收费站防雷设计方案.doc
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赣粤高速公路吉安北收费所防雷设计
技
术
方
案
设计单位：
防雷证书编号：
设计人：
设计时间：
32
目录
公司简介………………………………………………………………1
第一章、直击雷防护 2
附图 3
第二章、感应雷防护----机房电源系统 4
附图 5
感应雷防护----收费站电源系统 6
感应雷防护----收费所信号系统 6
附图 7
方案设计中对产品的选型 8
第三章、等电位处理----附图 19
第四章、地网的制作及分布 21
附图 23
第五章、工程质量控制 24
第六章、服务承诺 25
第一章直击雷防护
一、设计依据
GB50057-94建筑物防雷设计规范（2000版）
GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范
GB50348-2004安全防范工程技术规范
二、高速公路直击雷防护措施
收费岗亭、立杆摄像头、岗亭信息系统直击雷防护
办公楼、收费岗亭子、高杆灯、立杆摄像头、高速公路网络系统未做直击雷防护的，应在其顶部加装避雷带和避雷针，作为直击雷的防护措施。
属第二类建筑物
属第三类建筑物
接闪器
宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器，宜优先采用避雷网（带）。
避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。
雷击多发地区宜在易受雷击的部位增设避雷短针，所有避雷针应与避雷带相互连接。
避雷针保护范围应按45m滚球半径计算。
宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器，宜优先采用避雷网（带）。
避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格。
雷击多发地区宜在易受雷击的部位增设避雷短针。
避雷针保护范围应按60m滚球半径计算。
屋面设施
防护措施
突出屋面上装设的广告牌、装饰照明灯等所有金属构件应就近与屋面避雷带（网）作多点可靠电气连接；屋面上的非金属物及各种收发天线应在接闪器有效保护范围内，如不在保护范围内应增设避雷针，并与屋面防雷装置做可靠电气连接。
引下线
宜利用建筑物外侧构造柱内对角的两根主筋作为防雷接地引下线，引下线应上下电气贯通，每根引下线的冲击接地电阻值不应大于10Ω，并与接地体（网）作可靠电气连接。
引下线平均间距不应大于18m。
宜利用建筑物外侧构造柱内对角的两根主筋作为防雷接地引下线，引下线应上下电气贯通，每根引下线的接地电阻值不应大于30Ω，并与接地体（网）作可靠电气连接。
引下线平均间距不应大于25m。
接地装置
宜优先利用建筑物基础内的钢筋网作为接地体，当接地体的接地电阻值达不到要求时，应增加人工接地体。
避雷雷针
避雷带
收费大棚
引下线
车道
车道
避雷针
广场南入口
enterence
附图：
收费岗亭、高杆灯、立杆摄像头、岗亭内信息系统直击雷防护
第二章感应雷防护
一、设计依据
GB50057-94建筑物防雷设计规范（2000版）
GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范
GB50348-2004安全防范工程技术规范
GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范
GB50054-95低压配电设计规范
GB50174-93电子计算机机房设计规范
GB9361-1988计算机机房场地安全要求
A、机房综合防雷保护
包括：
机房电源系统、网络系统保护；等电位处理；视频信号线路保护；
1、机房电源系统
（1）电源第一级防雷
在机房总电源处并联安装一套雷科星LKX-M380/4/40G型三相电源防雷模块，做为电源的第一级防雷保护，共计1套。
（2）电源第一级防雷
