根据施工案例,全面讲解智能化弱电机房工程防雷接地的重要性

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一、什么是防雷接地?

防雷接地分为两个概念,一是防雷,二是防止因雷击而造成损害;二是接地,保证用电设备的正常工作和人身安全而采取的一种用电措施。


二、机房防雷的必要性

雷击可以产生不同的破坏形式,国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”,雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。从大量的通信设备雷击事例中分析,专家们认为:由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲(LEMP)是机房设备损坏的主要原因。为此采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”。力争将其产生的危害降低到最低点。


三、机房防雷接地系统设计

1、防雷设计

防雷接地系统是弱电精密设备及机房保护的重要子系统,主要保障设备的高可靠性,防止雷电的危害。中心机房是一个设备价值非常高的场所,一旦发生雷击事故,将会造成难以估量的经济损失和社会影响,根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》和IEC61024-1-1标准的有关规定,中心机房的防雷等级应定为二类标准设计。

目前大楼总配电室根据建筑物防雷设计规范,提供了第一级防雷,因此,在本工程网络中心机房市电配电柜前配置第二、三级复合防雷器。

防雷器采用独立模块,并应具有失效告警指示,当某个模块被雷击失效时可单独更换该模块,而不需要更换整个防雷器。

二三级复合防雷器的主要参数指标:单相通流量为:≥40KA(8/20μs),响应时间:≤25ns

2、接地系统设计

国家标准GB2887-2000《电子计算机场地通用规范》及GB50174-2008《计算机机房设计规范》中计算机机房应具有以下四种地:计算机系统的直流地、交流工作地、交流保护地和防雷保护地。

各接地系统电阻如下:

? 计算机系统设备直流地接地电阻不大于1Ω。

? 交流保护地的接地电阻应不大于4Ω;

? 防雷保护地的接地电阻应不大于10Ω;

? 交流工作地的接地电阻应不大于4Ω;

1)机房室内等电位连接

在机房内设立一环形接地汇流排,机房内的设备及机壳采用S型的等电位连接形式,连接到接地汇流排上用50*0.5铜铂带敷设在活动地板支架下,纵横组成1200*1200网格状,在机房一周敷设30*3(40*4)的铜带,铜带配有专用接地端子,用编织软铜线机房内所有金属材质的材料都做接地,接入大楼的保护地上。

工程中的所有接地线(包括设备、SPD、线槽等)、金属线槽搭接跨接线均应做到短、平、直,接地电阻要求小于或等于1欧姆。

2)机房屏蔽设计

整个机房屏蔽采用彩钢板进行六面体屏蔽,屏蔽板之前采用无缝焊接,墙身屏蔽体每边跟接地汇流排接地不少于2处。

3)机房接地装置设计

由于机房接地电阻要求较高,在该大楼附近另外增加人工接地装置,在地网槽内打入15根镀锌角钢,并用扁钢焊接起来,并采用降阻剂回填。机房静电接地采用50mm2多股铜芯线穿管引入。

接地装置的接地电阻要求小于或等于1欧姆。


四、机房地网制作方法

1、标准接地网的制作

在距建筑物1.5~3.0m处,以6m*3m矩形框线为中心,开挖宽度为0.8m、深0.6~0.8m的土沟,两长边中间贯通,采用长2.5m的L5(5*50*50)镀锌角钢,在沟底的每个交点处垂直打入一根,共计6-20根,作为垂直接地极;然后采用4号(4*40)镀锌扁钢将六根角钢焊接连通,作为水平接地极;再用4号镀锌扁钢焊在地网框架的中间部位,引出至机房外墙角,离地高0.3m,作为PE接地端;最后从该接地端引出16-50平方毫米以上护套地线,沿墙边穿墙进入室内,连至机房内等电位接地汇集排。

2、利用大楼钢筋做地网

新建或翻建机房时,可利用入地混凝土立柱子内的钢筋作接地装置。在立柱内选取至少4根主筋(对角或对称的钢筋),用氧焊接通后再焊在两根伸出柱面的M12以上铜螺纹管上,作为接地端,引线至机房,与等电位接地汇流排连通,等电位接地排可设在防静电地板下面。


五、计算机机房防雷接地需注意事项

1、考虑到雷电或其他电信设备的干扰,计算机房不宜设置在大楼的顶层或靠外墙侧,特殊情况限制的,应设置屏蔽层防止雷电干扰。对于特别重要的计算机系统,应考虑设置独立的屏蔽机房。建筑物(包括计算机机房)内设备及管线接地安装应按照相关规范执行,做好等电位联结;

2、防止雷电危害还应防雷击引起的电磁脉冲,计算机房的配电箱应设置SPD(防电磁浪涌)保护装置,防止机房供电电源由于雷击电磁脉冲而造成断电。另外,对于重要的系统主机,其通讯电缆也应设置SPD保护装置,由于通讯电缆数量一般比较多,因此通讯线的保护设置应根据具体实际情况合理设置;

3、电气接地系统宜采用TN-S接地系统,PE线与相线分开,机房电源接入处应做重复接地;

