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信息網(wǎng)絡(luò )系統防雷電地電位反擊工程實(shí)踐論文
摘要：當建筑物遭受雷擊時(shí),會(huì )產(chǎn)生遠遠大于電子設備耐壓值的過(guò)電壓,如果接地系統設計不合理或老化,會(huì )導致建筑物內信息網(wǎng)絡(luò )系統等設備損毀。如果相鄰建筑物防雷接地系統之間沒(méi)有采取防雷擊地電位反擊措施,還會(huì )導致臨近建筑物內的設備損壞。該文對工作中遇到的實(shí)際案例進(jìn)行系統分析,通過(guò)工程實(shí)踐,提出一些解決問(wèn)題的方法,供大家參考。
關(guān)鍵詞：信息網(wǎng)絡(luò )系統；防雷電；地電位反擊；工程實(shí)踐
中圖分類(lèi)號：TM77文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2015)08(c)-0063-02
1地電位反擊的概念
建(構)筑物遭受雷擊時(shí),雷電流經(jīng)接閃器、引下線(xiàn)、接地體以及與它相連接的金屬導體等泄流入地,在這些導體上產(chǎn)生非常高的瞬時(shí)電壓,就會(huì )與周?chē)嚯x較近卻沒(méi)有連接的金屬物體、設備、線(xiàn)路等之間產(chǎn)生巨大的電位差,由這個(gè)電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅損壞電氣設備,也可能造成人體傷害或火災爆炸事故。
2地電位反擊的類(lèi)型及危害
2.1獨立接地系統間的地電位反擊及危害
防雷接地系統(裝置)在泄放雷電流時(shí)會(huì )發(fā)生地電位抬升,如果與其他接地系統(裝置)之間距離較近(一般要求大于20m,計算方法見(jiàn)GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》4.2.1第5條),它們之間就會(huì )發(fā)生擊穿放電,由于兩者之間接地電阻值不同,就會(huì )形成電位差而發(fā)生反擊,從而危及連接在這些接地系統上的設備安全。
2.2地電位對電器設備的反擊及危害
建筑物在遭受直擊雷擊時(shí),雷電流將沿建筑物防雷系統的引下線(xiàn)通過(guò)接地體散流入地,在此過(guò)程中,會(huì )產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)電壓,如果一個(gè)建筑物內的各種接地不共用一個(gè)接地系統時(shí),相互之間會(huì )產(chǎn)生很高的過(guò)電壓而產(chǎn)生反擊,導致設備損壞甚至系統癱瘓。
3工程實(shí)踐案例
2009年,一次強對流天氣過(guò)后,接到某商業(yè)銀行反應,該單位辦公樓遭到雷擊,附近的營(yíng)業(yè)大廳信息網(wǎng)絡(luò )系統計算機等設備遭到雷擊損壞,要求提供技術(shù)支持。另?yè)榻B,自該單位新建辦公樓建成3年以來(lái),營(yíng)業(yè)大廳已遭到兩次雷擊,造成設備不同程度受損,但位于辦公樓二樓的數據中心機房設備卻沒(méi)有發(fā)生雷擊損毀情況。
3.1現場(chǎng)勘察情況
經(jīng)現場(chǎng)測量,辦公樓高度26m,為獨棟建筑,數據中心機房位于二樓。營(yíng)業(yè)大廳樓高度11m,也為獨棟建筑,大廳位于一樓臨街面。兩棟樓之間相距13m�，F場(chǎng)查看顯示,外部防雷方面,兩棟樓屋面防直擊雷裝置完好,辦公樓屋面接閃桿(避雷針)有接閃痕跡。內部防雷方面,兩棟樓供電線(xiàn)路和信號線(xiàn)路都安裝了電涌保護器(避雷器)且工作狀態(tài)正常。辦公樓二樓數據中心機房機房和營(yíng)業(yè)大廳沒(méi)有等電位連接裝置�，F場(chǎng)檢測辦公樓接地電阻3.8Ω,符合規范要求。營(yíng)業(yè)大廳接地電阻9Ω,符合防直擊雷要求,但大于信息網(wǎng)絡(luò )系統≤4Ω的接地電阻要求。
3.2事故原因分析
