培训基地综合防雷解决专业方案.doc

防雷设计技术方案

设 计 单 位：成城市通达三奇科技
设 计 时 间：-05

目 录
第一部分：企业介绍
第二部分：总论
第三部分：设计依据
2.1设计依据
2.2方案标准
2.3防雷器选型
第四部分：雷电防护方法
3．1设计范围
3．2方案设计目标
3．3现场情况及雷击原因分析
3．4处理方法
第五部分：服务承诺
第六部分：设备清单
第七部分：工程预算
公 司 简 介
成全部雷泰防雷是从事防雷产品研制、开发、生产及服务于一体高科技专业性防雷企业，为社会各界提供完善防雷工程设计、产品安装、检测维护及技术咨询，其关键产品有SKBT系列电源防雷器和信号防雷器，共40余个品种。
产品关键性能符合国际电工委员会标准IEC1312-3，ITV-TSK.11，ITV-TSK K20要求和相关国家标准，行业标准要求。拥有一流雷电检测中心，雷电试验场所，科学管理方法、优异检测手段、雄厚技术力量、严格工艺步骤，使本企业产品含有以下特点：
1.高可靠质量确保
2.通流容量大 
3.响应时间快 
4.插入损耗少
本企业防雷产品分电源类和信号类，电源类有串联式和并联式，信号类分为：计算机网络类、视频类、音频类、馈线类。广泛应用于：
1.通信机、计算机电源电路和信号电路冲击保护；
2.楼宇、建筑物供电系统防雷保护：
3.高速公路、铁路、航空系统、金融证券系统防雷保护；
4.野外气象站、雷达站、多种数据采集系统防雷保护；
5.工业配电柜（板）防雷和防操作过电压保护。

“通达三奇科技”永远追求科学管理方法、以优良性价比、
独特和完善售后服务来赢得市场！

二 总 论
1.概述
现代社会伴随微电子技术快速发展和微电子产品大量利用，信息产业得到迅猛发展。其突出表现在计算机网络大规模应用上，而且伴随网络技术发展和更新使网络传输速率越来越高，信息量越来越大。社会生产和生活对网络依靠性也随之也越来越强，假如网络遭受意外而被中止和破坏，产生结果将是灾难性，损失将是巨大。但网络安全是极为脆弱，抛开其它不说，单就其硬件而言即是如此。网络硬件技术来自微电子集成技术，芯片集成度越高，单位体积内集成电路器件就越多，所以芯片耐压水平就越低，现代网络使用芯片耐雷电过电压水平仅为几十伏，一旦传输线路上感应瞬态过电压就极有可能将芯片击穿，从而造成网络通讯中止，而因为模块技术应用使得更换损坏芯片时常常会将整块电路板换掉，造成无须要直接经济损失，更不用说因网络通讯中止造成间接经济损失了。即使现在对于广域网络数据传输因为传输速率要求较高，数据量大而广泛采取光纤传输（光纤属于非金属物质所以不会感应雷电流也就不会将雷电流引入网络，造成对网络物理性破坏），但计算机却无法接收光信号，所以仍需将光信号转换成电信号经过金属介质送入终端设备，这就是说既然存在金属导线，所以对于程控交换机网络而言就存在可能将雷电流引入设备。
我们知道雷电流是一个脉冲电磁波（经过频谱分析可知其有效分量从几十HZ到几十MHZ）所以会被金属导体所感应。设备就算未被直击雷击中，仍有可能因为其有金属管线而感应雷电流形成感应雷对设备产生过电压，从而破坏设备。通常而言程控交话机使用数据线多为铜芯线，而其供电系统电力传输线也是铜芯线，所以在发生雷击时对于网络就存在空间和线路导体感应雷电流通道。网络综合防雷就是采取一定方法降低金属线路上产生感应雷强度到网络设备所能承受水平，而且做好接地工作以确保雷电流能快速入地不会反击。
常规降低感应雷方法就是对金属线路屏蔽、均压和接地。但采取这么方法并不能完全消除金属线上感应雷电过流、过压，也不一定能将感应雷强度降低到网络设备所能承受安全水平。所以为确保能最大程度保护网络设备雷电安全，应该直接采取线路防感应雷方法即在线路最易感应雷电流部分串接或并接避雷器，以抑制芯线上雷电过电压强度到安全水平。同时采取一定辅助方法，如对线路进行屏蔽、接地、等电位连接等多个防感应雷手段就能够最大程度确保网络设备雷电安全。

