直击雷保护工程设计方案-避雷针安装

直击雷保护工程设计方案-避雷针安装（郑州万佳防雷小黄）

直击雷保护工程

设 计 方 案

郑州万佳防雷有限公司

二 O 一五年四月

目  录

• 概述………………………………………………………
• 信息系统雷击电磁脉冲风险评估方法…………………
• 设计原则…………………………………………………
• 设计依据………………………………………………
• 设计方案…………………………………………  ……
• 防雷清单及报价………….…………………………
• 售后服务…………………….………………………

*章：防 雷 概  述

雷电是一种大气自然现象，由雷电引起的雷击灾害是一种常见的自然灾害，它主要分为直接雷击和感应雷击。直接雷击是云、地之间放电时，闪电直接击在建筑物、其它物体、大地、或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。感应雷击主要是云与云或云与地之间放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应。随着科学技术的飞速发展，当今世界已进入信息时代，通信技术、计算机网络技术已经渗透到国民经济及国防现代化建设的各个领域。然而，微电子技术在应用中的巨大优势，又成为它经不起雷电危害的巨大劣势，计算表明，在距离雷击中心1.5-2km范围内都会产生危险过电压，当电磁场强度达到0.07GS时，就会引起计算机误动作，达到2.4GS时，就可能对集成电路板造成*性损坏。因此，电工委员会（IEC）将雷电灾害称为“信息化时代的公害”。

现代防雷技术要求实施系统防雷工程，电工委员会第81防雷技术委员会（IEC/TC-81）的技术定义将系统防雷工作总结为：DBSE技术，即分流（Dividing）、均压（bonding）、屏蔽（Shielding）、接地（Earthing）四项技术加之有效的防护设备的综合，达到、立体化的防雷目的。国标《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343–2012）也是遵循了以上原则，要求实施系统、全面的雷电防护措施。

第二章：信息系统雷击电磁脉冲风险评估方法

信息系统雷击电磁脉冲防护的风险评估，主要应考虑信息系统所处的环境因素（主要包括地区雷电活动情况、所处建筑物的结构、机房环境等）、信息系统设备自身情况（主要包括重要性、耐冲击能力、屏蔽状况等）、发生雷击事故的后果严重程度三个方面进行综合评估，将信息系统雷击电磁脉冲防护分为A、B、C、D四级，分别采取相应的多级防护措施。 

一、计算方法 

1、信息系统所处建筑物预计的年平均直击雷次数计算公式： 

N=K·Ng·Ae

式中 N—建筑物年预计直击雷次数（次/a） 

         K—校正系数，一般情况下取K=1，在下列情况下取相应数值： 

        Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/（km2·a）] 

        Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2） 

其中 Ng=0.024·Td1.3

        Td—年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）

Ae=[LW+2(L+W)·√H(200-H)+πH(200-H)]·10-6  （公式1） 

Ae=[LW+2(L+W)+πH2]·10-6（公式2）                  

式中L、W、H分别为建筑物的长、宽、高（m）。 

当H<100m，Ae按公式1计算； 

当H≥100m，Ae按公式2计算，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H计算； 

当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出zui大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点zui大扩大宽度外端的连接线所包围的面积（具体可查阅GB50057-94附录一）。 

