江西信息应用职业技术学院
毕业设计（论文）
专业名称 防雷技术
班 级 07防雷1班
学生名称
指导教师
系 主 任
二Ｏ一Ｏ 年 四 月二十日
毕业设计（论文）任务书
I 、毕业设计（论文）题目：
中国工商银行杭州分行办公楼防雷设计方案
II 、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：
根据施工人员所勘测的数据资料等对该银行大楼进行设计。
数据有：建筑楼的长、宽、高，地理、地质、土壤、气象、环境、年
平均雷暴日、雷电活动规律、该建筑楼特点以及建筑内部设备的状况
等。
技术要求：安全可靠、技术先进、经济合理
III 、毕业设计（论文）工作内容：
封面、目录、摘要、内容，内容包括：雷电概述、直击雷防护、雷电
感应防护、雷电波侵入防护、接地装置、防雷效果与分析、工程维护
与管理
注：本页内容由指导教师填写
IV 、主要参考资料：
［1］中国建筑标准研究所. 利用建筑物、金属体做防雷及接地装置安装.1986［2］张小青. 建筑物内电子设备的防雷保护. 北京：电子工业出版社,2000 ［3］罗国杰. 智能建筑系统工程. 北京：中国建筑工业出版社，2000
［4］梁华. 实用建筑弱电工程设计资料集. 北京：中国建筑工业出版社，2001 ［5］国家标准. 建筑物电子信息系统防雷技术规范. 北京：中国建筑工业出版社，2004
环境工程 系 防雷技术 专业 07防雷1 班
学 生
日 期：自 2010 年 3 月 1 日 至 2010 年 4 月 20 日
指导老师
兼职教师或答疑教师（并指出所负责的部分）：
目 录
1 雷电及防护概述 ......................................... 7
1.1 防雷简史 .......................................... 7
1.2 防雷概述 .......................................... 7
1.3 有关雷击事故实例 .................................. 8
1.4 雷电危害的途径 .................................... 8
1.4.1直击雷 ....................................... 8
1.4.2雷电波侵入 . ................................... 8
1.4.3雷击电磁脉冲 . ................................. 9
1.4.4操作过电压 . ................................... 9
2 现代防雷体系 ........................................... 9
2.1 雷电的几种防护方法 ............................... 10
2.1.1 直击雷的防护 ................................ 10
2.1.2雷电感应的防护 . .............................. 10
2.1.3 雷电电磁脉冲的防护 .......................... 10
2.1.4雷电波侵入的防护 . ............................ 10
2.2 现在防雷技术措施 ................................. 10
2.2.1 传导 ........................................ 10
2.2.2 接地 ........................................ 11
2.2.3 等电位连接 .................................. 11
2.2.4 屏蔽 ........................................ 11
2.2.5 分流 ........................................ 11
2.3 雷电防护分区 ..................................... 11
3 计算机中心机房雷电防护 ................................ 12
3.1 电源部份 ......................................... 12
3.2网络通信的雷电保护 . ............................... 13
4 设计思想及指导原则 .................................... 13
5 设计依据 .............................................. 14
6 数据勘测及结论 ........................................ 14
6.1环境状况 ......................................... 14
6.2 勘测数据 ......................................... 14
6.3 勘测结论 ......................................... 15
７ 设计方案 ............................................. 15
7.1接闪器 ........................................... 15
7.2引下线 ........................................... 15
7.3供电线路防感应雷保护措施 . ......................... 15
7.3.1电源线路第一级防雷保护措施 ................... 15
7.3.2电源线路第二级防雷保护措施 ................... 15
7.3.3电源线路末级防雷保护措施 . .................... 16
7.3.4监控系统电源防雷保护措施 . .................... 16
7.4信号线路防感应雷保护措施 . ...................... 16
7.4.1网络数据及语音系统防感应雷保护措施 ........... 16
7.4.2安防报警系统防感应雷保护措施 ................. 16
7.5等电位连接 ....................................... 17
7.6接地措施 ................................................................................................................ 17
７. ６. １大楼内各弱电系统的具体接地措施 . ................................. 17
７. ６. ２ 大楼地网建设 . .............................................................................. 18
８防雷效果分析 ................................................................................................. 19
９工程维护与管理 ............................................................................................ 19
中国工商银行办公楼防雷工程设计方案
摘要：随着我国国民经济的迅速发展，各种高层建筑物越来越多，雷电灾害也时有发生。为把雷电灾害减少到最低程度，我们必须依靠科学技术去认识掌握其致灾规律，增强防雷减灾意识。尤其是金融电子化建设的步伐不断加快，电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS 半导体集成模块，普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过电压的冲击，则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏；重要的是这些系统所承载的那些后续工作中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。为此，应该对中国工商银行杭州分行办公楼进行综合雷电防护。通过对部分标准中有关规定的理解以及前往现场进行勘测，以及指导工作，阐述了中国工商银行杭州分行办公楼雷电综合防护的具体要求，根据勘测的数据及内容，对中国工商银行杭州分行办公楼进行直击雷防护、感应雷防护、雷电波侵入防护及接地，从而使建筑物内的人员、电子信息系统及相关设备不被雷击。因为有完善的雷电防护，从而使建筑物更有效的得到保护，避免对信息系统造成巨大的经济损失。
