監(jiān)控室機(jī)房避雷設(shè)計(jì)特征分析論文
時間:2022-12-20 09:58:00
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摘要:通過對**東興市某監(jiān)控室機(jī)房的勘察,做出相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì),運(yùn)行實(shí)踐證明該防雷系統(tǒng)安全可靠,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和正常運(yùn)行的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:機(jī)房;感應(yīng)雷;防雷設(shè)計(jì)
**東興市地處我國海岸的最西端,緯度低,年雷暴日數(shù)平均達(dá)106d,最多年份達(dá)133d,屬于特高雷區(qū),每年都全發(fā)生多起雷災(zāi)事故,造成人員傷亡和財(cái)物損失。近年來,隨著邊境地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,機(jī)房和監(jiān)控設(shè)備的增多,不按防雷規(guī)范設(shè)計(jì)的機(jī)房監(jiān)控室,往往遭到雷擊而引起誤動作甚至造成設(shè)備損壞,而雷擊造成的數(shù)據(jù)丟失比設(shè)備損壞更為嚴(yán)重。為此,針對某機(jī)房監(jiān)控室,設(shè)計(jì)了一套防雷方案,經(jīng)過3年多運(yùn)行,證明該防雷設(shè)計(jì)合理、安全可靠,能有效地避免和防御雷電對設(shè)備的侵襲,為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了安全保障。
一、雷電對電氣設(shè)備的危害
雷擊災(zāi)害主要由以下4個原因造成:①直擊雷。直擊雷蘊(yùn)含極大的能量,其電壓峰值可達(dá)數(shù)千KV,電流峰值一般在數(shù)十KV以上,具有極大的破壞力。如果建筑物被雷電擊中,會造成如下影響:一是巨大的雷電流在數(shù)微秒時間內(nèi)流下地,使地電位迅速升高,造成反擊事故,危害人身和設(shè)備安全;二是雷電流引發(fā)強(qiáng)大的電磁波,在電源線和信號線上感應(yīng)極高的脈沖電壓;三是強(qiáng)大的雷電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)、沖擊波、電動力,造成機(jī)械性破壞,甚至引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。②傳導(dǎo)雷。遠(yuǎn)處的雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生極高的電壓,由室外電源線路和通信線路傳到建筑物內(nèi),損壞電氣設(shè)備。③感應(yīng)雷。云層之間頻繁放電產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波,在電源線和通信線感應(yīng)極高的脈沖電壓,峰值可達(dá)50KV,使傳輸和存儲的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失,網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定,設(shè)備誤動作、死機(jī),系統(tǒng)癱瘓。
二、監(jiān)控室機(jī)房防雷設(shè)計(jì)
當(dāng)今電子設(shè)備的防雷手段主要采用分流、接地、屏蔽、等電位和過電壓保護(hù)等幾種方法。分流即利用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等將雷電流經(jīng)引下線而下通過地網(wǎng)泄入大地,防止雷電流直接擊在建筑物級設(shè)備上,該樓房的樓面防雷裝置已做到要求。主要存在的問題是接地、屏蔽、等電位連接和過電壓保護(hù)。
2.1增建人工接地網(wǎng)
在監(jiān)控室機(jī)房計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,為保證其穩(wěn)定可靠的工作,保護(hù)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和人身安全,解決環(huán)境電磁干擾及靜電的危害,必須有一個良好的接地系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)地勘察測試該監(jiān)控室機(jī)房所在的樓房接地電阻為10Ω,該地土壤電阻率平均約為300Ω·m,按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),接地電阻應(yīng)低于4Ω,根據(jù)公式:
R=0.28ρ/r
式中R:電阻,ρ:電阻率,r:半徑。
設(shè)計(jì)一個半徑為15m,深0.8m,用40×4的扁鋼把在地溝中每隔約5m打入深土的50×50×5×2500的角鋼焊接成環(huán)形的地極,該人工地網(wǎng)測得5.8Ω,理論值與實(shí)際值基本相符,人工地網(wǎng)與樓房地網(wǎng)并聯(lián)得總接地電阻為3.67Ω,達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。此時,交流工作接地、安全保護(hù)接地、直流工作接地、防雷接地可共用一個接地裝置,用不小于50mm2的銅芯線引至監(jiān)控室機(jī)房內(nèi)與總接地端子連接,形成一個良好的接地系統(tǒng)。2.2設(shè)置電源電涌保護(hù)器(SPD)和信號保護(hù)器(SPD)
在電子設(shè)備的電源線、信號線上安裝相應(yīng)的過電壓保護(hù)器,將線路上過高的脈沖電壓濾除,保護(hù)設(shè)備不被過電壓破壞。由于雷電產(chǎn)生了強(qiáng)大的過電壓、過電流不可能一次性在瞬間完成泄流和限壓,所以應(yīng)采取多級防雷保護(hù)。該監(jiān)控室機(jī)房位于樓房的第2層,為確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,在大樓底層的總配電開關(guān)處安裝第1級標(biāo)稱放電電流為60KA(8/20μs)三相開關(guān)型電源電涌保護(hù)器,在第2層配電箱處安裝第2級標(biāo)稱放電電流為40KA(8/20μs)三相限壓型電源電涌保護(hù)器,在進(jìn)入監(jiān)控室機(jī)房開關(guān)處安裝第3級標(biāo)稱放電電流為20KA(8/20μs)單相限壓型電源電涌保護(hù)器,在設(shè)備前用10KA的插座型SPD作為第4級防護(hù),通過4級的SPD防護(hù),有雷聲電流時,即能逐級分泄數(shù)十千伏安的雷電流。機(jī)房進(jìn)出的各種信號線包括電話線、專線、網(wǎng)絡(luò)線、同軸電纜、光纖等。除光纖介質(zhì)外,其他通信方式都可能因遭受直接受雷或感應(yīng)雷而侵害兩端連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),因此,網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線、電話傳真進(jìn)線、電視饋線、同軸電纜、專線在進(jìn)入設(shè)備端口前都須加裝相應(yīng)SPD,以有效地防止雷電波從信號線涌入而造成災(zāi)害。公務(wù)員之家
2.3設(shè)置必要的屏蔽措施和等電位連接
建筑物綜合布線系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)中采用的屏蔽措施是防止電磁干擾的最佳方法。為此,所有進(jìn)入監(jiān)控室機(jī)房線纜必須穿鋼管進(jìn)入,鋼管多點(diǎn)與PE線作可靠連接,等電位連接的目的是減小或消除內(nèi)部防雷裝置各個部位上所產(chǎn)生的電位差,機(jī)房靜電地板用30×3的銅板作環(huán)形與總接地端子連接各主機(jī)、設(shè)備、機(jī)柜、UPS電源電池柜、門窗、天花板。靜電地板腳架等所有金屬物體就近與環(huán)形接地銅環(huán)作可靠連結(jié)以達(dá)到均衡電位之目的。
三、小結(jié)
在建筑物直擊雷達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下,對監(jiān)控室機(jī)房要增加地網(wǎng)以達(dá)到更低的電阻要求,在國家標(biāo)準(zhǔn)接地電阻小于4Ω的基礎(chǔ)上,安裝多級電源SPD和信號SPD以及完善的屏蔽措施和等電位連接,從而達(dá)到對監(jiān)控室機(jī)房防感應(yīng)雷的要求,保證在雷雨季節(jié)機(jī)房能正常運(yùn)行。
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