【文章內(nèi)容簡介】 難系數(shù)增加。 從傳統(tǒng)的避雷觀念和認識上也容易把人們對雷害防護的認識引向一個誤區(qū)。在傳統(tǒng)觀念上人們普遍認為只要按照國家的建筑物防雷設(shè)計規(guī)范做好建筑物的防雷措施，如安裝好建筑物的防雷裝置 (避雷針、引下線和接地裝置的總稱 )均壓環(huán)等，建筑物內(nèi)外的所有防雷工作就“萬事大吉”了。但當(dāng)雷擊現(xiàn)象發(fā)生時，建筑物的防直擊雷裝置非但不能保護好建筑物內(nèi)的各種 用電設(shè)備免遭雷擊，反而使其遭受雷擊的可能性增大，而且建筑物的避雷裝置接閃能力越強，遭雷擊侵入的可能性就越大。這是因為當(dāng)雷電擊中建筑物避雷裝置的避雷針上或擊中附近其它建筑物的避雷針時，避雷針引下線就承擔(dān)起了使雷擊入侵電流入地釋放的作用，在雷擊電流快速的由引下線導(dǎo)入大地時，瞬時間內(nèi)在引下線上自上而下的產(chǎn)生了一強力的變化磁場，處在這個強力變化磁場作用范圍內(nèi)的所有用電器、信號、電源及它們的傳輸線路都因相對地切割了這個強力變化磁場的磁力線而產(chǎn)生出感應(yīng)高壓，進而在與地線的低電位之間產(chǎn)生電壓差，從而迅速將用電設(shè)備擊毀。同 時，當(dāng)強大的雷電流導(dǎo)入地網(wǎng)時，由于地網(wǎng)本身有電阻（地電阻），會產(chǎn)生地電位，形成地電位反擊，從而擊毀設(shè)備，在下圖中建筑物的內(nèi)部會受到地電位抬升以及雷電感應(yīng)的干擾。詳見圖 5 第 10 頁 圖 5 圖 5 三、雷電防護區(qū)的劃分 按照 IEC613121 及 GB5005794（ 2021）要求，將要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)，以規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和指明各區(qū)交界處的等電位連接點的位置。各區(qū)以在其交界處的電磁環(huán)境有明顯改變作為劃分不同防雷區(qū)的特征。防雷區(qū)宜按以下 分區(qū)： LPZ OA 區(qū) ：直擊雷非防護區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和導(dǎo)走全部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場沒有衰減。 LPZ OB 區(qū)： 直擊雷防護區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場沒有衰減。 LPZ 1 區(qū)： 屏蔽防護區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比 LPZ OB 更小；本區(qū)內(nèi)的電磁場可能衰減，這取決于屏蔽措施。 LPZ 2 區(qū)等： 后續(xù)防雷區(qū)，當(dāng)需要進一步減小導(dǎo)入的電流和電磁場時，應(yīng)引入后續(xù)雷區(qū)，并按照需要保護的系統(tǒng)所要求的環(huán)境選擇后續(xù)防雷區(qū)的要求條件。通常，防雷區(qū)的數(shù)越高，電磁環(huán)境的參數(shù)越低。 在兩個防雷區(qū)的界面上應(yīng)將所有通過界面的金屬物做等電位連接，并宜采用屏蔽和防浪涌措施。 信息系統(tǒng)建筑物防雷區(qū)劃分一般原則詳見圖 1。 四、雷電對電子設(shè)備損害途徑 主要有三個途徑： 第 11 頁 直擊雷經(jīng)過接閃器（如避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等）而直放入地，導(dǎo)致地網(wǎng)地電位上升。高電壓由設(shè)備接地線引入電子設(shè)備造成地電位反擊。 雷電流沿引下線入地時，在引下線周圍產(chǎn)生磁場，引下線周圍的各種金屬管（線）上經(jīng)感應(yīng)而產(chǎn)生過電壓。 進出大樓或機房的電源線和通信線等在大樓外受直擊雷或感應(yīng)雷而加載的雷電 壓及過電流沿線竄入，入侵電子設(shè)備。 五、針對此三種途徑所進行的防護 接閃與接地： 大樓通過建筑物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網(wǎng)連接，中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接，對進入建筑物的各種金屬管線實施均壓等電位連接，具有特殊要求的各種不同地線進行等電位處理。