关键词：银行办公楼、防雷、接闪器、引下线、地网、避雷器
1 雷电及防护概述
1.1 防雷简史
雷电是自然界一种常见的大气物理现象，自古以来便有文字记载。早在公元前1068年，我国历史上便有一次雷击周武王住所的记录。雷电引起的“天火”灾害更是世界各地远古传说中的浩劫。18世纪中叶，富兰克林等科学家通过实验破除迷信，认识到雷击的实质就是电的过程，并提出了避雷针、引下线和接地的简单却科学的防雷方法，开始了人类自觉地同雷电作斗争的历史。20世纪上半叶，通过现代观测手段，更清楚地认识到雷击是大气中超大规模的气体放电现象。近二百多年来，随着社会的发展防雷范围也有所发展，从民居、宗教建筑、军事要塞的防雷，到上世纪的工业防雷（主要是电力, 野外油、矿基地, 工业易燃物品存储场所），取得了丰富的经验，产生了许多防雷产品，形成了一系列行之有效的措施。
1.2 防雷概述
雷电直接击到建筑物或其它物体上或雷电直接击中线路并经过电器设备入地，也叫直击雷。
巨大的雷电流要产生强烈的机械震动和热效应，通过物体时，瞬时释放的功率之大使受击物内发热、水份蒸发，分解出氧气产生高温爆炸。据有关资料：雷击的发热量约为500—2000焦尔，可熔化一个直径46mm 的钢球。
当防雷装置接受雷击时，在接闪器引下线和接地体上都产生很高的电位，由于雷电流巨大的陡度及幅值，雷电流周围产生了强大的变化的磁场。处在磁场中的导体会感应出电动
势。如果防雷装置与建筑物内外电气设备、电线或其他金属管道的绝缘距离不够，它们之间会产生放电，称之为反击。反击将会损坏仪器设备，引起爆炸，甚至危及人的生命。
当雷电流经地面雷击点或接地体散入周围土壤时，在它周围形成了电压降, 接地体附近的人则因两脚所在位置不同，跨接一定的电位差，而有电流过人体形成电击，此为跨步电压。当雷电流流经引下线和接地装置时，由于引下线本身和接地装置都有电阻和电抗，因而会产生较高的电压降。有的甚至高达几万伏，若人接触引下线就会发生触电事故。
雷电直击在架空电力、通信线路或金属管道上，产生的雷电波可能沿着这些管线侵入室内的仪器，配电柜，危及人身及设备安全。
雷击大地或接地体，引起地电位上升而波及附近的电子设备，对设备产生反击，损害其对地绝缘。或由于两个地网和雷击入地点的距离不同，导致地电压不同，会引致设备内部两个地之间的击穿。
1.3 有关雷击事故实例
2003年5月11日晚，怀柔区某公司遭雷击，造成2个卫星天线高频头和电话交换机的2块主板被击坏。
2003年5月10日上午9时左右，房山区良乡某单位继去年又一次遭受雷击，致使程控交换机的四条线路，电视信号接收系统遭到破坏，造成9个小时停电. 主要原因是楼内电源，信号等弱电系统没有采取有效的防雷击电磁脉冲措施而造成的。
2009年4月12日19时40分，丽水莲都区灯塔小区、星火钟楼小区、城北小区发生雷击。雷击产生的强烈电磁波，沿有线电视光工作站和有线电视信号线路传输，造成小区内4套光工作站和40只分支器损坏。直接经济损失10.12万元，间接经济损失12万元。
1.4 雷电危害的途径
1.4.1直击雷
接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道安全地泄放到大地中去。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是Lightning Conductor，原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地，避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的，采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。雷电直接击倒高速区域建筑物顶部，如无合适的分流途径，雷电流的能量以极高的温度、热量、电动力、强力冲击波对高速区域内的工作人员及其它设施造成严重的损坏。
1.4.2雷电波侵入
雷击于远处的架空通讯线或电力线，雷电流通常沿着这些导线以过电压、过电流波的形
式最后侵入到建筑物以及建筑物内的设备。如果架空线路上方没有避雷线，雷电波侵入的概率相当大。过电压、过电流冲击波进入建筑物后还可沿内部通讯线、电力线袭击敏感设备等等。
1.4.3雷击电磁脉冲
雷击直接击于建筑物上或附近时，雷电流通道的电磁场对建筑物外部和内部都会有雷击电磁脉冲感应，如果办公楼、机房和管线无屏蔽措施，在某些部位上磁场和电场可能达到有害的数值。雷击电磁脉冲感应数量级虽比前几种可能小，却可能危害到敏感的微电子器元件，而且它危害作用范围广，侵入途径多，难以捉摸，在过去主要着眼于设备防雷时，雷击电磁脉冲感应不重视，但对于系统防雷而言，是应该予以严重关注的。
以上几种是基本的雷害途径，在实际中可能是几种方式的混合的途径，如有一处地电位升高经水平接地引线传递到另一处雷击大地时，雷电流经地下金属管道传入建筑物。雷击大地时，架空线受到感应，然后传入建筑物，再传递到敏感设备等。
1.4.4操作过电压
电涌的来源除了雷电之外还有电气设备的操作过电压，在电感性负载突然切断时，在电感元件中储存的磁场能量释放出来，变成为电场能量，产生很高的过电压，特别是在电站中，更应引起高度重视。在低压网中，电感性设备是很多的，如电动机、带储能线圈的开关电器等，电容性负载(如功率因数补偿电容器组等) 的合阀或切断也会产生很高的过电压。据CCITT 测试，低压电源线上的瞬态过电压一般不超过6KV 。近年来，供电网络上挂接了大量的电力电子器件组成的用电设备，如大功率模块式整流电路、开关电源等也会给供电电网带来干扰，形成电涌过电压(100ms脉冲形式) 。操作过电压虽然电压不高，但持续时间较雷电为长，而且发生频度较雷电高得多，因此在敏感设备的电涌防护中也是应该予以考虑的。 反击
由于强大的雷电流在接地电阻和引下线的电阻和电感上产生很高的电压降，使无雷击时处于低电位的接地装置或与之相连的设备接地端出现很高的电位。如果相近的物体没有做好等电位连接措施，形成巨大的电位差就会发生击穿等现象，又因这种击穿是由看似是地电位而引起的，所以称其为反击。
2 现代防雷体系
现代防雷体系是在传统防雷技术的基础上充实了针对以信息系统为对象的室内防雷内容而形成的；现代防雷体系的要点是:在分析雷害途径的基础上，划分不同层次的防雷区域，
采取接闪、泄流、接地、等电位连接、屏蔽和限压等六种防护措施，全方位、多层次，统筹安排，综合治理，使之大幅度的提高外部建筑物和室内信息系统的防雷可靠性。
2.1 雷电的几种防护方法
2.1.1 直击雷的防护
对于直击雷采用风电扇叶设有接闪器当雷雨云接近接闪器时，它会感应出大量的异性电荷，通过导电线和受电端向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度，达到防雷目的。如受电端果是直击雷，避雷针可以把雷电流引入大地，从而起到保护作用。
2.1.2雷电感应的防护
为了防护感应雷对供电线路，传输电缆和架空天线及高层导电线建筑的破坏，可以在线路上安装碳化硅阀型避雷器或金属氧化物避雷器。现在随着社会的进步，特别是风电技术迅速发展，防雷技术也在不断完善和提高。生产避雷器的厂家有增无减，各种类型用途的新型避雷器不断问世。等电位避雷器就是其中之一。
2.1.3 雷电电磁脉冲的防护
雷击电磁脉冲是在风机附近遭受直接雷击或附近遭雷击的情况下，产生电磁辐射，其电场和磁场能够耦合到箱变系统中，从而产生干扰性的浪涌电流或浪涌电压。
2.1.4雷电波侵入的防护
雷电波侵入是雷电对风电埋地的电缆或架空的线缆的作用，所产生的雷电波可能沿着这些金属导体、管路，特别是沿这天线或架空电线将高电位引入箱变内部造成反击。因此，对架空线需进行穿钢管，对埋地线缆要金属铠装电缆并穿钢管全线埋地引入。埋地线缆与架空线缆交界处要安装避雷器。
2.2 现在防雷技术措施
2.2.1 传导
把闪电的巨大能量引导到大地下耗散掉，接闪器虽不会爆炸，但引导导线入地的导线流有巨大的电流，会产生感应电磁场，也可能损坏设备，所以传导措施必须与其他防雷措施联合使用才是万全之策。
2.2.2 接地
接地是闪电能量的泄放入地，它是防雷措施的基础，它又是最费工，费钱，费力的 措施，是防雷工程和难点，避雷装置安全检测的主要工作就是围绕它进行的。
2.2.3 等电位连接
