贵阳某交警队防雷设计方案科比特防雷厂家文档格式.docx

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本公司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的冲击保护；

2.楼宇、建筑物供电系统的防雷保护：

3.高速公路、铁路、航空系统、金融证券系统的防雷保护；

4.野外气象站、雷达站、各种数据采集系统的防雷保护；

5.工业配电柜（板）的防雷和防操作过电压保护。

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雷电防护原理

1.电的危害

自然界的雷击分为直击雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射（LEMP）两大类；

1）、直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象。

它以强大的冲击电流、炽热的高温、猛烈的冲击波、强烈的电磁辐射损坏放电通道上的建筑物、输电线、室外设备，击中人畜造成人、畜伤亡。

2）、雷电感应高电压和雷击电磁脉冲（LEMP），是由于雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，在放电通道周围产生的电磁感应、雷击电磁脉冲辐射以及雷云电场的静电感应，使建筑物上的金属部件，如管道、钢筋、电源线、信号传输线、天馈线等感应出雷电高电压，沿这些线路通过室内的管道、电缆、走线桥架进入各种电子、电气设备，从而放电并损坏这些设备。

3）、因为直击雷和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，其次是由于被保护系统的屏蔽差，没有采取等电位连接措施，综合布线不合理，接地不规范，没有安装浪涌保护器SPD或者安装的浪涌保护器SPD不符合规范的要求等，使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率很高，损坏电子、电气设备。

全国年因雷电造成的损失高达数十亿元，因此雷电灾害必须防治。

2.雷电灾害防治的基本方法

1）、直击雷和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲（LEMP）的侵害渠道不同，防护措施也就不一样。

防直击雷主要采用避雷针、避雷带（网、线）等传统装置，只要设计规范、安装合理，这些设施是能够对直击雷进行有效防御的。

2）、但是无论多么完善的防直击雷装置，对雷电感应和雷击电磁脉冲的防护都无能为力；

因为其破坏性是雷电感应和雷击电磁脉冲沿电子、电气设备的电源线、信号线、天馈线和其它金属管道进入所致。

3）、在富兰克林发明避雷针时及以后的270多年间，电子设备并不多，雷击电磁脉冲的危害现象也不明显，人们自然想不到要对它进行防御，只要能防止直击雷就足够了。

然而，当今社会电子设备大量应用，特别是电子计算机技术、通信技术的高速发展和日益普及，雷电感应高电压和雷击电磁脉冲的危害明显增加，仅靠避雷针防雷已远远不能满足电子、通信、微电子设备和航空设施防雷的实际需要。

为了确保电子信息设备正常工作，近年来雷电防护也由富兰克林式避雷针防雷发展到综合防雷工程的新阶段。

4）、综合防雷工程是一个系统工程，它包括直击雷的防护措施、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的综合布线、设计安装SPD和完善合理的接地系统六个组成部分。

在一个完善的防雷系统工程中，特别是微电子设备的防雷工程中缺一不可。

如果某一个环节考虑不周，即使进行了防雷方面的工作也起不到很好的防雷作用，还有可能引雷入室而造成电子设备失灵或永久性损坏。

5）、雷电感应高电压以及雷击电磁脉冲的防护是在入侵通道上将雷电过电压、过电流泄放入地，从而达到保护电子设备的目的。

其主要方法是采用隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压与过流保护、接地等方法将雷电过电压、过电流和雷击电磁脉冲消除在设备外围从而达到保护各类设备的目的。

6）、目前防雷器件主要由压敏电阻、气体放电管、空气间隙、高频二极管、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求组合成电源线、信号线、天馈线系列浪涌保护器（SPD）并安装在微电子设备的外连线路中，将雷电过电压、过电流泄放入地，从而真正起到保护设备的目的。