4、机房接地一般分为交流工作接地、直流工作接地、安全工作接地、防雷保护接地。根据《建筑物防雷设计规范》(2000年版)的要求,防雷设计采用共用接地系统时,各接地系统宜共用一组接地装置。信息系统的所有外露导电物(各种箱体、壳体、机架等金属组件)应建立一等电位联结网络。因此,电气防雷设计应在计算机房设置专用的等电位联结排,通过引下线与大楼总等电位联结排连接。根据共用接地系统的层层等电位原则,采用结构主钢筋作为引下线,更适用于共用接地系统。另外强调,大楼接地系统的接地电阻不应大于1Ω。


六、如何做机房防雷接地

所谓接地,即把电路中的某一金属壳与大地边接在一起,形成电气回路。目的是为了让电流易于流如入大地,对人及设备形成保护。接地的方法:有直流地悬浮法即直流地不接大地,与地严格绝缘;直流地接地法,把计算机等设备中数字电路等的电位点地和网络,无论采用何种形式,均须有接地母线,接地地杖,在此特别强调建议采用接地埋接地网络板,能更好的引导至大地,接地时应注意如下问题:

? 尽量不要在机房内把直流地和交流工作地短路或混接;

? 不允许交流线路与直流地线平行敷设,以防止干扰或短接;

? 直流地线网应装接在地板下,便于边接,即可减小接地电阻,便于泄流。

1、接地铜排

室内机房接地采用30*5(宽*厚,单位mm)规格之铜片,围绕机房墙壁一周离地面10cm高,且与室外接地体母线相连接。该铜片每隔50 cm钻一小孔,以利于分布在机房各区域的设备进行接地。

2、接地铜板

接地铜板采用宽60mm(厚10mm)之L型铜板固定于楼板,此铜墙铁壁板作为所有应与机房接地之设施的总接地。

3、地网

机房有架设高架地板,则应以2.5mm之多芯裸铜线缠绵高架地板柱做地网。


一、引下线安装流程

(1)利用建筑物柱内钢筋作为引下线,在柱内主钢筋绑扎或焊接连接后,并做标志,按设计要求施工,确认记录后再支模

(2)直接从基础接地体或人工接地体引出的专用引下线,应先按设计要求安装固定支架,并应经检查确认后再敷设引下线

二、引下线支架安装

由于引下线的敷设方法不同,使川的固定支架也不相同,各种不同形式的支架如图10-2所示。

图10-2引下线固定支架(单位:mm)

(a)固定钩;(b)托板;(c)卡钉(一);(d)卡钉(二)

(1)当确定引下线位置后,明装引下线支持卡子应随着建筑物主体施工预埋。

(2)通常在距室外护坡2m高处,预埋第一个支持卡子,然后将圆钢或扁钢固定在支持卡子上,作为引下线。随着主体工程施工,在距第一个卡子正上方1.5?2m处,用线坠吊直第一个卡子的中心点,埋设第二个卡子,依此向上逐个埋设,其间距应均匀相等。

(3)支持卡子露出长度应一致,突出建筑外墙装饰面15mm以上,

(4)引下线固定支架应固定可靠,每个固定支架应能承受49N的垂直拉力。

(5)固定支架的高度不宜小于150mm,固定支架应均匀,引下线和接闪导体固定支架的间距应符合表10-1的要求。
表10-1 引下线和接闪导体固定支架的间距

布置方式扁形导体和绞线固定支架的间距/mm单根圆形导体固定支架的间距/mm

水平面上的水平导体5001000

垂直面上的水平导体5001000

地面至20rn处的垂直导体10001000

从20m处起往上的垂直导体5001000

三、暗敷引下线安装

(1)沿墙或混凝土构造柱暗敷地引下线,通常采用直径不小于?12mm镀锌圆钢或截面面积为25mmx4mm的镀锌扁钢。

(2)钢筋调直后与接地体(或断接卡子)用卡钉或方卡钉固定好,垂直固定距离为1.5?2m,由上至下展放或者一段段连接钢筋°

(3)暗装引下线经过挑檐板或女儿墙的做法,如图10-3所示

图10-3暗装引下线经过挑檐板或女儿墙的做法

1一避雷带:2—支架;3—引下线;4一挑檐板;5—儿墙;6—柱主筋;B—女儿墙墙体厚度

(4)利用建筑物钢筋作引下线,当钢筋直径为?16mm及以上时.应采用绑扎或焊接的两根钢筋作为一组引下线。

(5)当钢筋直径为?10mm及以上时,应采用绑扎或焊接的四根钢筋作为一组引下线

(6)引下线上不应与接闪器焊接,焊接长度应不小于钢筋直径的6倍,并应双面施焊。

(7)中间与每一层结构钢筋需进行绑扎或焊接连接,下部在室外地坪下0.8?Im处焊接一根高12mm或截面面积40mnix4mm的镀锌导体,伸向室外距外墙皮的距离不应小于Im

四、明敷引下线安装

(1)明敷引下线应预埋支持卡子,支持卡子应突出外墙装饰面15mm以上,并且露出的长度应一致。

(2)然后将圆钢或扁钢固定在支持卡子上。通常第一个支持卡子在距室外护坡2m高处预埋,距第一个卡子正上方L5?2m处埋设第二个卡子,依此向上逐个埋设,间距应均匀相等。