把各种金属物焊接起来，以保证等电位。等电位连接也包括物体与结构件之间或者 同一物体的各部分金属外套之间做导电性的连接。在航天系统中，这是极为重要的。完善的等电位连接也可以消除因地电位骤然升高而产生的反击现象，这在微波站天线塔遭到雷击后是常常看到的。
2.2.4 屏蔽
屏蔽就是用金属网、箔、壳，管等导体把需要保护的对象包裹起来，从物理意义上讲就是把闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来，各种屏蔽必须妥善接地。
2.2.5 分流
凡是室外来的导体都要并联一种避雷器至接地线。它的作用是把沿导线传入的过电压波在避雷器处经避雷器分流入地。把雷电流的所有入侵通道堵截，不止一级堵截，要多级堵截
2.3 雷电防护分区
一个完整的防雷系统主要包括外部防护（直击雷防护）和内部防护（雷电感应、操作过电压等防护）两部分组成，强调全方位防护，综合治理，层层设防的原则，把防雷看作是一个系统的工程。其中，外部防护主要是针对建筑物本身以及其他与建筑物相连的外部设施，通过安装避雷针、避雷带（网）实现直击雷防护；内部防护主要是供配电系统及电子设备的防护，除最基本的等电位连接和屏蔽等措施外，还必须安装电涌防护器（SPD ）。
LPZO A 区：本区内的各物体都可能遭到雷击和导走全部雷电流；本区内的电磁
场强度没有衰减。
LPZO B 区：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚珠半径对应的雷电流直接雷击，但本区内
的电磁场强度没有衰减。
LPA1区：本区内的各物体不可能遭到雷击，流经各导体的电流比LPZO B 区更
小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。
LPZ n +1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设
后续防雷区，并按照需要防护的对象所要求的环境区选择后续防雷
区的要求条件。
注：n=1、2„
防护措施的制定首先要查明所有需要防护的电子设备和防护区，以及对设备所需防护的等级水平进行评估。然后选择合适的放电泄流装置，建立一个电位补偿系统并确定正确的安装布线地点。
对于供电系统浪涌引起的瞬态过电压（TVS ）保护，一般采用开关型或压敏型浪涌保护器（SPD ）分级保护，从供电系统入口（变压器低压侧）开始逐步进行浪涌能量的吸收，对瞬态过电压分阶段抑制。在变压器低压侧电源输入端并联安装标称放电电流I n ≥15kA （10/350μs ）开关型浪涌保护器或I n ≥50kA （8/20μs ）限压型浪涌保护器作为第一级保护；在第一级保护区之后的各分区交界处或分配电箱处并联安装标称放电电流I n ≥20kA （8/20μs ）限压型浪涌保护器作为安装二、三级浪涌保护器；直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用I n ≥10kA 适配的SPD 。
对于设备柜、配电箱空间不足或室外设备等电源线路防护，可选用电源防雷箱；机房配电箱、UPS 前端或重要场所孤立设备的保护，选用两级电源防雷箱。
3 计算机中心机房雷电防护
3.1 电源部份
计算机机房配电系统一般采用三相五线和单相三线的供电制式运行, 电力线是重要的引雷途径，必需进行有效的防护。根据ICE 和GB 的有关标准的规定，对电源系统应实施多级保护，第一级使用通流容量不少于100KA 的电源避雷器（对雷电进行90%的吸收），第二级使用不少于60KA 的电源避雷器（第一级避雷器吸收雷电后，对残余感应雷电进行吸收，使雷电的能量基本吸收完毕）第三级使用通流容量不少于40KA 的电源避雷器（对残余的雷电杂波及其它操作过电压、容性负载感性负载引起的浪涌过压实施进一部吸收，并对电力线出现的差模干扰、共模干扰实施有效的抑制和吸收），对重要设备和弱电设备应进行精细保护即第四级防护，通流容量可选择20KA 。如有条件，应使第一级防雷器件与第二级防雷器件之间拉开直线距离10米以上、第二级与第三级之间拉开直线距离5米以上，利用电力线上的自由电感、自由电阻进行级级解耦，以达到级级保护器的响应时间配合，实现真正的多级保护。如不能实现利用电力线实施距离解耦时，应该采用人为的电阻、电感实施LC 延迟解耦，以达到多级保护的目的。三级保护完成后，能够为计算机信息系统设备的电源输入端提供安全、可靠的用电环境。
在计算机房内，在不间断电源输出端的电力分电箱中，安装一级感应雷电半导体过电压保护器。在重要的终端（小型机、服务器、高速打印机、系统前置机、通信设备、网络交换
机等等）实施终端电源感应雷击的末级防雷保护。
3.2网络通信的雷电保护
网络通信系统雷电保护分为：广域网雷电防护、局域网雷电防护、无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间的串口雷电防护等。
广域网雷电防护：
广域网线一般为：租用邮电专用线路和共用邮电话线线路。机房通信设备使用的专线：X25、V11、V24、综合业务DDN ；机房通信设备话线备份网：PSTN 。
根据上述的特点，广域网远距离传输数据通信，目前最大速度小于等于2M ，从四通八达的户外引进机房，是雷电的重点袭击对象，所以，在进入机房设备（交换机、调制解调器或其它设备）前端安装具备二级保护的防雷保安器（第一级惰气体火花间隙放电器，通过RLC 解耦或PTC 进入第二级过电压保护器）。需要防护线与线之间、线与大地之间的雷电入侵，保安器的损耗指标应该适应计算机设备的通信协议（IEEE 标准通信协议）要求。 局域网的雷电保护：
建筑物内部或机房内部计算机设备之间的数据交换和数据处理的网络系统是局域网雷电防护的重要部分，做好局域网网线的屏蔽，同时还应该加强终端设备的局域网端口的雷电防护（小型机、服务器、前置机、集线器、网络交换机），网络运行速度10M 、100M ，网络接口为RJ45、RJ11、BNC 、N 等形式。
无线通信系统防护：
无线通信一般使用微波、卫星等高频电子技术进行有效交换数据的一种本联络方式。经常在建筑物上架设天线，天线通过馈线把信号输送给接收、发射机，由于天线较高，属于地面特别突出物，馈线的屏蔽层与机壳及大地相连接，是雷电释放大地的优良途径。一旦雷电沿此途径入地，必将使设备烧毁。为此，必须加强在天馈线应多点接地，在进入机房前转弯处应进行可靠接地，并在设备前端安装馈线防雷器，由于无线通讯系统使用频率较高，一般在800—2500M ，要求防雷器的插入损耗较严，所以只能使用间隙放电器件进行有效的防护。 4 设计思想及指导原则
设计认真贯彻执行国家政策，法令和相关规定，严格按照国家规范进行设计，并按照《中华人民共和国标准化法》的有关要求，积极采纳国际标准，提高设计的技术要求。积极采用成熟的新技术、新设备、新工艺，以国际和国家有关防雷技术规范为依据，以安全可靠，技术先进，经济合理为原则，结合保护对象所在地区雷电活动规律及被保护对象的特点，综合考虑，引用好规范，为指导思想。由于考虑到被保护物的重要性、使用性质和发生雷电事故的后果严重，所以雷电防护措施应做到安全可靠、经济合理、技术先进。
5 设计依据
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94（2000版）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343-2004
《民用建筑电气设计规范》 JG J/T 16-92
《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2000
《防雷器材指标要求》 GB11032-89
《低压配电设计规范》 GB50054-1995
《雷电电磁脉冲的防护》 IEC61312
6 数据勘测及结论
6.1环境状况
杭州位于浙江省西北部，东临杭州湾，南与绍兴、金华相接，北与湖州、嘉兴两市毗邻，西与安徽省交界。地理坐标为东经118°21′-120°30′，北纬29°11′-30°33′。杭州地处长江三角洲南沿和钱塘江流域，地形复杂多样。杭州属亚热带季风性气候，四季分明，温和湿润，光照充足，雨量充沛。雷电活动非常频繁。
6.2 勘测数据
该建筑物长５０ｍ，宽３０ｍ，高18ｍ，楼高２６层，避雷带敷设不平正顺直，与引下线接触不良。底层有一中心配电房，每层配置了一个配电箱，三楼中心机房也有一配电箱，由总配电房引入，各个配电箱内未安装电源SPD ，各个楼层及底层有监控系统，监控摄像机未安装信号SPD ，网络系统未安装网络信号SPD 。电源线及信号线未穿钢管买地引入，并且在入户端没有安装SPD 。
6.3 勘测结论
