防雷工程.docx
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防雷工程
防雷工程
一阶段设计
目录
1设计说明1
1.1概述1
1.1.1工程概况2
1.1.2设计依据2
1.1.3工程预算5
1.2设计范围和分工5
1.2.1设计范围5
1.2.2设计分工5
1.3浪涌保护器的配置原则及设备配置5
1.3.1浪涌保护器的配置原则5
1.3.2浪涌保护器的配置6
1.4存在的问题及改造方案6
1.4.1存在的问题6
1.4.2接地与防雷系统的改造6
1.4.3浪涌保护器的安装8
1.5其它需要注意的问题8
2预算说明9
2.1编制依据9
2.2预算中有关费用的取定9
2.3预算内容9
2.4预算表格10
3图纸10
1设计说明
1.1概述
随着经济的发展,高新技术在各行各业的推广应用,电子计算机与各类通讯设备之间已经实现了智能化联网。
随着系统的完善,其取得的经济效益和社会效益逐步得到了体现。
然而,频繁的雷害也已对许多设备的正常工作造成了一定的影响和危害,并给运行维护工作带来较大的压力,特别是对精密电子设备的损害造成的损失尤为巨大。
雷电对电气设备的影响,主要由以下四个方面造成:
1、直击雷
直击雷蕴含极大的能量,电压峰值可达5000KV,具有极大的破坏力。
如建筑物直接被雷电击中,巨大的雷电流沿引下线入地,会造成以下三种影响:
◆巨大的雷电流在数微秒时间内流入地下,使地电位迅速抬高,造成反击事故,危害人身和设备安全。
◆雷电流产生强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。
◆雷电流流经电气设备产生极高的热量,造成火灾或爆炸事故。
2、传导雷
远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压,由室外电源线路和通信线路传至建筑物内,损坏电气设备。
3、感应雷
云层之间的频繁放电产生强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压,峰值可达50KV。
4、开关过电压
供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等,都能在电源线路上产生高压脉冲,其脉冲电压可达到线电压的3.5倍,从而损坏设备。
破坏效果与雷击类似。
随着现代高科技的发展,精密仪器,通讯设备,数据网络的应用越来越广泛,因而由于感应雷造成的雷击事故也越来越多。
直接造成了巨大的经济损失,而因重要设备损坏使网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。
因此,本方案将以综合办公楼主机房为保护对象,以对从系统外进出的电源、信号线入侵的雷电流进行泄放和拦截为手段,并以等电位连接为保证,从而形成一个多层的完整全面的防护体系。
鉴于电源与信号防雷工程的特殊性,它有较大的难度和风险性,除需具备一定的电气业务知识外,还需具备通信防雷研究和设计方面的专业知识。
因此,为了保证这次防雷工程的质量,中达电通股份有限公司根据实际情况,提出了综合办公楼主机房设计方案。
服务保障
●我公司具有完善的工程、服务体系。
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1.1.1工程概况
由于近年来大量采用了高可靠性的先进设备,机房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。
该综合办公楼安装有市话交换、传输、数据、广播设备及配套的相关设备。
1.1.2设计依据
1)国家质量技术监督局和建设部《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94(2000))
2)国标《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
3)国标《民用电气设计规范》JGJ/T16-92
4)国标《计算机场地安全要求》GB9361-88
5)信息产业部《通信工程电源系统防雷技术规定》(YD5078-98)
6)建设单位提供的资料。
在设计过程中,我们主要考虑并应用了如下防护措施:
