建筑物电子信息系统防雷技术规范2004

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建筑物电子信息系统防雷技术规范2004

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB503432012)是中国针对建筑物内电子信息系统防雷设计、施工和验收的技术标准。该规范的制定旨在通过科学合理的防雷措施,减少雷电对电子信息系统的影响,确保信息系统的安全运行。以下是关于该规范的简要介绍(约400字):

随着信息技术的快速发展,电子信息系统在建筑中的应用日益广泛,其对雷电电磁脉冲(LEMP)的敏感性也显著增加。为了保护这些系统免受雷击损害,《建筑物电子信息系统防雷技术规范》应运而生。此规范适用于新建、改建和扩建的建筑物中电子信息系统防雷工程的设计、施工及验收。

规范的主要内容包括:防雷分类与防护等级划分、外部和内部防雷措施、等电位连接与接地系统设计、屏蔽技术的应用以及过电压保护器的选择与安装。其中,规范强调了综合防护理念,即通过多层次、多手段的防护措施,形成一个完整的防雷体系。例如,外部防雷装置(如避雷针、引下线和接地装置)用于防止直接雷击;内部防雷则通过等电位连接、屏蔽和过电压保护器来降低雷电电磁脉冲的影响。

此外,规范还明确了不同环境下的防护要求,如工业建筑、民用建筑和特殊用途建筑(如通信机房、数据中心等)的具体防雷措施。对于重要场所,规范提出了更严格的防护标准,以确保关键信息系统的可靠性。

在实际应用中,该规范为设计人员提供了明确的技术指导铝扣扳吊顶工程安全技术交底,也为施工和验收提供了依据。通过严格执行规范要求,可以有效降低雷击对电子信息系统造成的损失,保障建筑物内设备和人员的安全。因此,这一规范在信息化社会中具有重要意义,是现代建筑防雷设计不可或缺的技术参考。

埋地信号线缆 L=500m,ds=250m

查附表2:A/e=A/e1+A/e2=0.0125+0.1=0.1125(km2)

2)取高压电源埋地线缆 L=1000m,ds=500m

埋地信号线缆 L=500m, ds=500m

查附表2:A/e=A/e1+A/e2=0.05+0.5=0.55(km2)

三、建筑物及入户设施年预计雷击次数N的计算

N=N1+N2=K×Ng×Ae+Ng×A/e=Ng×(K Ae+A/e)

四、电子信息系统因雷击损坏可接受的最大年平均雷击次数NC的确定。

NC=5.8×10-1.5/C

式中:C为各类因子,取值按附表3

附表3 C的取值

五、雷电电磁脉冲防护分级计算

防雷装置拦截效率的计算公式:E=1-NC/N

E>0.98 定为A级

0.90<E≤0.98 定为B级

0.80<E≤0.90 定为C级

E≤0.8 定为D级

1、取外引高压电源埋地线缆长度为500m,外引埋地信号线缆长度为200m,土壤电阻率取250Ωm,建筑物如附表3中所列6种C值,计算结果列入附表4中。

2、取外引低压电源埋地线缆长度为500m,外引埋地信号线缆长度为200m,土壤电阻率取500Ωm,建筑物如附表3中所列6种C值,计算结果列入附表5中。

附表4 风险评估计算实例

附表5 风险评估计算实例

5.2 等电位连接与共用接地系统设计

5.2.1电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管(槽)、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地和安全保护接地及浪涌保护器接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。其要求“以最短距离”系指连接导线应最短,过长的连接导线将构成较大的环路面积会增大对防雷空间内LEMP的耦合机率,从而增大LEMP的干扰度。

电子信息系统等电位连接网络结构如图1、图2所示:

图1 电子信息系统等电位连接的基本方法 图2 电子信息系统等电位连接方法的组合

1 S型结构一般宜用于电子信息设备相对较少或局部的系统中,如消防、建筑设备监控系统、扩声等系统。当采用S型结构等电位连接网时,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,接地线可就近接至本机房或本楼层的等电位接地端子板,不必设专用接地线引下至总等电位接地端子板。

2 对于较大的电子信息系统宜采用M型网形结构,如计算机房、通信基站、各种网络系统。当采用M型网形结构的等电位连接网时,该电子信息系统的所有各金属组件,不应与共用接地系统的各组件之间绝缘。M型网形等电位连接网应通过多点组合到共用接地系统中去,并形成Mm型等电位连接网络。而且在电子信息系统的各分项设备(或分组设备)之间敷设有多条线路和电缆,这些分项设备和电缆,可以在Mm型结构中由各个点进入该系统内。

3 对于更复杂的电子信息系统,宜采用S型和M型两种结构形式的组合式,如图2所示的组合方式。这种等电位连接方法更为方便灵活,接线简便,安全、可靠性高。

4 电子信息系统的等电位连接网采用S型还是M型,除考虑系统设备多少和机房面积大小外,还应根据电子信息设备的工作频率来选择等电位连接网络型式及接地型式,从而有效地消除杂讯干扰。