2、雷电概述
2．1雷电形成
雷电是发生在因强对流天气而形成雷雨云层间和雷云和大地之间强烈瞬间放电现象。
2．2雷电危害方法
雷电灾难是最为严重十种自然灾难之一。雷电危害方法分为直击雷、雷电电磁脉冲两种。

直击雷：就是雷电直接打击到建筑物构架或动植物上，常因电效应、热效应和机械效应等而造成建筑物损坏及人员伤亡。
雷电电磁脉冲包含有雷电流电磁感应、雷电波侵入、地电位反击等。
雷云静电感应：是指雷电在形成对地放电时，在周围户外架空传输信号线、电力线或设备间连接线上产生异性电荷，传入设备，使串连在线路间或终端电子设备遭到损坏。
电磁感应：因为雷电流有极大峰值和坡度，在雷电流周围会产生瞬变电磁场，处于该瞬变电磁场导体会感应出较高电动势，所以瞬变电磁场又会在空间范围内产生电磁作用，关键是磁场，而这种空间雷电电磁波将在三维空间范围内对电子设备发生作用，因为雷电流峰值大、坡度高且其瞬变时间极其短，所以在这种交变磁场中导体感应电压很高，对电子设备及器件造成损坏。
雷电波侵入：在房外架空线路遭到直接雷击，经线路传导入室内设备造成电子设备损坏。
地电位反击：指接地线引接点不符合规范要求，将高电位引入设备处，造成对设备损坏。
2．3雷电性质特点
雷电发生时，会产生强大雷击电流，炽热高温、猛烈冲击波、瞬变电磁场和强烈电磁辐射等综合物理效应，雷电流关键有以下多个特点：
v 冲击电流大。其电流高达几万～几十万安培。
v 时间短。通常雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电，整个过程通常不会超出1秒。
v 雷电流改变梯度大，有可达10千安每微秒。
v 冲击电压高。强大电流产生交变磁场，其感应电压可高达几十万伏 。
3、雷电基础防护原理
直击雷和雷击电磁脉冲侵害渠道不一样,所以保护方法也就不一样。防直击雷关键是采取避雷针、避雷网格、避雷带等传统避雷装置，只要设计规范安装合格，这些避雷设施便能对直击雷进行有效防御,但不管多么完善避雷针、网格和避雷带，对雷击电磁脉冲产生感应过电压和过电流防护全部无能为力。因为雷电感应是由电气电子系统设备电源线路,信号线路天馈线路等因起.所以仅靠避雷针，网格避雷带防雷已经远远不能满足今天信息社会时代实际需求。

综 合 防 雷 系 统
外 部 防 雷 措 施
内 部 防 雷 措 施
接闪器
针网带线

引

下

线

屏

蔽
接

地

装

置
共用接地系统
屏
蔽
隔
离
(
)
等电位连接
合理布线
电涌保护器
（SPD）

为了适应这种需要,首先做好直击雷防护设计，其次要把防雷击电磁脉冲无孔不入作为电子化时代雷电防护设计关键。依据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求：各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电电磁脉冲方法。所以必需采取(1)直击雷防护设计技术；(2)屏蔽技术；(3)等电位连接技术；(4)共用接地技术；(5)合理综合布线技术；(6)设置安装线路浪涌保护器(SPD)等综合方法，这六项技术方法,相互配合，相互补充，缺一不可，组成一套完整防雷体系，以预防和降低雷电对建筑电气电子系统造成危害，保护人民生命和财产安全，保护电气电子系统设备安全。
1．外部保护
在LPZ0级保护区即外部作无源保护，关键依靠避雷针（网、线、带）和接地装置。
保护原理：当雷云放电靠近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针（线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再经过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。这是大家长久实践证实有效防直击雷方法。建筑物全部外露金属构件（管道），全部应和防雷网（带，）良好连接。
2．内部防护（防雷电电磁脉冲）
电源部分防护
雷电侵害关键是经过线路侵入。对高压部分电力局有专用高压避雷装置。对380V低压线路应进行过电压保护，按国家现行规范要求：在建筑物内总配电箱处进线端设置安装电源浪涌保护器，作为第一级保护。在全部关键、精密设备和UPS前端应加装电源浪涌保护器，作为第二级保护。但针对一个机房做防雷保护，则依据机房内配电情况做2～3级保护。目标是用分流（限幅）技术将雷电过电压（脉冲）能量分流泄入大地，达成保护设备目标，所以，分流、等电位技术中采取防护器品质、性能好坏是直接关系防护关键，所以，选择合格优良浪涌保护器至关关键。