虽然已经安装了第一级的防雷器，但是当较大雷电流进入时，前一级防雷器可将绝大部分雷电流由地线泄放，而剩余的雷电残压还是相当高，还存在感应雷电流和雷电波的再次入侵的可能，需要在UPS电源进线处安装电源第二级防雷器。
具体措施：
在机房UPS电源控制箱处并联前装一套雷科星LKX-M380/40型三相电源防雷模块，做为机房电源的第二级防雷保护，共计3套。
（3）电源末级精细保护
机房重要设备如主机、交换机等，其工作电压低，耐压水平低，因此需要安装保护水平低的防雷器。
具体措施：
在机房主机、交换机等具体设备电源前端各串联安装一个雷科星LKX-E220-4PT/10型电源防雷插座，做为电源的末级精细防雷保护，共计5套。
L
N
总配电箱
UPS电源处
UPS
设备处
LKX-E220-4PT/10
LKX-M380/4040G
LKX-M380/40
•
•
•
•
•
•
机房电源系统防雷安装示意图
B．收费站电源系统防雷保护
包括：
1、岗亭区域设备电源线保护；2、网络信号保护；3、监控系统保护；4、收费岗亭子机械系统保护；5、控制信号线路保护。
1．岗亭配电盘电源系统
（1）岗亭总电源第一级防雷保护
岗亭总电源进线的每条线路应有非常大的通流容量，通过第一级防雷器可将数万甚至数十万伏的过电压限制到几千伏以内，此级防雷器并联安装，对后接设备的功率不限，可以对通过线路传输的直击雷和高强度感应雷实施泻放保护。
具体措施：
在岗亭UPS前端安装20KA三相电源防雷模块1套，作为电源的防雷保护，计2套
（2）收费岗亭内设备电源未级防护
在收费计算机，刷卡器，监控处理器，设备控制处理器等设备电源入线处加装电源防雷插座，起到一个未级精细保护的作用，以防止浪涌过流对设备造成侵害。
C．收费所信号部分防雷保护
1．监控系统防雷保护
（1）前端摄像机防雷保护
l因感应雷可以通过电源线、控制线、视频信号线侵入到摄像头，将摄像头损坏，具体措施如下：
在前端摄像头端安装LKX-SV3型（电源、视频、监控）三合一防雷器，防止感应雷将摄像头损坏。
在摄像机上端安装屏蔽罩，裸露的视频线等需要采用屏蔽线管进行屏蔽。
l制作小于1欧姆的地网，以便将雷电流安全泄放入地。
具体措施：
在亭外摄像头视频信号放大器信号端或光端机入口端加装视频、控制、电源三合一防雷器LKX-SV3/48、亭内车道监控处理器端加装二合一防雷器LKX-SV2/48。
附图、收费岗亭设备防感应雷防雷器安装示意图
信号防雷器
信号防雷器
隧道各控制器
电源进线
信号防雷器
抓拍摄像机
车道信号灯
栏杆机
车辆检测器
费额显示屏
信号防雷器
信号防雷器
信号防雷器
信号防雷器
电源防雷器
电
源
防
雷
器
电
源
防
雷
器
通行卷设备
称重票据
网络系统控制器
信号防雷器
信号防雷器
广场前出口
out
车
道
控
制
器
U
P
S
E．方案设计中对产品的选型
根据电源及网络系统的重要性及对防雷系统的要求，在对一些知名防雷产品进行分析后，公司决定采用国内专业、可靠性强、使用广泛的防雷设备生产厂商——长沙雷立行电子公司雷科星系列防雷产品。
5.1.1防雷产品介绍
1.雷科星LKX系列电源防雷器有如下特点：
l适用范围广—可应用于不同电网制式
l保护模式新—相线对中线，中线对地线的保护模式
l设计更安全—故障电流回路由相线与中线完成，不受地阻值高的影响
l通流量大—内置高能放电极、单模块可达40KA（8/20us）
2.雷科星LKX系列信号类防雷器有如下特点：
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的电流水平之下
l内置快速半导体保护器件，响应速度快
雷科星防雷产品系列之
三相电源防雷模块（10/350）
一、产品用途
Iimp（10/350）间隙式防雷模块，具有高雷电通流能力，适用于电源系统第一级防雷保护。
该产品广泛用于移动通信基站、微波通信局/站、电信机房、工业厂矿、民航、金融、证券等电源系统，如各种配电站、配电房、配电柜、交直流配电屏、开关箱以及其它各种重要且易遭受雷击的设备。
二、产品特点
•选用优质压敏电阻【Iimp（10/350）间隙式防雷模块选用Iimp（10/350）间隙式防雷片】，性能稳定可靠。