概括的说,当今电子设备的防雷手段,主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护五种方法。
分流:
用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地,防止雷电直接击在建筑物和设备上。
屏蔽:
通信系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽,在机房建设中,利用建筑物钢筋网和其他金属材料,使机房形成一个屏蔽笼。
用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰机房内设备。
等电位连接:
机房内所有金属物体,包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接,以均衡电位。
接地:
在通信系统中,为保证其稳定可靠的工作、保护通信设备和人身安全,解决环境电磁干扰及静电危害,需要一个良好的接地系统。
过电压保护:
电子设备的信号线、电源线上安装相应的过电压保护器,利用其非线性效应,将线路上过高的脉冲电压滤除,保护设备不被过电压破坏。
主要的保护器件为氧化锌压敏电阻、二极或三极放电管、快速箝位二极管等,根据需要进行组合,形成完整的防雷保护器。
防雷设备的正确选择和应用,将直接关系到设备系统防雷的质量。
如果选择不当,不但难于起到防雷的作用,甚至还会对通信造成不必要的影响,因此,设备的选型和应用将是至关重要。
1、电源防雷器的选择和应用原则
考虑到设备电源负荷电流容量不大,为了安全起见及使用和维护方便,电源系统的多级防雷,原则上均选用并联型电源防雷器。
残压特性是电源防雷器的最重要特性,残压越低,保护效果就越好。
但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况,在尽量选择残压较低的电源防雷器的同时;还必须考虑防雷器有足够高的最大连续工作电压。
如果最大连续工作电压偏低,则易造成防雷器自毁。
通信系统低压侧有不同的保护级别,应根据保护级别的不同,选择合适通流容量和电压保护水平的电源防雷器,并保证防雷器有足够的耐雷电冲击能力。
原则上,每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上,都应做该级相应的保护。
通信电源低压侧保护用的电源防雷器,应该选择有失效警告指示、并能提供遥测端口功能的电源防雷器,以方便监控、管理和日后维护。
电源防雷器必须具有阻燃功能,在失效、或自毁时不能起火;且必须具有失效分离装置,在失效时,能自动与电源系统断开,而不影响通信电源系统的正常供电。
电源防雷器的连接端子,必须至少能适应25mm²的导线连接。
安装防雷器时的引线应采用截面积不小于25mm²的多股铜导线,建议使用25mm²的多股铜导线,并尽可能短(引线长度不宜超过0.5m)。
当引线长度超过0.5m时,应加大引线的截面积。
引线应紧凑并排或绑扎布放。
电源防雷器的接地:
接地线应使用不小于25~35mm²的多股铜导线,并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接。
根据防雷区的划分、雷击能量分布的状况、实际情况合理地设计各级电源防雷体系,并选择适当的防雷器。
附注:
●防雷区的划分
根据IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护标准,信息系统的防雷保护区分为四个区域,各区交界处应作相应的防雷处理。
各区划分如下:
LPZ0A区:
直击雷作用区,处于建筑物避雷针系统保护区以外的区域,由于本区内所有物体均有可能遭受直接雷击,并可能导走全部雷电流;另外本区内所有物体均处于雷电电磁场最强处,故对于雷电的感应最强。
LPZ0B区:
感应雷主作用区,处于建筑物避雷针系统保护区内,但未经空间电磁屏蔽,雷电作用电磁场并不衰减,处于此空间的所用可导电物体均可感应较强雷电电磁脉冲。
LPZ1区:
建筑物屏蔽区,本区内各物体不可能遭受直击雷,流往各导体的雷电流比0B区进一步减小,本区内电磁场也可能会衰减,取决于建筑物的屏蔽措施。
LPZ2区:
房间屏蔽区,对于计算机主机房所处空间,应采取屏蔽措施,以进一步减小空间电磁场的干扰。