按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000版）第2.0.3条 第3款要求：“国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物”以及根据计算可得，中国工商银行杭州分行办公楼为第二类防雷建筑物。
７ 设计方案
7.1接闪器
用直径为１０ｍｍ的圆钢为做建筑物的避雷带，沿建筑物屋顶女儿墙敷设一周，其拐角处的避雷带为钝角敷设。
7.2引下线
利用柱内主钢筋作为自然接引下线，避雷带应与引下线相互连接并焊接良好。
7.3供电线路防感应雷保护措施
中国工商银行办公楼内各功能区的用电是由配电房集中供电实现的，即：由总配电房内配电柜分动力、空调、照明等多条供电线路分别供至楼内用电系统。因此，对网络数据及语音、安全防范等系统设备的供电线路防感应雷保护也要整体考虑。
7.3.1电源线路第一级防雷保护措施
在总配电房内每台动力配电柜的电源出线端各安装1台电源避雷器，雷电通流量为100KA ，作为整个银行供电系统的第一级（泄流级）防雷保护措施。
安装此电源避雷器后，可使供电线路感应出的大部分雷电过电流被泻放掉，
7.3.2电源线路第二级防雷保护措施
在楼内各楼层配电箱、三楼中心机房的电源进线端各安装1台三相电源避雷器，雷电通流量为60KA ，作为大楼、三楼机房供电线路的第二级防保护。
7.3.3电源线路末级防雷保护措施
在建筑物内终端用电设备处使用防雷插座，用来作为各电子设备电源线路的末级防雷保护。
通过以上对大楼内电子设备的层层保护，可确保中国工商银行杭州分行办公楼网络数据及语音、安全防范等系统设备的供电线路的防感应雷及雷电电磁脉冲的安全。
7.3.4监控系统电源防雷保护措施
如于监控系统中的摄像云台一般安装在室外处于LPZ0B 区，其电源线极易感应雷电电磁脉冲并对其设备造成损坏，在其电源线上设计安装电源避雷器。
通过以上对大楼内电子设备的层层保护，可确保中国工商银行杭州分行办公楼网络数据及语音、安全防范等系统设备的供电线路的防感应雷及雷电电磁脉冲的安全。
7.4信号线路防感应雷保护措施
由于信号系统，尤其是与信号传输线相连接的设备接口工作电压较低，而且耐压水平也很低，对于由信号传输线引入的感应雷电波特别敏感，极易损坏。因此，在网络数据及语音、安全防范等系统设备的信号接口处安装相应的信号避雷器是非常必要的。
7.4.1网络数据及语音系统防感应雷保护措施
电话信号线路防雷保护措施：
在中心机房内PBX 的大对数通信电缆的入线端安装保安接线排，用来保护中心机房内程控交换机免遭电话线路因220V 电路碰线和雷电电磁脉冲的侵害。
网络数据线路防雷保护措施：
在交换机与服务器相连的100Mbps 的超五类双绞线两端各安装1个信号避雷器用来保护交换机和各台服务器免遭雷电电磁脉冲的侵害。
光纤为非金属信号线路而不能感应雷电压，但其光缆加强钢筋可感应雷电电磁脉冲应对它进行可靠接地。
7.4.2安防报警系统防感应雷保护措施
由于探测器接收的信号是通过无线方式传输的，所以对安防报警系统的防感应雷保护措施主要是针对监控线路进行防护。
在摄像头与485转换器相连的每条视频线两端各安装1个信号避雷器，用于监控室内DVR 硬盘录像机以及监控主机的安全。
7.5等电位连接
为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电位连接，将分开的装置的导电物体连接导体或等电位连接器（防雷器或放电器）连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。目的是在减少需要防雷的空间各金属部件和各系统之间的电位差，电源线、信号线、金属管道，接地线都要通过等电位连接器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接，各个局部等电位连接棒相互连接，并最后与主管电位连接棒相连。等电位连接，就是使导体良好的导电性连接、使它们过到电位相等，整个系统能量均衡，并为雷电流提供低阻抗通道，以使它迅速泄流入地。
电气安全的总等电位连接也是防雷等电位连接的内容。IEC —TC81所推荐的标准，均采用防雷等电位连接，其内容除了直接连接的等电位外，对于那引起不能直接者则应通过等电位连接器连接。当其两端出现危险电位差时（如雷闪击中建筑物的防雷装置，共用接地装置电位升高或降低），等电位连接器瞬间击穿，相当于两端短接，形成瞬间等电位。如不装设过电压保护器，则可能击穿电气装置的绝缘，或在险场所发生火花和电弧，引发事帮，电子设备就更容易损伤。
等电位连接的实施办法是：可以直接连接的用金属导线与等电位连接带连接，如自来水管、各种大金属构件、金属门窗等：不能直接连接的则用等电位连接器连接，如电源线、信号线、需要绝缘的金属物、有电位差的接地体等。一个完善的电位补偿系统就由连接用的金属导线、连接用的等电位连接器（防雷器）与等电位连接带的可靠连接组成。
7.6接地措施
为确保中国工商银行杭州分行办公大楼内弱电系统（网络数据及语音、安全防范）的电子设备和操作人员的安全，所有各类电气、电子信息设备均应进行等电位连接。电子、微电子信息设备应尽量远离构筑物的外围结构柱子，并设置在雷电防护的最高级别（LPZ2或LPZ3）区域内。根据防雷分区和设备的要求，采取相应的屏蔽措施，使雷击产生的电磁场向内层层衰减，以减小对音频、视频信号的干扰。
７. ６. １大楼内各弱电系统的具体接地措施
在中心机房内静电地板下敷设一组均压环，机房内所有设备的机壳机架均用不小于10平方毫米多股铜芯线就近接至均压环，以减少各系统设备之间或设备与设备之间因雷击而产生电位差。
进入大楼的所有外露可导电外层应在LPZ0B 区与LPZ1区交界处进行总等电位连接后接地，在后续的雷电防护区交界处按总等电位连接的方法进行局部等电位连接。
进入大楼的光缆，在入户处将光缆中的加强钢筋作接地处理，接地线就近接至均压环或接地汇集排。
楼内语音线路采用的三类大对数电缆有条件最好敷设在屏蔽槽（管）内，并将电缆的金属屏蔽层在进入机房前和另一端作接地处理，接地线就近接地。
通过对以上各系统的设备及金属线路的接地处理，可保证楼内各系统的设备处于等电位状态，在大楼遭受雷击时不至于产生电位差。
７. ６. ２ 大楼地网建设
中国工商银行杭州分行办公楼内各系统和机房内交流工作地、直流工作地、安全保护地、防静电接地、防雷接地等应共用一组接地装置，即共用接地系统。共用接地系统是自然接地体与人工接地体的组合。自然接地体利用建筑物的基础钢架做接地装置，如建筑地网的接地电阻不符和要求，宜在建筑物四周散水坡外，埋设人工垂直接地体和水平环形接地体。 具体计算方法如下:
根据《交流电气装置的接地》“DL/T621-1997”我们对接地电阻进行计算：
A 、接地电阻的计算：
设单根垂直接地极阻值为R 垂直，则根据垂直接地极的计算公式:
R 垂直＝ρ8L (ln-1) 2πL d
其中：
R 垂直——垂直接地极的接地电阻，Ω；
ρ———土壤电阻率，Ω·m ；
L ———垂直接地极的等效长度，m ；
d ———接地等效半径，m ；
B 、单根水平接地时，水平接地极计算公式为：
则根据水平接地极的计算公式知：
ρL 2
R 水平＝ln +A ) 2πL hd ；
其中：
L ———接地体长度，m ；
d ———为接地极等效直径，m ；
h ———为接地极埋地深度，m ；
A ———为接地地网形状系数；
C 、水平接地极与垂直接地极组成接地时，复合接地地网的阻值为R 复合，则复合接地地网的阻值的计算公式为：
1ρR 复合＝⨯2⨯w
其中：
R 复合——复合接地地网的接地电阻，Ω；
ρ———土壤电阻率，Ω·m ；
l ———为水平接地地网的长度，m ；
w ———为水平接地地网的宽度，m ；
８防雷效果分析
严格按照国家相关法律、法规以及冷却塔及仓库有关防雷工程的管理办法的规定，执行国家、行业以及地方的防雷设计、施工的规范和规定，完全满足国家要求的雷电防护安全标准。
９工程维护与管理
每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。
接地网的接地电阻应每年进行一次测量。
若进行系统改造或者添加新设备、新线路，请及时与我公司联系，做好新系统、新设备或者新线路的防雷工作，以免造成不可挽救的损失。
参考文献
［1］中国建筑标准研究所. 利用建筑物金属体做防雷及接地装置，1986
［2］叶佩生. 计算机机房环境技术. 北京:人民邮电出版社,1998
［3］张小青. 建筑物内电子设备的防雷保护. 北京. 电子工业出版社，2000
［4］罗国杰. 智能建筑系统工程. 北京：机械工业出版社，2000
［5］梁华. 实用建筑弱电工程设计资料集. 北京：中国建筑工业出版社,2001
［6］国家标准. 建筑物电子信息系统防雷技术规范. 北京：中国建筑工业出版社,2004
