低壓供電系統防雷設計方案
萬邦智慧 2021-01-06 1132
設計依據
GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》
GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》
QX3-2000《氣象信息系統雷擊電磁脈沖防護規范》
GB18802《低壓配電系統的電涌保護器（SPD）》
IEC61312-1、2、3《雷電電磁脈沖的防護》
GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》
GB50194-93《建設工程施工現場供用電安全規范》
隨著經(jing)濟建的(de)(de)高(gao)速發(fa)展(zhan)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子信(xin)息(xi)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)應(ying)用(yong)已深入(ru)至國民經(jing)濟、國防建設(she)和(he)(he)人(ren)民生活的(de)(de)各個領(ling)域，各種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子、微電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子裝備(bei)(bei)已在各行業(ye)大量使用(yong)。由于(yu)這(zhe)些(xie)系(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)設(she)備(bei)(bei)耐過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)能力低，雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)以及雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁脈沖侵入(ru)所產生的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁效應(ying)、熱效應(ying)都會對系(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)設(she)備(bei)(bei)造成(cheng)干擾和(he)(he)永久(jiu)性損(sun)壞。而雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)對系(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)侵害，通(tong)常通(tong)過地電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位反擊(ji)、各種耦(ou)合機制(zhi)（電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流耦(ou)合、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)耦(ou)合、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容耦(ou)合）及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁脈沖輻射(she)等方式沿供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線路、通(tong)信(xin)線路、網絡線路和(he)(he)金屬管(guan)線進入(ru)設(she)備(bei)(bei)，造成(cheng)系(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)損(sun)壞。因此在防雷(lei)設(she)計時(shi)，除(chu)應(ying)考(kao)慮防直擊(ji)雷(lei)措施外(wai)，還應(ying)考(kao)慮雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁脈沖的(de)(de)防護措施，建立完善(shan)的(de)(de)雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)浪涌過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)保(bao)護措施，根據(ju)被保(bao)護建筑(zhu)物的(de)(de)特點和(he)(he)低壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)形式選擇和(he)(he)安裝電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)涌保(bao)護器(qi)。
一、低壓供電系統防雷設計方案
根據GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》中有關防雷分區的劃分，針對重要系統的防雷應分為三個區，分別加以考慮。只做單級防雷可能會帶來，因雷電流過大而導致的泄流后殘壓過大破壞設備或者保護能力不足引起的設備損壞。電源系統多級保護，可防范從直擊雷到工業浪涌的各級過電壓的侵襲。
1、第一級電源防雷設計：
根(gen)據國家有關(guan)低壓防雷的有關(guan)規(gui)定，外接金屬線路(lu)進入建(jian)筑物之前應(ying)埋地穿金屬管(guan)槽15米以上的距離進入建(jian)筑物，且(qie)要(yao)在建(jian)筑物的線路(lu)進入端加(jia)裝(zhuang)低壓防雷器。
必須做到在電源的進入端安裝低壓端的總電源防雷器，將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設備的安全。
此處安裝 萬邦智慧 I級電源防雷器 (參數：25kA（10/350μs）)，或 萬邦智慧 電源防雷箱 參數：120kA（8/20μs），可將數萬甚至數十萬伏的過電壓限制到幾千伏以內，防雷器并聯安裝在總配電室進線端處，做直擊雷和傳導雷的保護。
2、第二級電源防雷設計：