只要设计合理、采取综合措施、安装合格浪涌保护器就能对雷电进行有效的防护。

我们既要防止直击雷，依靠合格的避雷针、带、网、线系统；

也要防止雷电感应高电压及雷击电磁脉冲，二者有机结合，相互补充，构成一个完整的现代综合防雷体系，才能有效的防止雷击事故，减少雷击灾害，保护建筑物、设备和人身安全。

设计方案

一、概述

众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数十万安培。

雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次：

①设备损坏，人员伤亡；

②设备或元器件寿命降低；

③传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。

目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。

用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。

但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。

避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。

每年各种通讯控制系统、网络设备和其它电气设备因雷击而受破坏的事例屡见不鲜。

并且，在所有的雷电灾害中以电源线路感应雷击电磁脉冲而损坏设备的情况占多数，事故的严重性和造成的损失最大。

方案设计说明

系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:

外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。

内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。

通过在需要保护设备的前端安装合适的防雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。

将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。

避雷带、引下线（建筑物钢筋）和接地等构成的外部防雷系统，主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。

雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：

①直击雷；

②传导雷；

③感应雷；

④开关过电压。

直击雷：

雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。

这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。

直击雷波形为10/350us

传导雷（雷电波侵入）：

在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。

其中地电位反击也是传导雷中的一种：

雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。

雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。

传导雷

地电位反击

雷击电磁脉冲辐射

感应雷（雷电波感应）：

在周围1000公尺左右范围内（有资料为500公尺或1500公尺，距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）。

发生雷击时，LEMP在上述有效范围内，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。

因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。

随着现代高科技的发展，精密仪器，通讯设备，数据网络的应用越来越广泛，因而感应雷造成的雷击事故也越来越多，除直接造成了巨大的经济损失外，因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。

二、方案设计路

本方案主要是对交警总队办公楼、顺安楼、指挥中心机房、员工宿舍、锅炉房、空调房、泵房、造牌厂、总配电房、小区的电源进行防雷措施。

（由于没有查看机房具体情况，在本方案中没有考虑机房网络系统的信号、控制系统防雷。

）

（1）直击雷在电源系统中的流入：

根据GB50057-94的标准对直击雷电流分类：

第一类 

200KA 

10/350us

第二类 

150KA 

第三类 

100KA 

如图所示：

一个能量为200KA的直击雷，由整个系统的电源、管线、地网、通信网络线来分担。

以一栋建筑的防雷来讲，电源部分承担其中近45%（100KA），以三相四线为例，每线承担大约有25KA（10/350us）的雷电流。

通信站基本无管道系统，不计。

地网和通信线路承担剩余55%的雷电流。

由此可见，电源系统对直击雷的防护非常关键。

由此可见，直击雷的内部防护措施应选用10/350us冲击雷电流的开关型SPD产品。

另外，对于个别架空线引入的传导雷，也应采用上述一级防护措施。

（2）感应雷的防护

前面已提到感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属导体上的，其实感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体，一是静电感应：

在雷云中的电荷积聚时，附近的导体也会感应上相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电荷迅速释放，而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道，就在电路中形成电脉冲。

二是电磁感应：

在雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场，在其附近的导体中产生很高的感生电动势。

研究表明：

静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。

感应雷可以通过电力电缆、视频线、网络线和天馈线等侵入，由于电力电缆的距离长且对雷电波的传输损耗小，所以由电源侵入的感应雷造成的危害十分突出，按原邮电部的统计约占了雷击事故的80%。

因此，对建筑物内的系统设备进行感应雷防护时，电源是重点。

感应雷还可以通过空间感应侵入通信站的内部线路，虽然经过建筑物和机壳的屏蔽衰减后其能量大为减小，但站内许多电信设备的抗过压能力也很弱，如果处理不当也可能造成设备故障。

（4）接地汇集线的布置

接地汇流排应设置在靠近防雷器的地方，以使防雷器的接地连接线最短，各楼层的分汇流排应直接与楼底的总汇流排相连，这样能保证实现单点接地方式，当楼层高于30米时，高于30米部分的分汇流排应与建筑物均压环相连，以防止侧击。

