低壓供電系統(tǒng)防雷設計方案
萬邦智慧 2021-01-06 1245
設計依據(jù)
GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》
GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》
QX3-2000《氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護規(guī)范》
GB18802《低壓配電系統(tǒng)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(guī)范》
GB50194-93《建設工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范》
隨著經(jīng)濟建的高速發(fā)展，電子信息設備的應用已深入至國民經(jīng)濟、國防建設和人民生活的各個領域，各種電子、微電子裝備已在各行業(yè)大量使用。由于這些系統(tǒng)和設備耐過電壓能力低，雷電高電壓以及雷電電磁脈沖侵入所產(chǎn)生的電磁效應、熱效應都會對系統(tǒng)和設備造成干擾和永久性損壞。而雷電對系統(tǒng)和設備的侵害，通常通過地電位反擊、各種耦合機制（電流耦合、電感耦合、電容耦合）及電磁脈沖輻射等方式沿供電線路、通信線路、網(wǎng)絡線路和金屬管線進入設備，造成系統(tǒng)和設備的損壞。因此在防雷設計時，除應考慮防直擊雷措施外，還應考慮雷電電磁脈沖的防護措施，建立完善的雷電浪涌過電壓保護措施，根據(jù)被保護建筑物的特點和低壓電源系統(tǒng)的形式選擇和安裝電涌保護器。
一、低壓供電系統(tǒng)防雷設計方案
根據(jù)GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》中有關防雷分區(qū)的劃分，針對重要系統(tǒng)的防雷應分為三個區(qū)，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(tǒng)多級保護，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級過電壓的侵襲。
1、第一級電源防雷設計：
根據(jù)國家有關低壓防雷的有關規(guī)定，外接金屬線路進入建筑物之前應埋地穿金屬管槽15米以上的距離進入建筑物，且要在建筑物的線路進入端加裝低壓防雷器。
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(shù)：25kA（10/350μs）)，或 萬邦智慧 電源防雷箱 參數(shù)：120kA（8/20μs），可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的過電壓限制到幾千伏以內(nèi)，防雷器并聯(lián)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(jīng)在總電源進線端安裝了第一級的防雷器，但是當較大雷電流進入時，第一級防雷器可將絕大部分雷電流由地線泄放，而剩余的雷電殘壓還是相當高，因此第一級防雷器的安裝，可以減少大面積的雷擊破壞事故，但是并不能確保后接設備的萬無一失；假設由配電室總電源拉至其它建筑物的電源線路全部為三相走線，也存在感應雷電流和雷電波的二次入侵的可能，需要在分電柜安裝電源第二級防雷器。
此處安裝 萬邦智慧 II級電源防雷器 參數(shù)：80kA（8/20μs）可將幾千伏的過電壓進一步限制到2千伏以內(nèi)，雷電多發(fā)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(xiàn)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(lián)安裝，對后接設備的功率不限。
3、第三級電源防雷設計：
這也是系統(tǒng)防雷中最容易被忽視的地方，現(xiàn)代的電子設備都使用很多的集成電路和精密的元件，這些器件的擊穿電壓往往只是幾十伏，最大允許工作電源也只是mA級的，若不做第三級的防雷，由經(jīng)過一、二級防雷而進入設備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對后接設備造成很大的沖擊，并導致設備的損壞。
此處安裝 萬邦智慧 III級電源防雷器 ，參數(shù)：40kA（8/20μs），能有效將殘壓限制在千伏以內(nèi)，此級防雷器并聯(lián)安裝，對后接設備的功率不限。
4、第四級電源防雷設計：
針對一些較重要的弱電設備，尤其是數(shù)據(jù)機房、監(jiān)控機房等，雖然前面已做好三級防雷，但仍有一些雷擊殘壓進入設備，為防止設備因雷電流的沖擊而損壞，應在設備供電之插座采用防雷插座或PDU，最大通流容量10KA，插座制式通常為國標三扁、萬用，IEC C13，C19，及其他國際主流標準。此處防雷插座或PDU為末端配電設備，對后接負載設備功率有要求，通常從2KW-15KW。
二、電源系統(tǒng)防雷器選型安裝方案圖
三、供電系統(tǒng)防雷器安裝注意事項
電源線路防雷與接地應符合以下規(guī)定：
（1）進、出電子信息系統(tǒng)機房的電源線路不宜采用架空線路。
（2）電子信息系統(tǒng)設備由TN交流配電系統(tǒng)供電時，配電線路必須采用TN－S系統(tǒng)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(guī)定。
（4）在直擊雷非防護區(qū)（LPZOA ）或直擊雷防護區(qū)（LPZOB ）與第一防護區(qū)（LPZ1）交界處應 安裝通過I經(jīng)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(qū)之手的各分區(qū)（含LPZ1區(qū)）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(shù)量，應根據(jù)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(shù)值宜符相關規(guī)定。
四、供電系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)均正常運作。
2、每年雷雨季節(jié)前應對接地系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)問題應及時處理。
3、接地網(wǎng)的接地電阻宜每年進行一次測量。
4、每年雷雨季節(jié)前應對運行中的防雷器進行一次檢測，雷雨季節(jié)中要加強外觀巡視，如檢測發(fā)現(xiàn)異常應及時處理。