江西日报社新办公大楼防雷工程设计

摘要：江西是全国雷击灾害最严重的省份之一，雷电灾害防御是全省防灾减灾的一项重要工作，也是防灾减灾的薄弱环节。本文从江西日报社新办公大楼的地理、地质、气象、环境等条件和雷电活动规律的实际出发，进行全面规划，综合防治，设计了该防雷方案，可以为其它地区建筑大楼防雷减灾工程建设提供一点帮助。

关键词：雷击 防雷工程 设计 江西日报社新办公大楼

0 引言

江西是全国雷击灾害最严重的省份之一，雷电灾害防御是全省防灾减灾的一项重要工作，也是防灾减灾的薄弱环节。防雷工程是系统工程，一个完善的防雷系统，防雷工程设计应考虑建筑物的直击雷，电源线路、信号线路系统的感应雷和雷电波侵入防护，设备安全保护地的制作，等电位连接等等方面。它们是一个相辅相成的关系，如果任何一个方面没有做到位，就将留下永久的雷击隐患。

江西日报社新办公大楼位于南昌市红谷滩内，当地年平均雷暴日数近60天，最多年份80多天，属多雷区。大楼楼顶卫星接收系统无直击雷防护措施，不符GB50057-1994（2000年版）《建筑物防雷设计规范》技术要求；大楼中心机房位于24楼，未做共地连接，无等电位连接措施；监控机房位于1楼，未做共地连接，无等电位连接措施；负二层UPS间无接地措施，不符合GB50174-1993《电子计算机机房设计规范》技术要求。

本方案制定的目的是考虑实际环境因素和用户实际需要而做出一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案，从而达到站区网络设备、电子设备安全地运行。本方案应业主要求，主要针对室外卫星天线防雷保护、中心机房防雷接地及等电位连接、监控机房防雷接地及等电位连接和负二层UPS间防雷接地，做合理保护。

1 防雷工程建设的基本原则

雷电作为一种破坏因素时它所呈现的形式不是单一的，对建筑进行防雷设计时，要认真调查当地的地理、地质、气象等环境条件和雷电活动规律，从实际出发，进行全面规划，综合防治；现代比较经济、合理、行之有效果办法是利用过去采用的传统的合理可行的防雷设施，补充或局部替换现代的先进的电子防雷技术产品，按照防治直击雷击、感应雷击、雷电侵入波等特定程式设计的一个工程网络，因地制宜，采取拦截、疏导、屏蔽、均压、引流，合理接地布线等综合措施“综合治理、整体防御、多重保护、层层设防”。

2 江西日报社新办公大楼防雷工程设计依据

依据国际电工委员会IEC标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，大楼和大楼内之计算机房、程控机机房等设备都必须有完整完善之防浪涌保护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，电脑网络、卫星通信设备等装置，均应有SPD防护装置保护。设计依据包括有：

①GB50057-94《建筑物防雷设计规范》。

②99D562《建筑物防雷设施安装》。

③GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》。

④GB50174－93《电子计算机机房设计规范》。

⑤GB7450－87《电子设备雷击保护原则》。

⑥DL548－94《电子系统通讯站管理规程》。

⑦IEC61312－1、IEC61643－1。

3 江西日报社新办公大楼防雷工程设计方案

3.1 室外卫星天线防雷设计

因建筑物自身已有防直击雷保护措施，故只考虑卫星天线防直击雷。

3.1.1 根据GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》的第2.9.2条“接收天线的竖杆（架）上应装设避雷针，避雷针的高度应能满足对天线设施的保护。当安装独立的避雷针时，避雷针与天线之间的最小水平间距应大于3m。”可在距卫星天线（高3m）3m处的合理位置安装4.5米高不锈钢管避雷针，据计算知，该避雷针在3m平面的保护半径为3.45m，可以保护卫星天线。

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3.1.2 避雷针的引下线采用40×4热镀锌扁铁。引下线的一端焊接在避雷针下端的钢管上，另一端以最短距离与楼顶的广告牌焊接（广告牌要接地）。引下线的焊接点不少于两处。

3.1.3 卫星天线底座应利用40×4热镀锌扁铁就近与广告牌焊接进行可靠接地，焊接点不少于两处。

3.1.4 从高频头引入室内的馈线应穿金属管，外端连接广告牌、天线支架或者引下线，内端连接机房接地汇流排或者建筑物柱内钢筋即可起到良好的雷电防护作用。

3.1.5 根据GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》的第2.9.6条“进入前端的天线馈线应加装避雷保护器。”在接收分配器的输入端安装卫星电视天馈防雷器。

3.2 中心机房防雷接地及等电位连接设计

由于建筑物自身接地电阻≤1欧姆，因此中心机房接地可与建筑物防雷地等共用同一接地装置。对于中心机房这种较大的电子信息系统宜采用M型等电位连接网络，该电子信息系统的所有金属组件，不应与共用接地系统的各组件绝缘。

