上海雷迅防雷防护设计方案

雷电及过电压防护设计方案

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。

现代防雷技术系统的防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:

Ø  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。

Ø  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。

二、防雷方案设计依据

(1)   建筑物防雷设计规范                               GB50057-94

(2)   电子计算机机房设计规范                           GB50174-93

(3)   民用建筑电气设计规范                             JGJ/T16-92

(4)   计算站场地安全要求                               GB9361-88

(5)   计算站场地技术文件                               GB2887-89

(6)   计算机信息系统防雷保安器                         GA173-1998

(7)   雷电电磁脉冲的防护                               IECI312

(8)   微波站防雷与接地设计规范                         YD 2011－93

(9)    通信局（站）接地设计暂行技术规定                 YDJ26E9

三、雷害的途径分析

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。

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。

四、防雷方案设计

1、电源系统防雷

根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分(见附件3)，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。只做单级防雷可能会带来，因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护，可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。

机房得到电源系统是由市电经低压配电柜再经过分配电柜输送到机房，而电源线路又是雷电入侵的主要通道，因此根据电源系统的防护原则，应对电源系统的防雷应采取多重保护、层层设防的原则、本次设计方案将在电源输入端加装相应的各级浪涌吸收装置，这样形成了多级的电源防雷体系。第一级：采用Asafe-25*4电源防雷器。并联安装于单位总配电低压侧，作为整个单位总电源的前级防护。

根据国家有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压防雷器。必须做到在电源的进入端安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全，采用的防雷器能将雷击过电压限制到2000V以下。

具体措施：

◆在大楼总配电柜安装Asafe-25*4电源防雷器1套，作为整栋大楼内所有设备的电源前级防护。

第二级：采用限压型防雷器，并联安装在各楼层电源前的分配电柜或机房UPS电源的进线段。

分配电柜的电源防雷器，可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，防雷器可并联安装在分配电室的电源配电柜端。（三相的电源可以采用AM2-20/3+NPE，单相的电源可以采用AM2-20/1+NPE）

具体措施：

◆在单位各楼层分配电电源端，各安装1套40KA电源防雷器：三相电源选用AM2-20/3+NPE、单相电源选用AM2-20/1+NPE，作为大楼内设备的电源二级防护。

◆在单位机房分配配电柜端，安装1套40KA的电源防雷器：三相电源选用AM2-20/3+NPE、单相电源选用AM2-20/1+NPE，作为机房的电源二级防护。

第三级：采用电源防雷插座，串联安装在各需要保护终端设备前端。

目的是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常天天发生的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用，可以延长设备的正常使用寿命，减少运行维护成本。

具体措施：

◆在需要防护的各终端电子设备的前端，分别安装LT A6-420NS电源防雷插座，作为各电子设备的电源第三级防雷保护。

电源系统三级防雷示意图：

2、网络系统的防雷

计算机网络中由于大量使用集成电路芯片等微电子元器件。这些器件的击穿电压往往只是几十伏，最大允许工作电源也只是mA级的，对感应雷、静电干扰、电磁辐射干扰等引起的瞬间过电压及浪涌电压的承受能力大为减弱，因此必须在信号线中安装雷器：如RS232串口防雷器、RJ45接口防雷器、馈线防雷器等；从而保证计算机网络系统的正常工作。

具体措施：

◆在网络机房或楼层的交换机进线端安装网络防雷器RJ45N-24E（24口网络防雷器）、RJ45N-16E（16口网络防雷器）、RJ45N-8E（8口网络防雷器），数量根据实际情况而定。

◆在网络机房的服务器网络进线端安装网络防雷器RJ45N-E100/4S，数量根据实际情况而定。

◆在电话中继线端安装电话线路防雷器RJ45-TELE/2S、SR-E170V/4S，数量根据实际情况而定。

机房信号线路系统防雷方案示意图：

1)        为确保服务的延续性，为贵公司所安装之防雷器，在正常使用中出现任何问题，均提供五年的保修期。其中前两年为免费保修，若因雷击而出现的质量故障，均可无条件更换同类产品。

2)        为了进一步提高产品的质量的可靠性,确保客户的利益,我司所销售的防雷浪涌保护器即防雷器,另附上总额一百万元每次十五万元的产品责任保险(人身五万元、财产十万元)，保险单号是：PZAH200244920123000003。

3)   由工程承包商提供相关的保养及维修文件以及24小时的技术支持服务。

4)   服务支持：用户如果遇到有关防雷产品或是其他相关的技术问题，（工作日内）拨打公司售后服务电话，既可得到有关人员的响应

六、部分使用防雷产品简介

1）、ASP Asafe-25电源防雷器，工作电压380V，三相五线制，功率不限，反应速度10^-9秒，8/20us最大通流量140KA（10/350us直击流模拟测试值为50KA），能有效抗击直击雷和感应雷击。高通流容量、低残压（小于2000V），具备后备防雷功能，应用于电源端作为第一级电源防雷。其中采用的Asafe系列模块防雷器采用了最新型的多层间隙技术，彻底解决了的续流问题并尽量保持一个   较低的起动电压和良好的雷电电流承受能力。在ASafe的9层间隙中，有一层是带有相对低阻间隙的绝缘层，并和其他的间隙层串联在一起，并将电弧分割。高阻间隙解决了绝缘和起动的问题，而低阻间隙解决了灭弧的问题。