近年来IEC的研究认为：

接地汇流排的多重互连是有益的，但部标尚未采纳。

（5）等电位连接

各种系统的防雷要求种类很多，但其防雷思想是一致的，就是努力实现等电位。

绝对的等电位只是一个理想，实际中只能尽量逼近，目前是综合采用分流、屏蔽、箝位、接地等方法来近似实现等电位。

（见图1）

（6）电源防雷器的选择和应用原则

考虑到电源负荷电流容量较大，为了安全起见及使用和维护方便，数据通信电源系统的多级防雷，原则上均选用并联型电源防雷器。

电源防雷器的保护模式有共模和差模两方式。

共模保护指相线-地线（L-PE）、零线-地线（N-PE）间的保护；

差模保护指相线-零线（L-N）、相线-相线（L-L）间的保护。

对于低压侧第二、三、四级保护，通常选择共模的保护方式。

限制电压特性是电源防雷器的最重要特性，限制电压越低，保护效果就越好。

但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择限制电压较低的电源防雷器的同时。

还必须考虑防雷器有足够高的最大连续工作电压。

如果最大连续工作电压偏低，则易造成防雷器自毁。

电源系统低压侧有一、二、三级不同的保护级别，应根据保护级别的不同，选作合适标称放电电流（额定通流容量）和电压保护水平的电源防雷器，并保证防雷器有足够的耐雷电冲击能力。

原则上，每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上，都应做该级相应的保护。

电源低压侧保护用的电源防雷器，应该选择有失效警告指示、并能提供遥测端口功能的电源防雷器，以方便监控、管理和日后维护。

电源防雷器必须具有阻燃功能，在失效、或自毁时不能起火。

电源防雷器必须具有失效分离装置，在失效时，能自动与电源系统断开，而不影响通信电源系统的正常供电。

电源防雷器的连接端子，必须至少能适应25mm²

的导线连接。

安避防雷器时的引线应采用截面积不小于10mm²

的多股铜导线，并尽可能短（引线长度不宜超过1.0m）。

当引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积；

引线应紧凑并排或绑扎布放。

电源防雷器的接地：

尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、地网直接可靠连接。

接地干线应使用不小于25mm²

至35mm²

的多股铜导线。

在本方案中，防雷器选择KBT-系列电源防雷箱

（7）电源防雷器的安装要求

在安装电源防雷器时，要求防雷器的接地端与接地网之间的连接距离尽可能越近越好。

如果防雷器接地线拉得过长，将导致防雷器上的限制电压（被保护线与地之间的残压）过高，可能使防雷器难于起到应有的保护作用。

因此，防雷器的正确安装以及接地系统的良好与否，将直接关系到防雷器防雷的效果和质量。

防雷器安装的要求如下：

电源防雷器的连接引线，必须有足够粗，并尽可能短；

引线应采用截面积不小于10mm²

的多股铜导线；

如果引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积；

引线应紧凑并排或帮扎布放；

电源防雷器的接地线应为不小于10mm²

多股铜导线，并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排可靠连接。

三、方案设计依据

（1） 

建筑物防雷设计规范 

GB50057-94

（2） 

电子计算机机房设计规范 

GB50174-1993

（3） 

电子设备雷击保护导则 

GB7450-1987

（4） 

低压配电设计规范 

GB50054-1995

（5） 

建筑物防雷 

IEC1024-1

（6） 

计算机信息系统防雷保安器 

GA173-1998

（7） 

计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范 

GA267-2000

（8） 

微波站防雷与接地设计规范 

YD2011－93

（9）SPD电源防雷器 

IEC1643

四、方案具体内容

1．防雷器安装

A）办公楼电源防雷

在办公楼总配电柜安装一台KBT-380A/80KA三相电源防雷箱作为电源第一级防护；

在每层楼分配电柜安装一台KBT-380B/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护；

在七、八楼机房总电源前各安装一台KBT-380C/20KA三相电源防雷箱，作为机房设备电源的第二级防护，在机房终端设备前端安装一只KBT-220E/10KA（8/20uS）单相电源防雷插座，作为机房重要设备的第三级防护。

在两台电梯电源分配电柜前分别安装KBT-380BJ/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护

B）总配电房电源防雷.

