海军某部队防雷工程方案.doc

海军某部队防雷工程方案.doc

《海军某部队防雷工程方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海军某部队防雷工程方案.doc（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

海军某部队库区综合防雷整改方案

一、防雷的重要性

2006年7月5日国务院办公厅下发了《关于进一步做好防雷减灾工作的通知》，通知中明确指出各地，各部门要充分认识防雷减灾工作重要性和当前雷电灾害多发的严峻形势，高度重视防雷减灾工作；并且要求各地区、各有关部门、各单位要把加强防雷设备设施建设作为预防雷电灾害的重要基础，切实做好防雷减灾工作。

军队仓库作为部队重要的后勤保障系统，其先进性和安全性要求很高，尤其是近些年，仓库内不光有易燃易爆品、军需物资，还安装有大量的电子设备，但新安装的这些设备雷电抵抗能力很脆弱而造价确很高。

由于以雷击中心1.5km-2.0km范围内的电子设备都可能产生危险过电压而损坏，造成巨大的损失和严重影响。

因此切实做好部队仓库的雷电防护工作，支持军队的正常运作，为部队的正常运行提供有力的保障，不仅对于现时意义十分重大，对于未来也具有十分积极的意义。

雷害主要由以下三个原因造成，

A、直接雷击：

雷电直接击在建筑物上产生电效应、热效应和机械力造成建筑物损坏威胁人员安全；雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。

B、雷电感应：

当雷击发生时，在雷电通道周围会产生很强的瞬变电磁场。

处在电磁场中的电子设备和传输线路会感应出较大的电动势。

这种现象叫电磁感应。

当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。

这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。

这种现象叫静电感应。

电磁感应和静电感应统称为雷电感应。

C、地电位反击：

建筑物受到雷击时，强大的雷击电流沿着接地引下线，经接地体入地后地电位会瞬间升高，产生高电位，如果不采取等电位连接将会引起地电位反击，损坏设备或造成人员伤亡。

为了对海军某部队内建筑物和弱电系统采取有效的防雷保护措施，保障库区内的监控系统、通讯系统、电力系统正常可靠的运行，达到防雷减灾、将雷电灾害降至最低限度的目的。

我公司防雷工程技术人员于2008年4月2日对该库进行了实地勘测和全面了解，根据国家、国际标准规范的要求，提出对仓库的防雷体系进行全面整改的意见方案，决定采用综合治理的方针，制定完善的防雷工程设计方案。