這樣就形成一個法拉第籠式接地系統(tǒng)。它是消除地電位反擊有效的措施。 均壓連接與屏蔽： 安裝均壓環(huán)，同時通信電纜線槽及地線線槽需用金屬屏蔽線槽，且 做等電位連接。其布放應(yīng)盡量遠離建筑物立柱或橫梁，通信電纜線槽以及地線線槽的設(shè)計應(yīng)盡可能與建筑物立柱或橫梁交叉。 分流： 進入建筑物大樓的電源線和通訊線應(yīng)在不同的防雷區(qū)交界處，以及終端設(shè)備的前端根據(jù) IEC61312—— 雷電電磁脈沖防護標(biāo)準(zhǔn)，安裝上不同類別的電源類 SPD以及通訊網(wǎng)絡(luò)類 SPD（ SPD 瞬態(tài)過電壓保護器）。 SPD 是用以防護電子設(shè)備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導(dǎo)電涌過電壓的有效手段。雷電防護是一個全方位工程，其全面防護參見圖 3。 圖 3：雷電全方位保護 雷電及過電壓防護外部防雷 內(nèi)部防雷 過電壓保護（信息系統(tǒng)及電子設(shè)備，電氣設(shè)備）接閃器針網(wǎng)帶引下線接地裝置屏蔽隔離等電位聯(lián)結(jié)安全距離雷外擊部電電磁涌脈防沖護（L EM P ）內(nèi)內(nèi)部部操近作旁過電電涌壓防 護I EC 1 02 4 系列G B5 0 05 7 9 4GB 50 057 9 4IE C 61 31 2 系列IE C 60 36 4 （ 4， 5） 系列IE C 61 64 3 系列 第 12 頁 L P Z 1代表屏蔽 1 的建筑物L(fēng) P Z 2計算機房 ( 例 )代表屏蔽 2 的房間在 L P Z1和 L P Z2界面上的等電位連接帶 2在 L P Z 0 與 L P Z 1 界面上的等電位連接帶 1電纜線路接地裝置外部防雷裝置L P Z 0圖 1230 / 400 V連接盒Ⅳ保護器分類D IN V D E 06 75 P a rt 6kW h電度表C DⅢ Ⅱ Ⅰ 過壓分類D / N V D E 011 0/ IE C P ub1 .6644 kV kV kV圖 26 kVB 第 13 頁 第三章 設(shè)計依據(jù) 一、設(shè)計依據(jù) 依據(jù)國際電工委員會 IEC 標(biāo)準(zhǔn)、法國 NFC 標(biāo)準(zhǔn)、德國 VDE 標(biāo)準(zhǔn)和中國 GB 標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的設(shè)計規(guī)范的要求，大樓和大樓內(nèi)之 PLC 機房、變頻器機房、供電機房、電話程控機機房等設(shè)備都必須有完整完善之防浪涌保護措施，保證該系統(tǒng)能正常運作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，電腦網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信設(shè)備等裝置 ， 均應(yīng)有 SPD防護裝置保護。設(shè)計依據(jù)包括有： （ 1） GB5005794(2021)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》 （ 2） GB503432021 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 （ 3） GB5017493 《電子計算機機房安全設(shè)計規(guī)范》 （ 4） GB288789 《計算站場地技術(shù)文件》 （ 5） GB936188 《計算站場地安全要求》 （ 6） GB5005495 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》 （ 7） GA1731998 《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》 （ 8） GB3482348383 《電子設(shè)備雷擊實驗》 （ 9） IEC610241:1990 《標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷》 （ 10） IEC613121:1995 《雷電電磁脈沖的防護通則》 （ 11） YD500394 《電信專用房屋設(shè)計規(guī)范》 （ 12） YDJ2689 《通訊局（站）接地設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定》 （ 13） 《 爆炸氣體環(huán)境電氣設(shè)備 電氣設(shè)備隔爆外殼結(jié)構(gòu) 》 （ 14） IEC 61643 《 SPD 電源防雷器》 （ 15） IEC 61644 《 SPD 通訊網(wǎng)絡(luò)防雷器》 （ 16） VDE0675 《過電壓保護器》 二、方案設(shè)計原則 ? 