5.2.2建筑物内应设总等电位接地端子板,每层竖井内设置楼层等电位接地端子板,各设备机房设置局部等电位接地端子板(见图3建筑物防雷区等电位连接及共用接地系统示意图)。

当建筑物采取总等电位连接措施后,各等电位连接网络均与共用接地系统有直通大地的可靠连接,每个电子信息系统的等电位连接网络,不宜再设单独的接地引下线接至总等电位接地端子板,而宜将各个等电位连接网络用接地线引至本楼层或电气竖井内的等电位接地端子板。

等电位连接与共用接地系统是内部防雷措施中两种不同而又密切相关的重要措施,其目的都是为了避免在需要防雷的空间内发生生命危险,减小电子信息系统因雷击而中断正常工作、发生火灾等事故。

5.2.3接地干线,宜采用截面积大于16mm2的铜质导线敷设,在施工中一般宜采用截面积大于35mm2的铜质导线敷设,其目的是使导线阻抗远远小于建筑物结构钢筋阻抗,为楼层、局部等电位接地端子板上可能出现的雷电流提供了一个快速泄放通道。

接地系统的接地干线与各楼层等电位接地端子板及各系统设备机房内局部等电位接地端子板之间的连接关系,可参见图3、图4、图5、图6。

5.2.4,每一楼层的配线柜的接地线都应采用截面积不小于16mm2的绝缘铜导线单独接至局部等电位接地端子板。规定连接导体截面积的范围基于如下根据:

考虑到导线本身的电感效应及雷电电磁脉冲在导线上的趋表效应等因素,最后综合起来选用截面积不小于16 mm2的规定。

5.2.5共用接地系统是由接地装置和等电位连接网络组成。接地装置是由自然接地体和人工接地体组成。采用共用接地系统的目的是达到均压、等电位以减小各种接地设备之间、不同系统之间的电位差。其接地电阻因采取了等电位连接措施,所以按接入设备中要求的最小值确定。没有必要规定共用接地系统的接地电阻要小于1Ω。

建筑物外部防雷装置是直接安装在建筑物外部,防雷装置与各种金属物体之间的安全距离不可能得到保证。为防止防雷装置与邻近的金属物体之间出现高电位反击,减小其间的电位差,除了将屋内的金属物体做好等电位连接外,应将各种接地(交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等)共用一组接地装置。上述四种接地的接地引出线可与环形接地体相连形成等电位连接,但防雷接地在环形接地体上的接地点与其他几种接地的接地点之间的距离宜大于10m。

1当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%,基础外表面无防水层时,应优先利用基础内的钢筋作为接地装置。但如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时,不宜利用在基础内的钢筋作为接地装置。

2 当有防水油毡,防水橡胶或防水沥青层的情况下,宜在建筑物外面四周敷设闭合状的水平接地体。该接地体可埋设在建筑物散水坡及灰土基础1m以外的基础槽边。

当建筑物基础接地体的接地电阻值满足接地要求时,勿须另设室外环形接地装置。

对于扩建改建工程,当需要敷设周圈式闭合环形接地装置时,该装置必须离开基础有一定的距离(视结构专业要求来决定),必须保证基础安全。

图6 电子信息系统机房等电位连接系统图

5.3.1 为了改善电子信息系统的电磁环境,减少无论来自建筑物上空的云际闪,或是来自邻近的云地闪及建筑物本身遭受直接雷击造成的电磁感应的侵害,电子信息系统机房应避免设在建筑物的高层,宜选择在大楼低层的中心部位,并尽量远离建筑物外墙结构柱子(用作防雷引下线的结构内金属构件),根据电子信息设备的重要程度,设备机房宜设置在LPZ2和LPZ3区域内。

上海某工程钻孔桩施工组织设计根据建筑物年预计雷击次数计算公式

可知,它的几率与建筑物截收相同雷击次数的等效面积Ae成正比;而Ae不仅与建筑物的长(L)、宽(W)有关,尤为与其高(H)关系更紧密,例如当H≥100m时,建筑物的等效面积为

Ae=〔LW+2H(L+W)+πH2〕·10-6(km2)

所以Ae几乎与H的平方成正比,也即是说建筑物年预计雷击次数相当于跟H2成正比。

此外,建筑物易受雷击的部位中,主要是屋角。基于上述原因,电子信息系统机房应选择在大楼低层的中心部位的防雷区最高级别区域内。

5.4.1 电源线路防雷与接地

2 电源线路多级SPD防护,主要目的是达到分级泄流,避免单级防护随过大的雷击电流而出现损坏概率高和产生高残压。通过合理的多级泄流能量配合,保证SPD有较长的使用寿命和设备电源端口的残压低于设备端口耐雷电冲击电压高架车站结构及区间桥梁工程施工组织设计方案,确保设备安全。

3 SPD一般并联安装在各级配电柜(箱)开关之后的设备侧,它与负载的大小无关。串联型SPD在设计时,必须考虑负载功率不能超过串联型SPD的额定功率,并留有一定的余量。

4 SPD连接导线应平直,导线长度不宜大于0.5m,其目的是降低引线上的电压,从而提高SPD的保护安全性能。

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