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16.接地装置与室内总等电位连接带的连接导体截面积,铜质接地线不应小于50mm2,钢质接地线不应小于80mm2。
17.电子信息系统配电线路中,特殊需要保护的电子信息设备一类耐冲击过电压级别的额定值为1.5KV。
18.电子信息系统配电线路中,特殊需要保护的电子信息设备一类耐冲击过电压级别的保护水平为小于1.5KV。
19.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004中规定:
人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。
20.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004中规定:
各级浪涌保护器SPD连接导线应平直,其长度不宜超过0.5m。
Ø
建筑物电子信息系统防雷与接地设计
第一部分建筑物电子信息系统防雷工程设计
9.1防雷与接地工程设计的原则
1.设计依据
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-942000版)采用接闪、引下、接地防直击雷(含反击);
建筑物电子信息系统内部防雷线缆屏蔽、等电位连接、合理布线、采用安装SPD、共用接地、雷电波侵入等措施防雷电感应,设计应按《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004执行。
IEC1024-1将防雷分为外部防雷(不包括反击)和内部防雷(防雷电感应、防反击、防雷电波侵入等)。
现代电子技术的发展,由于信息系统计算机、通信设备、监控设备等大量采用微电子技术、大规模集成电路等雷电耐承受能力低,承受不了闪电的高能量。
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》及时的解决了这个防雷技术问题。
2.建筑物防雷分类和电子设备保护分级
建筑物防雷分类
《建筑物防雷设计规范》GB50057-942000版根据建筑物的使用性质、发生雷击事故的可能性后果,按防雷要求分为三类:
(1)第一类防雷:
凡制造、使用、储存炸药、火药(一点就燃)具有防雷区LPZOA。
LPZ各区的特点:
LPZOA,可能遭到直接雷击,导致全部雷电流,雷磁场无衰减。
LPZOB接闪装置保护范围内,雷磁场强度未衰减。
LPZ1不可能遭到直接雷,雷磁场强度在有屏蔽措施可能有衰减。
(建筑内)
LPZn+1后续防雷区(屏蔽室内,机箱内……)进一步减小流入的电流和电磁场强度。
*在两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接,并宜采取屏蔽措施。
具有爆炸火灾危险环境分区:
(条文说明2.0.2)
0区或10区 爆炸危险环境,为第一类防雷区。
1区:
可第一类防雷,也可划为第二类防雷
易燃体原房在地面二类:
在地下不通风划为一类。
2区、11区 第二类防雷,看环境,看后果。
10区、21区 第三类防雷
22区、23区第三类防雷
(2)第二类防雷:
1)国家级重点文物保护的建筑。
2)国家级建筑(特别重要的建筑物)
3)国家级中算中心
4)制造使用,储存爆炸物,火花不易点燃。
5)1区爆炸危险环境,火花不易引起爆炸。
6)2区或11区爆炸危险环境。
7)工业区内有爆炸危险露天钢质气罐。
8)预计雷击次数大于0.06次/a的住宅、办公楼及重要或人员密集公共建筑物。
9)预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
(3)第三类防雷:
1)省级重点文物及省级档案馆
2)预计雷击次数≥0.012次/a,≤0.06次/a。
部、省级办公或人员密集公共建筑物。
3)预计雷击次数≥0.06次/a,≤0.3次/a的住宅办公楼等一般性民用建筑。
4)预计雷击次数≥0.06次/a一般性工业建筑。
5)21、22、23区火灾危险环境。
6)平均雷暴日>15d/a,高度15m以上高建筑,平均雷暴日≤15d/a,高度20m以上高建筑物。
3.民用建筑常规防雷措施防雷设计中应考虑的基本原则:
1)建筑物、构筑物防雷的目的性
2)雷击时,应保护建筑物内部的人身安全。
3)雷击或雷电感应时,应防止建筑物被破坏或燃烧。
4)存放的危险物品引起损坏、燃烧、或爆炸。
5)电子信息系统、设备、电气线路不受损坏。
4.建筑物电子系统防雷设计的基本原则
1)按现行的国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-942000版进行防雷分类。
2)按滚球法设计避雷针高度,确定保护范围。
3)采用等电位连接是最重要措施