可以说：

雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。

“防雷减灾、造福社会”是我们所有从事防雷工程设计、施工人员的社会责任。

二、现场勘察及存在的问题

1、库区的环境特点

1）、地理位置：

库区地处河北石家庄某。

部队建在山区的山沟里；

2）、环境特点：

这个地区的气候和地形条件复杂，库区大部分建筑和设备建在或设置在山沟里，散布范围广。

当地土壤含碎石较多，土壤电阻率高，库区内的接地电阻普遍偏高。

按石家庄的年雷暴日计算可达31.2d/a。

当地雷电活动频繁，几乎每年都有设备因雷击而损坏；

3）、防雷实施条件：

库区内的监控系统、通讯系统、电力系统、机房等系统都不具备符合要求的防雷设施（包括外部防雷、内部防雷和地网等等）。

此外，库区内安装了部分避雷针，但避雷针无法消除雷击产生的电磁脉冲，同时避雷针也无法保护全部库区。

并有8处直击雷接地存在不同程度不合格。

2、保护对象的基本情况

1）、建筑物：

库区内的建筑物有机关办公楼、油库、食堂、库房等。

这些建筑物应按照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的要求划分防雷等级并完善防雷措施。

机关办公楼顶部已加装避雷带，库区内也安装有多支避雷针。

库区内部分建筑接地阻值较高。

2）、设备情况：

监控、程控交换机、机房中的设备是库区内防雷最薄弱的环节，没有安装有避雷器，没有采取屏蔽、接地、等电位措施，所以雷害依然很频繁。

监控中心在机关楼的3层，监控主机在中心机房。

监控系统共有28台摄像机，主传输线路采用的是同轴线缆和光纤，摄像机的电源是就近取电，电源线、视频线、控制线采用架空或埋地方式敷设。

程控交换机房在机关楼的3层，内线是经过跳线架传送到楼内各办公室和各库房，交换机共有100多条内线。

3）、配电系统：

机关楼的供电系统没有做防雷保护系统，楼内也无接地、屏蔽和等电位措施，所以各房间会在打雷时发生损坏电脑、电话和监控设备的现象。

3、存在的问题

依据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004等规范的规定，经勘察发现海军某部队库区内存在如下的不安全隐患：

机关办公楼顶上的各种缆线放置不规范，依据GB50057-94第6.3.1条规定，应加整理并作屏蔽处理，屏蔽管两端应就近与防雷装置做电气连接。

库区内的供电系统未安装电涌保护器（SPD），依据GB50074-2002第14.2.6条和第14.2.15条规定，宜加装电涌保护器（SPD）。

机关楼弱电设备如监控主机、交换机、电视天馈线在接收机前依据GB50343第5.4.2条规定，应加装信号线电涌保护器（SPD）。

电源配电室、机关楼主配电盘未采取避雷保护措施，依据GB50343第5.4.1条规定，应安装2到3级电源浪涌保护器。

库区内防雷避雷针接地阻值超标，依据GB50057-94第3.3.4条规定，应补加接地体使之达到小于10Ω的标准。

部队内的建筑物、油库未安装直击雷防护装置，部分库房的直击雷防护装置保护范围不够，依据GB50057-94第二章和GB50074-2002《石油库设计规范》的有关规定，应加装直击雷防护装置。

三、防雷整改思路

为保障海军某部队建筑物、电子设备、供电系统的正常运行，保证人员安全，防止和减少因雷击供电线路、信号线路造成的设备损坏，依据国家有关标准规定，对库区应实施综合防护措施，其总体原则如图所示。

外部防雷

内部防雷

雷电防护

电涌保护

引下线

接地装置

等电位连接

接闪器

屏蔽措施

从雷电防护角度来看，由于库区位置比较孤立，库区内各系统运行于“高风险”环境下，即对于雷害风险的“暴露程度”很高，因此需要采取强有力的防护措施。

依据雷击区域划分的要求，建筑物必须安装有防直击雷装置的避雷带或避雷针；电源线和信号线安装防雷电感应的避雷器；以及采用各种接地、屏蔽手段在防雷区界面处进行等电位联结，达到消除防雷区内各设备之间电位差的目的。

外部防雷是由接闪器（避雷带、避雷针），引下线，接地装置组成，以保护建筑物或设备免受直击雷侵害。

内部防雷是由防雷电过压保护器组成，其作用就是在最短时间内（纳秒级）将因雷击而产生的大量脉冲能量短路泻放到大地，实现设备间的等电位连接，降低设备各接口间的电位差，达到电子设备能承受的量级，从而保障电子设备正常运行。

我们了解了部队仓库遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径后，在分析其损坏原因的基础上，正确选择和使用防雷保护装置，以及增加直击雷防护措施、改进等电位连接及接地方式，采用接闪、分流、均压、屏蔽、接地等工程技术手段，优化库区内的防雷水平，对库区总体抗雷电能力的提高起到作用。