由于雷电泻放存在趋肤效应，建筑外层钢筋泻放的雷电流通常为建筑内部钢筋的数倍。一般机房所在区域跨外部、内部两个钢筋区域，因此各钢筋柱间在雷电泻放时存在较大的电压差，这对精密、贵重设备尤为有害，因此设置均压带均衡各钢筋柱间的电压。

3.2.1 在机房内沿墙敷设等电位铜带一周，材料采用-30×3mm紫铜带，用φ8绝缘子作支撑；用-30×3mm紫铜带敷设于防静电地板下，形成不大于4×4米的网格,机房的铜编织带都必须闭合成环，交叉点必须机械连接，铜编织带与其他设备也必须是机械式连接，以防连接处氧化，致使接地阻值升高。

3.2.2 在机房内靠近柱子的角位处，分别安装一块等电位汇流排，规格为100×10mm的紫铜板，长30cm，利用铜铁接头与从柱筋内引出的扁铁焊接，从地下室穿上的引上线也分别连接一块同样规格的紫铜排；汇流排（紫铜排）与网格紫铜带连接，组成均压网格并与防静电地板的支架进行有效电气连接。

3.2.3 将机房内金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、信号屏蔽线槽、各种电子设备的金属外壳、机架等与等电位汇流排或等电位铜带连等与接地汇流排连接；另外，将电源PE线、机房内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接，连接线采用16mm2多股铜芯线。

3.2.4 如果在环形接地母排较远处设备放置比较集中，在该处设置机房设备等电位联结铜块250*250*3mm，在环形接地母排与联结铜块之间采用BVR25的线缆联结，设备接地以最近的距离联结到该等电位连接铜块上。

3.2.5 将强电引到机房配电箱后，从强电井内引出的PE线不再在机房内使用，机房内的单相三线制中的PE线采用在机房配电箱内连线到机房环行接地母排。

3.3 监控机房防雷接地及等电位连接设计

监控机房采用M型等电位连接网络，该电子信息系统的所有金属组件，不应与共用接地系统的各组件绝缘。

3.3.1 在机房内沿墙敷设等电位铜带一周，材料采用-30×3mm紫铜带，用φ8绝缘子作支撑；用-30×3mm紫铜带敷设于防静电地板下，形成不大于4×4米的网格,机房的铜编织带都必须闭合成环，交叉点必须机械连接，铜编织带与其他设备也必须是机械式连接，以防连接处氧化，致使接地阻值升高。

3.3.2 在机房内靠近柱子的角位处，分别安装一块等电位汇流排，规格为100×10mm的紫铜板，长30cm，利用铜铁接头与从柱筋内引出的扁铁焊接，汇流排（紫铜排）与网格紫铜带连接，组成均压网格并与防静电地板的支架进行有效电气连接。

3.3.3 将机房内金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、信号屏蔽线槽、各种电子设备的金属外壳、机架等与等电位汇流排或等电位铜带连等与接地汇流排连接；另外，将电源PE线、机房内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接，连接线采用16mm2多股铜芯线。

3.3.4 如果在环形接地母排较远处设备放置比较集中，在该处设置机房设备等电位联结铜块250*250*3mm，在环形接地母排与联结铜块之间采用BVR25的线缆联结，设备接地以最近的距离联结到该等电位连接铜块上。

3.3.5 将强电引到机房配电箱后，从强电井内引出的PE线不再在机房内使用，机房内的单相三线制中的PE线采用在机房配电箱内连线到机房环行接地母排。

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3.4 负二层UPS间防雷接地及等电位连接设计

负二层UPS因面积较小，采用S型等电位连接网络，，该信息系统的所有金属组件，除等电位连接点ERP外，均应与共用接地系统的各部件之间有足够的绝缘（大于10kV，1.2/50μs）。在这类电子信息系统中的所有信息设施的电缆管线屏蔽层，均必须经该点（ERP）进入该信息系统内。S型等电位连接网只允许单点接地。

3.4.1 在UPS间内任一柱子的角落处，安装一块等电位汇流排，规格为100×10mm的紫铜板，长30厘米，作为S型网络接地基准点，利用铜铁接头与从柱筋内引出的扁铁焊接。

3.4.2 UPS间的UPS、配电柜等设备、所有金属组件、所有信息设施的电缆管线屏蔽层分别与等电位汇流排连接，连接导线采用16mm2多股铜芯线。各设备之间的所有线路和电缆应按照星形结构与各等电位连接线平行敷设，以避免产生感应环路。

参考文献：

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[2]R.H.Golde.雷电.北京:电力工业出版社，1982.

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[6]IEC.61312.雷电电磁脉冲的防护.

[7]王庆，傅正财等.雷电流波形对雷击建筑物时室内磁场分布的影响.