融水县中小学校防雷现状及防御对策
摘要介绍了融水县中小学校防雷现状,并提出防雷措施和应急方案,以为该县中小学校完善防雷设施提供参考。
关键词防雷;现状;措施;应急方案;广西融水发表论文网站
1融水县中小学校防雷现状
通过对融水县区域内中小学校综合楼、教学楼、学生宿舍楼、教师宿舍楼等人员集聚重要场所进行摸底调查,结果显示,全县中小学校建(构)筑物安装防直击雷的防雷设置只占建筑物的65%,未安装的占35%,合格率仅为16%,均没有安装防感应雷设施。目前融水县中小学校防雷主要存在以下问题:
(1)20世纪八九十年代前所建的教室、宿舍大多没有避雷带。有些楼房原来虽有避雷带,但保护范围不够或接地电阻过大;有些建筑物由于维修、补漏等原因已使大面积避雷带、引下线锈断,避雷带支柱脱落等;有些楼房既没有安装防雷设置且楼顶上又架设了铁棚、热水器、天线、广告架,更没有做接地处理,大大增加了雷击概率。发表论文网站
(2)一些计算机机房设置不合理。较多学校的机房设置在顶楼,且绝大多数的机房未有等电位连接,有些机房虽然设有防静电地板,但并没有接地,且相当多的学校无电源接地线。
(3)设备布置不合理。电脑、电视、交换机等电器属弱电设备,抗干扰能力较弱。当雷电击屋顶的避雷带,雷电流流经建筑物结构柱内的主筋(引下线),泄放入地时,在引下线周围会产生很强的交变电磁场,强烈的电磁辐射雷电电磁脉冲(Lightning Electro.Magnetic Pulse,简称LEMP),通过空间耦合或金属导体侵入计算机,轻者造成计算机误动作或计算机局部损坏甚至整机报废,重者直接威胁人的生命安全,很多学校没有意识到这一点。
(4)很多学校的电源线、信号线都是架空进入且未安装电涌保护器(SPD)。由于架空线上没有安装SPD,当发生雷击时,连接的终端设备容易被损坏。
2防雷措施
鉴于融水县中小学校的防雷现状,按照《防雷技术标准规范汇编》的规定[1,2],因地制宜可以采取以下措施:
(1)根据学校的经济能力,将所有的旧教室、旧宿舍分期、分批安装防直击雷装置;及时将楼顶上架设的铁棚、热水器、天线、广告架等做接地处理,做好定期检测、维护工作。
(2)将所有建筑物的防雷地网相互连接起来,构成共网。工作接地、保护接地、屏蔽接地和防雷接地等应采用合成一组接地体的联合方式。接地网应符合均压等电位的要求,主机房用扁钢铜带敷设闭合的接地网络,采用M型接地。设备的保护接地、工作地、防雷地、防静电地就近与接地网格连接,减少建筑物和室内各设备之间的电位差,由设备到接地母线的连接导线应采用多股铜芯线,且应尽量缩短连接距离,实现GB50057-94所要求的等电位连接。
(3)总配电房应增加地网,各交换机和建筑物的配电箱用扁钢就近与地网连接。电子设备接地电阻低于4Ω,综合大楼联合设接地系统不大于1Ω。
(4)学校计算机机房应安装在教学楼的中间楼层。
(5)为防止电磁感应,把互相靠近的金属物品用金属导体很好地连接起来做等电位联接。对较大缺口金属环,应用金属导体将缺口连成闭合环,防止缺口处形成高电压放电火花。设备的安装和线路的布设应远离建筑物的结构柱和外墙,以减少雷电脉冲对设备的损害。