江西信息应用职业技术学院
毕业设计（论文）
专业名称 防雷技术
班 级 07防雷1班
学生名称
指导教师
系 主 任
二Ｏ一Ｏ 年 四 月二十日
毕业设计（论文）任务书
I 、毕业设计（论文）题目：
中国工商银行杭州分行办公楼防雷设计方案
II 、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：
根据施工人员所勘测的数据资料等对该银行大楼进行设计。
数据有：建筑楼的长、宽、高，地理、地质、土壤、气象、环境、年
平均雷暴日、雷电活动规律、该建筑楼特点以及建筑内部设备的状况
等。
技术要求：安全可靠、技术先进、经济合理
III 、毕业设计（论文）工作内容：
封面、目录、摘要、内容，内容包括：雷电概述、直击雷防护、雷电
感应防护、雷电波侵入防护、接地装置、防雷效果与分析、工程维护
与管理
注：本页内容由指导教师填写
IV 、主要参考资料：
［1］中国建筑标准研究所. 利用建筑物、金属体做防雷及接地装置安装.1986［2］张小青. 建筑物内电子设备的防雷保护. 北京：电子工业出版社,2000 ［3］罗国杰. 智能建筑系统工程. 北京：中国建筑工业出版社，2000
［4］梁华. 实用建筑弱电工程设计资料集. 北京：中国建筑工业出版社，2001 ［5］国家标准. 建筑物电子信息系统防雷技术规范. 北京：中国建筑工业出版社，2004
环境工程 系 防雷技术 专业 07防雷1 班
学 生
日 期：自 2010 年 3 月 1 日 至 2010 年 4 月 20 日
指导老师
兼职教师或答疑教师（并指出所负责的部分）：
目 录
1 雷电及防护概述 ......................................... 7
1.1 防雷简史 .......................................... 7
1.2 防雷概述 .......................................... 7
1.3 有关雷击事故实例 .................................. 8
1.4 雷电危害的途径 .................................... 8
1.4.1直击雷 ....................................... 8
1.4.2雷电波侵入 . ................................... 8
1.4.3雷击电磁脉冲 . ................................. 9
1.4.4操作过电压 . ................................... 9
2 现代防雷体系 ........................................... 9
2.1 雷电的几种防护方法 ............................... 10
2.1.1 直击雷的防护 ................................ 10
2.1.2雷电感应的防护 . .............................. 10
2.1.3 雷电电磁脉冲的防护 .......................... 10
2.1.4雷电波侵入的防护 . ............................ 10
2.2 现在防雷技术措施 ................................. 10
2.2.1 传导 ........................................ 10
2.2.2 接地 ........................................ 11
2.2.3 等电位连接 .................................. 11
2.2.4 屏蔽 ........................................ 11
2.2.5 分流 ........................................ 11
2.3 雷电防护分区 ..................................... 11
3 计算机中心机房雷电防护 ................................ 12
3.1 电源部份 ......................................... 12
3.2网络通信的雷电保护 . ............................... 13
4 设计思想及指导原则 .................................... 13
5 设计依据 .............................................. 14
6 数据勘测及结论 ........................................ 14
6.1环境状况 ......................................... 14
6.2 勘测数据 ......................................... 14
6.3 勘测结论 ......................................... 15
７ 设计方案 ............................................. 15
7.1接闪器 ........................................... 15
7.2引下线 ........................................... 15
7.3供电线路防感应雷保护措施 . ......................... 15
7.3.1电源线路第一级防雷保护措施 ................... 15
7.3.2电源线路第二级防雷保护措施 ................... 15
7.3.3电源线路末级防雷保护措施 . .................... 16
7.3.4监控系统电源防雷保护措施 . .................... 16
7.4信号线路防感应雷保护措施 . ...................... 16
7.4.1网络数据及语音系统防感应雷保护措施 ........... 16
7.4.2安防报警系统防感应雷保护措施 ................. 16
7.5等电位连接 ....................................... 17
7.6接地措施 ................................................................................................................ 17
７. ６. １大楼内各弱电系统的具体接地措施 . ................................. 17
７. ６. ２ 大楼地网建设 . .............................................................................. 18
８防雷效果分析 ................................................................................................. 19
９工程维护与管理 ............................................................................................ 19
中国工商银行办公楼防雷工程设计方案
摘要：随着我国国民经济的迅速发展，各种高层建筑物越来越多，雷电灾害也时有发生。为把雷电灾害减少到最低程度，我们必须依靠科学技术去认识掌握其致灾规律，增强防雷减灾意识。尤其是金融电子化建设的步伐不断加快，电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS 半导体集成模块，普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过电压的冲击，则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏；重要的是这些系统所承载的那些后续工作中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。为此，应该对中国工商银行杭州分行办公楼进行综合雷电防护。通过对部分标准中有关规定的理解以及前往现场进行勘测，以及指导工作，阐述了中国工商银行杭州分行办公楼雷电综合防护的具体要求，根据勘测的数据及内容，对中国工商银行杭州分行办公楼进行直击雷防护、感应雷防护、雷电波侵入防护及接地，从而使建筑物内的人员、电子信息系统及相关设备不被雷击。因为有完善的雷电防护，从而使建筑物更有效的得到保护，避免对信息系统造成巨大的经济损失。