2、信息系统因直击雷和雷击电磁脉冲引起设备损坏的可接受的zui大年平均雷击次数计算公式： 

Nc=5.8×10-3 /C

式中  Nc—因直击雷和雷击电磁脉冲引起设备损坏的可接受的zui大年平均雷击次数 

          C—各类因子 

其中  C=C1+C2+C3+C4+C5+C6

C1：信息系统所在建筑物材料结构因子 

当建筑物屋顶和主体结构均为金属材料时，C1=0.5；

当建筑物屋顶和主体结构均为钢筋混凝土材料时C1=1.0；

当建筑物为砖混结构时，C1=1.5；

当建筑物为砖木结构时，C1=2.0；

当建筑物为木结构或其它易燃材料时，C1=2.5。

C2：信息系统重要程度因子 

一般计算机、通讯设备，C2=0.5；

   《计算机场站安全要求》中划为C类的机房，C2=1.0；

   《计算机场站安全要求》中划为B类的机房，C2=2.0；

   《计算机场站安全要求》中划为A类的机房，C2=3.0；

A类机房有严格的要求，有完善的计算机机房安全措施； 

B类机房有较严格的要求，有较完善的计算机机房安全措施； 

C类机房仅有基本的要求，有基本的计算机机房安全措施。 

现代计算机机房基本上达到了A类机房的安全要求，具体分类标准见下表。  

注：⊕有要求或增加要求   -无需要求   ⊙要求

 C3：信息系统设备耐冲击类型和抗冲击能力因子 

本因子与设备的耐各种冲击的能力有关，与采用的等电位连接及接地措施有关，与供电线缆、信号线的屏蔽接地状况有关，一般可原则分为： 

    一般，C3=0.5 

    较弱，C3=1.0 

相当弱，C3=3.0 

一般指设备为《低压系统内设备的绝缘配合》（GB/T16935.1-1997）中所指的I类安装位置的设备，且采取了较完善的等电位连接、接地、线缆屏蔽措施； 

较弱指设备为《低压系统内设备的绝缘配合》（GB/T16935.1-1997）中所指的I类安装位置的设备，但使用架空线缆，因而风险较大； 

相当弱指设备集成化程度很高，通过低电压、微电流进行逻辑运算的计算机或通讯设备。 

C4：信息系统设备所在雷电防护区（LPZ）的因子 

设备在LPZ2或更高层雷电防护区时，C4=0.5 

设备在LPZ1区内时，C4=1.0 

设备在LPZ0B区内时，C4=1.5 

设备在LPZ0A区内时，C4=2.0 

有关雷电防护区的定义为： 

LPZ0A：直击雷非防护区，本区内的各类物体都可能遭到直接雷击，本区内的电磁场没有衰减，属*暴露的不设防区； 

LPZ0B：直击雷防护区，本区内的各类物体很少遭到直接雷击，但本区内的电磁场没有衰减，属充分暴露的直击雷防护区； 

LPZ1：*屏蔽防护区，本区内的各类物体不可能遭到直接雷击，流经各类导体的电流比LPZ0B区进一步减少，由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场得到了初步的衰减； 

LPZ2：第二屏蔽防护区，为进一步减小所导引的电流或电磁场而引入的后续防护区； 

LPZ3：第三屏蔽防护区，为进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。

注：

        ：表示在不同雷电防护区界面上的等电位连接带

      ：表示起屏蔽作用的建筑物外墙，房间或其它屏蔽体

LPS  ：外部防雷装置

虚线  ：表示按滚球法计算LPS接闪器的保护范围

和   ：天线

 ：交流配电屏（室）

图1   雷电防护区划分和做符合要求的等电位连接的例示

C5：信息系统发生雷击事故的后果因子 

信息系统业务中断不会产生不良后果的，C5=0.5 ；

信息系统业务原则上不允许中断，但在中断后无严重后果的，C5=1.0 ；

信息系统业务不允许中断，中断后会产生严重后果的，C5=1.5 ；

C6：区域雷暴等级因子

少雷区，C6=0.8; 多雷区，C6=1; 高雷区，C6=1.2; 强雷区，C6=1.4;

3、信息系统雷击电磁脉冲防护分级 

依据公式  E=1—Nc / N

 当E>0.98                              为A级 

 当0.95<E≤0.98                         为B级 

 当0.80<E≤0.95                         为C级 

 当E≤0.80                             为D级 

第三章：设计原则

3.1外部防雷设计根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）要求，按二类防雷建筑物的要求进行设计。