(6)为了防止雷电反击的发生,一般应使防雷装置与建筑物金属体间隔一定距离。受条件限制而无法达到所规定的间隔距离时,应把避雷引线与金属体用金属导线连接起来,使它们成为等电位而避免发生闪击。对房屋周围的高大树木都应留有足够的距离,以免树木与房屋之间发生雷电反击。对于教工住宅卫生间、厨房以及学生公寓的卫生间应置等电位联结,因为电饭锅、电磁炉和电热淋浴器等金属外壳,很容易使电源引入雷电波,厨房、卫生间地板潮湿,在外壳漏电的情况很容易引起触电事故,所以建议所有金属外壳的电器与管道、距建筑物最近的均压环节点等做等电位联结。对于电热水器更要注意,不少热水器内置有电加热电源线和传感信号线直通室内,一旦屋顶的太阳能热水器安装高于该建筑物的最高避雷带(针),热水器就可能成为引雷装置。在有太阳能热水器设施的屋面,如果只有避雷带没有避雷针的情况下,需要架设横贯建筑物的避雷线,以保证太阳能热水器的安全[3]。
(7)架空线应安装SPD或将架空线改为埋地进线并安装SPD。特别是计算机房,电源线的信号线分别采用屏蔽电缆或护套电缆穿金属套管埋地进线,埋地长度应不少于15m。电缆金属外皮和金属套管应在入户端接地,电源至少应安装两极 SPD,开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的长度不宜小于5m,否则,应采取退耦措施。电源SPD的地线应接地并且要求尽可能短和直。信号SPD应接地,信号线的空线对应短接并接地。光纤不必安装信号SPD,但金属保护层和加强芯应接地。
(8)运动场防雷措施。中小学校的运动场所较多,运动场地的特点是比较开阔,一般距教学大楼有较远一段距离,而且一般没有专门设置避雷针,这样就存在严重雷击隐患, 特别是开阔的足球场和大面积的多球架的篮球场,很容易成为雷击目标[4]。运动场的防雷,应该在运动场周围的适当位置设置避雷针。为了降低跨步电压的危害,在建设足球场地时尽量将金属的围栏每隔20m连接接地装置,全部连成一体;对于多篮球架的球场可以在每个球架下设置一个接地极,将所有的篮球架全部连接在一起;在网球场可在建设过程中将网球金属网增加接地装置,而网球场围栏可以形成一个大的等电位体,对于独立的照明电线杆也应采用镀锌扁钢与篮球架、足球场金属围栏、网球场金属网全部连接成为一个大的等电位联结体,这样能有效地降低跨步电压的危害。另外,在运动场开阔场地增加避雷针,并尽量与球场金属物离开一段距离,增加避雷针接地的深度,在避雷针入地靠近地面的一段距离内增加绝缘装置,使避雷针的泄放电流直接接入到2.5m深的地下,这样也可以进一步减少雷击对地面人员的跨步电压危害。
3应急方案
在目前,防雷设施不是十分完善的情况下,作为权宜之计,在雷暴到来时不要到户外活动,应到有防直击雷装置的建筑物内并关闭门窗;不要安排学生上机,并采取拔开电源、信号线插头等临时性应急措施等[5]。
4小结
防雷工程是一项系统工程,既包括防直击雷,又包括防雷电感应和防雷电波侵入。必须采取全方位防护、综合治理、层层设防。尤其应在校园网格建设初期,结合校园规划对防雷地网布设进行专门设计,既要满足目前防雷要求,又要结合规划留有余地,减少重复工作,同时采用现代技术防雷(分流、均压、屏蔽、接地、限压等),科学合理地完善防雷措施,节约成本,保证网络系统的正常运行。
5参考文献
[1] 国家机械工业局设计研究院.建筑物防雷设计规范(GB50057-94.2000年版)[S].北京:中国计划出版社,2001.
[2] 中华人民共和国建设部.建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3] 梅卫群,江燕如.建筑防雷教程[D].南京:南京气象学院电子信息工程系,2002.
[4] 张宇,桂林市小学防雷防御对策探讨[J].广西气象,2004(4):28-29.