关键词：银行办公楼、防雷、接闪器、引下线、地网、避雷器
1 雷电及防护概述
1.1 防雷简史
雷电是自然界一种常见的大气物理现象，自古以来便有文字记载。早在公元前1068年，我国历史上便有一次雷击周武王住所的记录。雷电引起的“天火”灾害更是世界各地远古传说中的浩劫。18世纪中叶，富兰克林等科学家通过实验破除迷信，认识到雷击的实质就是电的过程，并提出了避雷针、引下线和接地的简单却科学的防雷方法，开始了人类自觉地同雷电作斗争的历史。20世纪上半叶，通过现代观测手段，更清楚地认识到雷击是大气中超大规模的气体放电现象。近二百多年来，随着社会的发展防雷范围也有所发展，从民居、宗教建筑、军事要塞的防雷，到上世纪的工业防雷（主要是电力, 野外油、矿基地, 工业易燃物品存储场所），取得了丰富的经验，产生了许多防雷产品，形成了一系列行之有效的措施。
1.2 防雷概述
雷电直接击到建筑物或其它物体上或雷电直接击中线路并经过电器设备入地，也叫直击雷。
巨大的雷电流要产生强烈的机械震动和热效应，通过物体时，瞬时释放的功率之大使受击物内发热、水份蒸发，分解出氧气产生高温爆炸。据有关资料：雷击的发热量约为500—2000焦尔，可熔化一个直径46mm 的钢球。
当防雷装置接受雷击时，在接闪器引下线和接地体上都产生很高的电位，由于雷电流巨大的陡度及幅值，雷电流周围产生了强大的变化的磁场。处在磁场中的导体会感应出电动
势。如果防雷装置与建筑物内外电气设备、电线或其他金属管道的绝缘距离不够，它们之间会产生放电，称之为反击。反击将会损坏仪器设备，引起爆炸，甚至危及人的生命。
当雷电流经地面雷击点或接地体散入周围土壤时，在它周围形成了电压降, 接地体附近的人则因两脚所在位置不同，跨接一定的电位差，而有电流过人体形成电击，此为跨步电压。当雷电流流经引下线和接地装置时，由于引下线本身和接地装置都有电阻和电抗，因而会产生较高的电压降。有的甚至高达几万伏，若人接触引下线就会发生触电事故。
雷电直击在架空电力、通信线路或金属管道上，产生的雷电波可能沿着这些管线侵入室内的仪器，配电柜，危及人身及设备安全。
雷击大地或接地体，引起地电位上升而波及附近的电子设备，对设备产生反击，损害其对地绝缘。或由于两个地网和雷击入地点的距离不同，导致地电压不同，会引致设备内部两个地之间的击穿。
1.3 有关雷击事故实例
2003年5月11日晚，怀柔区某公司遭雷击，造成2个卫星天线高频头和电话交换机的2块主板被击坏。
2003年5月10日上午9时左右，房山区良乡某单位继去年又一次遭受雷击，致使程控交换机的四条线路，电视信号接收系统遭到破坏，造成9个小时停电. 主要原因是楼内电源，信号等弱电系统没有采取有效的防雷击电磁脉冲措施而造成的。
2009年4月12日19时40分，丽水莲都区灯塔小区、星火钟楼小区、城北小区发生雷击。雷击产生的强烈电磁波，沿有线电视光工作站和有线电视信号线路传输，造成小区内4套光工作站和40只分支器损坏。直接经济损失10.12万元，间接经济损失12万元。
1.4 雷电危害的途径
1.4.1直击雷
接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道安全地泄放到大地中去。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是Lightning Conductor，原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地，避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的，采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。雷电直接击倒高速区域建筑物顶部，如无合适的分流途径，雷电流的能量以极高的温度、热量、电动力、强力冲击波对高速区域内的工作人员及其它设施造成严重的损坏。
1.4.2雷电波侵入
雷击于远处的架空通讯线或电力线，雷电流通常沿着这些导线以过电压、过电流波的形
式最后侵入到建筑物以及建筑物内的设备。如果架空线路上方没有避雷线，雷电波侵入的概率相当大。过电压、过电流冲击波进入建筑物后还可沿内部通讯线、电力线袭击敏感设备等等。
1.4.3雷击电磁脉冲
雷击直接击于建筑物上或附近时，雷电流通道的电磁场对建筑物外部和内部都会有雷击电磁脉冲感应，如果办公楼、机房和管线无屏蔽措施，在某些部位上磁场和电场可能达到有害的数值。雷击电磁脉冲感应数量级虽比前几种可能小，却可能危害到敏感的微电子器元件，而且它危害作用范围广，侵入途径多，难以捉摸，在过去主要着眼于设备防雷时，雷击电磁脉冲感应不重视，但对于系统防雷而言，是应该予以严重关注的。
以上几种是基本的雷害途径，在实际中可能是几种方式的混合的途径，如有一处地电位升高经水平接地引线传递到另一处雷击大地时，雷电流经地下金属管道传入建筑物。雷击大地时，架空线受到感应，然后传入建筑物，再传递到敏感设备等。
1.4.4操作过电压
电涌的来源除了雷电之外还有电气设备的操作过电压，在电感性负载突然切断时，在电感元件中储存的磁场能量释放出来，变成为电场能量，产生很高的过电压，特别是在电站中，更应引起高度重视。在低压网中，电感性设备是很多的，如电动机、带储能线圈的开关电器等，电容性负载(如功率因数补偿电容器组等) 的合阀或切断也会产生很高的过电压。据CCITT 测试，低压电源线上的瞬态过电压一般不超过6KV 。近年来，供电网络上挂接了大量的电力电子器件组成的用电设备，如大功率模块式整流电路、开关电源等也会给供电电网带来干扰，形成电涌过电压(100ms脉冲形式) 。操作过电压虽然电压不高，但持续时间较雷电为长，而且发生频度较雷电高得多，因此在敏感设备的电涌防护中也是应该予以考虑的。 反击
由于强大的雷电流在接地电阻和引下线的电阻和电感上产生很高的电压降，使无雷击时处于低电位的接地装置或与之相连的设备接地端出现很高的电位。如果相近的物体没有做好等电位连接措施，形成巨大的电位差就会发生击穿等现象，又因这种击穿是由看似是地电位而引起的，所以称其为反击。
2 现代防雷体系
现代防雷体系是在传统防雷技术的基础上充实了针对以信息系统为对象的室内防雷内容而形成的；现代防雷体系的要点是:在分析雷害途径的基础上，划分不同层次的防雷区域，
采取接闪、泄流、接地、等电位连接、屏蔽和限压等六种防护措施，全方位、多层次，统筹安排，综合治理，使之大幅度的提高外部建筑物和室内信息系统的防雷可靠性。
2.1 雷电的几种防护方法
2.1.1 直击雷的防护
对于直击雷采用风电扇叶设有接闪器当雷雨云接近接闪器时，它会感应出大量的异性电荷，通过导电线和受电端向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度，达到防雷目的。如受电端果是直击雷，避雷针可以把雷电流引入大地，从而起到保护作用。
2.1.2雷电感应的防护
为了防护感应雷对供电线路，传输电缆和架空天线及高层导电线建筑的破坏，可以在线路上安装碳化硅阀型避雷器或金属氧化物避雷器。现在随着社会的进步，特别是风电技术迅速发展，防雷技术也在不断完善和提高。生产避雷器的厂家有增无减，各种类型用途的新型避雷器不断问世。等电位避雷器就是其中之一。
2.1.3 雷电电磁脉冲的防护
雷击电磁脉冲是在风机附近遭受直接雷击或附近遭雷击的情况下，产生电磁辐射，其电场和磁场能够耦合到箱变系统中，从而产生干扰性的浪涌电流或浪涌电压。
2.1.4雷电波侵入的防护
雷电波侵入是雷电对风电埋地的电缆或架空的线缆的作用，所产生的雷电波可能沿着这些金属导体、管路，特别是沿这天线或架空电线将高电位引入箱变内部造成反击。因此，对架空线需进行穿钢管，对埋地线缆要金属铠装电缆并穿钢管全线埋地引入。埋地线缆与架空线缆交界处要安装避雷器。
2.2 现在防雷技术措施
2.2.1 传导
把闪电的巨大能量引导到大地下耗散掉，接闪器虽不会爆炸，但引导导线入地的导线流有巨大的电流，会产生感应电磁场，也可能损坏设备，所以传导措施必须与其他防雷措施联合使用才是万全之策。
2.2.2 接地
接地是闪电能量的泄放入地，它是防雷措施的基础，它又是最费工，费钱，费力的 措施，是防雷工程和难点，避雷装置安全检测的主要工作就是围绕它进行的。
2.2.3 等电位连接
