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生产企业弱电机房防雷系统的设计-李谷/陈建红


【摘要】:在智能建筑安防系统的设计中,为了保证工作人员的生命安全及弱电设备的使用安全,防雷系统的设计是必不可少的。而随着社会的发展,天气与人为的不确定因素越来越多,导致过去的防雷设计已经无法满足现代社会的要求。现在智能化系统的防雷设计已经不仅仅局限于外围设备的防雷,而更重要的是将防雷的核心放在弱电机房上。弱电机房是整个智能化系统的中枢,智能化系统的所有设备的信号都要传回机房。一旦机房遭遇雷击,整个智能化系统将会瘫痪,给人们正常的工作、生活带来不必要的损失。

【关键词】:弱电;防雷系统;设备安全

1引言

随着弱电技术的高速发展,弱电机房在工程建设中往往独立于其他专业机房,弱电机房内的设备数量也越来越多。弱电机房是整个智能化系统的核心及枢纽,所有前端设备的信号、数据都通过各种线缆传回机房,智能化系统的各种控制信号也由弱电机房辐射出去。高度集成化的电子设备对雷电非常敏感,做好防雷接地措施,可以保证设备和工作人员的安全。本文以富士康机房防雷系统为例,阐述适合大型企业弱电机房的防雷设计。

2防雷概述

2.1防雷的原因

每年各种通讯控制系统或计算机网络因雷击而损坏的事例屡见不鲜,其中安防监控系统因受到雷击而引起设备损坏、自动监控失灵的事件也时常发生。监控子系统中,有一部分前端摄像机安装在室外,对于雷雨多发地区,容易遭受雷击损坏。因此,极有必要对这些设备进行防雷保护。

2.2雷击的种类

(1)直击雷:带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。

(2)感应雷:带点云层由于静电感应作用,使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后,云层带电迅速消失,而地面某些范围由于散流电阻大,以致出现局部高电压,或者由于直击雷放电过程中,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以致发生闪击的现象。

3弱电机房设备防雷要求

3.1弱电设备安装时的防雷

为了防止雷电产生的感应过电压和过电流,在所有监控设备的电源线入口、信号线连接的设备两端均应安装相应的避雷器。监控系统中的前端摄像机一般分为室外安装型和室内安装型,室内型摄像机信号传输线缆和电源供给线缆均通过"暗埋"方式布线,遭受雷击的机会较少。进行防雷设备选型时,必须注意防雷保护器应达到以下基本要求:

(1)正常运行时,雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输,雷电保护器的对地阻抗应尽可能大,串联在电路中的阻抗应尽可能小。

(2)在雷电袭击通信总线时,雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用,其钳位电压应低于RS485芯片的耐受电压水平。

(3)在抑制不超过防雷器最大通流量的雷电袭击过程中,雷电保护器自身应完好。

(4)雷电保护器对雷电袭击应具有足够快的响应速度。

3.2弱电设备调试时的防雷

弱电设备在进行调试的过程中,需确保所供应的电源达到稳压要求。而且,在调试时尽量避免雷雨天气。

调试的过程中,应该仔细测量弱电机房的接地系统的电阻,若达不到要求,则应更换。而且,应该检查每个设备的防雷器是否能正常工作,防雷器的接地线是否已经与机房的接地系统正常相连。此外,还需检查机房周围所可能产生的雷击因素,如有隐患需及时对机房防雷设计进行整改。

3.3弱电设备运行时的防雷

弱电设备正式调入使用之后,由于长时间运行,难免有时会在设备周围积累大量电荷。电荷积累过多,则会引起设备间的相互干扰,影响正常的工作,甚至会造成设备损坏。万一遇到雷雨天气,设备周围积累的电荷与天空中的电荷相感应,就会导致感应雷击。因此,应该在设备运行一段时间后,安排相关人员对其进行除静电处理。对于弱电电源配电箱,应该定期检查三级防雷系统是否工作正常。

4富士康生产基地弱电机房防雷系统设计方案

4.1项目概况

富士康南宁生产基地共有7栋完全独立的厂房,根据建筑平面设计,弱电机房位于大门旁。富士康是高新技术企业,对安全防范要求很高。南宁市地处我国南部,是我国雷暴天气持续最长、雷害最严重的地区之一。该基地位于南宁市高新区,周边地势平坦,属于雷电多发区。