針對遭受雷擊的 DCS 設(shè)備進行保護。 ? 針對遭受雷擊的監(jiān)控設(shè)備進行保護。 ? 針對本次遭受雷擊的 DCS，于之相關(guān)的線路進行防護。 ? 嚴格按照國標(biāo)頒部標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)實施防雷工程。 ? 根據(jù)電子及電氣設(shè)備的不同功能及不同受保護程度確定防護要點，作分類保護。 第 14 頁 第四章 防雷設(shè)計方案 一、 現(xiàn)場情況 江蘇 XX 氣體有限公司 ，位于淮安市 淮安鋼鐵有限公司內(nèi) ，主要生產(chǎn)氮、氧氣 等工業(yè)用氣體 。 據(jù) 技術(shù)部 伍工介紹： 2021 年 7 月 2 日上午 10:00 氣體廠上空堆積有帶電云層，廠內(nèi)設(shè)備遭受雷擊。氮壓機房內(nèi)的 PT100 溫度接觸點卡件損壞；溫度、壓力、搖動變送器DCS 控制機房端 I/O 口卡件損壞。立刻更換了備用設(shè)備恢復(fù)生產(chǎn)。 2021 年 7 月 3 日中午，又出現(xiàn)帶電云層，同一位置的 PT100 的接觸卡件有遭受雷擊，卡件二次損壞。 與此同時，安裝在 FCS 控制機房內(nèi)的 4 套監(jiān)控攝像頭系統(tǒng)也出現(xiàn)了損壞。給正常的生產(chǎn)秩序帶來很大影響。 廠內(nèi)技術(shù)人員立刻進行了調(diào)查處理：對線路進行了檢測發(fā)現(xiàn)： ① DCS 處接地電阻為 歐姆；②氮壓房附近增加了一樓梯，且樓梯下端未做接地處理；③電纜溝內(nèi)有水④DCS 接地線和電源接地線相隔未超過 3 米。 立刻組織人員進行了整改：①更換新的溫度卡接器，恢復(fù)生產(chǎn)；②氮壓房附近樓梯下端做接地處理；③電纜溝內(nèi)進行抽水處理。 二、 勘測情況 氮壓機房內(nèi)工有四臺設(shè)備（循環(huán)氧壓機、氮壓機、 12活塞氮壓機）。其中循環(huán)氧壓機：壓力變送 器損壞、氮壓機 FCS 控制機房端通訊端口損壞、 1活塞氮壓機溫度變送器卡件損壞，壓力變送器未損壞； 2活塞氮壓機溫度變送器損壞，壓力變送器未損壞。 FCS 從氮壓機房現(xiàn)場過來的信號線進接線端子，并經(jīng)線束組合成 16 針非標(biāo)準(zhǔn)串口后接溫度卡件。在眾多的卡件中（溫度、壓力、搖擺）僅溫度卡件損壞過兩次。 FCS 控制機房機柜通過與建筑物主體結(jié)構(gòu)接地（但現(xiàn)場勘測過程中，有一安放卡件的機柜與絕緣膠墊間未能按要求做到絕緣 ，改進難度比較大 。） 機柜內(nèi)嚴格按 FCS 廠家要求做了屏蔽接地及設(shè)備外殼接地兩部分，且兩部分通過6多股銅芯導(dǎo)線 向連接。 由 FCS 單獨使用的接地匯合總線線徑太細，需要更換。 FCS 獨立接地與其它地之間為能相隔 15 米的距離，需要安裝反等電位反擊裝置。 給卡件提供電源是由變壓器（ 10KV/400V）的電源（編號為： SA63A 的空開）通過 UPS 給一 75A 的空開分配后分別給每一層卡件提供的電源。 （詳見圖１） FCS 機房內(nèi)有一套攝像監(jiān)控接碼器， 7 月 2 日雷擊時整個監(jiān)控系統(tǒng)中的電源、主板、現(xiàn)實器、攝像機都被損壞。 （詳見圖２） 在大門口兩處、外分塔二層、四層分別安裝了四套攝像監(jiān)視器，有打壞的歷史。 外分塔二層、四層攝像機由萬能編碼器 與 BCN 電纜相連， FCS 控制機房內(nèi)監(jiān)控電源、控制、圖像均采用 BNC 接口。分頻器、 PC 機均未接地。 第 15 頁 現(xiàn)場布置圖１ 批 準(zhǔn)審 核設(shè) 計深 圳 市 科 銳 技 術(shù) 有 限 公 司工 程 名 稱共 頁 第 頁圖 紙 編 號工 程 編 號現(xiàn) 場 布 置 圖F C S 連 接 圖盈 德 氣 體 廠1 ＃ 活塞 氮壓 機透析氮壓機循環(huán)氮壓機接線端子1 6口非標(biāo)準(zhǔn)接口I /O卡件2 ＃活 塞氮 壓機屏 蔽 接 地 排設(shè) 備 地 排1 6 平 方 多 股 銅 芯 線接 地 電 阻 4 歐 姆屏 蔽 接 地 排6 平 方 多股 銅 芯 線屏 蔽 線電 纜 溝 埋 設(shè)F C S 控 制 機 房氮 壓 機 房振 動 、 壓力 變 送 器兩 線