雖然已經在(zai)總電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)進線端(duan)安(an)(an)裝了第(di)一(yi)級的防(fang)雷(lei)器，但是當較大(da)(da)雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)進入時，第(di)一(yi)級防(fang)雷(lei)器可將絕大(da)(da)部(bu)分雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)由(you)地線泄放(fang)，而剩(sheng)余的雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)殘壓還是相當高(gao)，因此第(di)一(yi)級防(fang)雷(lei)器的安(an)(an)裝，可以減少大(da)(da)面(mian)積(ji)的雷(lei)擊破壞事故，但是并不能(neng)確保(bao)后接設備的萬無一(yi)失；假設由(you)配電(dian)(dian)(dian)(dian)室總電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)拉至其它建(jian)筑物的電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)線路(lu)全部(bu)為(wei)三相走線，也存在(zai)感應雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)和雷(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)波的二次(ci)入侵的可能(neng)，需(xu)要在(zai)分電(dian)(dian)(dian)(dian)柜(ju)安(an)(an)裝電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)第(di)二級防(fang)雷(lei)器。
此處安裝 萬邦智慧 II級電源防雷器 參數：80kA（8/20μs）可將幾千伏的過電壓進一步限制到2千伏以內，雷電多發地帶建筑物需要具有80KA的通流容量，將第一級防雷器泄放后出現的雷電殘壓以及電源線路中感應的雷電流給予再次泄放。此級防雷器并聯安裝，對后接設備的功率不限。
3、第三級電源防雷設計：
這也(ye)是系統防(fang)雷中(zhong)最容易被忽(hu)視的地方，現代的電子設備(bei)(bei)都使用(yong)很多的集成電路和精密的元件，這些器件的擊(ji)穿(chuan)電壓往往只(zhi)是幾十伏，最大(da)(da)允(yun)許工(gong)作電源也(ye)只(zhi)是mA級的，若不做第三級的防(fang)雷，由經過一、二級防(fang)雷而進(jin)入(ru)設備(bei)(bei)的雷擊(ji)殘壓仍將有千伏之上，這將對后接設備(bei)(bei)造成很大(da)(da)的沖擊(ji)，并(bing)導致(zhi)設備(bei)(bei)的損壞。
此處安裝 萬邦智(zhi)慧 III級電源防(fang)雷器(qi) ，參(can)數：40kA（8/20μs），能有效將殘壓限(xian)制在(zai)千伏(fu)以內，此級防(fang)雷器(qi)并聯安裝，對后接設備的(de)功率不限(xian)。
4、第四級電源防雷設計：
針對一(yi)些較重(zhong)要(yao)的(de)弱(ruo)電(dian)(dian)(dian)設備(bei)(bei)(bei)，尤其(qi)是(shi)數據機(ji)房、監(jian)控機(ji)房等(deng)，雖然(ran)前面已做好三級防雷(lei)，但仍有一(yi)些雷(lei)擊(ji)(ji)殘壓進入設備(bei)(bei)(bei)，為防止設備(bei)(bei)(bei)因雷(lei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)沖擊(ji)(ji)而損壞(huai)，應在設備(bei)(bei)(bei)供電(dian)(dian)(dian)之插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)采用防雷(lei)插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)或PDU，最大通(tong)(tong)流(liu)容量10KA，插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)制式通(tong)(tong)常為國(guo)標三扁(bian)、萬用，IEC C13，C19，及其(qi)他國(guo)際主流(liu)標準。此(ci)處防雷(lei)插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)或PDU為末端配(pei)電(dian)(dian)(dian)設備(bei)(bei)(bei)，對后接負載設備(bei)(bei)(bei)功率(lv)有要(yao)求，通(tong)(tong)常從2KW-15KW。
二、電源系統防雷器選型安裝方案圖
三、供電系統防雷器安裝注意事項
電源線路防雷與接地應符合以下規定：
（1）進、出電子信息系統機房的電源線路不宜采用架空線路。
（2）電子信息系統設備由TN交流配電系統供電時，配電線路必須采用TN－S系統的接地方式。
（3）配電線路設備的耐沖擊過電壓額定值應符合相關規定。
（4）在直擊雷非防護區（LPZOA ）或直擊雷防護區（LPZOB ）與第一防護區（LPZ1）交界處應 安裝通過I經分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護；第一防擴區之手的各分區（含LPZ1區）交界處應安裝限壓型浪涌保護器。使用直流電源的信息設備，視其工作電壓要求，宜安裝適配的直流電源浪涌保護器。
（5）浪涌保護器連接導線應平直，其長度不宜大于0.5m。當電壓開關型浪涌保護器到限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于10m、限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于5m時，在兩級浪涌保護器之間應加裝退耦裝置。當浪涌保護器具有能量自動配合功能時，浪涌保護器之間的線路長度不受限制。浪涌保護器應有過電流保護裝置，并宜有劣化顯示功能。
（6）浪涌保護器安裝的數量，應根據被保護設備的抗擾度和雷電防護分級確定。
（7）用于電源線路的浪涌保護器標稱放電電流參數值宜符相關規定。
四、供電系統防雷器運行維護
1、防雷器安裝之后，應檢查所有接線是否正確安裝，然后運行測試，看系統和設備是否正常工作，有無異常情況，如有，應及時檢查，直至整個系統均正常運作。
2、每年雷雨季節前應對接地系統進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應挖開地面抽查地下蔽部分銹蝕情況，如果發現問題應及時處理。
3、接地網的接地電阻宜每年進行一次測量。
4、每年雷(lei)雨季節(jie)前應(ying)對(dui)運行(xing)中的(de)防雷(lei)器進行(xing)一次檢測，雷(lei)雨季節(jie)中要加強外觀巡視，如(ru)檢測發(fa)現異常應(ying)及時(shi)處理。