保护对象：

本方案主要从三个方面对库区的防雷设施进行整改：

1、机关办公楼综合防雷改造；

2、弱电系统的雷电防护；

3、机房防雷等电位接地；

4、直击雷的接地改造；

具体要求：

机关办公楼的综合防雷包括增加弱电系统雷电防护、电源系统的接地改造和增加雷电防护、大楼整体接地系统的完善等。

弱电系统保护是保护建筑物内的监控机房设备、通讯设备以及房间内的电脑、电话等。

监控系统保护内容包括监控系统中的机房。

库区直击雷接地体的改造。

四、设计依据标准

1、设计原则—保护人身安全、设备不受损坏。

2、设计依据—我公司技术人员对现场的勘查。

3、设计标准、规范

1）、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000）

2）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004

3）、《石油库设计规范》GB50074-2002

4）、《石油与石油设施雷电安全规范》GB15599-95

5）、《民用建筑电器设计规范》JGJ/T16-92

6）、《电子计算机房设计规范》GB50174-94

7）、《电子设备雷击保护导则》GB7450-87

8）、《通信工程电源系统防雷技术规定》YD5078-98

9）、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-1994

10）、《建筑物防雷设施安装》99D501-1

11）、《智能建筑设计规范》GB/T50314—2000

12）、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2009

13）、《建筑物防雷》IEC61024-1、IEC61024-1-2

14）、《雷电电磁脉冲的防护》IEC61312-1、IEC61312-2、IEC61312-316

五、具体设计方案

根据库区雷电灾害的损失情况，我们把总体设计方案分成4个部分分别论述。

机关办公楼综合防雷改造；

弱电系统的雷电防护；

机房防雷等电位接地

避雷针接地系统改造；

1、机关办公楼综合防雷改造

（1）、机关办公楼电源系统雷电防护措施

防雷电波入侵的最好方式是所有进入机房的电缆埋地引入。

金属穿线管在进入建筑物前应与地网连接。

由于机关楼电源线采用的是架空引入，受环境影响已无法改为地埋，解决的办法是将其金属吊线和其他金属物接地和安装避雷器。

建筑物电源系统的避雷保护根据国标应达到如下要求：

在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装通过Ⅰ级分类试验的开关型浪涌保护器作为电源系统的第一级保护；第一防护区之后的各分区交界处应安装限压型浪涌保护器。