把各种金属物焊接起来，以保证等电位。等电位连接也包括物体与结构件之间或者 同一物体的各部分金属外套之间做导电性的连接。在航天系统中，这是极为重要的。完善的等电位连接也可以消除因地电位骤然升高而产生的反击现象，这在微波站天线塔遭到雷击后是常常看到的。
2.2.4 屏蔽
屏蔽就是用金属网、箔、壳，管等导体把需要保护的对象包裹起来，从物理意义上讲就是把闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来，各种屏蔽必须妥善接地。
2.2.5 分流
凡是室外来的导体都要并联一种避雷器至接地线。它的作用是把沿导线传入的过电压波在避雷器处经避雷器分流入地。把雷电流的所有入侵通道堵截，不止一级堵截，要多级堵截
2.3 雷电防护分区
一个完整的防雷系统主要包括外部防护（直击雷防护）和内部防护（雷电感应、操作过电压等防护）两部分组成，强调全方位防护，综合治理，层层设防的原则，把防雷看作是一个系统的工程。其中，外部防护主要是针对建筑物本身以及其他与建筑物相连的外部设施，通过安装避雷针、避雷带（网）实现直击雷防护；内部防护主要是供配电系统及电子设备的防护，除最基本的等电位连接和屏蔽等措施外，还必须安装电涌防护器（SPD ）。
LPZO A 区：本区内的各物体都可能遭到雷击和导走全部雷电流；本区内的电磁
场强度没有衰减。
LPZO B 区：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚珠半径对应的雷电流直接雷击，但本区内
的电磁场强度没有衰减。
LPA1区：本区内的各物体不可能遭到雷击，流经各导体的电流比LPZO B 区更
小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。
LPZ n +1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设
后续防雷区，并按照需要防护的对象所要求的环境区选择后续防雷
区的要求条件。
注：n=1、2„
防护措施的制定首先要查明所有需要防护的电子设备和防护区，以及对设备所需防护的等级水平进行评估。然后选择合适的放电泄流装置，建立一个电位补偿系统并确定正确的安装布线地点。
对于供电系统浪涌引起的瞬态过电压（TVS ）保护，一般采用开关型或压敏型浪涌保护器（SPD ）分级保护，从供电系统入口（变压器低压侧）开始逐步进行浪涌能量的吸收，对瞬态过电压分阶段抑制。在变压器低压侧电源输入端并联安装标称放电电流I n ≥15kA （10/350μs ）开关型浪涌保护器或I n ≥50kA （8/20μs ）限压型浪涌保护器作为第一级保护；在第一级保护区之后的各分区交界处或分配电箱处并联安装标称放电电流I n ≥20kA （8/20μs ）限压型浪涌保护器作为安装二、三级浪涌保护器；直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用I n ≥10kA 适配的SPD 。
对于设备柜、配电箱空间不足或室外设备等电源线路防护，可选用电源防雷箱；机房配电箱、UPS 前端或重要场所孤立设备的保护，选用两级电源防雷箱。
3 计算机中心机房雷电防护
3.1 电源部份
计算机机房配电系统一般采用三相五线和单相三线的供电制式运行, 电力线是重要的引雷途径，必需进行有效的防护。根据ICE 和GB 的有关标准的规定，对电源系统应实施多级保护，第一级使用通流容量不少于100KA 的电源避雷器（对雷电进行90%的吸收），第二级使用不少于60KA 的电源避雷器（第一级避雷器吸收雷电后，对残余感应雷电进行吸收，使雷电的能量基本吸收完毕）第三级使用通流容量不少于40KA 的电源避雷器（对残余的雷电杂波及其它操作过电压、容性负载感性负载引起的浪涌过压实施进一部吸收，并对电力线出现的差模干扰、共模干扰实施有效的抑制和吸收），对重要设备和弱电设备应进行精细保护即第四级防护，通流容量可选择20KA 。如有条件，应使第一级防雷器件与第二级防雷器件之间拉开直线距离10米以上、第二级与第三级之间拉开直线距离5米以上，利用电力线上的自由电感、自由电阻进行级级解耦，以达到级级保护器的响应时间配合，实现真正的多级保护。如不能实现利用电力线实施距离解耦时，应该采用人为的电阻、电感实施LC 延迟解耦，以达到多级保护的目的。三级保护完成后，能够为计算机信息系统设备的电源输入端提供安全、可靠的用电环境。
在计算机房内，在不间断电源输出端的电力分电箱中，安装一级感应雷电半导体过电压保护器。在重要的终端（小型机、服务器、高速打印机、系统前置机、通信设备、网络交换
机等等）实施终端电源感应雷击的末级防雷保护。
3.2网络通信的雷电保护
网络通信系统雷电保护分为：广域网雷电防护、局域网雷电防护、无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间的串口雷电防护等。
广域网雷电防护：
广域网线一般为：租用邮电专用线路和共用邮电话线线路。机房通信设备使用的专线：X25、V11、V24、综合业务DDN ；机房通信设备话线备份网：PSTN 。
根据上述的特点，广域网远距离传输数据通信，目前最大速度小于等于2M ，从四通八达的户外引进机房，是雷电的重点袭击对象，所以，在进入机房设备（交换机、调制解调器或其它设备）前端安装具备二级保护的防雷保安器（第一级惰气体火花间隙放电器，通过RLC 解耦或PTC 进入第二级过电压保护器）。需要防护线与线之间、线与大地之间的雷电入侵，保安器的损耗指标应该适应计算机设备的通信协议（IEEE 标准通信协议）要求。 局域网的雷电保护：
建筑物内部或机房内部计算机设备之间的数据交换和数据处理的网络系统是局域网雷电防护的重要部分，做好局域网网线的屏蔽，同时还应该加强终端设备的局域网端口的雷电防护（小型机、服务器、前置机、集线器、网络交换机），网络运行速度10M 、100M ，网络接口为RJ45、RJ11、BNC 、N 等形式。
无线通信系统防护：
无线通信一般使用微波、卫星等高频电子技术进行有效交换数据的一种本联络方式。经常在建筑物上架设天线，天线通过馈线把信号输送给接收、发射机，由于天线较高，属于地面特别突出物，馈线的屏蔽层与机壳及大地相连接，是雷电释放大地的优良途径。一旦雷电沿此途径入地，必将使设备烧毁。为此，必须加强在天馈线应多点接地，在进入机房前转弯处应进行可靠接地，并在设备前端安装馈线防雷器，由于无线通讯系统使用频率较高，一般在800—2500M ，要求防雷器的插入损耗较严，所以只能使用间隙放电器件进行有效的防护。 4 设计思想及指导原则
设计认真贯彻执行国家政策，法令和相关规定，严格按照国家规范进行设计，并按照《中华人民共和国标准化法》的有关要求，积极采纳国际标准，提高设计的技术要求。积极采用成熟的新技术、新设备、新工艺，以国际和国家有关防雷技术规范为依据，以安全可靠，技术先进，经济合理为原则，结合保护对象所在地区雷电活动规律及被保护对象的特点，综合考虑，引用好规范，为指导思想。由于考虑到被保护物的重要性、使用性质和发生雷电事故的后果严重，所以雷电防护措施应做到安全可靠、经济合理、技术先进。
5 设计依据
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94（2000版）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343-2004
《民用建筑电气设计规范》 JG J/T 16-92
《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2000
《防雷器材指标要求》 GB11032-89
《低压配电设计规范》 GB50054-1995
《雷电电磁脉冲的防护》 IEC61312
6 数据勘测及结论
6.1环境状况
杭州位于浙江省西北部，东临杭州湾，南与绍兴、金华相接，北与湖州、嘉兴两市毗邻，西与安徽省交界。地理坐标为东经118°21′-120°30′，北纬29°11′-30°33′。杭州地处长江三角洲南沿和钱塘江流域，地形复杂多样。杭州属亚热带季风性气候，四季分明，温和湿润，光照充足，雨量充沛。雷电活动非常频繁。
6.2 勘测数据
该建筑物长５０ｍ，宽３０ｍ，高18ｍ，楼高２６层，避雷带敷设不平正顺直，与引下线接触不良。底层有一中心配电房，每层配置了一个配电箱，三楼中心机房也有一配电箱，由总配电房引入，各个配电箱内未安装电源SPD ，各个楼层及底层有监控系统，监控摄像机未安装信号SPD ，网络系统未安装网络信号SPD 。电源线及信号线未穿钢管买地引入，并且在入户端没有安装SPD 。
6.3 勘测结论