5.电子设备保护分级
设备位置
电源处的设备
配电线路和最后
分支线路的设备
用电设备
特殊需要保护的电子信息设备
耐冲击过电压类别
Ⅳ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅰ类
耐冲击过电压额定值
6KV
4KV
2.5KV
1.5KV
(1)建筑物电子系统防雷设计应做到安全可靠、经济合理、综合防护、多重设防、施工方便、便于维护。
(2)建筑物电力系统与弱电系统的线路宜分开敷设。
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004规定:
线缆与电力电缆的间距
380V<2KVA2-5KVA>5KA
平行净距 130mm 300mm 600mm
一方穿管槽 70 150 300
双方管槽 10 8 150
(3)接地:
需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接及接地保护措施。
电子信息系统的防雷接地应与交流工作地、直流工作地、安全保护地共用一组接地装置,接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。
根据要求采用单独接地或联合接地,采用单独接地时,接地电阻不大于4Ω;
采用联合接地时,接地电阻不大于1Ω。
根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057—942000版)
第3.2.1条八.第一类防雷独立避雷针、架空避雷线、架空避雷网应有独立的接地装置。
第3.3.3条第二类防雷防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置。
而《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004中:
5.2.5条规定:
防雷地、交流地、直流地、PE地共用一组接地装置时,接地电阻值必须按接入设备中要求最小值确定。
GB50343-2004中5.2.6 优先利用建筑物的自然接地体,达不到要求时,增加人工接地体。
以下按《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004编号
4.3.1建筑物电子信息系统雷电防护等级
A級:
(1)大型计算机中心,大型通信枢纽,火车枢纽站,国家金融中心,银行,机场,大型港口。
(2)甲级防范安全系统:
国家文物,档案库监控,报警系统。
(3)大型电子医疗设备,五星级宾馆。
B级:
(1)中型计算机中心,中型通信枢纽,移动通信基站,大型体育场馆监控系统,证券中心。
(2)乙级安全防范系统:
省级文物,档案库监控报警系统。
(3)雷达站,微波站,高速公路监控,收费系统。
(4)中型电子医疗设备。
(5)四星级宾馆。
C级:
(1)小型通信枢纽,电信局
(2)大中型有线电视系统
(3)三星级以下宾馆
D級:
一般用途的电子信息系统设备
5.1 防雷设计一般规定
5.1.1满足雷电防护分区,分级
5.1.2必须采取等电位连接与接地保护措施
5.1.3防雷设计应收集的相关资料
(1)地型、地物、气象、地理条件
(2)被保护物(群体)长、宽,高及位置分布相邻建筑物高度。
(3)各楼层12楼顶被保护的电子信息系统分布。
(4)被保护设备的类型,功能及参数。
(5)计算机网络和通信网络的结构。
(6)设备之间的电气连接关系,信号的传输方式。
(7)供、配电情况及接地形式。
(8)防直击雷接地装置状况。
(9)引下线的状况及与电子设备接地线距离。
(10)高层建筑物防侧击雷措施。
(11)电气竖井内线路布置状况。
(12)设备安装情况。
(13)电源线路,信号线路进入建筑物方式。
(14)总等电位连接及各局部等电位连接状况共用接地装置状况。
(15)地下管线、隐蔽工程分布情况。
5.2 等电位连接与共用接地系统设计
5.2.1(条文说明)机房应设等电位连接网络,设备防静电接地,安全保护接地,SPO接地等均应以最短距离与等电位连接网络接地端子连接。
S型(星型)结构 M型网状结构
。
·
EHP
Ss型接至共用接地 Mm型接至共用接地
等电位连接网
共用接地系统
电子设备
EHP接地基点
条文说明:
5.2.1条,当采用S型(星型)结构等电位连接网时,该信息系统的所有金属组件,除等电位连接点EHP外,均应与共用接地系统的各部件之间有足够的绝缘(大于10KV,1.2/50μs)。
当采用M型网状结构等电位连接网时,该信息系统的所有金属组件,不应与共用接地系统的各部件之间有足够的绝缘。
5.2.2 交界处设置总等电位接地端子板
LPZOA或LPZOB等LPZ1交界处设置总等电位接地端子板。
每层楼设置楼层等电位接地端子板。
设备机房应设置局部等电位接地端子板。
