmkgkg62.262.24.524.52281.144281.144支架支架10mm10mmm m3283281.81.8590.4590.4水平接地体水平接地体扁钢扁钢40mm40mm* *4mm4mmm m4504504 418001800垂直接地体垂直接地体L50mmL50mm* *50mm50mm* *5 5mmmm根根70705050353500002 2信号信号SPDSPD（北京同为（北京同为）12kA(12kA(混合波）混合波）组组1 115001500150015005KA5KA（混合波）（混合波

22、）组组17178008001360013600电源电源SPDSPD（北京同为（北京同为）15kA(10/35015kA(10/350s)s)组组1 1230023002300230040KA(8/20s)40KA(8/20s)组组5 51300130065006500附表：一附表：一223 3铜带截铜带截面积面积mm2)mm2)2525卷卷1 1250025002500250016161 1190019001900190010101 11000100010001000地网地网扁铜扁铜25mm25mm* *2mm2mmm m1 10 02 24 46 6614461444 4UPSUPS6-6-

23、3200KVA.3200KVA.台台1 13300330033003300总计总计5762657626.01 .01 其他费用其他费用人工费人工费200020005 5管理费管理费（H19H19）* *0.040.042327.84 2327.84 6税金税金（H19H19）* *0.0340.0341978.66 1978.66 工程总费用工程总费用7 789891 10 0. .3434续表一：续表一：附图一：实训楼屋顶平面设计图附图一：实训楼屋顶平面设计图注：图中箭头代表自然引下线，三角代表接闪短针。附图二：接闪器保护范围及分区图附图二：接闪器保护范围及分区图注：图中左边为高2.8m的小

24、灵通接收器，右边为一高4.5m的接闪塔及高为3m直径为3m的天馈系统，其中中心机房所在区域为LPZ2区。附图三：实训楼低压配电及附图三：实训楼低压配电及SPDSPD安装设计图安装设计图L1L2L3NPEPEPEL1L2L3NRCD配电房一楼总配电箱QFQF2楼机房（同一楼）PEL1L2L3NNN设备机房安装示意图3楼机房（同一楼）PEL1L2L3N4楼机房（同一楼）PEL1L2L3N5楼机房（同一楼）PEL1L2L3NRCD图例注释限压型SPD断路器漏电保护器开关型SPD 空气开关注：1、该图为实训安装配电SPD的示意图2、在建筑物内安装了三级SPD，第一级是开关型，其后是限压型SPD端子板3

25、、该建筑物每层的SPD的型号及安装位置都大致相同，但是在其设备前面的型号根据具体情况而变换。实训楼的低压配电系统图设计审核比例页黄雷PEPEPEPEPage 26附图四：实训楼弱电设计图附图四：实训楼弱电设计图总交换机交换机交换机百兆机百兆机百兆机SPD同前一样同前一样机房内的电脑信号SPD接地注：1、该图为实训安装信号SPD的示意图图例注释2、在核心机房内安装了一组标称放电电流为12kA的信号SPD。信号SPD信号SPD信号SPD交换机3、在各个机房内安装了各安装一组标称放电电流为8KA的信号SPD光端机图名设计审核页黄雷拓扑结构Page 27附图五：实训楼接地极设计图附图五：实训楼接地极设

26、计图Page 28楼层等电位图制图审核日期建设单位比例图号图别1：1接闪杆接地干线设备接闪带二楼等电位三楼等电位接地共用接地电阻R1四楼等电位五楼等电位水管接地干线图例注释接闪针天馈系统接闪塔等电位线接地端子放散管接闪针附图六：楼层等电位连接图附图六：楼层等电位连接图附图七：机房等电位连接图附图七：机房等电位连接图门门等电位端子箱等电位端子箱信号进线电源进线 网线是从四楼中央机房引入机房 网线是RJ-45，4对8线，传输速率是千兆网入口，规格为25MM*2MM 电源线是采用220V低压供电，50HZ，为TN-S接地制式 门、窗、计算机都和M型地网连接 网格规格为1M*1M空开空开图例注释空开等电位连接线端子箱门机房等电位连接图制图审核图别建设单位比例图号日期