第二部分 设计依据
一．设计依据
建筑物防雷设计规范                    GB50057-94
建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50543-
建筑物防雷—防雷装置保护、等级选择 IEC61024-1-1
质量管理体系认证 ISO9001：
民用建筑电气设计规范                  JGJ/T16-92
雷电电磁脉冲防护                     IECI312
二．方案设计标准
本方案依据成全部地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律等基础上，因地制宜地采取防雷方法，预防或降低雷击所发生财产损失，以安全可靠、技术优异、经济合理为标准，设计本方案，以达成对小区内监控系统、消防系统防雷保护。
三．防雷器选型
依据监控系统关键性及对防雷系统要求，在对部分著名防雷产品进行分析后，企业决定采取已在四川省气象局立案，经过了北京雷电防护装置测试中心和上海雷电设备测试中心测试，中国最专业、可靠性最高、使用最广泛防雷产品——科比特（KBT）防雷产品。
（1）科比特（KBT）-系列电源防雷器有以下特点：
l 适用范围广—可应用于不一样电网制式。
l 保护模式新—相线对中线，中线对地线保护模式。
l 设计更安全—故障电流回路由相线和中线完成，不受地阻值高影响。
l 通流量大—内置高能放电极、性能可靠。
（2）科比特（KBT））-系列信号类防雷器有以下特点：
l 多级保护，通流容量大（10--15KA）。
l 传输速率高，插入损耗小。
l 允通电压限制在损坏接口电流水平之下。
l 内置快速半导体保护器件，响应速度快。

第三部分 雷电防护方法
一．方案设计范围
单位整体供电系统，监控系统，智能控制，智能家居系统雷电防护；
二．方案设计目标
保护单位各人员人身财产安全，保障监控系统、电源系，智能系统统免遭雷电损坏，保障设备财产安全和工作有序进行。
三．现场情况及雷击原因分析
现场情况：
1、该单位部分建筑安装有直击雷防护设施，但不规范。不管是接地电阻，还是避雷针分布全部满足不了现在防雷要求；
2、该单位监控系统未作防感应雷方法。
3、单位内监控系统（包含摄像机、硬盘录像机）、电源系统系统均出现雷击损坏，关键表现形式为电路板击穿、烧坏。
4、单位内智能控制系统（包含智能控制模块，控制开关，用电设备）均出现雷击损坏，关键表现形式为电路板击穿、烧坏。
5、据工作人员通知，单位智能控制系统在之前曾不止一次遭受过雷击损坏。且破坏面积和损失程度全部较大，故提议将该点认定为关键防护区域处理。

（一）、雷击情况分析：
雷击后损坏设备无直击雷接闪痕迹。故排除因直击雷损坏可能性。
该单位智能控制系统，监控系统，电源系统均未作防感应雷方法，设备损坏形式表现为电路板击穿、烧坏，是显著感应雷造成设备损坏表现。
（二）、雷击损坏原因分析：
感应雷入侵路径关键有：
1、 当市电线路遭受直击雷攻击时，线路上会产生几十千安，甚至几百千安雷电脉冲，该电流会沿着传输线路进入控制中心，因为控制中心内部设备多为精密仪器，其耐受电压值较低，当雷电流进入时瞬间过电压造成设备损坏。
2、 当控制机房所在建筑物、甚至其相邻建筑物出现接闪时，巨大雷电流沿直击雷引下线泄入大地，该电流周围由法拉第电磁感应效应会产生一较强改变磁场，该改变磁场在各电源、控制线路上又会产生一改变电场，和原线路电流耦合后出现一较大感应电流。该电流可达几千安至上万安培。此电流涌入使设备遭到损坏。
3、 雷电电磁脉冲造成损坏，在发生云地或云内放电时，强大而瞬变电流会在周围空间感应出巨大电磁场，架空导线或室内环路线路会所以而感生雷电波和过电压，沿线路传入室内信息设备，从而造成损害。
4、 地电位反击造成损坏，因为建筑物避雷针（或避雷带）接闪，在强大雷电流经过地网入地瞬间，引发建筑物周围地电位急剧改变，经过多种分立接地线引入高电位，对设备造成反击而损坏。这种情况相对前两种雷击发生较少，但对设备损害最为严重。