接地端子板应设置在便于安装、检查位置。
不得安装在潮湿,腐蚀性及易受机械损伤地方,接地端子板的连接点满足机械强度和电气连续性要求。
5.2.3 共用接地装置与总等电位接地端子板连接
共用接地装置与总等电位接地端子板连接。
通过接地干线至楼层等电位接地端子板连接。
由此引至楼层等电位接地端子板。
局部等电位接地端子板与预留楼层主钢筋接地端子连接。
接地干线采用多股铜芯线或铜带,截面积不小于16mm2。
接地干线在电气竖井内明敷。
并与楼层主钢筋作等电位连接。
5.2.4 局部等电位连接
不同楼层的综合布线系统设备之间或不同LPZ区的配线交接间设置局部等电位连接地端子板。
楼层配线柜的接地线,采用绝缘铜导线截面积不小于16mm2。
5.2.5 接地电阻值
5.2.6 优先利用建筑物的自然接地体,达不到要求时,增加人工接地体。
5.2.7 人工接地体
人工接地体宜在建筑物四周散水坡外大于1m处埋设成环形接地体。
并可作为总等电位连接带使用。
5.3 屏蔽及布线
5.3.1 设备机房屏蔽规定
(1)设备主机房造在建筑物低层中心部位,远离外墙结构柱,设置在LPZ高级别区内。
(2)金属导体,电缆屏蔽层及金属线槽(架)等进入机房时,做等电位连接。
(3)设备为非金属时,应设金属屏蔽网或金属屏蔽室屏蔽网,屏蔽室与等电位接地端子板连接。
5.3.2 线缆屏蔽规定
(1)线缆采用屏蔽电缆,屏蔽层两端及LPZ区交界处做等电位连接并接地。
(2)在《建筑物防雷设计规范》GB50057-942000版第3.2.3条《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-20045.3.2条规定:
采用非屏蔽电缆时,应敷设在金属管道内,埋地引入,金属管应与电气导通,在LPZ区交界处做等电位连接,并接地,埋地长度不小于15m。
计算公式:
L≥2√ρ
其中:
L--埋地长度(m)
ρ—土壤电阻率(Ω.m)
值得注意:
在《建筑物防雷设计规范》GB50057-942000版的4.3.4条(条文说明)为计算方便,规定接地装置仅有一定的最大延伸长度,外引长度不应大于有效长度:
L<
2√ρ。
水平接地体的有效长度L<
2√ρ的分析:
众所周知,地网扩大后,势必加长了水平接地体的长度,水平接地体越长自身的电阻越大,可根据下式求出。
ρL
R=
(1)
S
其中ρ—镀锌扁钢导电率(Ω/m)
S—镀锌扁钢截面积(mm2)
L—水平接地体长度(m)
施工中选用40×
4镀锌扁钢作水平接地体,一根扁钢长L=6m,其截面积160mm2=0.16×
10-5m2
低炭钢材料(Q235)ρ为1.0×
10-7Ω·
m一根6m长的扁钢自身电阻R为:
1×
10-7×
66×
10-2
R= = =3.75×
10-2(Ω)
1.6×
10-5 1.6
若增加水平接地体100m,水平接地体自身电阻增加3.75Ω。
另一方面:
目前多用接地电阻测试仪(4102A)测试接地电阻。
该仪表测试能源为1--3mA的恒流源。
(LonstantCurrentFenerator).测试过程中该恒流源提供的测试信号必然是与低电阻回路构成通路。
因此地网扩大到一定程度后,3mA的恒流源几乎不与扩大后阻值增加的接地体构成通路,所测得的结果与未扩大的地网阻值所差未几。
综上所述:
由于雷电脉冲在地中泄放速度受到限制,又因雷电脉冲陡度大,在最大延伸长度有效散流入地,因此Le=2νρ是水平接地体有效长度。
施工中,如地电阻达不到设计要求,除了在地形允许情况下继续适当扩大地网外,采取加降阻剂是有效的方法。
(3)建筑物之间采用屏蔽电缆互联,电缆屏蔽层能承载可预见的雷电流,可不敷设在金属管道内。
(4)光缆所有金属接头,金属挡潮板,金属加强芯等应在入户处直接接地。
5.3.3 线缆敷设规定
(1)线缆主干线的金属线槽,应敷设在电气竖井内。
(2)线缆与其他管线距离。
信息系统线缆
其他管线名称 最小平行净距 最小交叉净距
防雷引下线 1000mm 300mm
保护地线 50 20
给水管 150 20
压缩空气管 150 20
热力管(不包封) 500 500
热力管(包封) 300 300
煤气管 300 20
*线缆敷设高度超过6m时,与防雷引下线交叉净距离计算公式:
S≥0.05H
其中,H-交叉处防雷引下线距地下距地面高度
S-交叉净距离。
(3)线缆的路由走向时,尽量减少由线缆自身形成的感应环路面积。
(4)线缆与电力电缆的间距
*小于2KVA双方在线槽中或用金属隔开平行长度<10m,最小距离10m,振铃电话线缆不宜与计算机网络在同一根双绞线电缆中。
(5)线缆与配电箱,变电室、电梯机房,空调机房净距离。
配电箱 变电室 电梯机房 空调机房
1m2m2m2m
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