深圳某消防报警系统防雷设计方案

1 防雷现状及存在的雷击隐患

1.1 现场勘测报告

  1. 各消防主机无电源电涌保护装置;

  2. 各消防主机无信号电涌保护装置;

  3. 设备接地及等电位连接不符合规范要求;

  4. 五金包装消防机房无直击雷保护装置;

  5. 线路没有做屏蔽措施;

1.2 雷击隐患分析

经现场勘测我们分析,某消防报警系统存在以下雷击隐患:

电源线路引入雷电

主要是消防机房电源进线,由高压线路感应的过电压或者在室外电源线感应过电压。

信号线路引入雷电

这主要包括通信信号线、语音信号线等,这些信号线缆在室外电缆沟槽或者非屏蔽埋地布设引至配线柜,发生雷击时线缆极易感应过电压,并沿这些线路入侵控制系统等设备,造成其损坏,影响正常工作。

空间电磁场侵入

现代数字化网络系统的控制计算机,对雷电极为敏感。即使几公里以外的高空雷闪或对地雷闪击有可能导致这些网络系统的薄弱环节计算机 CPU 控制中心误动或损坏,根据国外资料介绍 0.03 高斯的磁场强度可造成计算机误动, 2.4 高斯即可使元件击穿,造成永久损坏。

2 设计依据和原则

2.1 设计依据

2.2 设计原则

电源线路防护设计原则

一个完善的配电线路防护方案应从总配电、分配电、重要设备配电等全面考虑。依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004第5.4.1 电源线路防雷与接地的规定:第一级电源防雷器的泄放电流不小于50kA/线(3.20us),残压不高于1.5kV,要求具有相线对地线、中线对地线的保护功能;设备前端电源防雷器的泄放电流不小于20kA/线(3.20us),残压不高于1.5kV,要求具有相线对地线、中线对地线的保护功能。

通信线路防护设计原则

一个完善的通信线路防护方案应从进出建(构)筑物的所有有源通信线、设备间的非常重要的数据线、建(构)筑物内接近或超过30米长的数据线等全面考虑,其它无明显雷击感应点则不予考虑。

接地及等电位设计原则

采用共用建筑物基础接地,接地电阻要求不大于4Ω。雷击地电位抬高对低电位线路(主要是对外的电源线、通信线等)形成的电位差,采用线路上加装的SPD的方法进行防护。

雷电电磁场防护设计原则

建(构)筑物内设备柜为金属柜的,应做好等电位接地处理,使处于其内的设备所受到的雷电磁场干扰有一定的减小;雷电电磁场的影响主要体现在进出柜的电源和信号线路,能采取屏蔽措施的线路就屏蔽,无法实施屏蔽的线路采用加装SPD的方法,防止设备损坏。

3 综合防护措施

现代防雷技术的理论基础在于:闪电是电流源,防雷的基本途径就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射)对地泄放的合理的阻抗路径,而不能让其随机性选择放电通道,简言之就是要控制雷电能量的泄放与转换。

本次的总体设计主要是针对华南城消防机房建筑物直击雷、进出的电源和信号线路加装匹配的电源SPD,对建筑物内的金属物进行等电位连接。

3.1 监控中心机房防护

电源第一级保护

在监控中心机房总配电柜内更换安装一套三相电源防雷器,型号:DKL-100/3PN,作为消防电源的第一级防护,电源防雷器需配套安装63A/3P防雷空开。产品特点:最大放电电流Imax:100KA,标称放电电流In:60KA,电压保护水平Up:≤2.3KV,响应时间≤25ns。

电源第二级保护

在消防主机电源开关处并联安装单相电源防雷器,型号:DKL-40/1PN,作为第二级防护,电源防雷器需配套安装32A/2P防雷空开。产品特点:最大放电电流Imax:40KA,标称放电电流In:20KA,电压保护水平Up:≤1.3.V,响应时间≤25ns。

直流电源保护

在消防主机电源转换器DC24V控制电源输出端安装直流电源防雷器,型号:DKL-V-24DC。

信号线路保护

在消防主机24对信号回路输出端串联安装信号型防雷器,型号:DKL-TT-13-A1。产品特点:Imax:10KA,标称放电电流In:5KA,标称工作电压Un:24V,箝位准确,输出残压低,插入损耗小。

等电位连接与接地

1、消防控制室内应设置等电位连接网络,室内所有的机架(壳)、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端均应就近接至等电位接地端子板。连接材料为不小于16mm2的多股铜线。

2、火灾自动报警及联动控制系统的接地宜采用共用接地。消防控制室内应设置接地端子,接地干线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线,并宜穿管敷设接至建筑物柱主筋。

3、各级防雷器连接导线应短而平直,防雷器接地应就近接到接地端子上,或凿建筑物柱筋接地。

4、在消防控制室静电地板下面设置接地汇流排。

线路屏蔽

进出消防机房的电源线、信号线都要套金属管进行屏蔽,金属管要保持电气连接,两端需做接地处理。

3.2 、五金包装控制室防护

直击雷保护

A、在机房屋面采用φ10热镀锌圆钢沿屋面做一圈避雷带,约30m,每隔约1—1.5米做一支撑点,支架高度0.15m,数量约30个。

B、在屋面阳角位需加避雷短针,规格为φ12X600mm,数量为4根。

C、避雷带引下线采用φ10热镀锌圆钢连接至新建人工地网,引下线在地下0.3米至地上1.7米需穿管做绝缘保护。

D、人工接地网方案如下:

