现场勘测
一、 地形分析:
当地属多雷区,地形比较复杂,此中学依山傍水,地势较高,是雷击的首选目标,水域地带易形成水云,随着大气的运动,水云在此迂回,形成雷云,随着雷云的加厚形成雷击,因此在该地域的建筑物及设备易经常遭受雷击。
二、现场分析:
1、6号楼(主机房)有防雷地网,有直击雷防护措施,并且引下线及地网的电阻(0.9Ω)均符合国家的防雷规范要求。但进入机房的地线不符合要求,钢筋已生锈,机房地线均未连接,未安装防感应雷的任何措施。
2、8号楼(教学楼)有地网,接地电阻5.6Ω(要求小于4Ω),且严重生锈,防直击雷的避雷带年久失修,严重生锈,引下线只有一条,不能好地进行雷电泄放(要求每隔18米安装一条下线),电源部分无保护地线,计算机网络设备无任何防雷保护设施。
3、5号楼无任何防护措施,且经常遭受雷击。
4、1号楼有地网,接地电阻8.8Ω,不符合要求,且焊接处及连接处严重腐蚀,不能满足使用的要求,几乎可定义为无接地系统,引下线一条不能满足要求,电源无接地保护系统,更无任何防感应雷的措施。
5、其它楼未再进行一一检测,但据工作人员介绍大致没有区别,并且在近几年的使用过程中网络设备经常遭受雷击损坏,导致网络不能正常使用,并给教学工作带来极其不便。
为保护整个校园系统的正常工作,保护网络设备免遭雷击损坏,更有利提高学校的教学质量,给学生创造了一个良好的学习环境,同时对各种数据的保护工作也起到一个非常重要的作用。
三、防雷设施说明:
1.建筑物防雷设施由接闪器(如避雷带、避雷针)、引下线、地网组成;
2.设备防雷设施由电源线路防雷器和信号线路防雷器组成。电源线路一般要采用三级防雷,总电源、机房电源或楼层总电源、重要用电设备前要分别安装相应的防雷器,数据传输线路要安装对应的数据信号防雷器。
设计的方案
一、方案组成
本方案包括四大部分:
第一部分:建筑物防雷,其目的是保护建筑物不被直击雷击坏,保障大楼内工作人员和设备的安全。
第二部分:防雷地网的制作,地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。
第三部分:等电位处理、屏蔽,等电位处理也可称共地处理,即工作地、防雷地、保护地均进行等电位连接,消除各点之间的电位差。金属线管的屏蔽接地,其目的是将线管上已感应的电磁干扰在进入设备之前疏导入地。
第四部分:设备防雷,包括电源防雷和信号防雷二大类。
二、方案达到的目的
保障计算机网络系统的正常运作,保障各种数据不被丢失,保障办公楼工作人员及及学生的安全。
三、方案的具体内容
1.直击雷防护
A)整改6号楼进入机房的地线,换成25平方的多股铜线。
B)整改8号楼等教学楼的地网,使其接地电阻小于4Ω,更换和增加避雷引下线,间隔18米设引下线一条;避雷带视实际情况更换或维修,所有避雷带及引下线均应作防锈处理。
C)增加5号楼的防直击雷措施(5号楼为经常遭受雷击的大楼),在楼顶设立避雷带及引下线(四条),同时在大楼的一侧建一组小于4Ω的地网。
-D)整改1号楼的地网,要求接地电阻小于4Ω,维修和更换避雷带,增加三条引下线,并将所有避雷带及引下线作防锈处理。
2.地网的制作
标准地网是为防雷提供雷电流的最终去处,地网的好坏直接影响到防雷的效果,要求制作1Ω以下的地网。地网设计在大楼的一侧或四周,距建筑物出入口或人行道不应小于3m,当小于3m时,应将水平接地体局部深埋不小于1m以上。地网上端深度为80厘米,垂直接地体采用5×50×2000热镀锌角钢,水平接地体采用4×40热镀锌扁钢,垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接,水平接地体与水平接地体的搭接采用双面焊接,焊接面积不小于10mm2,焊接处刷红丹做防腐处理。接地线用4×40的热镀锌扁钢,汇接点和测试点放在防水的接地盒内,汇接点用规格的扁铜,扁铜与扁钢连接处采用气焊,在扁铜上预留φ8连接孔两个,配备相应规格的不锈钢螺丝或螺丝。具体作法为中心机房的地网要求小于1Ω,教学楼、办公楼的地网要求小于4Ω,要根据现场进行施工,并画出相应的施工图。
3.根据国际IEC1024-1标准及国家防雷标准,为减小在需要防雷的空间发生火灾、爆炸、生命危险,等电位连接是一很重要的措施。所有从外引来的管线均应作等电位连接,具体作法为:
A)在地下室或靠近地平面处,所有外来导线均要屏蔽并将所有的管线连接到连接板上,连接板要易于检查。
B)高度超过20米的建筑物,在地面以上垂直每隔20米处连接板应与各引下线连接。
C)在不大于20米的地网与地网之间应采用共网,应将机房防雷地网与大楼直击雷防护地网及建筑物基础地网相连,以消除地网与地网间的电压差。
