高层建筑电梯设备防雷防浪涌保护建议

    随着高层建筑的不断建设，电梯设备等被广泛应用。该类设备的功能和智能化程度有了很大提升。交流变频调速、PLC控制单元、智能网络等技术的应用越来越普遍。这些高精密的电子、电力设备由于具有大量的半导体集成电路和敏感器件，耐受瞬间过电压（TVS）能力极低。同时由于高层建筑的雷击概率比较高，电梯设备的安装位置一般在建筑物的顶层或者比较暴露的部位，电梯井也往往被利用为电力或通讯线路的走线通道，因此，在雷雨季节，或由于供电线路故障、内部浪涌对设备的安全运行构成极大的威胁。   希望给用户提供比较完整、科学的防雷防浪涌保护建议，通过系统的设计和科学的工程方案，使高层建筑电梯设备系统的安全运行得到保证。

一、  总则

根据工程的实际情况，我公司在设计本方案时，参照了以下标准：
GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
GB2887-89《计算机场地技术条件》
GB-50174-93《计算机房防雷设计规范》
GB7450-87《电子设备雷击保护导则》
GB50054-95《低压配电设计规范》
IEC1312《雷电电磁脉冲的防护》
及BS6651、CCITT、IEC等相关标准。

1、本方案中的所采用的电源浪涌保护器产品是由著名电源浪涌保护器生产商美国EFI公司制造的电源浪涌保护器(SPD)；采用的信号线路防浪涌保护器是由著名信号线路保护器生产商美国CYLIX公司制造的信号线路保护器。产品符合IEC、IEEE、ITU、GB等相关国际、国内标准和规范要求，所有产品拥有UL、CE认证。并通过国内电信、铁路、公安等行业有关权威检测机构检测认证。

2、高层建筑直击雷防护措施应严格依据GB50057-94（2000年版）“第二类建筑物防雷设计标准”， 其避雷针、引下线、地网系统应合乎规定要求。

二 、  防雷防浪涌保护方案

1、高层建筑电梯设备的防雷防浪涌保护方案的设计

电源浪涌保护器应该按照分级浪涌抑制的方式建立220/380 AC防雷防浪涌网络。要根据配电网络的容量大小和进线方式、设备分布、建筑物特点、设备防护等级等多项因素考虑。

信号线路浪涌保护器应该安装在被保护设备的接口处，一般一条被保护线路的两端各安装一套信号SPD。

正确的安装才能达到预期的效果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装说明书进行安装。

2、等电位连接

a. 实行等电位连接的主体应为：设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；
线外露可导电部分；防雷装置；由电子设备构成的信息系统。
b.实行等电位连接的连接体为金属连接导体，要满足GB等标准的截面要求。
c. 高层建筑的电梯机房六面应敷设金属蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。
d. 通过星型(S型结构或网形M型)结构把设备直流地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S型，在大型机房选M型结构。
e. 机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。
f. 架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋50m以上，埋地深度应大于0.6m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上，铁管两端接地。

3.       接地

a.    根据GB50174-93标准要求，电子计算机机房接地装置应满足下列接地要求：
交流工作接地，接地电阻不大于4欧姆；
   安全保护接地，接地电阻不大于4欧姆；
   直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；

    防雷接地，接地应按GB50057<<建筑物防雷设计规范>>执行。

b.    交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地共用一组接地装置时， 其接地电阻按其中最小值确定；建议采用联合接地方式。不完善的分离接地线可能带来危险。

4.       机房内通信电缆以及地线的布放和连接

通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部,       通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线 线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。    

三、运行维护 

按照《气象法》的要求和SPD产品运行维护需要，进行定期的检查，主要有以下几点：

1、  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。

2、  接地系统的接地电阻应每年进行一次测量，保证达到防雷防浪涌的接地要求。

3、  每年雷雨季节前和雷雨季节后应对运行中的EFI浪涌保护器进行例行检查。如果产品指示异常，应及时进行更换。雷雨季节中要加强外观巡视，发现异常应尽快处理。

四、竣工验收 

1、  防雷工程施工单位须按设计要求精心施工，工程建设管理部门应有专人负责监督。对于隐蔽工程应实行随工验收，重要部位应进行拍照和专用设备项记录。

2、  设计资料和施工记录应由相应的防雷主管部门妥善存档备查。业主要保存详细的防雷防浪涌设计资料。

3、  工程竣工时，应由工程建设管理部门组织验收，运行部门和防雷专责工程师参加。

五、故障分析及处理

设备遭受雷击或浪涌冲击损坏后应对损坏情况进行调查分析，调查分析内容主要包括：

1、各种电气绝缘部分有无击穿闪络的痕迹，有无烧焦气味，设备元件损坏部位。
2、 SPD损坏情况，可以利用SPD元件老化测试仪（配套提供，请和当地代理商联系），测试元件老化或损坏情况。如果SPD指示异常，应及时进行更换。（在质保期内可以直接向销售商更换全新的SPD产品）
3、  了解雷害事故地点附近的情况，分析附近地质、地形和周围环境特点及当时的气象情况。
4、 保留雷击损坏部件，对现场进行拍照或录像，做好各种记录。

根据上述调查情况，组织有关专家分析，写出调查分析报告及改进措施。

六、选型建议：

   具体的方案选型是在对工程的实际情况进行调查分析的基础上进行。

（1）电源浪涌保护器

美国EFI公司已有150年的机械及电气设计、制造历史和50多年的雷电理论研究、瞬态电压浪涌抑制研制经验。作为一个行业先驱，EFI为保证其产品的高质量、优性能和安全性，投资建造了世界上少有的雷电高压实验室，并拥有一间经认证的UL试验室。EFI系列产品设计思路先进、性能稳定，完全符合IEC、IEEE、CCITT、UL、BS等相关规范，在国内已通过信息产业部通信产品防护性能监督检验测试中心检测、在国内的银行、邮电、电信、海关等行业已广泛使用，并且防雷效果显著，EFI的主要特点如下（以EFI  LinMaster iBP220/380Y为例）：

① 采用压敏电阻与气体放电管组合的放电回路，解决了单压敏电阻漏电不稳、单气体放电管有续流的问题，由于组合恰当，响应时间为1ns。
②一次性降压：一次将雷电压（6KV）抑制到设备安全电压范围内（715V）。
③残压低，残压为715V（6KV，1.2/50μus；3KA，8/20μs）。
④ 单线对地泄流为110KA，远远超过IEEE-C62.41中C区的要求10KA（电流波形8/20μs）。
⑤SWT专利：正弦波跟踪电压钳制功能。
⑥ MPF专利：阻燃防爆功能。  

（2）信号线路浪涌保护器

美国CYLIX公司已有几十年的信号防雷器设计、制造历史，完全符合IEC、IEEE、CCITT、UL、BS等相关规范，在国内已通过信息产业部通信产品防护性能监督检验测试中心检测。

“讯灵”系列信号防雷器具有如下特点：

①采用压敏电阻、气体放电管、瞬间抑制二级管等组合放电回路，响应快（小于1ns）残压准确。
②品种齐全，对于不同的电压，不同的频率、不同的阻抗、不同的接口都有相应的产品。
③设有纵向保护和横向保护，每线泄流量为5KA（电流波形8/20μS）。
该选型配置供客户在方案设计时参考，详细的产品资料和参数请见所附资料。

电梯设备的防雷防浪涌保护方案配置建议