(3)明敷引下线调直后,从建筑物的最高点由上而下,逐点与预埋在墙体内的支持卡子套环卡固,用螺栓或焊接固定,直到断接卡子为止,如图10-4所示。

图10-4明敷引下线安装做法

(a)引下线安装;(h)支座内支架的构造

1一扁钢卡子;2-明敷引下线;3一断接卡子;4一接地线

(4)引下线经过屋面挑檐处,应做成弯曲半径较大的慢弯,引下线经过挑檐板和女儿墙的做法如图10-5所示口

图10-5明装引下线经过挑檐板和女儿墙做法

(a)明装引下线分别经过现浇挑檐板和预制挑板的两种做法;(b)引下线经过女儿墙的做法
1一避雷带;2-支架;3一混凝土支架;4-引下线;5一固定卡子;6-现浇挑槽板;7-预制挑機板;8-女儿墙

(5)引线安装中避免形成小环路的安装示意图如图10-6所示;明敷引下线避免对人体闪络的安装示意图如图10-7所示,引下线(接闪导线)在弯曲处的焊接要求如图10-8所示。


某办公楼工程防雷接地系统施工方案

一、总则

1.工程概况

中国电力工程顾问集团XX设计院研究开发基地办公楼(以下简称大楼)位于西安高新开发区团结南路和科技四路十字西南角。主体结构为地上11层,地下1层,高度为44.85m,框架剪力墙结构,建筑面积约34900m2(含地下车库面积约8000m2),大楼主要用于xx设计院研究开发基地生产管理办公用房,大楼属于二类防雷。

2.适用范围

适用于xx设计院研发基地办公楼防雷接地系统工程。

3.编制依据的标准及规范

GB50303—2015建筑电气工程施匚质量验收规范

二、施工准备

1.材料要求

(1)镀锌钢材有扁钢、角钢、圆钢、钢管等,使用时应意采用冷镀锌还是采用热镀锌材料,有技术参数要求时应符合设计规定,产品应有材质检验证明及产品出厂合格证,做好验收记录和验收资料归档。

(2)镀锌辅料有铅丝(即镀锌铁丝)、螺栓、垫圈、弹簧垫圈、U型螺栓、元宝螺栓、支架等。

(3)电焊条、氧气、乙焕、沥青漆,混凝土支架,预埋铁件,小线,水泥,砂子,塑料管,红油漆、白油漆、防腐漆、银粉,黑色油漆等。

2.主要机具

(1)常用电工工具、手锤、钢锯、锯条、压力案子、铁锹、铁镐、大锤、夯桶。

(2)线坠、卷尺、大绳、粉线袋、绞磨(或倒链)、紧线器、电锤、冲击钻、电焊机、电焊工具等。

3.作业条件

(1)接地体作业条件,

1)按设计位置清理好场地

2)底板筋与柱筋连接处已绑扎完。

3)桩基内钢筋与柱筋连接处已绑扎完

(2)接地干线作业条件:

1)支架安装完毕。

2)保护管已预埋。

3)土建抹灰完毕“

(3)支架安装作业条件:

1)各种支架已运到现场、

2)结构工程已经完成。

3)室外必须有脚手架或爬梯

(4)防雷引下线暗敷设作业条件:

1)建筑物(或构筑物)有脚手架或爬梯,达到能上人操作的条件。

2)利用主筋作引下线时,钢筋绑扎完毕-

(5)防雷引下线明敷设作业条件:

1)支架安装完毕。

2) 建筑物(或构筑物)有脚手架或爬梯达到能上人操作的条件。

3) 土建外装修完毕。

(6)避雷带与均压环安装作业条件:土建圈梁钢筋正在绑扎时,配合此项工作。

(7)避雷网安装作业条件:

1)接地体与引下线必须做完。

2)支架安装完毕。

3)具备调直场地和垂直运输条件。

(8)避雷针安装作业条件:

1)接地体及引下线必须做完。

2)需要脚手架处,脚手架搭设完毕。

3)上建结构工程已完,并随结构施工做完预埋件。


三、操作工艺

1.工艺流程

避雷针接地体→接地干线支架→引下线明敷→避雷网避雷带或引下线暗敷→均压环。

2.接地体安装工艺

人工接地体(极)安装应符合以下规定:

(1)人工接地体(极)的最小尺寸应符合规范要求。

(2)接地体的埋设深度其顶部应不小于o.6m,角钢及钢管接地体应垂直配置。

(3)垂直接地体氏度应不小于2.5m,其相互之间间距一般应不小于5m。

(4)接地体理设位置距建筑物不宜小于1.5m;遇在垃圾灰渣等埋设接地体时,应换土,并分层夯实。

(5)当接地装置必须埋设在距建筑物出入口或人行道小于3m时,应采用均压带做法或在接地装置上面敷设50?90mm厚度沥青层,其宽度应超过接地装置2m。

(6)接地体(线)的连接应采用焊接,焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度,不得有夹

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