3.2外部防雷设备选用腾辉智能THZ-05C先导放电避雷针作接闪器，通过不锈钢升高杆引下，并与地网作可靠连接入地。

3.3设计原则

*性：防雷系统将采用上的技术和设备。

实用性：防雷系统建成后，将把被保护物遭受雷击的概率和雷击损失降至zui低水平，以体现建立该系统的价值。

可靠性：防雷设备运行稳定、可靠，不影响系统设备运行。

经济性：在保证*、实用、可靠的前提下，选择性价比较高的防雷设备以节省工程费用。

美观性：防雷设备安装、布局合理，与内、外整体布局相配套，不影响整体美观。

第四章：直击雷设计依据

4.1《建筑物防雷设计规范》（2010年版）GB50057-2010

4.2《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012

4.3《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》QX3-2000

4.4《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

4.5《雷电防护》IEC62305系列标准

4.6《建筑物防雷设施安装》99d501-1防雷与接地安装

第五章：设计方案

现代防雷技术要求实施系统防雷工程，防雷设计主要从防直击雷、接地及均压等电位措施等方面综合考虑。

• 本工程建（构）筑物的防雷等级类别：二类。
• 本工程建筑物的防雷保护避雷针选用ESE提前放电避雷针一支或GZ2400-1C球形单针一支，主要为建筑物不受雷击。
• 根据被保护物的尺寸，在建筑物楼顶安装1支先导避雷针和低光强航空障碍灯1只。
• 避雷针采用不锈钢升高杆安装，避雷针安装高度为Xm，保护范围足以覆盖建筑物。
• 避雷针和航空障碍灯可通过扁钢与楼顶避雷带焊接，利用避雷带沿下线进行接地，接地电阻要求小于10Ω。
• 避雷针安装、保护范围可参照99（03）D501-1图集。
• 所有焊点的搭接长度及防腐措施均按相关规范要求执行。其它未尽事宜，

避雷针的安装

    先将支座钢板的底板固定在预埋的地脚螺栓上，焊上一块助板，再将避雷针立起，找直、找正后，进行点焊，然后加以校正，焊上其它三块肋板。zui后将引下线焊在底板上，清除药皮刷防锈漆。
   

 支架安装：

支架安装应符合下列规定：
    

角钢支架应有燕尾，其埋注深度不小于100mm，扁钢和圆钢支架埋深不小于80mm。 所有支架必须牢固，灰浆饱满，横平竖直。
    

防雷装置的各种支架顶部一般应距建筑物表面100mm；接地干线支架其顶部应距墙面20mm。
   

支架水平间距不大于1m（混凝土支座不大于2m）；垂直间距不大于l.5m。各间距应均匀，允许偏差30mm。转角处两边的支架距转角中心不大于250mm。支架等铁件均应做防腐处理。
   

 埋注支架所用的水泥砂浆，其配合比不应低于1∶2。
    

支架安装
   

 应尽可能随结构施工预埋支架或铁件。

  根据设计要求进行弹线及分档定位。  

 首先埋注一条直线上的两端支架，然后用铅丝拉直线埋注其它支架。
在埋注前应先把洞内用水浇湿。 

 如用混凝土支座，将混凝土支座分档摆好。先在两端支架间拉直线，然后将其它支座用砂浆找平找直。

 如果女儿墙预留有预埋铁件，可将支架直接焊在铁件上，支架的找直方法同前。

防雷引下线暗敷设：

  防雷引下线暗敷设应符合下列规定：

 引下线扁钢截面不得小于40×4mm；圆钢直径不得小于12mm。

 引下线必须在距地面1.5～1.8m处做断接卡子或测试点（一条引下线者除外）。断接线卡子所用螺栓的直径不得小于10mm，并需加镀锌垫圈和镀锌弹簧垫圈。

 利用主筋作暗敷引下线时，每条引下线不得少于二根主筋。

 现浇混凝土内敷设引下线不做防腐处理。建筑物的金属构件（如消防梯、烟囱的铁爬梯等）可作为引下线，但所有金属部件之间均应连成电气通路。

 引下线应沿建筑的外墙敷设，从接闪器到接地体，引下线的敷设路径，应尽可能短而直。根据建筑物的具体情况不可能直线引下时，也可以弯曲，但应注意弯曲开口处的距离不得等于或小于弯曲都线段实际长度的0.l倍。引下线也可以暗装，但截门应加大一级，暗装时还应注意墙内其它金属构件的距离。