这样实现了单片ASafe 拥有10/350us波形15-25KA的放电能力（8/20us波更可达到140KA以上）而限制电压Up却可以保证在2000V以内。

2)、AM2-20/3+NPE  40KA三相电源防雷器，工作电压230VAC，三相五线制，功率不限，反应速度10^-9秒，配备挂墙安装配件，能有效抗击直击雷和感应雷击。高通流容量，具备后备防雷功能，应用于电源端作为第二级防雷。

3)、A6系列插座式电源防雷器，通流容量12-19KA，有过热、过流、滤波、接地监测、相线监测和失效指示等功能，反应速度10^-9秒，黄磷铜镀镍接触片工作性能稳定，五万次插拔无故障，功率2000W，适用于单相高档设备的未级电源防雷。

4）、RJ45N-24E  ASP 10/100M网络集线器专用防雷器，独特的24路端口保护，机架式安装形式，可以方便在网络机柜内，一套防雷器可以作为24个网络端口的防护。标准RJ45接口，配件RJ45-RJ45连接线，通流容量5KA，插入损耗〈2dB，反应速度10^-12秒，确保100M网络传输，IEC最高级别的网络防雷器，工作性能稳定，安装方便。（RJ45N-24E[24口]、RJ45N-16E[16口]、RJ45N-8E[8口]、RJ45N-E100/4S[单口]）

5）、SR-E170V/4S  ASP 电话线路专用防雷器，接线柱形式接口，每套防雷器可作为保护4芯线路，通流容量5000A，插入损耗〈0.2dB，反应速度10^-12秒，工作性能稳定，安装方便.

七、安装说明

在工程施工的过程中，由于在安装有关电源避雷器时需要短时间中断相应的电源（注：电源避雷器是并接的），在安装数据网络接口保护装置时可能需要中断部分网络（注：接口保护装置是串接的）。为了尽可能减少对通信网络的影响，在施工过程中，对电源避雷器和网络设备保护装置的施工割接说明如下：

（1）    电源避雷器的安装割接：

n   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。严禁非电工安装电源防雷器。

n   安装各级电源避雷器时，应做好意外情况的应对方法（如：停电时间过长）。

n   在中断市电来安装第一级第二级保护用电源避雷器的同时，应确保油机或备用电源供电正常。低压室一级避雷器的安装时间应在30分钟（市电拉闸时间）内完成。

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

n   在UPS交流配电屏上安装第三级电源避雷器时，先检查和确保UPS供电满载在可靠的放电时间前提下，安装时应在15分钟（配电屏开关拉闸时间）内完成。

n   在UPS 交流输出配电屏上安装第四级电源避雷器时，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，安装此级避雷器时，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。安装时应在15分钟（配电屏开关拉闸时间）内完成。

（2）    数据网络接口保护装置的安装割接：

由于数据网络接口保护装置是串接在被保护的设备端口上的，安装时如不采取适当的应急措施，将难免中断该接口信号的传输而影响网络。

八、其他需要说明的问题

1、在电源防雷器的配置中，客户可根据具体情况选用带有辅助功能的防雷器或防雷箱，如遥信接点、声光报警、雷击记数等。

2、若客户在防雷器配置中，采用的模块式电源防雷器，为避免并联型防雷器在极端恶劣情况下，产生对电源线路的短路，建议在并联型防雷模块之前加装空开或熔断丝。

3、电源第一级防雷器，建议之前安装D 63A空开。电源第二级防雷器，建议之前安装D 32A空开。

4、若客户选用的是我公司的电源防雷箱，因我司在箱体内配置了必要的熔断丝或空开，所以不在需要配置空开。

九、雷迅公司简介

广州雷迅电子有限公司是集开发、生产、销售及防雷工程于一体的专业防雷公司。自1995年起，公司正式从国外引入积木化模块式的电源防护理念。率先在国内邮电行业的配套厂家进行大规模的应用。

在推广应用国外防雷器的同时，公司同时致力于自有品牌《ASP》—Anti Surge Proteetion系列防雷器的开发、生产及推广应用，形成集电源、网络、通讯、天馈及各类控制线路防雷器的产品系列。

ASP系列防雷器采用了国外先进的防雷技术，依循国际电工委员会及国内相关标准，采用最先进的防雷器件进行工业化生产，确保产品性能的优异与质量的稳定。

广州雷迅电子有限公司已建立http://www.asp.com.cn防雷网站，提供在线式雷击风险分析、防雷技术咨询、通用防雷方案介绍、21世纪防雷技术论坛等网上服务项目。为了更好地提供服务，还在北京、上海、成都、南京、昆明、西安设有区域性的常设服务机构。

《ASP》防雷器广泛应用于邮电、金融、证劵、保险、交通、电力、建筑、石油、化工教育、工厂、公安、军队等行业。

十、防雷方案附件