•高雷电通流能力，ns级响应速度。
•内置过热断路装置。
•失效检测指示。
•遥信报警接口。
•35mm导轨安装，标准模块化设计。
•节能、环保，安装简单、方便，无须特殊维护。
三、技术参数
名称型号
雷电脉冲电流In（kA，10/350μs）
保护
水平（kV）
响应时间（ns）
额定工作电压（VAC）
持续工作电压（VAC）
漏电流0.75U1mA（μA）
三相电源防雷模块（10/350）
LKX-M380/4/25G
25
2.5
＜25
380
385
≤20
LKX-M380/4/40G
40
2.8
LKX-M380/4/60G
60
3.0
四、安装注意事项
1．安装前必须切断电源，严禁带电操作。
2．建议在防雷模块前端串联熔断器或自动断路器。
3．安装时请根据安装示意图所示连接，其中L1、L2、L3为相线，N为零线，PE为地线，切勿错接。
安装完成后，合上自动断路器（熔断器）开关，检查工作状态是否正常。
4．安装完毕后将模块插到位，检查防雷模块是否正常工作。
5．防雷模块在使用期间，应定期检测并查看故障显示窗口状态，当故障显示窗呈红色或遥信端子输出报警信号时，表示防雷模块发生故障，应及时维修或更换。
6．并联式电源防雷模块应并联安装，也可以采用双接线方式连接，一般情况下，只需连接两个接线柱中的任意一个即可（也可采用凯文接线方式）。
连接线要求牢固可靠，且要求短、粗、直。
五、产品尺寸及安装示意图
雷科星防雷产品系列之
三相电源防雷模块
一、产品用途
标称通流容量为60kA以上的防雷模块适用于重要场所的总电源防雷保护；标称通流容量为20kA~40kA的防雷模块适用于各种电源系统（如UPS电源，机房电源等）的防雷保护；标称通流容量为10kA的防雷模块适用于各种设备电源的防雷保护。
该产品广泛用于移动通信基站、微波通信局/站、电信机房、工业厂矿、民航、金融、证券等电源系统，如各种配电站、配电房、配电柜、交直流配电屏、开关箱以及其它各种重要且易遭受雷击的设备。
二、产品特点
•高雷电通流能力，ns级响应速度。
•内置过热断路装置。
•失效检测指示。
•遥信报警接口。
•35mm导轨安装，标准模块化设计。
•节能、环保，安装简单、方便，无须特殊维护。
三、技术参数
名称型号
标称通流容量In（kA，8/20μs）
最大通流容量Imax（kA，8/20μs）
保护水平（kV）
外形尺寸（mm）
响应时间（ns）
额定工作电压（VAC）
持续工作电压（VAC）
漏电流0.75U1mA
（μA）
三相电源防雷模块
LKX-M380/4/10
5
10
1.0
90*72*66
＜25
380
385
≤20
LKX-M380/4/20
10
20
1.5
LKX-M380/4/40
20
40
1.8
LKX-M380/4/60
30
60
2.0
LKX-M380/4/80
40
80
2.2
LKX-M380/4/80
40
80
2.2
90*144*66
LKX-M380/4/100
60
100
2.5
LKX-M380/4/120
60
120
2.5
LKX-M380/4/140
80
140
2.8
LKX-M380/4/160
100
160
3.0
LKX-M380/4/180
120
180
3.5
LKX-M380/4/220
140
220
3.8
雷科星防雷产品系列之
多功能防雷插座
◆产品特点
﹡产品适用于设备端末级电源过电压保护。
﹡残压低，通流容量大。
﹡共模、差模全方位保护。
﹡可适用于16种不同的插头。
﹡内置10A过载保护器，具备短路保护功能，
不会因为超负荷而发生火灾。
﹡具有保护活门设计，可防止误触电。
技术参数
类别
参数
型号
技术
保护
水平
（KV）
通流容量
8/20μs
（KA）
漏电流
0.75U1mA
（uA）
额定工作
电压
（VAC）
动作
电压
（V）
额定
功率
（W）
接地
电阻
（Ω）
工作
温度
（℃）
尺寸
（mm）
LKX-E220-4PT/10
≤0.7
10
≤20
220
470
2000
≤4
-40~+85
290×80×36
雷科星防雷产品系列之