用于电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值宜符合下表的规定：

雷电

保护

分级

LPZ0区与LPZ1区交界处

LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3区交界处

第一级标称放电电流*

（kA）

第二级标称放电电流（kA）

第三级标称放电电流（kA）

第四级标称放电电流（kA）

10/350μs

8/20μs

8/20μs

8/20μs

8/20μs

A级

≥20

≥80

≥40

≥20

≥10

B级

≥15

≥60

≥40

≥20

C级

≥12.5

≥50

≥20

配电线路各种设备耐冲击过电压额定值：

设备位置

电源处的设备

配电线路和最后分支线路的设备

用电设备

特殊需要保护的电子信息设备

耐冲击过电压类别

IV类

III类

II类

I类

耐冲击过电压额定值

6kV

4kV

2.5kV

1.5kV

根据以上要求电源进线处应选用最大标称放电电流大于15KA（10/350μS）的电涌保护器作为电源系统的第一级雷电防护，其保护水平应小于6KV。

电源系统第一级防雷器：

DXH09-380A/50（10/350）

选用型号DXH09-380A/50先研技术三相电源防雷箱1台，安装在机关大楼外电源总进线处，作为整座大楼电源系统的第一级保护。

该型号的避雷器为间隙式放电保护方式，可吸收约90%的大能量雷电流，雷电通量25KA（10/350μs）。

电源第二级防雷器：

DXH09-380XJ/40（8/20）

选用型号DXH09-380XJ/40先研技术三相电源防雷箱1台，安装在机关大楼内第3层电源配电箱处。

该型号的避雷器为压敏电阻保护模式，并联安装于配电箱电源进线侧，作为办公楼电源系统的第二级保护。

可将上一级避雷器未吸收的雷电残压进一步降低。

（2）、办公楼接地装置的设计

对于一般建筑而言，在采取了防雷措施后，可以将直击雷与雷电波侵入的雷害的概率降低很多。

对于一般电气设备，允许的雷电脉冲较高，因此采取避雷针、避雷网防直击雷等措施是极其有效的。

而微电子设备非常灵敏，耐压水平很低，一般只有10V左右，对雷击电磁脉冲极为敏感，易受到电磁干扰和损坏。

雷击电磁脉冲因电磁感应而产生，并且可以通过电源线、天线、信号线的耦合被引入微电子设备，是微电子设备损坏的主要原因。

如果仅按照一般建筑进行防雷设计，建筑电子设备受雷击的损坏率就很高，所以对于建筑物内有大量电子设备的情况，防雷接地设计应采取相应的措施。

引下线应沿建筑物四周布置，而避免只采用一条引下线。

这是因为多条引下线可以分流雷电流，减少引下线产生的强磁场对电子设备的干扰。

对于信息系统的接地以往普遍认为应单独设置，与建筑物绝缘，但是在实际应用中发现，两个独立的接地系统不利于过电压保护，这是因为当建筑物接闪雷电流后，建筑物的电压很高，而信息设备的“信号地”其电位比防雷接地装置低得很多，设备电压在雷击时维持在“信号地”电位水平，二者之间的电位差通过电容的耦合作用，将耐压能力很低的电子器件损坏。

　　近年来，很多国内外标准不主张信息设备采用独立的接地装置，推荐采用共用接地系统。

GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中明确指出：

“每幢建筑物本身应采用共用接地系统”即将建筑物内的各种接地都统一接到建筑物的基础上或室外的接地装置上。

当该建筑物遭受雷击时，电力系统的电压和电子设备工作接地的电压同时上升，保持了设备的工作电压不变，使微电子设备在雷击时可正常工作。

2、弱电系统的雷电防护

（1）、监控系统的雷电防护方案

监控系统组成

监控系统一般由以下三部分组成：

前端部分：

主要由摄像机、云台、防护罩、解码器、光端机等组成。

传输部分：

使用同轴电缆、电线、多芯线、光缆采取埋地、架空或沿墙敷设等方式传输视频、音频、电源或控制信号等。

终端部分：

主要由监视器、控制设备、显示设备、硬盘录像机、交换机等组成。

在弱电系统中监控机房的防雷最为重要，应从直击雷防护，防雷电波侵入，等电位连接和电涌保护等多方面进行。

监控机房的避雷器配置情况：

监控机房在机关办公楼的3层，办公楼的直击雷防护已经具备，中心机房没有避雷措施，需要加装避雷器和做好等电位连接和接地阻值偏高。

监控中心安装有9根同轴连接于网络机房，因此应加装9支BNC视频线避雷器，5支485云台控制线避雷器，在电源部分加装一级电源避雷保护，选用型号：

DXH09-FCS/2r20避雷器1组，安装在监控机房配电盘上，用电设备统一使用电源避雷插座，实现精细保护，选用型号：

DXH09-ZK/5。

（2）、通讯系统的雷电防护方案

程控交换机机房在机关办公楼的3层，办公楼的直击雷防护已经具备，中心机房没有避雷措施，需要加装避雷器和做好等电位连接和接地阻值偏高。

在电源部分加装一级电源避雷保护，选用型号：

DXH09-FCS/2r20避雷器1组，安装在监控机房配电盘上，用电设备统一使用电源避雷插座，实现精细保护，选用型号：

DXH09-ZK/5。

信号防雷，交换机房共有50条内线电话，为保障设备安全和通讯系统的良好运行，建议中继线和内线分别加装信号浪涌保护器，以保证线路的畅通、安全。

我公司可根据用户信号线路的接口形式，定做相应的信号避雷器，楼内比较重要的电话机，可在分机处安装电话机避雷器。

选择型号：

QFL09-A60

3、机房防雷等电位接地

（1）、机房等电位连接带的设计

等电位连接的目的是消除设备间危险的电位差。

机房应设置等电位均压带，该等电位连接母排应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、进出机房的金属管线等连接到一起，防止危险的电位差。

各种避雷器的接地线应以最直和最短的距离与等电位母排进行连接。

关于均压等电位带的实施，我们选用25mm×3mm的紫铜带，在防静电地板下沿墙环机房铺设一周，扁铜上预留Φ8的连接孔，配备相应规格的铜螺栓，选用100mm×0.3mm的铜铂，在均压环中均匀分布，带使用均压等电位带形成目型结构，通过16平方多股铜线与地网连接，另外机房UPS供电系统电源插座及信号地均在最近的距离内与均压等电位带直线相连，避免因设备间电势差而使设备损害。

