机房防雷工程技术方案

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1、机房防雷工程技术方案设计单位：*****************设计时间：2013年1月23日第一部分雷电概述及破坏性　雷电是由天空中云层间的相互高速运动、剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上相反电荷。此时，低端云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容，当其场强达到一定强度时，就会产生对地放电，这就是雷电现象。在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的 频繁程度和强度。此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动,它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。我国一般按年平均雷

2、暴日数将雷电活动区分为少雷区（<20天）、多雷区（20—40天）、高雷区（40—80天）、强雷区（>80天）。我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。1．雷电的破坏性雷电的破坏主要是由于云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一定程度（25— 30kV/cm）时，所发生的猛烈放电现象。通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或在直击雷放

3、电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压、而发生闪击现象的二次雷。1）直击雷破坏：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时 ，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。2）感应雷破坏：感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，感应到

4、正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。 　附图：某烟厂配电柜及设备被雷击损坏图33）静电感应雷：带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正 电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线 路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。 4）电磁感应雷：雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增

5、加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。5）雷电波引入的破坏：当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。附图：传导雷进入室内附图：传导雷对设备的损坏36）开关过电压:供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高压脉冲，其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。由此产生的雷电及过电压对电子设备的破坏主要

6、有以下几个方面：a、过高的过电压击穿半导体，造成永久性损坏；b、较低而更为频繁的过电压虽在元器件的耐压范围之内，亦使器件的工作寿命大大缩短；c、电能转化为热能，毁坏触点、导线及印刷电路板，甚至造成火灾；2008年超过12722多件案例损坏原因的分析：雷击31．68%(雷击及操作过电压)盗窃7．01%火灾4．88%水灾6．22%不小心误操作22．67%其它26．76%风暴0．78%2．雷电防护原理雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防护，由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防

7、护，由合理的设置防雷器、屏蔽、接地、布线组成，可减少入侵引入的感应雷电流。内部防护，由均压等电位连接和过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。概括地说，当今电子设备的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护五种方法。（1）分流利用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。（2）屏蔽控制室内所有的电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，在控制室建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使其形成一个屏蔽笼。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰控制室内

8、设备。3（3）等电位连接将控制室内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接，以均衡电位。（4）接地在控制室电源系统中，为保证其稳定可靠的工作、保护控制室