在总配电房每个出线柜安装KBT-380A/60KA三相电源防雷箱作为电源第一级防护，其中包括顺安楼、综合楼空调、号牌中心、中央空调、远大空调共五台。

在每个楼房电源进线处分配电柜前安装一台KBT-380B/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护。

在顺安楼的电梯配电柜前安装一台KBT-380B/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护。

C）小区配电房电源防雷

在小区一栋和七栋的配电房的进线柜分别安装一台KBT-380B/60KA三相电源防雷箱作为电源第一级防护，在八台电梯的总电源前分别安装KBT-380B/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护。

D）水泵房的电源防雷

在水泵房的37KW消防泵、生活泵、30KW喷淋泵的开关柜处分别安装KBT-380B/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护。

E）锅炉房的电源防雷

在锅炉房的配电柜处安装一台KBT-380B/40KA三相电源防雷箱，作为电源的第二级防护。

4．等电位连接 

1．每个机房或办公大厅设置接地铜排一个，以供防雷接地、等电位接地、工作接地等，接地铜排到地网的连接采用35mm2铜塑电缆（引下线）；

2．机房等电位连接：

机房设备的设备外壳、静电地板以及所有进出机房的金属管线、金属桥架就近接接地铜排，等电位连接采用6mm2铜塑电缆；

3．建筑物的钢筋混凝土基础形成的自然接地体与增加人工接地体应与之进行等电位连接，并采用4×

40的热镀锌扁钢进行焊接。

五、防雷产品性能简介

1）KBT-D380/4/25kA（10/350uS）并联式电源防雷模块

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。

适用于三相四线制低压电源系统。

结构：

模块式结构

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.安装方便，直接并联于电源进线中，与供电线路功率大小无关；

4．通流容量：

标称值25kA（10/350uS）或80kA（8/20uS），最大值160kA（8/20uS）；

5．限制电压：

≤2000V；

6．额定电压：

220vrms；

7．SPD类型：

电压开关型。

2）KBT-D380/4/40kA并联式电源防雷模块

标称值40kA（8/20uS），最大值80kA（8/20uS）；

≤1800V；

电压限压型。

3）KBT-D220/2/20kA并联式电源防雷模块

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二、三级防雷、防浪涌保护。

适用于单相二线制低压电源系统。

标称值20kA（8/20uS），最大值40kA（8/20uS）；

≤1500V；

4）KBT-220E/10kA电源防雷插座

主要用于邮电、气象、交通、计算机网络、铁路、电力、住宅等领域电源的最后一级防雷、防浪涌保护。

标称值10kA（8/20uS），最大值20kA（8/20uS）；

≤700V；

5）计算机网络防雷器

1．多级保护，通流容量大；

2．内置快速半导体保护器件，响应速度快；

3．低电容、电感设计，传输性能优越；

4．限制电压极低；

5.安装方便，直接串联于信号线路中；

6．通流容量：

≤100V；

6V或12V；

电压限压及钳位复合型。

六、工程割接说明

1. 

有关安装割接说明

本工程中，由于在安装有关电源防雷器时需要短时间中断相应的电源（注：

电源防雷器是并接的）。

为了尽可能减少对工作的影响，在施工过程中，对电源防雷器设备保护装置的施工割接说明如下：

电源防雷器的安装割接：

安装前应做好充分的准备，如连接导线的长度、线饵和螺丝的大小等应先根据安装位置和连接位确定好。

严禁带电安装电源防雷器。

安装各级电源防雷器时，应做好意外情况的应对方法（如：

停电时间过长）。

在中断市电安装第一级第二级保护用电源防雷器的同时，应确保油机或备用电源供电正常。

低压室一级防雷器的安装时间应在30分钟（市电拉闸时间）内完成。

在电力室交流配电屏上安装电源防雷器时，应在15min（配电屏开关拉闸时间）内完成。

此时，数据设备的交流供电设备将不可避免地停止供电。

因此，安装此级防雷器时，应与有关数据网络部门密切配合，商讨最佳时机和制订最佳应急方案，保证各种信息及时且不丢失，对用户的影响降到最小。

地网装置的安装割接：

施工前甲方应办理好用地、用电等相关手续。

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