現場(chǎng)檢測數據表明,兩棟樓的接地系統為相互分開(kāi)的獨立地網(wǎng)。查閱設計、施工資料得知,兩個(gè)接地系統之間的間隔距離為9m。分析認為,由于兩棟樓的電源、信號線(xiàn)路都安裝了防感應雷電涌保護器(避雷器)且運行正常,可以排除雷電電磁脈沖沿供電線(xiàn)路和信號線(xiàn)路入侵的可能。從事故情況來(lái)看,辦公樓遭到直擊雷擊后,位于二樓的數據中心機房設備完好無(wú)損,但沒(méi)有遭到直擊雷擊的營(yíng)業(yè)大廳樓設備卻遭到損壞,由此可以判斷,事故是由于辦公樓接地系統與營(yíng)業(yè)大廳樓接地系統之間發(fā)生了地電位反擊,從而導致?tīng)I業(yè)大廳設備損壞。
3.3解決方案
通過(guò)勘察分析,應將辦公樓和營(yíng)業(yè)大廳的兩個(gè)獨立接地系統(地網(wǎng))采取等電位連接。等電位連接是指將具有相同對地電位的各個(gè)可導電部分做電氣連接(EB),《建筑物電子信息系統防雷技術(shù)規范(GB50343-2010)》的定義是設備和裝置外露可導電的電位基本相等的電氣連接。
3.3.1接地系統間的等電位連接措施
經(jīng)現場(chǎng)測量計算,辦公樓和營(yíng)業(yè)大廳樓兩個(gè)接地系統(地網(wǎng))之間的距離小于防地電位反擊的安全距離,需要在兩者之間采取等電位連接。等電位連接方法主要有兩種。一是采用金屬導體(線(xiàn))直接做電氣連接。二是用等電位連接器連接,等電位連接器的作用是保證正常工作狀態(tài)下兩個(gè)接地系統(地網(wǎng))不連通,沒(méi)有相互干擾,當一個(gè)接地系統遭受雷擊時(shí)等電位連接器便瞬時(shí)導通,使兩個(gè)地網(wǎng)形成等電位,有效消除地電位反擊�？紤]到辦公樓和營(yíng)業(yè)大廳同屬計算機信息網(wǎng)絡(luò )系統,不存在系統干擾,故不采用等電位連接器連接,只需用金屬導體對兩個(gè)接地系統(地網(wǎng))做不少于2處的物理連接。施工時(shí)采用60×6mm扁鋼在兩個(gè)接地系統(地網(wǎng))間作4處水平方向連接,并增加垂直接地體,各連接點(diǎn)采取焊接,并做防銹蝕處理。這樣兩個(gè)獨立接地系統(地網(wǎng))就成為一個(gè)聯(lián)合接地系統(地網(wǎng)),營(yíng)業(yè)大廳的設備接地電阻也達到了≤4Ω,符合規范要求。
3.3.2金屬管線(xiàn)的等電位連接措施
將所有出入辦公樓和營(yíng)業(yè)大廳樓的金屬管道、通信線(xiàn)纜和供電線(xiàn)路(穿金屬管)在進(jìn)出建筑物時(shí)做接地處理,與接地系統可靠連接。
3.3.3機房等電位連接措施
辦公樓二樓數據中心機房和營(yíng)業(yè)大廳安裝等電位連接排,將信息網(wǎng)絡(luò )系統的交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地、防靜電接地等其他設備的接地匯集在等電位連接排上,通過(guò)等電位連接排與接地系統(地網(wǎng))可靠連接。
4結語(yǔ)
在實(shí)際工作中,信息網(wǎng)絡(luò )系統遭受雷擊的情況比較常見(jiàn),原因多種多樣。其中雷電地電位反擊對信息網(wǎng)絡(luò )、通信、電力等系統的危害極大,也有其特殊性。主要表現在接地系統(裝置)為隱蔽工程,不能直觀(guān)觀(guān)察其安裝位置、敷設形式等相關(guān)參數,在分析事故原因時(shí)往往會(huì )產(chǎn)生誤判。本案例通過(guò)現場(chǎng)勘察、實(shí)地檢測(測量)及查閱相關(guān)資料等方式進(jìn)行綜合分析,查找到了雷擊事故原因并提出應對方案,采取了上述措施后,到目前為止沒(méi)有接到該單位遭受雷擊的報告。
參考文獻
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[5]肖穩安,李霞,馬忠安,等.雷電與防護專(zhuān)業(yè)知識問(wèn)答[M].氣象出版社,2015.
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