四．处理方法，处理范围：
1.电源供电系统
2.智能控制系统
3.监控系统
4.网络传输系统
、 5.电话传输系统
6.直击雷防护，地网改造

1.电源供电系统
在整个电源系统中，需要防护部位一共有6处。包含：总配电柜，空调房配电柜，餐厅配电柜，水塔配电柜，云居智能室和第二智能套房；我们将分别针对每处实际情况作出防雷处理具体措施，以下：
1.总配电柜电源是直接由不远处变电站提供，进户后，经过刀闸又分为3组断路器，其中只有一组是为本单位供电，其它2组则是其它用户全部。依据该情况，提议在本单位所属断路器出端并联一只D380/4/100防雷模块。该模块采取在配电柜内，标准导轨安装。累计1套。
产品技术参数及图片：
型 号

标称通流容量In(kA, 8/20µs)
100
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
200
保护水平(kV)
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
额定工作电压(VAC)
*
响应时间(ns)
*
工作温度(℃)
*
外观尺寸（m）
*

2.空调房配电柜
该配电柜供电时由总配电柜直接输过来，没有其它分支，且传输距离较长。故提议该点雷电同流容量不能过小。具体采取D380/4/60电源防雷模块，并联在配电柜总开关出线端。其所采取安装方法和上相同。累计1套。
产品技术参数及图片：
型 号

标称通流容量In(kA, 8/20µs)
60
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
120
保护水平(kV)
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
额定工作电压(VAC)
*
响应时间(ns)
*
工作温度(℃)
*
外观尺寸（m）
*

3.餐厅配电柜，水塔配电柜；
餐厅配电柜和水塔配电柜供电，同是由空调房配电柜所提供，且两处配电柜负载并不大，故这两点防雷等级应是一样。提议采取D384/4/40电源防雷模块。分别并联在各个配电柜总开关出线端，具体安装方法同上。累计2台。
产品技术参数及图片：
型 号
D/380/4/40
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
40
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
80
保护水平(kV)
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
额定工作电压(VAC)
*
响应时间(ns)
*
工作温度(℃)
*
外观尺寸（m）
*

3. 云居智能室和第二智能套房；
云居智能室和第二智能套房，是采取单向供电方法，且后端负载不大。但考虑到该两处全部是弱点居多，且轻易遭受雷电损坏，故防雷产品雷电同流容量不能过小。提议采取D220/2/40电源防雷模块。安装方法同上。累计2台

产品技术参数：
型 号
D220/2/40
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
40
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
80
保护水平(kV)
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
额定工作电压(VAC)
*
响应时间(ns)
*
工作温度(℃)
*
外观尺寸（m）
*

2.智能控制系统
该单位智能控制系统防护部位共有2处。分别是云居智能室和第二智能套房。我们将两处部位雷电防护具体处理措施分别叙述。
1. 云居智能室；
该部位遭受过数次雷电损坏，且损坏面积和损失程度较大。故将该部位定为关键防护部位。在智能控制系统智能控制模块，控制信号输出端，安装C485/3P/12V控制信号避雷器。用以防护线路感应电流对控制模块损坏。累计11台。在有线电视信号传输线上，电视端，安装V800视频信号线路防雷器。累计2台
产品技术参数：
型 号
C458/3P/12V
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*
产品技术参数：
型 号
V800
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
18
漏电流0.75U1mA (µA)
*
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*

2. 第二智能套房；
第二智能套房和云居智能套房同是采取单相电源供电，且大全部是弱点设备。易遭受感应雷电流损坏。还是提议在智能控制模块控制信号输出端，但此处，控制信号输出时采取RJ45接口输出，为节省成本，故提议安装C100/8计算机网络防雷器。用以防护线路感应电流对控制模块损坏。累计9台
产品技术参数：
型 号
C100/8
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*