单相电源防雷模块（NPE）
一、产品用途
标称通流容量为20kA~40kA的防雷模块适用于各种电源系统（如UPS电源，机房电源等）的防雷保护；标称通流容量为10kA的防雷模块适用于各种设备电源的防雷保护。
该产品广泛用于移动通信基站、微波通信局/站、电信机房、工业厂矿、民航、金融、证券等电源系统，如各种配电站、配电房、配电柜、交直流配电屏、开关箱以及其它各种重要且易遭受雷击的设备。
二、产品特点
•NPE型的防雷模块，适用于不同电网制式，保护更全面。
•高雷电通流能力，ns级响应速度。
•内置过热断路装置。
•失效检测指示。
•遥信报警接口。
•35mm导轨安装，标准模块化设计。
•节能、环保，安装简单、方便，无须特殊维护。
三、技术参数
型号
标称通流容量In（kA，8/20μs）
最大通流容量Imax（kA,8/20μs）
保护水平（kV）
响应时间（ns）
额定工作电压（VAC）
持续工作电压（VAC）
漏电流0.75U1mA（μA）
放电管直流放电电压（V）
放电管最大放电电流（kA,8/20μs）
LKX-M220/1+NPE/20
10
20
1.5
＜25
220
385
≤20
500
40
LKX-M220/1+NPE/40
20
40
1.8
60
LKX-M220/1+NPE/60
30
60
2.0
80
LKX-M220/1+NPE/80
40
80
2.2
100
雷科星防雷产品系列之
三合一、二合一视频监控防雷器
◆产品特点
﹡产品采用串联式结构设计，具有多级保护功能。
﹡视频和控制线路部分均采用电子开关接地方式，能有效消除因共地而对传输信号产生的各种干扰。
﹡通流容量大，响应速度快，损耗低。
﹡残压低，使用寿命长。
﹡体积小，接线简易，安装方便。
◆技术参数
产品名称
□三合一视频监控防雷器
□二合一视频监控防雷器
参数
电源部分
视频信号
控制信号
工作电压
220V
48V
24V
6VDC
12VDC
持续工作电压（VAC）
385
60
60
--
--
通流容量（KA）
20
10
10
接线方式
串联
串联
串联
传输频率（速率）
--
40MHz
10Mbps
钳位电压（V）
--
7.8
18
插入损耗（dB）
--
0.3
0.2
特性抗阻（Ω）
--
75
--
限制电压（V）
<700
<100
<100
<100
<100
接口类型
3P
BNC
2P
外壳材料
屏蔽金属外壳
接地电阻（Ω）
≤4
外型尺寸（mm）
LKX-SV3：
125×65×45
LKX-SV2：
88×56×28
雷科星防雷产品系列之
优化避雷针
一、产品用途
避雷针适用于各类建筑、构筑物、通信基站、气象台站、雷达站、石油气站等的直击雷防护。
二、产品特点
•不锈新型材料，耐腐蚀，抗风能力强。
•免维护，无源。
•使用寿命长，安装简单。
三、技术参数
名称
规格型号
雷电通
流量（kA,
10/350µs）
抗风
强度
（m/s）
接闪针数
材质
安装方式
高度
（mm）
重量
（kg）
普通
避雷针
LKX-L1500/300
200
40
1
不锈钢
螺纹安装
1500
5
LKX-L1500
1500
3
LKX-L500
500
1
雷科星防雷产品系列之
等电位连接箱
一、产品用途
等地电位连接箱专用于不同接地体间的连接，其作用是消除不同接地体之间的电压差，消除地电位反击或不同接地体间反击给设备所带来的损害。
二、产品特点
•正常工作情况下两端为开路状态，当有雷电流或反击时才导通。
•适用于信号防雷器地线与地网间、不同接地体之间、设备与地网间的连接。
•免维护，无源。
三、技术参数
名称
规格型号
最大放电电流Imax（kA,8/20µs）
响应时间（ns）
尺寸（mm）
等地电位连接箱
LKX-DDX/150
150
<20
280×200×70
LKX-DDX/200
200
四、工作原理
由于存在各种形式的接地，如工作接地、保护接地、防雷接地等，等地电位连接器是用于这些接地线相连之间的专用防雷接地产品，在正常工作情况下，等地电位连接器呈开路状态，从而隔离了不同接地线之间的相互干扰。