4.2防雷设计依据

(1)《雷电电磁脉冲的防护》(IEC1312)

(2)《过电压保护器》(VDE0675)

(3)《计算机信息系统防雷保安器(GA173—1998)

(4)《计算机场地技术条件》(GB2887—89)

(5)《建筑物防雷设计规范》(GB50057—94)

(6)《计算机机房防雷设计规范》(GB500174-93)

(7)《低压电力配电系统的浪涌保护器(IEC1643-1)

4.3直击雷防护措施

机房顶部安装LKX—L1500/300避雷针,安装方式为焊接,就近制作接地网,垂直接地极采用50×50×5ram镀锌角钢,长度为2.5m,挖土沟深0.8113、宽度为0.5m、长度为15m,然后将垂直接地极间隔5m打入地下,上端部焊接避雷针。

4.4机房接地

(1)混合接地法:在主机房和分线间分别抽主钢筋焊接铜铁接头,安装LKX-HLX接地汇集箱,安装LKX-DDL等地电位连接器(防止地电位反击),再沿静电地板下边四周安装40×4铜汇流排,将地线和设备外壳等连通。

(2)独立接地法:当没有建筑接地或不能满足接地电阻时,可在室外空地采用LKX系列接地产品制作接地网(根据现场设计),然后将地网采用16ram。铜缆线引至室内,安装LKX-HLX接地汇集箱,安装LKX—DDL等地电位连接器(防止地电位反击),再沿静电地板下边四周安装40×4铜汇流排,将地线和设备外壳等连通。

4.5信号防浪涌保护

接入本机房的可导电的信号线缆主要有:监控控制线RVVP2×1、视频同轴电缆SYV75—5、防盗报警总线RVS2×1,这些电缆、电线是传导和感应雷电的主要途径,所以需在相应设备端接口安装信号接口电涌保护器,选用的信号电涌保护器不能影响信号传输、不能降低视频效果和控制质量。

对于控制信号防雷,我们配置的防雷器型号是SR-E06V/2S。本项目的末端设备为摄像机,在距摄像机0.4m内安装二合一防雷器或二合一防雷器,摄像机防雷器的地线端口就近接入厂区接地网。机房内,视频线配置的防雷装置是24路视频信号防雷器XP19N-24B。

弱电信号防雷示意图如图1所示。

图1弱电信号防雷示意图

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4.6弱电机房中设备的电源供应防雷

本弱电机房的配电线路为:机房电源总线由广区UPS配电机房引入,再分至两个电源回路,一路供空调及照明使用,一路供弱电设备专用。因此,应采取三级防雷系统,将雷电电流对弱电设备电源的影响降至最低。

第一级防雷设在弱电机房总强电进线处。配置1套开关型防雷器Asafe-25/4,设备特点是通流容量大、残压低、抗干扰能力强。

第二级防雷设在机房的弱电设备专用电源开关处。配置1套箱式电源防雷器PPS-B040-3CF4;设备特点是对感应雷产生的过电压进行限压,适合各弱电主机的电源保护。

第三级防雷设在各个弱电设备的电源开关处。配置4套电源末级防雷器AM3-05D-220。

4.7监控中心防雷工程设备配置表(表1)

表1 监控中心防雷工程设备配置表

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弱电机房防雷系统图如图2所示。

图2 弱电机房防雷系统图

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5结束语

弱电机房是整个智能化系统的心脏,弱电机房的防宙是智能化系统工程中一个重要的分支。任外围设备防雷全部安装好之后,机房的防雷才是整个防雷系统的重中之重。弱电机房往往是所有设备的核心,其设备的安装、位置、布线都会直接影响到防雷系统。

为了保证整个厂区智能化系统的正常运行,弱电机房的防雷在设计与施工时要严格把好每一个关卡,认真施工,施工过程由专人负责监督,对于隐蔽工程实行随工验收,机房的重要部分应该进行拍照并对专用设备数据项进行相关记录。

【参考文献】

[1](德)哈赛著.傅正财,叶蜚誉译.低压系统的防雷保护[M].北京:中国电力出版社,2005

[2]虞昊.现代防雷技术基础[M].北京:清华大学出版社,2005.

[3]王常余,邹跃平.电气接地防雷190问[M].上海;上海科学技术出版社,2009.

[4]刘兴顺.建筑物电子信息系统防雷技术设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.


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