（2）、机房的接地方法

依据国家标准GB50174－93《电子计算机机房设计规范》规定，交流工作接地和安全保护接地，接地电阻均不应大于4Ώ，根据IEC1024标准，机房交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置。

即全部采用共用接地系统，当雷电引起地电位高压反击时，整个大楼及机房呈现系统等电位，防雷系统呈现工作状态，保证网络系统的安全。

在监控机房采用16平方多股铜线从三楼引到楼下接地体上，旁边放置程控交换机的房间做一个铜接地母排，在母排上也引一条16平方多股铜线作为接地线，并在三楼将两条接地线相连。

（3）、弱电系统的等电位连接

等电位连接包括4方面的内容：

①、建筑物的等电位连接，方案设计中已经考虑了机关办公楼屋面、机房内的等电位连接。

②、接地系统的等电位连接，方案设计中对办公楼、设备采取共地的措施。

③、线路的等电位连接，采用电涌保护器就是对各种电源、信号导线进行暂态等电位连接。

④、设备的等电位连接，将机房各种设备外壳进行接地。

由于安防和通讯设备安装位置比较分散，雷电很容易对设备造成反击。

应在每台设备处做等电位联结，将设备外壳、线缆屏蔽层、SPD接地线、金属支架进行等电位连接。

这样就可以在发生雷击时避免发生电位差。

（4）、弱电系统的屏蔽措施

弱电系统的屏蔽主要是针对前端设备、终端设备和传输线。

前端和终端设备都有金属外壳作为屏蔽体。

传输线路的屏蔽情况就比较复杂了，在该库区内有部分传输线穿PVC管埋地敷设，但仍会有很多摄像头被雷打坏，说明传输线埋地敷设不会起到屏蔽作用，不能阻止雷击设备的发生。

即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。

库区中的监控系统可在信号线从光端机出线和进入前端设备前穿金属管或金属线槽敷设。

采用将线缆穿钢管敷设，保持钢管的电气连通，对防护电磁干扰和电磁感应非常有效。

4、直击雷的接地改造

在现场勘察和统计资料中，在3号、7号、11号、13号、22号、29号库房以及3号洞接地不符合标准。

由于长期腐蚀地阻偏高。

影响雷电的泄留能力。

因此，需要整改接地装置。

根据环境的要求，采用垂直接地和水平接地相结合的方式。

即在水泥杆周围1m为中心，

水平接地体形成“一”字形分布，地沟深80cm，宽50cm。

长15m，采用截面为50*50*4mm的热镀锌扁钢焊接。

周围用降阻剂敷设。

垂直接地体是在水平接地体两端开始，以5m为间隔设立。

向下挖直径为20cm，深3m，采用Φ10镀锌圆钢，长2m，周围用降阻剂包裹。

垂直埋入。

垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体之间的搭接采用双面焊接，焊接长度≥6D，焊接处做防腐处理。

人工地网最好闭合并与基础梁筋焊通。

对于土壤电阻率高的地区，当一般做法的接地电阻值难于满足要求时，可采取向外延伸接地体、改善土壤的传导性能（加降阻剂），深埋电极，以及外引等方式。

史接地电阻小于10Ω

食堂、招待所、油库等建筑未安装直击雷防护装置，根据国标GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求，应采取直击雷防护措施，加装避雷带、引下线和接地装置。