当金属导线(电源线、信号线等)穿越不同的保护分区时,因电磁感应的作用,会产生较高的过电压,影响室内设备的安全。
因此,需安装相应的过电压保护器,对设备进行保护。
在不同的保护分区,所采用的防雷器级别是不同的。
同时,需要作相应的等电位处理。
防雷保护分区和防雷器的分级应用如下图所示:
2、通信设备接口保护器的选择和应用原则
通讯及信号防雷器的要求较高,为了不影响数据传输,选择的通讯及信号防雷器必须有国家或信息产业部认可的检验机构出具的检验合格报告。
无检验合格报告的防雷器一律不准用在数据通信设备接口上作保护装置用。
通讯及信号接口防雷器通常串联在通讯线路中,选择和应用信号防雷器,必须以不影响数据传输为基本原则。
通讯设备接口种类繁多,传输速率各不相同。
应根据接口速率,选择工作速率合适、物理接口合适的数据设备接口保护用防雷器。
尽量少通过接口转接的方式来达到与通讯设备物理接口的相连,以免增加插损,影响信号传输。
对于速率较高的数据设备接口,应选择极间电容、漏电流、插损、驻波比尽可能小,响应时间尽可能快的信号防雷器。
通讯接口信号工作电压差异较大,为确保信号防雷器真正起到保护作用,应根据信号工作电压的不同,选择动作电压和限制电压合适的保护防雷器。
根据设备接口的抗雷电要求,应选择有足够大的耐雷电冲击能力的信号防雷器。
信号防雷器的接地必须有可靠的接地连接线,该接地线应与被保护的通讯设备的地线就近可靠连接,接地线不应小于2.5mm²。
1.1.3工程预算
1)防雷工程投资总额为元人民币;
2)需安装的设备投资为元;
3)安装工程费为元;
4)其它费用为元;
5)预备费为元。
1.2设计范围和分工
1.2.1设计范围
本设计包括:
综合办公楼、机房电源系统感应雷的防护;有线电视系统防雷设计;
广播系统防雷设计;计算机网络系统防雷设计。
4号楼,6号楼,图书馆2楼,3楼,奋进楼,松林楼,科学楼,科学馆后楼,不在本次设计方案之列,待现场勘察后另行补充。
1.2.2设计分工
本工程为防雷接地改造工程,是在原有的接地系统的基础上进行改造,原有的地下接地装置、接地线引入等设施本项目均利旧。
接地线布放、连接等不符合规范要求由承接本防雷工程的厂家负责改造;地下接地装置等隐蔽项目如在施工过程中发现已损坏或不符合要求,由承接本防雷工程的厂家负责改造。
1.3浪涌保护器的配置原则及设备配置
1.3.1浪涌保护器的配置原则
浪涌保护器的配置应参照国家机械行业标准JB/T5894-91“交流无间隙金属氧化物避雷器使用导则”执行和国标“交流无间隙金属氧化物避雷器”相关要求;防雷器件的选择,应具有高通流容量,残压低,响应速度快,带浪涌识别,便于维护等优点。
1.3.2浪涌保护器的配置
根据IEC雷电保护区的划分,各保护区内应实现均压等电位。
对于不能实现均压等电位的和各区之间有金属连接线的,应采取防雷措施。
1)在交流总配电部分低压配电侧,建议每线配置通流量在15-35KA(10/350μS),电量、能量较高的浪涌保护器,以加强直击雷的防护。
2)在各楼层的交流配电屏进线侧,建议每线配置通流量在40KA(8/20μS),电量、能量相对较高的浪涌保护器。
3)在各楼层机房中的重要电子设备前端,建议配置精密型网络防雷保护插座。
4)在通信设备的2M口端(建议配置在机房的DDF配线端),及环境监控系统的采集器输出口和协议转换器输入端配置相应的信号浪涌保护器,该浪涌保护器的配置根据各厂家的设备配置。
5)在各楼层的网络交换机进线侧,建议配置网络信号保护器。
6)在各专业楼层直流配电头柜进线侧,建议配置通流量在5KA(8/20μS),电量、能量相对较高的浪涌保护器。
1.4方案
1.4.1存在的问题
根据建设方提供的资料,市局计算机中心的接地系统已改造成联合接地系统。
机房建造物已做直接雷的防护。
机房内部接地和电源系统主要存在以下一些问题:
1)交流分配电柜缺少浪涌保护装置。
2)网络设备进线信号接口缺少浪涌保护装置。
3)直流用电设备的电源进线端缺少浪涌保护装置。
4)有线电视系统缺少浪涌保护装置。
5)广播系统缺少浪涌保护装置。
1.4.2防雷系统的改造
1)防雷系统的改造措施:
A.在电源系统总交流进线端进线处附近各安装1套一级交流开关型浪涌保护装置,共1套BP1-140-4A一级三相电源防雷箱。
B.在综合办公楼各楼层(中心机房电源与楼层电源共用)交流配电柜内各安装1套一级交流限压型浪涌保护装置,共4套BP1-40-4B一级三相电源防雷箱。