1)在指定地网建设区域内共埋设12根规格为5*50*50*2000热镀锌角钢作为垂直接地极,热镀锌角钢接地极之间间距为5米。

2)采用4*40热镀锌扁钢作为水平接地极,将垂直接地极做电气连接。

3)因场所限制,为确保地网电阻小于4欧姆,需在地网中增设4块接地模块,和降阻剂。

4)将接地系统用50mm²多股软铜线引入到室内,并安装汇流铜排。

电源第一级保护

在五金包装控制室消防主机电源前端增设一个空开盒,安装一套三相电源防雷器,型号:DKL-100/3PN,作为控制室消防电源的第一级防护,电源防雷器需配套安装63A/3P防雷空开。

电源第二级保护

在消防主机电源开关处并联安装单相电源防雷器,型号:DKL-40/1PN,作为第二级防护,电源防雷器需配套安装32A/2P防雷空开。

直流电源保护

在消防主机电源转换器DC24V控制电源输出端安装直流电源防雷器,型号:DKL-V-24DC。

信号线路保护

在消防主机24对信号回路输出端串联安装信号型防雷器,型号:DKL-TT-13-A1。等电位连接与接地

在五金包装消防控制室内设置接地汇流排与室外的地网连接,作为设备及防雷器的接地。

线路屏蔽

进出消防控制的电源线、信号线都要套金属管进行屏蔽,金属管要保持电气连接,两端需做接地处理。

3.3 、P02控制室防护

电源第一级保护

在P02控制室消防主机电源前端增设一个空开盒,安装一套三相电源防雷器,型号:DKL-100/3PN,作为控制室消防电源的第一级防护,电源防雷器需配套安装63A/3P防雷空开。

电源第二级保护

在消防主机电源开关处并联安装单相电源防雷器,型号:DKL-40/1PN,作为第二级防护,电源防雷器需配套安装32A/2P防雷空开。

直流电源保护

在消防主机电源转换器DC24V控制电源输出端安装直流电源防雷器,型号:DKL-V-24DC。

信号线路保护

在消防主机3对信号回路输出端串联安装信号型防雷器,型号:DKL-TT-13-A1。等电位连接与接地

消防控制室内应设置接地端子,接地干线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线,并宜穿管敷设接至建筑物柱主筋。

各级防雷器连接导线应短而平直,防雷器接地应就近接到接地端子上,或凿建筑物柱筋接地。

线路屏蔽

进出消防控制室的电源线、信号线都要套金属管进行屏蔽,金属管要保持电气连接,两端需做接地处理。

3.4、 L24消防控制室

电源第一级保护

在L24控制室消防主机电源前端增设一个空开盒,安装一套三相电源防雷器,型号:DKL-100/3PN,作为控制室消防电源的第一级防护,电源防雷器需配套安装63A/3P防雷空开。

电源第二级保护

在消防主机电源开关处并联安装单相电源防雷器,型号:DKL-40/1PN,作为第二级防护,电源防雷器需配套安装32A/2P防雷空开。

直流电源保护

在消防主机电源转换器DC24V控制电源输出端安装直流电源防雷器,型号:DKL-V-24DC。

信号线路保护

在消防主机3对信号回路输出端串联安装信号型防雷器,型号:DKL-TT-13-A1。等电位连接与接地

消防控制室内应设置接地端子,接地干线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线,并宜穿管敷设接至建筑物柱主筋。

各级防雷器连接导线应短而平直,防雷器接地应就近接到接地端子上,或凿建筑物柱筋接地。

线路屏蔽

进出消防控制室的电源线、信号线都要套金属管进行屏蔽,金属管要保持电气连接,两端需做接地处理。

3.5、1座控制室防护

电源第一级保护

在1座控制室消防主机电源前端增设一个空开盒,安装一套三相电源防雷器,型号:DKL-100/3PN,作为控制室消防电源的第一级防护,电源防雷器需配套安装63A/3P防雷空开。

电源第二级保护

在消防主机电源开关处并联安装单相电源防雷器,型号:DKL-40/1PN,作为第二级防护,电源防雷器需配套安装32A/2P防雷空开。

直流电源保护

在消防主机电源转换器DC24V控制电源输出端安装直流电源防雷器,型号:DKL-V-24DC。

信号线路保护

在消防主机5对信号回路输出端串联安装信号型防雷器,型号:DKL-TT-13-A1。等电位连接与接地

消防控制室内应设置接地端子,接地干线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线,并宜穿管敷设接至建筑物柱主筋。

各级防雷器连接导线应短而平直,防雷器接地应就近接到接地端子上,或凿建筑物柱筋接地。

线路屏蔽

进出消防控制室的电源线、信号线都要套金属管进行屏蔽,金属管要保持电气连接,两端需做接地处理。

3.6、2座控制室防护

电源第一级保护

在2座控制室消防主机电源前端增设一个空开盒,安装一套三相电源防雷器,型号:DKL-100/3PN,作为控制室消防电源的第一级防护,电源防雷器需配套安装63A/3P防雷空开。

电源第二级保护

在消防主机电源开关处并联安装单相电源防雷器,型号:DKL-40/1PN,作为第二级防护,电源防雷器需配套安装32A/2P防雷空开。

直流电源保护

在消防主机电源转换器DC24V控制电源输出端安装直流电源防雷器,型号:DKL-V-24DC。 

信号线路保护

在消防主机5对信号回路输出端串联安装信号型防雷器,型号:DKL-TT-13-A1。等电位连接与接地

消防控制室内应设置接地端子,接地干线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线,并宜穿管敷设接至建筑物柱主筋。

各级防雷器连接导线应短而平直,防雷器接地应就近接到接地端子上,或凿建筑物柱筋接地。

线路屏蔽

进出消防控制室的电源线、信号线都要套金属管进行屏蔽,金属管要保持电气连接,两端需做接地处理。


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