[5] 王明亮,徐力泉,吴海.校园网络系统雷击原因分析及防御措施[J].广西气象,2004(3):33-52.
关键词防雷;现状;措施;应急方案;广西融水发表论文网站
1融水县中小学校防雷现状
通过对融水县区域内中小学校综合楼、教学楼、学生宿舍楼、教师宿舍楼等人员集聚重要场所进行摸底调查,结果显示,全县中小学校建(构)筑物安装防直击雷的防雷设置只占建筑物的65%,未安装的占35%,合格率仅为16%,均没有安装防感应雷设施。目前融水县中小学校防雷主要存在以下问题:
(1)20世纪八九十年代前所建的教室、宿舍大多没有避雷带。有些楼房原来虽有避雷带,但保护范围不够或接地电阻过大;有些建筑物由于维修、补漏等原因已使大面积避雷带、引下线锈断,避雷带支柱脱落等;有些楼房既没有安装防雷设置且楼顶上又架设了铁棚、热水器、天线、广告架,更没有做接地处理,大大增加了雷击概率。发表论文网站
(2)一些计算机机房设置不合理。较多学校的机房设置在顶楼,且绝大多数的机房未有等电位连接,有些机房虽然设有防静电地板,但并没有接地,且相当多的学校无电源接地线。
(3)设备布置不合理。电脑、电视、交换机等电器属弱电设备,抗干扰能力较弱。当雷电击屋顶的避雷带,雷电流流经建筑物结构柱内的主筋(引下线),泄放入地时,在引下线周围会产生很强的交变电磁场,强烈的电磁辐射雷电电磁脉冲(Lightning Electro.Magnetic Pulse,简称LEMP),通过空间耦合或金属导体侵入计算机,轻者造成计算机误动作或计算机局部损坏甚至整机报废,重者直接威胁人的生命安全,很多学校没有意识到这一点。
(4)很多学校的电源线、信号线都是架空进入且未安装电涌保护器(SPD)。由于架空线上没有安装SPD,当发生雷击时,连接的终端设备容易被损坏。
2防雷措施
鉴于融水县中小学校的防雷现状,按照《防雷技术标准规范汇编》的规定[1,2],因地制宜可以采取以下措施:
(1)根据学校的经济能力,将所有的旧教室、旧宿舍分期、分批安装防直击雷装置;及时将楼顶上架设的铁棚、热水器、天线、广告架等做接地处理,做好定期检测、维护工作。
(2)将所有建筑物的防雷地网相互连接起来,构成共网。工作接地、保护接地、屏蔽接地和防雷接地等应采用合成一组接地体的联合方式。接地网应符合均压等电位的要求,主机房用扁钢铜带敷设闭合的接地网络,采用M型接地。设备的保护接地、工作地、防雷地、防静电地就近与接地网格连接,减少建筑物和室内各设备之间的电位差,由设备到接地母线的连接导线应采用多股铜芯线,且应尽量缩短连接距离,实现GB50057-94所要求的等电位连接。
(3)总配电房应增加地网,各交换机和建筑物的配电箱用扁钢就近与地网连接。电子设备接地电阻低于4Ω,综合大楼联合设接地系统不大于1Ω。
(4)学校计算机机房应安装在教学楼的中间楼层。
(5)为防止电磁感应,把互相靠近的金属物品用金属导体很好地连接起来做等电位联接。对较大缺口金属环,应用金属导体将缺口连成闭合环,防止缺口处形成高电压放电火花。设备的安装和线路的布设应远离建筑物的结构柱和外墙,以减少雷电脉冲对设备的损害。