C.在主机房双层交换机、4台服务器、8个光纤柜、4个双绞分机柜交流输入端附近各安装1套防雷插座,共17套J6420-20防雷插座。
D.在1台双层交换机、4个双绞分机柜出线端安装ER2-24BS自适应集线式网络浪涌保护器,共6套ER2-24BS自适应集线式网络浪涌保护器。
E.在有线电视进线端安装J6422-20附加有线通讯保护功能的防雷插座,共40套J6422-20
F.在广播系统进线端安装SF-120V/2SD广播系统专用浪涌保护器,共2套SF-120V/2SD
2)接地与防雷系统的改造注意事项:
A.所有接地引线与地线排的连接使用铜鼻子,建议用螺栓加装梅花垫片拧紧,以确保接触可靠。
接地引线与地网的连接宜焊接。
B.地下自来水主管道、暖气管道以及其它金属构件,均应就近与联合地网焊接连通。
C.所有焊接扁钢搭接长度为宽边的两倍,凡焊接点均涂沥青防腐。
D.空调及室外机的接地由施工单位根据情况进行保护接地。
E.机房内的机架未作保护接地,由施工单位负责作保护接地。
1.4.3浪涌保护器的安装
1)电源系统浪涌保护器的安装参见相关设计图纸,接地引线采用截面积不小于16mm2具有绝缘外护套的多股铜线。
2)浪涌保护器的接地引线不宜超过1.5m,宜短直,就近可靠接地。
接地引线与地线排的连接使用铜鼻子,用螺栓加装梅花垫片拧紧,以确保接触可靠。
1.5其它需要注意的问题
考虑到成本要求,不新做地网,主要根据以下两种情况进行处理。
1、地阻达标(<4Ω),对原连接点不可靠处重新进行可靠连接(焊接及螺母连接),对于地线走线不合理以及地线尺寸不够的地方,按等电位连接的原则进行重新整理与布置(必须与建筑物主钢筋相连)。
对于与室外相连的水管或金属结构必须与汇集排可靠连接。
然后进行清洁防锈处理。
在尽可能情况下,地线引线套镀锌管暗埋引至设备安装处。
2、地阻不合标准(>4Ω),则按等电位连接的原则进行重新施工;在建筑物上抽主体钢筋与地网线焊接;在合适的地方作铜汇集排。
3、建设单位在防雷接地改造施工过程中,应加强管理,配备专人负责,随工验收,绘制竣工图。
4、每次雷后应检测浪涌保护器是否正常,各连接点和浪涌保护器至少每年检查一次,并作记录。
5、施工前应对设备、材料进行检验,进行各项技术性能的测试,合格后方可通电使用。
6、施工中应注意施工安全,确保原有设备的正常运行,如需停电操作及中断通信,应与甲方协商好相关事宜,方可施工操作。
7、在现场勘察结束以后,应对本方案进行修正设计。
8、施工中有关问题见相关图纸说明。
2
预算说明
2.1编制依据
1)邮电部邮部1995年626号“关于发布《通信建设工程预算、预算编制办法及费用定额》等标准的通知”。
2)邮电部1995年11月颁发的《通信建设工程预算编制办法及费用定额通信建设工程价款结算办法》。
3)邮电部1995年11月颁发的《通信建设工程预算定额》第一、二册《电信设备安装工程》。
4)国家计委发布《全国统一安装工程定额》第2、3册。
5)邮电部1995年945号关于发布《通信建设工程类别划分标准》的通知。
6)邮电部邮部1997年52号《关于明确通信建设工程概、预算中“流动施工津贴标准”的通知》。
7)设备供货商提供的设备报价清单等有关资料。
2.2预算中有关费用的取定
1)相关费用按三类项目费率计算。
2)供销部门手续费费率:
需要安装的设备按设备价的1.0%计取,主材按1.8%计取供销部门手续费。
3)设备运输距离按200km考虑。
施工队伍调遣里程按200km以内考虑。
4)设备、主材费率的取定。
项目
需要安装的设备
主要材料
供销部门手续费
1%
1.8%
运杂费
0.9%
1.7%(主材)4%(辅材)
采购及保管费
0.5%
1.0%
运输保险费
0.4%
0.1%
5)勘查设计费的取定:
勘查设计由施工厂家免费提供
2.3预算内容
本册预算包括:
1)地线的改造,接地引线的设置材料费,安装项目费用;
2)浪涌保护器及辅助材料的购置费用,安装项目费;
3)工程其它费用
2.4
预算表格
(详见后附工程预算表)
2.5预算总费用和总工日
1)预算总费用:
2)预算技工总工日:
3图纸
(详见后附图纸)
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