学校电源、网络及通讯系统,雷电及过电压防护设计方案 2007-01-22 13:33

2.通信行业标准《电信专用房屋设计规范》
3.信息产业部《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》
4.国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
5.军用标准《电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》
6.国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92
7.《Protection of Structures against Lighting》IEC1024-1:1993
8.《Protection against lighting electromagnetic impulse》雷电电磁肪冲的防护 IEC 1312-1-2-3 :1995-02
9.《Insulation coordination for equipment within low-voltage systems》 IEC664-1:1992-02
10.《Electrical installations of buildings》IEC 364-4:1993-02
三:防雷设计方案
(一)校外部防雷
根据电子计算机机房设计规范 GB 50174-93,针对接地可以采用独立接地或者采取联合接地。在进行外部防雷设备安装之前需要对学校内的交换机等设备的接地极进行检测,此项工作由我司工作人员在学校工作人员的配合下进行。
(二.)电源系统防雷
根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分,针对重要系统的防雷应分为三个区,分别加以考虑。只做单级防雷可能会带来,因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护,可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。
第一级电源防雷:
根据国家有关低压防雷的有关规定,外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物,且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器。必须做到在电源的进入端安装低压端的总电源防雷器,将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放,以确保后接设备的安全。
对于学校三相电源主级防雷器,三相进线的每条线路应有80-100KA的通流容量,可将数万甚至数十万伏的过电压限制到几千伏以内,防雷器并联安装在学校内部的总配电室进线端处,做直击雷和传导雷的保护。可选用Pms385-100/Pms385-80电源防雷箱,此级防雷器并联安装,对后接设备的功率不限,可以对通过线路传输的直击雷和高强度感应雷实施泻放保护。在这里对与学校的情况采用雷诺斯系列的Pms385-80防雷箱一台。
具体实施:
1) 在学校的三相电源总配电室的电进线端,并联安装Pms385-80防雷箱一台。
第二级电源防雷:
虽然已经在学校的总电源进线端安装了第一级的防雷器,但是当较大雷电流进入时,第一级防雷器可将绝大部分雷电流由地线泄放,而剩余的雷电残压还是相当高,因此第一级防雷器的安装,可以减少大面积的雷击破坏事故,但是并不能确保后接设备的万无一失;假设由配电室总电源拉至学校内其它建筑物的电源线路全部为三相走线,也存在感应雷电流和雷电波的二次入侵的可能,需要在管理处安装电源第二级防雷器。
第二级防雷器,作为次级防雷器,可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏,雷电多发地带建筑物需要具有40-60KA的通流容量,将第一级防雷器泄放后出现的雷电残压以及电源线路中感应的雷电流给予再次泄放。三相线路选用Pms385-60的电源防雷箱,单相线路可选用Pms235-40防雷箱,此级防雷器并联安装,对后接设备的功率不限。
具体措施:
1) 14套三相电源防雷箱Pms385-60,在综合楼一、二、三层及商务宾馆,教学楼服务器机房、多媒体教室1、多媒体教室2,教学楼的一、二、三、四层,办公楼的一、二、三层等建筑的三相电源进线端各并联安装一套。
2) 计Pms385-60电源防雷箱14套。
第三级电源防雷:
这也是系统防雷中最容易被忽视的地方,现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件,这些器件的击穿电压往往只是几十伏,最大允许工作电源也只是mA级的,若不做第三级的防雷,由经过一、二级防雷而进入设备的雷击残压仍将有千伏之上,这将对后接设备造成很大的冲击,并导致设备的损坏。作为第三级的防雷器,要求有10KA以上的通流容量。