引下线的固定支点间距离不应大于2m，敷设引下线时应保持一定松紧度。

 引下线应躲开建筑物的出入口和行人较易接触到的地点，以免发生危险。

 在易受机械损坏的地方、地上约2.0 m至地下0.2m的一段地线应加保护措施，为了减少接触电压的危险，也可用PVC管将引下线套起来。

采用多根明装引下线时，为了便于测量接地电阻，以及检验引下线和接地线的连接状况，应在每条引下线距地1.8～2.2m处放置断接卡子。利用混凝土柱内钢筋作为引下线时，必须将焊接的地线连接到首层、配电盘处并连接到接地端子上，可在地线端于处测量接地电阻。

  每栋建筑物至少有两根引下线（投影面积小于50m2的建筑物例外）。防雷引下线为对称位置，引下线间距离不应大于20m，当大于20m时应在中间多引一根

 利用主筋（直径不少于 16mm）作引下线时，按设计要求找出全部主筋位置，距室外地坪1.8m处焊好测试点，随钢筋逐层串联焊接至顶层，焊接出一定长度的引下线，搭接长度不应小于100mm，做完后请有关人员进行隐检，做好隐检记录。

 防雷引下线明敷设  

防雷引下线明敷设应符合下列规定：

 引下线必须调直后进行敷设，弯曲处不应小于90°，并不得弯成死角。
 引下线除设计有特殊要求者外，镀锌扁钢截面不得小于40×4mm锌圆钢直径不得小于8mm。

有关断接卡子位置应按设计及规范要求执行。

 焊接及搭接长度应按有关规范执行。

 建筑物屋顶上有突出物，如金属杆，透气管、金属天沟、铁栏杆、爬梯、冷却水塔、电视天线等，这些部位的金属导体都必须与避雷网焊接成一体。顶层的烟囱应做避雷带或避雷针。

  在建筑物的变形缝处应做防雷跨越处理。 

 利用结构圈梁里的主筋或腰筋与预先准备好的约20cm的连接钢筋头焊接成一体，并与柱筋中引下线焊成一个整体。
  

  圈梁内各点引出钢筋头，焊完后，用圆钢（或扁钢）敷设在四周，圈梁内焊接好各点，并与周围各引下线连接后形成环形。同时在建筑物外沿金属门窗、金属栏杆处甩出30cm长 2mm镀锌圆钢备用。
    4  质量标准  

 材料的质量符合设计要求；接地装置的接地电阻值必须符合设计要求。

接至电气设备、器具和可拆卸的其它非带电金属部件接地的分支线，必须直接与接地干线相连，严禁串联连接。
    检验方法：实测或检查接地电阻测试记录。观察检查或检查安装记录。

  基本项目：
      检验方法：观察检查和实测或检查安装记录。

第六章：防雷清单及报价

七、服务与承诺

1、本公司保证所提供的产品符合国家有关防雷产品的法规和标准。

2．本公司产品实行一年内免费更换，五年内免费维修，终身维护。

3．用户购买我公司的产品，保修期的起始日期为用户收到产品之日；我公司承包的防雷工程中所使用的产品，保修期的起始日期为产品安装之日。

4．保修期内对符合保修条件的产品，不收取备件费和工时费；对不符合保修条件的产品，收取备件费，免收工时费。

5．凡本公司施工的防雷工程，保证防雷系统及被保护系统的安全有效运行，如防雷系统出现故障，自接到通知之时起，省外48小时派员赶往现场处理，省内24小时派员赶往现场处理，市内4小时派员赶往现场处理。

6．公司及各地经销商对各用户实行免费提供防雷技术人员培训，免费提供防雷技术咨询。

7．本公司产品均由中国平安保险股份有限公司质量承保。

8．本《服务与承诺》解释权归河南扬博防雷科技有限公司。

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