广西东兴边境某监控室机房防感应雷设计(一)

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作者：黄彪何瑜黄仁立 冯光辉

　　摘要 通过对广西东兴市某监控室机房的勘察,做出相应的防雷设计,运行实践证明该防雷系统安全可靠,达到了设计要求和正常运行的目标。
　　关键词 机房;感应雷;防雷设计

　　广西东兴市地处我国海岸的最西端,纬度低,年雷暴日数平均达106 d,最多年份达133 d,属于特高雷区,每年都全发生多起雷灾事故,造成人员伤亡和财物损失[1]。近年来,随着边境地区经济的迅猛发展,机房和监控设备的增多,不按防雷规范设计的机房监控室,往往遭到雷击而引起误动作甚至造成设备损坏,而雷击造成的数据丢失比设备损坏更为严重。为此,针对某机房监控室,设计了一套防雷方案,经过3年多运行,证明该防雷设计合理、安全可靠,能有效地避免和防御雷电对设备的侵袭,为系统的正常运行提供了安全保障。
　　1雷电对电气设备的危害
　　雷击灾害主要由以下4个原因造成:①直击雷。直击雷蕴含极大的能量,其电压峰值可达数千KV,电流峰值一般在数十KV以上,具有极大的破坏力。如果建筑物被雷电击中,会造成如下影响:一是巨大的雷电流在数微秒时间内流下地,使地电位迅速升高,造成反击事故,危害人身和设备安全;二是雷电流引发强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压;三是强大的雷电流产生的热效应、冲击波、电动力,造成机械性破坏,甚至引发火灾或爆炸事故。②传导雷。远处的雷电击中线路或因电磁感应产生极高的电压,由室外电源线路和通信线路传到建筑物内,损坏电气设备。③感应雷。云层之间频繁放电产生强大的电磁波,在电源线和通信线感应极高的脉冲电压,峰值可达50 KV,使传输和存储的数据受到干扰或丢失,网络不稳定,设备误动作、死机,系统瘫痪[2-3]。
　　2监控室机房防雷设计
　　当今电子设备的防雷手段主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护等几种方法。分流即利用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流经引下线而下通过地网泄入大地,防止雷电流直接击在建筑物级设备上,该楼房的楼面防雷装置已做到要求[4]。主要存在的问题是接地、屏蔽、等电位连接和过电压保护。
　　2.1增建人工接地网
　　在监控室机房计算机网络系统中,为保证其稳定可靠的工作,保护机房网络设备和人身安全,解决环境电磁干扰及静电的危害,必须有一个良好的接地系统。经实地勘察测试该监控室机房所在的楼房接地电阻为10 Ω,该地土壤电阻率平均约为300 Ω・m,按规范标准,接地电阻应低于4 Ω,根据公式:
　　R=0.28 ρ/r
　　式中R:电阻,ρ:电阻率,r:半径。
　　设计一个半径为15 m,深0.8 m,用40×4的扁钢把在地沟中每隔约5 m打入深土的50×50×5×2 500的角钢焊接成环形的地极,该人工地网测得5.8 Ω,理论值与实际值基本相符,人工地网与楼房地网并联得总接地电阻为3.67 Ω,达到了设计标准要求。此时,交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地可共用一个接地装置,用不小于50 mm2的铜芯线引至监控室机房内与总接地端子连接,形成一个良好的接地系统。