(6)为了防止雷电反击的发生,一般应使防雷装置与建筑物金属体间隔一定距离。受条件限制而无法达到所规定的间隔距离时,应把避雷引线与金属体用金属导线连接起来,使它们成为等电位而避免发生闪击。对房屋周围的高大树木都应留有足够的距离,以免树木与房屋之间发生雷电反击。对于教工住宅卫生间、厨房以及学生公寓的卫生间应置等电位联结,因为电饭锅、电磁炉和电热淋浴器等金属外壳,很容易使电源引入雷电波,厨房、卫生间地板潮湿,在外壳漏电的情况很容易引起触电事故,所以建议所有金属外壳的电器与管道、距建筑物最近的均压环节点等做等电位联结。对于电热水器更要注意,不少热水器内置有电加热电源线和传感信号线直通室内,一旦屋顶的太阳能热水器安装高于该建筑物的最高避雷带(针),热水器就可能成为引雷装置。在有太阳能热水器设施的屋面,如果只有避雷带没有避雷针的情况下,需要架设横贯建筑物的避雷线,以保证太阳能热水器的安全[3]。
(7)架空线应安装SPD或将架空线改为埋地进线并安装SPD。特别是计算机房,电源线的信号线分别采用屏蔽电缆或护套电缆穿金属套管埋地进线,埋地长度应不少于15m。电缆金属外皮和金属套管应在入户端接地,电源至少应安装两极 SPD,开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的长度不宜小于5m,否则,应采取退耦措施。电源SPD的地线应接地并且要求尽可能短和直。信号SPD应接地,信号线的空线对应短接并接地。光纤不必安装信号SPD,但金属保护层和加强芯应接地。
(8)运动场防雷措施。中小学校的运动场所较多,运动场地的特点是比较开阔,一般距教学大楼有较远一段距离,而且一般没有专门设置避雷针,这样就存在严重雷击隐患, 特别是开阔的足球场和大面积的多球架的篮球场,很容易成为雷击目标[4]。运动场的防雷,应该在运动场周围的适当位置设置避雷针。为了降低跨步电压的危害,在建设足球场地时尽量将金属的围栏每隔20m连接接地装置,全部连成一体;对于多篮球架的球场可以在每个球架下设置一个接地极,将所有的篮球架全部连接在一起;在网球场可在建设过程中将网球金属网增加接地装置,而网球场围栏可以形成一个大的等电位体,对于独立的照明电线杆也应采用镀锌扁钢与篮球架、足球场金属围栏、网球场金属网全部连接成为一个大的等电位联结体,这样能有效地降低跨步电压的危害。另外,在运动场开阔场地增加避雷针,并尽量与球场金属物离开一段距离,增加避雷针接地的深度,在避雷针入地靠近地面的一段距离内增加绝缘装置,使避雷针的泄放电流直接接入到2.5m深的地下,这样也可以进一步减少雷击对地面人员的跨步电压危害。
3应急方案
在目前,防雷设施不是十分完善的情况下,作为权宜之计,在雷暴到来时不要到户外活动,应到有防直击雷装置的建筑物内并关闭门窗;不要安排学生上机,并采取拔开电源、信号线插头等临时性应急措施等[5]。
4小结
防雷工程是一项系统工程,既包括防直击雷,又包括防雷电感应和防雷电波侵入。必须采取全方位防护、综合治理、层层设防。尤其应在校园网格建设初期,结合校园规划对防雷地网布设进行专门设计,既要满足目前防雷要求,又要结合规划留有余地,减少重复工作,同时采用现代技术防雷(分流、均压、屏蔽、接地、限压等),科学合理地完善防雷措施,节约成本,保证网络系统的正常运行。
5参考文献
[1] 国家机械工业局设计研究院.建筑物防雷设计规范(GB50057-94.2000年版)[S].北京:中国计划出版社,2001.
[2] 中华人民共和国建设部.建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3] 梅卫群,江燕如.建筑防雷教程[D].南京:南京气象学院电子信息工程系,2002.
[4] 张宇,桂林市小学防雷防御对策探讨[J].广西气象,2004(4):28-29.
[5] 王明亮,徐力泉,吴海.校园网络系统雷击原因分析及防御措施[J].广西气象,2004(3):33-52.
