监控系统防雷设计方案
监控防雷工程 设计方案
建设单位:
设计单位:
施工单位:
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监控系统防雷设计方案
一、概述:
随着科学技术不断进步与发展,生产、教学、科研等智能化,微电子弱电设备已被广泛采用。
由于微电子器件具有在高电压冲击下失去半导体、绝缘体物理特性的特点,而雷电现象是自然条件下形成高电压的主要因素,因此,防雷保护已成为弱电系统不可缺少的组成部分。近年来,发生在全世界范围内弱电设备系统受雷电损坏事件也说明了这一点。
二、设计依据
1、《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》
2、《建筑物防雷设计规范》 3、《防雷技术标准规范汇编》 4、《安全防范工程技术规范》
5、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
三、雷灾分析:
雷电是带电雷云对云或地面放电的物理现象。导致雷电灾害发生,可归纳为四种情况,直击雷、雷电感应、雷电磁脉冲感应、雷电反击。 ? 直击雷:
直击雷是指雷云直接对地面放电的物理现象。地面受到直击雷雷击,雷击通道将产生瞬时大电流,若受雷击点不能将雷电流及时释放,受雷击的物体瞬间产生大量热,造成物体膨胀、熔化、燃烧、爆炸等损坏。人员受到直击雷雷击,会
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导致死亡伤害。用于供电、通讯的金属线路受到直击雷雷击,雷电流沿线路传播,将会损坏线路两端的电气设备。
建筑物防雷核心就是防直击雷雷击。防雷装置由避雷针、引下线和接地装置三部分组成。避雷针是指避雷针、避雷带等能够直接接受雷击的装置;引下线是指连接避雷针与接地装置的金属体;接地装置是将雷电流流入大地的装置。
若建筑物防雷设施不够完善,直击雷雷击将会导致建筑物受损,同时,危及人员安全。即使建筑物防雷设施相对完善,流过引下线过大的雷电流形成的雷电磁场,也会造成设备损坏。 ? 雷电感应:
雷电感应是指当天空有带电的雷云出现时,在雷云下的金属线路、金属物等,由于静电感应的作用而带上与雷云相反的电荷。当雷云发生放电后,雷云电荷通过雷电通道讯速消失。金属线路上的感应电荷则沿线路传播,造成沿线两端的设备受过电压损坏。金属物上的感应电荷,若不能及时消失,将会出现对外放电现象,形成火花。
? 雷电磁脉冲感应:
雷电磁脉冲感应是指由于雷电流有极大的峰值和徒度,雷电发生闪击瞬间,在一定的区域内,瞬时形成电磁场。在变化的电磁场作用下,一定区域内所有金属线路感应上瞬时高电压与大电流。若此感应电流侵入到电源与信号等线路中,将会造成线路两端的设备损坏。
一般情况下,电源与信号等线路受到雷电感应、雷电磁脉冲影响形成的雷电流远远不及直击雷雷击形成的雷电流强度高,但雷电感应、雷电磁脉冲发生的几率却比直击雷雷击高得多。因为直击雷雷击只发生在雷云对地面闪击的某个点上,而雷电感应、雷电磁脉冲发生却在雷电闪击点周围的一个非常大的区域空间内。
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? 雷电反击:
雷电反击是指接受雷击的某些金属物体(包括避雷针、引下线、接地装置)在接受雷电瞬间与大地之间存在很高的电压差,此类带电金属物体与它附近金属物体可能发生的闪络现象。
建筑物防雷装置受到雷击时,雷电流沿着防雷装置(避雷针、引下线和接地装置)泄入大地,在防雷装置上将产生高电位。若建筑物内外的电气设备、线缆、金属管道等未与防雷装置做等电位连接,且绝缘距离不够,它们之间就会发生放电现象,可引起电气设备绝缘性能损坏、金属管烧穿等,基至引起火灾、爆炸及人身伤亡。
四、 基本防雷措施:
国际电工协会针对设备防雷保护,提出了分流、均压、屏蔽、接地四大要素。 a) 分流:共同分担,减少局部雷电流强度; b) 均压:减少雷电流在两者之间产生的电位差; c) 屏蔽:减少雷电电磁场强度; d) 接地:释放雷电流。
依据国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》及《建筑物防雷设计规范》,针对弱电系统设备的具体情况,提出如下基本防雷措施: 4.1建筑物防雷:
按照第二类防雷建筑物的防雷措施要求,设计与安装。 4.2建筑物屏蔽:
将建筑物所有金属构件(楼板水平钢筋网、剪力墙钢筋网、金属支撑物、
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金属框架、金属管道等)全部电气连接,并与防雷引下线多点连接,形成法拉第笼式结构。 4.3共用接地:
防直击雷、防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一个接地装置,工频接地电阻不大于1Ω。共用接地相对于独立接地而言,能够更有效的避免雷电反击。 4.4等电位连接:
进入建筑物的金属导电物(电源线路、信号线路、金属管道等),在建筑物防雷分区的界面处,与接地系统做等电位连接。防雷分区是依据建筑物是否可能受到直击雷雷击,雷电磁场强度是否衰减,雷电磁场强度是否第二次衰减,雷电磁场强度是否第三次衰减等依次下去,划分为LPZ0A区、LPZ0B区、LPZ1区、LPZ2区、LPZ3区等。电源线路及信号线路因不能直接与接地装置等电位连接,所以需安装防雷器来实现线路与接地装置的等电位连接。等电位连接可防止雷电感应、雷电磁脉冲。 4.5机房设置与合理布线:
当建筑物采用法拉第笼式结构时,顶楼层下数第四层及以下楼层的引下线可能分配雷电流的比例系数最小,因此这些楼层由于引下线产生的雷电磁场强度也最小。所以,机房及贵重电气设备应设置在建筑物项楼层下数第四层以下,越低越好。建筑物内设备安装位置,应与外墙或楼内立柱保持一定距离(安全距离可参照规范计算)。电源线路及信号线路与等电位连接线(含引下线)最好能平行敷设,各线之间必须保持一定距离。 4.6线路屏蔽与接地:
在户外埋地或架空敷设的供电、通讯金属线路,必须采用屏蔽线,屏蔽保
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