其标准应符合第三类防雷建筑物的标准。

避雷带可环绕建筑物屋顶周圈敷设，引下线间距不大于25米。

具体施工中引下线的位置可根据现场实际情况沿房角对称引下。

国标规定每条引下线的冲击接地电阻值不大于10Ω，楼顶平台的空调室外机、电视天线、通气管等一切金属物都应与避雷带进行电气连接。

根据GB50074-2002《石油库设计规范》的规定，可燃油品泵房的防雷易装设避雷带防直击雷。

避雷带的引下线不应少于2根，其间距不应大于18米。

进出油泵房的金属管道、电缆的金属外皮或架空电缆的金属槽，在泵房外侧应做1处接地，接地装置宜与保护接地装置及防感应雷接地装置合用。

但油库接地的施工有难度，现场无法使用电焊，金属材料只能采用压接。

金属压接法一年后容易生锈，所以需定期进行检查和维护。

库区内防雷铁塔、避雷针的接地阻值为15Ώ至25Ώ均超过规范标准，对防雷泻流不利。

应采用扩大接地装置范围和加入降阻剂的方法降低接地电阻，使之小于10Ώ。

关于库房建筑物、铁塔的防雷改造问题，由于考虑的部队经费有限，本次预算中没有包括，建议在解决了办公楼和监控系统的雷电防护并确实取得效果后，应积极采取措施完善全库区的防雷保护。

六、施工设计说明

1、施工说明

  根据国家有关标准及相关行业标准，对海军某部队库区办公、弱电系统和建筑物的防雷体系整改，进行综合治理。

综上所述，本方案设计思想充分考虑到库区的地理位置、周围环境、各种设施的特点及重点性，最大限度的减轻雷击对设备的侵害，并且因地制宜，力求经济节省、器材选用配置最佳原则。

运用接闪、分流、箝位、均压、接地等工程技术手段，实施工程的设计、勘测、施工和安装。

1）、施工时间

合同签订后一周内可进入现场，本项目从开工之日起预计需15天完工。

2）、施工方法

①、电源部分

第一步确定SPD的位置：

根据安装规范，SPD距离配电设施越近越好，最好装在电源配电柜内，电源箱没有空间可以用防雷箱加装在电源箱旁。

第二步是SPD的连接：

SPD的连接螺丝要拧紧，导线接口施工要规范，施工时要断电，以保证安全。

②、信号部分

重点是保证线路畅通、不间断，安装时要特别注意线不要接反、接错。

③、地网部分

隐蔽工程覆土前一定要先验收，焊缝要达到规范要求，焊接部分要采取防腐措施。

破开路面的地方要恢复。

3）、人员安排

本项目实施队伍由精通业务、经验丰富的施工人员组成。

我们为本项目抽调最富经验的工程师进行方案论证。

4）、工程流程

2、设计说明

（1）、一切为用户着想的原则：

该项目为一站式服务，交钥匙工程。

但在施工之前我公司还将与用户进行多次磋商与沟通，本着务实、精益求精的态度，协助用户达到工程的尽善尽美。

（2）、安全可靠性原则：

我公司防雷设计方案完全符合防雷规范，工程质量由保险公司负责防雷工程质量承保，我公司防雷工程所保护的财产如有发生雷击损失，将按工程保额由保险公司负责理赔。

（3）、实用性、经济性原则：

在满足系统需求的前提下，选用性能价格好，可靠性高的产品，最大限度的满足实际工作需要。

（4）、先进性原则：

采用当今国内、国际最先进和成熟的技术和产品，使防雷系统能够最大限度地适应今后技术发展和业务发展的需要。

（5）、高标准创优质工程原则

本设计方案是以国家标准、行业标准为最基本的防雷标准，结合我公司防雷标准，使该方案为高级别系统防雷工程项目，我公司承诺：

项目落实后我们在工程设计、工程技术、工程质量上打造优质防雷工程。

3、工程质量保证体系

我公司本着“防雷减灾，造福社会”的原则，决心以良好的工程质量和优质的售后服务取信于用户。

为能使广大用户对我公司实施的防雷工程使用放心，我公司郑重做出如下质量服务承诺：

一、凡我公司售出的产品或负责设计施工安装并验收合格的防雷工程，质保期为三年，质保期内如出现质量问题，本公司免费负责检修、更换，防雷工程使用期间，公司随时接受用户咨询，并终生提供优惠服务；

二、产品售出后在未到达运输地点之前所造成的一切运输损失由我公司负责；

三、严格遵守我们的