3.监控系统
该单位监控系统中，摄像几乎全部分布在室外。且视频传输信号线不仅长，而全部在雷电感应区域。总而言之，提议在视频摄像头端和显像终端全部安装防雷器。单位监控摄像头分为15组摄像枪机和1组云台式摄像头！在15组枪机端安装V/2型二合一视频信号防雷器。累计15台。在云台式摄像头端安装V/3型三合一视频信号防雷器。累计1台。
产品技术参数：
型号
V/2
电源
视频信号
控制信号
工作电压
220V
6V
12V
连续工作电压(VAC)
320
—
*
标称通流容量In(kA,8/20µs)
*
*
*
最大通流容量Imax(kA,8/20µs)
*
*
*
接线方法
串联
串联
串联
传输频率(速率)
—
10Mbps
10Mbps
插入损耗(dB)
—
0.2
0.2
特征阻抗(Ω)
*
*
*
限制电压(VAC)
*
*
*
接口类型
*
*
*
外壳材料
屏蔽金属外壳

型号
V/3
电源
视频信号
控制信号
工作电压
220V
6V
12V
连续工作电压(VAC)
320
—
—
标称通流容量In(kA,8/20µs)
*
*
*
最大通流容量Imax(kA,8/20µs)
*
*
*
接线方法
串联
串联
串联
传输频率(速率)
—
10Mbps
10Mbps
插入损耗(dB)
—
0.2
0.2
特征阻抗(Ω)
—
*
*
限制电压(VAC)
*
*
*
接口类型
*
*
*
外壳材料
屏蔽金属外壳

2.在监控系统显像终端交换机端串联安装KBT-V40/16集中式信号防雷器。累计1台。
产品技术参数：
型 号
V40/16
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*

4.网络传输系统
该单位网络传输系统整体较为简单，但线路分布散乱。且各段间距较长。提议在每个网络交换机端安装网络防雷器。单位网络交换机总共8台。但在第二智能控制套房旁网络交换机是2台同置一处，为节省成本和方便管理，提议在此处安装C100C/16集中式信号防雷器。累计一台。其它各部位交换机就采取各安装8套单口C100/4计算机网络防雷器。累计48台。
产品技术参数：
型 号
C100/4
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
18
漏电流0.75U1mA (µA)
≤20
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*

型 号
C100C/16
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
*
漏电流0.75U1mA (µA)
*
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*

5.电话传输系统
单位电话传输系统较为简单，接口形式为RJ45。提议在电话进户交换机端安装24通道KBT-C100C/24集中式信号防雷器即可。累计1台
产品技术参数：
型 号
C100C/24
标称通流容量In(kA, 8/20µs)
10
最大通流容量Imax(kA, 8/20µs)
20
钳位电压（V）
18
漏电流0.75U1mA (µA)
*
工作电压(V)
*
插入损耗（dB）
*
传输速率（MHz）
*
外观尺寸（m）
*

5.直击雷防护，地网改造。
该单位需要做直击雷防护部位一共有4处。但考虑到已经有直击雷防护设施（移动基站废旧铁塔，水塔避雷针）应合理利用起来。故需要重建直击雷防护部位，就还有总配电房和标间住房楼2处。其中避雷针提议采取高1.5米UB/0避雷针。避雷针采使用方法兰盘安装固定。累计3根。

为了雷点流安全有效向大地释放，提议在安装避雷器各部位重建地网。累计需要重建地网共有4处。分别为总配电柜，空调房机柜，水塔配电柜，餐厅配电柜和门卫室。其它便是各个摄像头端简易地网。累计16处。
在4个重建地网建设具体处理措施是：每个地网用500大小DF/B接地模块2个。累计8个。每个地网用∠4mm×40mm接地角钢4根。累计16根。
在16处简易地网制作处理措施是：每个点位采取500大小DF/B接地模块1个。累计16个。每个地网用∠4mm×40mm接地角钢1根。累计16根。
防雷及接地安装示意图

材料清单
　 人民币(元)
序
产品名称
产品型号
单位
数量
单价
金额
备注
1
电源避雷器
/

2
电源避雷器
/

3
电源避雷器
/

4
电源避雷器
/

5
防雷插座
/

6
控制线路防雷器
/

7
监控二合一
/

8
监控三和一
/

9
视频防雷器
/

10
机架式网络防雷器
/

11
机架式网络防雷器
/

12
单口网络防雷器

13
单口网络防雷器

14
避雷针

15
接地模块

1
镀锌角钢

2
镀锌扁钢

3
线材

4
线材

5
线材

6
线材

此方案仅为参考方案。提供给大家学习和了解！如你有意深入了解可随时和我取得联络，我将很愿意同你一起分享！

郭晓虎