在感应雷或其它干扰脉冲到来时，能在极短的时间内导通，在两个不同接地线之间形成等电位连接，从而避免因两地线间电位差太高而损坏设备。
雷科星防雷产品系列之
接地模块
一、产品用途
接地模块是以提高接地导体内部导电性能，降低接地导体外部土壤电阻率为理论依据所设计生产的。
产品具有施工简便、占地面积小、无环境污染、使用寿命长及阻值低等优点。
普遍适用于通信、电力、交通、金融、石化、建筑系统等诸多领域，如通信局（站）、移动基站、调度机房、变电站、高速公路设施、计算机房、智能化小区等对接地要求严格的单位和部门，采用该系统均可以构成性能优良的接地系统。
二、产品特点
•本模块采用性能稳定的非金属导体材料作为模块的导电介质，其导电性不受季节影响。
•能吸湿保湿、能保持与土壤有效接触，接地电阻低。
•在高土壤电阻率地区，能有效降低地网接地电阻。
•耐大工频和冲击电流冲击，电阻稳定。
•耐腐蚀、无毒，使用寿命长达30年、安装简便。
•能经受-40℃的低温，北方高寒地区同样适用。
三、降阻原理
雷科星接地模块内含稳定的导电成份、金属钝化防腐剂、保水剂等成份。
将它埋设于地下，能与土壤紧密接触，扩大散流截面积，在地下形成一个电阻率变化平缓的低电阻区域，使整个地网接地电阻显著降低。
四、尺寸大小
500×400×60mm
500×180×130mm
雷科星防雷产品系列之
长效防腐降阻剂
一、产品用途
长效防腐降阻剂适用于高土壤电阻率、高山缺水、腐蚀性较大的地区等各种地区的接地工程。
如电力输变电、电视、广播、雷达、石油化工厂、储油库、电子计算机、实验室及高层建筑物等的安全接地、工作接地、保护接地、防雷接地及静电接地。
二、产品特点
•增大了接地体的等效截面积和与土壤的接触面积。
•良好的吸附性能，使接地体和土壤的结合更加紧密，消除了接地体与土壤之间的接触电阻，改善了土壤中的电场分布。
•良好的渗透性能，深入到泥土及岩缝中，形成树根网状，增大了地中的泄流面积，减少了地中的流散电阻。
•保护接地体免遭土壤中的各种腐蚀与侵害。
•独特的负阻特性，降低了接地体在瞬间泄流时，地表面和装置之间的电位分布梯度，提高了对人身、设备和设施的安全保护性和可靠性。
三、降阻原理
随着电力、电气等工业的日益发展，对接地电阻提出了更高的标准。
由于受地形、地质、环境、资金等客观条件的限制，使用角钢或角铁的接地方法难以达到较高的接地要求，即使暂时达到了要求，又会因为环境恶劣而使普通接地材料腐蚀较快，造成每年都要整改，资金及人力投入过大而得不偿失。
实践证明，在接地地网中使用长效防腐降阻剂，降阻效果明显，而且省钱、省力、耐用，深受用户好评。
雷科星长效防腐降阻剂内含稳定的导电成份、化学电解质、金属钝化防腐剂、保水剂等成份。
将它施用于金属接地体和土壤之间，一方面它能够与金属接地体和土壤紧密接触，扩大散流截面积，降低金属接地体与土壤间的接触电阻；另一方面施工时它向周围土壤孔隙中流动渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体四周形成一个电阻率变化平缓的低电阻区域，使整个地网接地电阻显著降低。
第三章等电位处理及附图
1、机房等电位连接措施
在机房的静电地板下面设置一圈3*30mm扁铜，作为机房等电位连接载体，以消除各点的等电位差。
机房内所有防雷设备地线、主控台、电视墙、机柜金属外壳、门窗、静电地板、强弱电桥架等先连接到等电位网上再与接地相连接，采用S型接地方式。
等电位连接示意图
支柱（绝缘子）
外墙
静电地板
3*30mm扁铜
静电地板骨架
设备柜
金属
窗户
门
网络进线
电源进线
剖面图：
3*30mm扁铜
外墙
平面图：
高速公路防雷工程设计方案湖南雷科星防雷技术有限公司
2、岗亭等电位
在各岗亭静电地板下面采用4*40mm扁铜制作均压环，作为机房等电位连接的载体，将机房里所有金属体（如机柜、金属隔断、金属门窗、交流接地、直流接地、信号屏蔽等）接到均压环上，同时把静电地板的骨架也连接到扁铜上，消除它们之间的电位差，并以最短的距离采用多股
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