按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000版）第2.0.3条 第3款要求：“国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物”以及根据计算可得，中国工商银行杭州分行办公楼为第二类防雷建筑物。
７ 设计方案
7.1接闪器
用直径为１０ｍｍ的圆钢为做建筑物的避雷带，沿建筑物屋顶女儿墙敷设一周，其拐角处的避雷带为钝角敷设。
7.2引下线
利用柱内主钢筋作为自然接引下线，避雷带应与引下线相互连接并焊接良好。
7.3供电线路防感应雷保护措施
中国工商银行办公楼内各功能区的用电是由配电房集中供电实现的，即：由总配电房内配电柜分动力、空调、照明等多条供电线路分别供至楼内用电系统。因此，对网络数据及语音、安全防范等系统设备的供电线路防感应雷保护也要整体考虑。
7.3.1电源线路第一级防雷保护措施
在总配电房内每台动力配电柜的电源出线端各安装1台电源避雷器，雷电通流量为100KA ，作为整个银行供电系统的第一级（泄流级）防雷保护措施。
安装此电源避雷器后，可使供电线路感应出的大部分雷电过电流被泻放掉，
7.3.2电源线路第二级防雷保护措施
在楼内各楼层配电箱、三楼中心机房的电源进线端各安装1台三相电源避雷器，雷电通流量为60KA ，作为大楼、三楼机房供电线路的第二级防保护。
7.3.3电源线路末级防雷保护措施
在建筑物内终端用电设备处使用防雷插座，用来作为各电子设备电源线路的末级防雷保护。
通过以上对大楼内电子设备的层层保护，可确保中国工商银行杭州分行办公楼网络数据及语音、安全防范等系统设备的供电线路的防感应雷及雷电电磁脉冲的安全。
7.3.4监控系统电源防雷保护措施
如于监控系统中的摄像云台一般安装在室外处于LPZ0B 区，其电源线极易感应雷电电磁脉冲并对其设备造成损坏，在其电源线上设计安装电源避雷器。
通过以上对大楼内电子设备的层层保护，可确保中国工商银行杭州分行办公楼网络数据及语音、安全防范等系统设备的供电线路的防感应雷及雷电电磁脉冲的安全。
7.4信号线路防感应雷保护措施
由于信号系统，尤其是与信号传输线相连接的设备接口工作电压较低，而且耐压水平也很低，对于由信号传输线引入的感应雷电波特别敏感，极易损坏。因此，在网络数据及语音、安全防范等系统设备的信号接口处安装相应的信号避雷器是非常必要的。
7.4.1网络数据及语音系统防感应雷保护措施
电话信号线路防雷保护措施：
在中心机房内PBX 的大对数通信电缆的入线端安装保安接线排，用来保护中心机房内程控交换机免遭电话线路因220V 电路碰线和雷电电磁脉冲的侵害。
网络数据线路防雷保护措施：
在交换机与服务器相连的100Mbps 的超五类双绞线两端各安装1个信号避雷器用来保护交换机和各台服务器免遭雷电电磁脉冲的侵害。
光纤为非金属信号线路而不能感应雷电压，但其光缆加强钢筋可感应雷电电磁脉冲应对它进行可靠接地。
7.4.2安防报警系统防感应雷保护措施
由于探测器接收的信号是通过无线方式传输的，所以对安防报警系统的防感应雷保护措施主要是针对监控线路进行防护。
在摄像头与485转换器相连的每条视频线两端各安装1个信号避雷器，用于监控室内DVR 硬盘录像机以及监控主机的安全。
7.5等电位连接
为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电位连接，将分开的装置的导电物体连接导体或等电位连接器（防雷器或放电器）连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。目的是在减少需要防雷的空间各金属部件和各系统之间的电位差，电源线、信号线、金属管道，接地线都要通过等电位连接器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接，各个局部等电位连接棒相互连接，并最后与主管电位连接棒相连。等电位连接，就是使导体良好的导电性连接、使它们过到电位相等，整个系统能量均衡，并为雷电流提供低阻抗通道，以使它迅速泄流入地。
电气安全的总等电位连接也是防雷等电位连接的内容。IEC —TC81所推荐的标准，均采用防雷等电位连接，其内容除了直接连接的等电位外，对于那引起不能直接者则应通过等电位连接器连接。当其两端出现危险电位差时（如雷闪击中建筑物的防雷装置，共用接地装置电位升高或降低），等电位连接器瞬间击穿，相当于两端短接，形成瞬间等电位。如不装设过电压保护器，则可能击穿电气装置的绝缘，或在险场所发生火花和电弧，引发事帮，电子设备就更容易损伤。
等电位连接的实施办法是：可以直接连接的用金属导线与等电位连接带连接，如自来水管、各种大金属构件、金属门窗等：不能直接连接的则用等电位连接器连接，如电源线、信号线、需要绝缘的金属物、有电位差的接地体等。一个完善的电位补偿系统就由连接用的金属导线、连接用的等电位连接器（防雷器）与等电位连接带的可靠连接组成。
7.6接地措施
为确保中国工商银行杭州分行办公大楼内弱电系统（网络数据及语音、安全防范）的电子设备和操作人员的安全，所有各类电气、电子信息设备均应进行等电位连接。电子、微电子信息设备应尽量远离构筑物的外围结构柱子，并设置在雷电防护的最高级别（LPZ2或LPZ3）区域内。根据防雷分区和设备的要求，采取相应的屏蔽措施，使雷击产生的电磁场向内层层衰减，以减小对音频、视频信号的干扰。
７. ６. １大楼内各弱电系统的具体接地措施
在中心机房内静电地板下敷设一组均压环，机房内所有设备的机壳机架均用不小于10平方毫米多股铜芯线就近接至均压环，以减少各系统设备之间或设备与设备之间因雷击而产生电位差。
进入大楼的所有外露可导电外层应在LPZ0B 区与LPZ1区交界处进行总等电位连接后接地，在后续的雷电防护区交界处按总等电位连接的方法进行局部等电位连接。
进入大楼的光缆，在入户处将光缆中的加强钢筋作接地处理，接地线就近接至均压环或接地汇集排。
楼内语音线路采用的三类大对数电缆有条件最好敷设在屏蔽槽（管）内，并将电缆的金属屏蔽层在进入机房前和另一端作接地处理，接地线就近接地。
通过对以上各系统的设备及金属线路的接地处理，可保证楼内各系统的设备处于等电位状态，在大楼遭受雷击时不至于产生电位差。
７. ６. ２ 大楼地网建设
中国工商银行杭州分行办公楼内各系统和机房内交流工作地、直流工作地、安全保护地、防静电接地、防雷接地等应共用一组接地装置，即共用接地系统。共用接地系统是自然接地体与人工接地体的组合。自然接地体利用建筑物的基础钢架做接地装置，如建筑地网的接地电阻不符和要求，宜在建筑物四周散水坡外，埋设人工垂直接地体和水平环形接地体。 具体计算方法如下:
根据《交流电气装置的接地》“DL/T621-1997”我们对接地电阻进行计算：
A 、接地电阻的计算：
设单根垂直接地极阻值为R 垂直，则根据垂直接地极的计算公式:
R 垂直＝ρ8L (ln-1) 2πL d
其中：
R 垂直——垂直接地极的接地电阻，Ω；
ρ———土壤电阻率，Ω·m ；
L ———垂直接地极的等效长度，m ；
d ———接地等效半径，m ；
B 、单根水平接地时，水平接地极计算公式为：
则根据水平接地极的计算公式知：
ρL 2
R 水平＝ln +A ) 2πL hd ；
其中：
L ———接地体长度，m ；
d ———为接地极等效直径，m ；
h ———为接地极埋地深度，m ；
A ———为接地地网形状系数；
C 、水平接地极与垂直接地极组成接地时，复合接地地网的阻值为R 复合，则复合接地地网的阻值的计算公式为：
1ρR 复合＝⨯2⨯w
其中：
R 复合——复合接地地网的接地电阻，Ω；
ρ———土壤电阻率，Ω·m ；
l ———为水平接地地网的长度，m ；
w ———为水平接地地网的宽度，m ；
８防雷效果分析
严格按照国家相关法律、法规以及冷却塔及仓库有关防雷工程的管理办法的规定，执行国家、行业以及地方的防雷设计、施工的规范和规定，完全满足国家要求的雷电防护安全标准。
９工程维护与管理
每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。
接地网的接地电阻应每年进行一次测量。
若进行系统改造或者添加新设备、新线路，请及时与我公司联系，做好新系统、新设备或者新线路的防雷工作，以免造成不可挽救的损失。
参考文献
［1］中国建筑标准研究所. 利用建筑物金属体做防雷及接地装置，1986
［2］叶佩生. 计算机机房环境技术. 北京:人民邮电出版社,1998
［3］张小青. 建筑物内电子设备的防雷保护. 北京. 电子工业出版社，2000
［4］罗国杰. 智能建筑系统工程. 北京：机械工业出版社，2000
［5］梁华. 实用建筑弱电工程设计资料集. 北京：中国建筑工业出版社,2001
［6］国家标准. 建筑物电子信息系统防雷技术规范. 北京：中国建筑工业出版社,2004