单相的用电设备,可以选用插座式防雷器作为第三级电源防雷器,其串联在设备前端,对内部产生的操作过电压(如感性或容性负载设备的启动或关机等)和高压静电有极好的防范效果。缺点是串联式防雷器对后接功率有所限制,后接设备功率不超过2000W。另外内部网络的工作站、服务器、拨号MODEM等还可以选用带有网络保护端口的插座式防雷器。选用兼有三级电源加网络或者通讯防雷的插座,可以同时解决工作站的各个引雷途径所带来的雷电侵袭,做到一项多能。建议配置产品为带有网络或通讯保护的防雷插座Pms-220E/6,或者普通型防雷插座Pms-P220E/6。
具体措施:
1) 4套Pms-220E/6插座式电源防雷模块,安装在综合楼的一、二、三及商务宾馆的交换机的前端作为电源第三级的防护。
2) 2套Pms-220E/6插座式电源防雷模块,安装在教学楼的两个交换机前端,1套LT A6-420NS插座式电源防雷模块,安装在教学楼的大型交换机前端。
3) 3套Pms-220E/6插座式电源防雷模块,安装在办公楼的三层交换机前端。
4) 56套Pms-220E/6插座式电源防雷模块,安装在教学楼的两个多媒体教室的工作站前端,各28套。
5) 184套Pms-220E/6插座式电源带网络保护接口的防雷器,安装在综合楼的一、二、三及商务宾馆的工作站前端作为电源第三级的防护。
6) 2套Pms-220E/6插座式电源带网络保护接口的防雷器,安装在教学楼里的网络打印机和网管机的前端作为电源第三级的防护,一套Pms-220E/6对路由器,四套Pms-220E/6对两个多媒体教室剩下的工作站。
7) 在教学楼的一层101、102,二层201、202,四层401,402共10个工作站前端安装一套Pms-220E/6插座式电源带网络保护接口的防雷器;一层的语音室、会议室,值班室4个工作站,三层的303,办公室4个工作站,四层的403,四楼仓库3个工作站个安装一套Pms-220E/6插座式电源带网络保护接口的防雷器,共计21套。
8) 46套Pms-220E/6插座式电源带网络保护接口的防雷器,分别安装在办公楼的各个工作站的前端,作为电源第三级的防护。
9) 计Pms-220E/6 65套,Pms-220E/6 224套。
(三.)网络系统保护
尽管在网络的集线器及工作站等设备的电源外接引入线路已安装了电源防雷保护装置,作为网络单机工作站和网络集线器,其自身的引雷途径就有:电源和网络二种,只是进行电源线路的防雷保护是不充分的,必须考虑网络线路的防雷保护。
由于雷击发生时,产生巨大的瞬变电磁场,在1KM范围内的金属环路,如网络金属连线等都会感应到雷击,将会影响网络的正常运行甚至彻底破坏网络系统。
具体措施:
综合楼:
1) 2套Pms-RJ45/24、 1套Pms-RJ45/4 10/100M自适应网络防雷器,安装在综合楼三层交换机前端。
2) 2套 Pms-RJ45/16 10/100M自适应网络防雷器,安装在综合楼二层交换机前端,一套Pms-RJ45/16安装在交换机的进线端。
3) 一套Pms-RJ45/16,一套Pms-RJ45/4 10/100M自适应网络防雷器,安装在综合楼一层交换机前端。
4) 3套Pms-RJ45/24 10/100M自适应网络防雷器,安装在综合楼商务宾馆交换机前端。
5) 1套Pms-RJ45/4,单路10/100M自适应网络防雷器,安装在一层交换机的进线端。
6) 合计:
Pms-RJ45/24 5套,Pms-RJ45/16 4套,Pms-RJ45/4 3套。
教学楼
1) 1套Pms-RJ45/16 10/100M自适应网络防雷器,安装在12台服务器、网络打印机,网管机和路由器与大型交换机的连接点作为网络的防护。
2) 在第一个多媒体教室交换机处采用2套Pms-RJ45/24,2套Pms-RJ45/4,2套Pms-RJ45 10/100M自适应网络防雷器。工作站的网络防护采用采用Pms-RJ45/16 3套,Pms-RJ45/4 2套,剩下的两个工作站采用了Pms-220E/6上面电源防护已提到。
3) 在第二个多媒体教室交换机处采用2套Pms-RJ45/24,1套Pms-RJ45/16,一套Pms-RJ45/4,工作站的防护与第一多媒体教室一样。
4) 采用3套Pms-RJ45/4,对一层的语音室、会议室,值班室,三层的303,办公室,四层的403,四楼仓库的大型交换机的出口进行网络保护。
5) 合计:Pms-RJ45/24 4套,Pms-RJ45/16 8套,RJ45-4E 10套,Pms-RJ45 2套。
办公楼:
1) 2套Pms-RJ45 10/100M自适应网络防雷器一层交换机的进线端和三层交换机进线端,进行网络的保护。
2) 1套Pms-RJ45/16 和一套RJ45-4E 10/100M自适应网络防雷器在二层交换机的出线端,进行网络的保护。
3) 1套Pms-RJ45/16 10/100M自适应网络防雷器按装在一层交换机前端,进行网络的保护。
4) 3套Pms-RJ45/4 10/100M自适应网络防雷器按装在三层对交换机端口进行保护。
5) 合计:Pms-RJ45 2套,Pms-RJ45/16 2套,Pms-RJ45/4 3套。
综合楼、教学楼和办公楼合计:
1) Pms-RJ45/24 9套, Pms-RJ45/16 14套,Pms-RJ45/4 15套,Pms-RJ45 6套。
(四.)通讯信号保护
通信系统和电源系统类似,遭受雷击的主要原因除线路直接遭受雷击外还有建筑物外通过传输线路引入和1公里范围内发生雷击时的感应雷。
对于学校内的通讯线路不了解在此没有考虑。