一套通用的弱電防雷與接地系統設計方案素材

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1.1弱電防雷與接地系統

1.1.1系統概述

雷電是自然界中一種特殊的、極為壯觀的聲、光、電現象。這不僅在于它那劃破長空的耀目閃電和令人震耳欲聾的雷鳴，更重要的是雷電給人類的生産生活帶來了巨大的危害。大樓内部的弱電防雷接地系統是為了保護建築内部的裝置以及人員的安全而設定的。通過在需要保護的前端安裝适合的避雷器，使裝置、線路與大地形成一個有條件的等電位體。将可能進入的雷電流阻攔在外，将因雷擊而使内部設施感應到的雷電流得以安全洩放入地，確定裝置的安全。為了確定機房裝置及網絡系統穩定可靠運作以及保障機房從業人員有安全的工作環境，除了架設良好的避雷針，避雷帶外，還必須對建築物内的電源系統（所有供電裝置、用電裝置、備用發電裝置）、天饋系統、信号采集傳輸系統、程控交換系統等所有機房進行可靠有效的保護，在攔截、分流、均衡、屏蔽、接地、布線等六大方面均作完整的多層次的保護。

1.1.2需求分析

XXXX醫院弱電防雷與接地系統主要包括：智能化系統監控中心機房、消控室機房，以及樓層弱電間（井）弱電裝置的防雷與接地。系統設計的目的是做到各類弱電系統裝置的安全，對進入大樓機房的配電箱、UPS箱以及樓層弱電配電箱采用不同的防護措施。對室外的廣播、錄影機等裝置進行防護。防止雷電對裝置、線路的損害。

1.1.3系統設計

(1)直擊雷防護

傳統避雷帶、避雷針在保護建築物方面有其适用性，但随着電子計算機的大量使用，因避雷針遭雷擊而造成電子裝置損壞的例子已屢見不鮮。其原因有三：

1、由于避雷針自身為尖端形狀，在雷雲電場的作用下，其尖端電場産生畸變，會産生強烈的迎面先導，往往優先引發雷擊，造成雷擊發生；

2、避雷針在引雷入地的過程中，引下線（鋼筋）周圍會産生瞬時強大的電磁場，直接在内部信号、電源線路上感應出過電壓、過電流，進而造成裝置的損壞；

3、雷電流未經衰減入地後，造成地電位升高，在防雷地網與其它地網，特别是計算機工作地距離不足20米的情況下，電流會通過大地反竄入機房，造成裝置的損壞。

對于直擊雷的防護除采用避雷帶做接閃器外建議使用優化避雷針，它具有接閃，降低雷電流輻值及延長放電時間，能承受非常高流通量的直擊雷，進而減少感應雷擊機率。直擊雷的防護由電氣專業負責實施，本方案不作設計。

(2)防感應雷擊

目前，經實際運作經驗驗證，由電源系統耦合進入的感應雷擊造成裝置的損壞占雷擊災害損失60％以上的機率。是以，對電源系統的避雷保護措施是整個防雷工程中必不可少的一個環節。要防止由外輸電線路的感應雷電波和雷電電磁脈沖的侵入，使其在進入大樓電源系統之前将其洩放入地。

由于機房電力供給是由大樓的建築物變配電室引入的，電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。是以，對于機房的電源系統的雷電防護，我們采取以下的防雷保護方案：

大樓低壓主配電系統至UPS前做一級防雷保護（三相電源）；

UPS後端至各用電機房前采取第二級防雷保護（三套UPS各加裝一套）；

在綜合機房供電線上加裝第三級防雷保護器（由強電完成）；

在重要的機房裝置，例如中心交換機、伺服器等裝置前加裝D級防雷保護器。

(3)信号防雷

防雷接地系統建設規範的要求，必須對進入建築物内部的室外線路進行防雷保護，進入大樓的線路有以下幾種：

公共電話網絡進線--------光纖線纜；

有線電視幹線--------同軸電纜；

計算機網絡----------------光纖＋同軸電纜；

室外CCTV線路-----------視訊線纜、信号線纜、雲台控制線；

公共廣播線纜-----------公共廣播功率線。

(4)聯合接地方式

聯合接地方式也稱單點接地方式，即所有接地系統共用一個共同的“地”。聯合接地有以下一些特點：

(1)整個大樓的接地系統組成一個籠式均壓體，對于直擊雷，樓内同一層各點位比較均勻；對于感應雷，籠式均壓體和大樓的架構式結構對外來電磁場幹擾也可提供10－40dB的屏蔽效果；

(2)一般聯合接地方式接地電阻非常小，不存在各種接地體之間的耦合影 (3)可以節省金屬材料，占地少。

(5)聯合接地的優點

智能建築采用聯合接地的優點是很明顯的，具體有以下幾點。

聯合接地的總接地電阻比較小(一般在1Ω以下，有的隻有0.2Ω甚至更小)，這是因為各接地極是并聯的。

在同樣的接地電阻值大小要求下，采用聯合接地可以減少接地極數量，簡化接地系統，節約投資。

采用聯合接地時，即便有一個接地體發生故障不起作用，對接地的影響也不大，可由其他接地體來完成接地工作，提高了接地的可靠性。

利用智能建築的基礎鋼筋作接地極用時，可以得到比人工接地極小得多的接地電阻，有利于減小接觸電壓，便于接地電流的散流。

(6)聯合接地系統設定

智能建築中各種接地先按下列原則進行連接配接後，再全部接到由基部鋼筋等做成的聯合接地網上。

保護接地和系統接地可采取聯合接地。

計算機裝置接地和電醫療氣裝置接地可以和電子資訊裝置接地、計算機線路濾波器接地、計算機機殼接地采用聯合接地。

防雷接地必須單獨和接地網連接配接。

保護接地和電子資訊裝置的接地可采用聯合接地。

聯合接地時，通常情況下其接地電阻不超過lΩ；在接觸電壓和跨步電壓不超過安全值時，總接地電阻也可以超過lΩ。

在每一個裝置間（弱電豎井）内安裝一個接地銅排（俗稱扁鋼），弱電機櫃内的配線架等裝置通過銅線與機櫃相連，機櫃在與接地銅排相連。

(7)技術要求

1.直流工作接地≤1Ω

2.交流工作接地≤4Ω

3.安全保護接地≤4Ω

4.防靜電接地≤10Ω

5.防雷接地≤10Ω

為了系統科學合理、切實可行和施工友善，充分利用建築物的各種結構條件，接地系統采取建築物綜合接地方式，接地電阻≤1Ω。

1.1.4系統功能

(1)弱電防雷功能

弱電系統防雷等電位設計包括：電磁防護及屏蔽措施、合理布線措施、防雷與接地設施等方面。

機房各弱電裝置與外網連接配接的通訊線路或電源線需安裝防雷隔離（保護）器（動作時間小于25ns）。

室外網絡與通信線纜引入與室内電氣裝置連接配接的前端應安裝防雷隔離（保護）器（動作時間小于25ns）。

(2)弱電接地功能

各機房弱電裝置的接地應采用集中在一點後再與醫院建築接地端相連，避免産生非等電位的産生，且應考慮機房内的防靜電接地。

裝置間（弱電井）所設定的機櫃及弱電配線箱的金屬外殼應與建築接地相連接配接；醫院内的配電制式應符合TN-S 制。

接地系統的地網電阻應小于1 歐姆。同時，還應確定電氣裝置接地點與建築接地點（建築物基礎鋼筋網作為接地體）是等電位的。

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