D)机房及电教室应设置均压环,以用于电磁屏蔽和等电位处理,具体作法:用3×30的扁铜沿机房内侧一周,并与地网可靠连接。在中心机房及各个电教室均安装均压环。
E)机房内各正对户外金属门窗、金属柜体、机架、设备金属外壳、防静电地板均需要就近接地、数据线路的金属屏蔽层、设备工作地均需与防雷地连接。
4.防雷器的选型
一)电源类防雷器的选型:
根据目前国内外防雷器件的生产水平的防雷器"雷电通流"与"雷电残压"的关系,电源线路一般采用三级防雷保护。在外线进入室内,有雷电感应的信号线路两端均需安装防雷器,以达到室内设备免遭雷击损坏的效果。
1.并联式电源防雷箱
用途:
主要用于邮电、气象、交通、计算机网络、铁路、电力、住宅等领域电源的第一、二级防雷、防浪涌保护。
380A、B适用于三相四线制低压电源系统。
220A适用于单相二线制低压电源系统。
结构:
由空开,防雷器,工作状态指示器所组成。
安装方式:壁挂式安装。
特点:
1.过热过流保护,避免火灾发生;
2.有工作状态指示,便于了解每相防雷器的工作状态;
3.容量:100、60、40KA(8/20uS);
4.安装方便,直接并联于电源进线中;
5.响应时间20nS;
6.动作电压510V±10%;
7.输出残压<1000V。
2.电源防雷插座
结构:
多功能插座,带工作状态指示。
特点:
1.防雷器失效保护,避免火灾发生;
2.有工作状态指示,便于了解防雷器的工作状态。
3.容量:Imax=10KA(8/20uS);
4.安装方便,用电设备直接插在防雷插座上。
5.响应时间<20nS;
6.动作电压510V±10%;
7.输出残压<500V。
具体选型
A) 在主机房(6号楼)大楼的总电源处安装一台100KA的三相并联式电源防雷箱作为第一级防雷保护;在每楼层的总电源处安装一台60KA的三相并联式电源防雷箱,作为第二级防雷保护;在主机房的UPS前安装一台40KA的单相并联式电源防雷箱作为第三级防雷保护;在每个电教室及教室的电源前安装一台40KA的单相并联式电源防雷箱,在楼的网络设备前安装防雷插座,作为末级防雷保护。
B) 在教学楼(如8号楼)的总电源处安装一台100KA的三相并联式电源防雷箱作为第一级防雷保护;在每楼层的总电源处安装一台60KA的三相并联式电源防雷箱,作为第二级防雷保护;在每个电教室及教室的电源前安装一台40KA的单相并联式电源防雷箱,在楼的网络设备前安装防雷插座,作为末级防雷保护。
C) 在办公楼(1号楼)的总电源处安装一台100KA的三相并联式电源防雷箱作为第一级防雷保护;在每楼层的总电源处安装一台60KA的三相并联式电源防雷箱,作为第二级防雷保护;在网络交换机房的电源处安装一台40KA的单相并联式电源防雷箱作为第三级防雷保护;在每个电教室及教室的电源前安装一台40KA的单相并联式电源防雷箱,在重要的网络设备前安装防雷插座,作为末级防雷保护。
D) 在5号办公楼的总电源处安装一台100KA的三相并联式电源防雷箱作为第一级防雷保护,在交换机的电源处安装一台40KA的单相并联式电源防雷箱作为第二级防雷保护。
二)信号类防雷器的选型:
科比特信号防雷器分计算机网络类、音频类、天馈类、视频类,均采用先进的串联式结构,前后二级保护,第一级用于泄能(粗保护),第二级钳位(细保护)。所有元器件均经严格筛选,制造工艺先进,达到最高传输速率时,衰减小于0.5dB,驻波比小于1.2。
1.计算机网络防雷器
计算机网络类信号防雷器
RJ-45双绞线接口防雷器,其传输速率可达到100-155Mbps,衰减为0.5dB,最大通流容量为5000A,工作电压±12V,钳位电压27V,特性阻抗100Ω。
2.电子开关
电子开关通流容量设计为5-20KA,为了避免地与地之间的电位差对信号传输的影响,在信号防雷地上串接一电子开关,通过电子开关再与其它防雷地相连。这样,当没有感应雷击发生时,信号防雷地就相当于一独立接地体,只有当发生感应雷击时,电子开关迅速导通,构成一等电位体(共地)。
具体选型:
1.在主机房重要的交换机或与外线相连的交换机前安装一台集中式的计算机网络防雷箱-C100C;在服务器及重要的终端前安装一只计算机网络防雷器-C100。
2.在每栋大楼的交换机前安装一台集中式的计算机网络防雷箱-C100C;在每间电教室的服务器前安装一只计算机网络防雷器-C100;
3.在户外的摄像机(共三个)前进行防雷保护,室内摄像机可不作考虑,具体对摄像机的电源、视频、及485控制信号线均进行防雷,必须在有雷电感应的线路两端都安装防雷器,电源安装-P200小率串联防雷器,视频信号安装-V40A视频防雷器,485控制线安装-C485信号防雷器。