（1.贵州省黔南州气象局， 贵州 都匀 558000；2.广东省河源市气象局，广东 河源 517000）
摘要：本文通过介绍罗甸县移动基站办公楼连续两次遭受破坏通信网络线路事例，根据移动基站办公楼存在的防雷隐患，分析办公楼防雷装置雷击事故原因。针对存在的防雷隐患提出整改措施，并做出解决的方案。
关键词：办公楼；防雷设施；现状分析；解决方案
引言
罗甸县地处云贵高原南向桂西北山区与丘陵过渡的斜坡地带，地势北高南低，呈阶梯式下降，境内以山地为主，丘陵、盆地相间分布。罗甸县气候特征是：春早、夏长、秋迟、冬短，年均气温19.6℃,无霜期345天，属典型的南亚热带季风气候，年平均雷暴日在68天以上，属于多雷区。
2017年8月，罗甸县移动基站办公楼一个月内遭受两次通信网络线破坏事件。信息中心机房内两台计算机受损，无法正常运行工作。室内ZQZ—CII型设备被击坏。所安装的电源避雷器HYDL01—380C（40KA）、信号避雷器 HYDL01—220C（20KA）受到不同程度损坏。雷灾致使办公楼和移动基站电力设施短路，通讯网络系统瘫痪，信号传输线路中断。直接经济损失达3万余元，所幸无人员伤亡。在上一次雷击事故中，同样因直击雷造成通信枢纽中断。作为县政府的重要办公通信枢纽，其影响实在不可忽视。而且办公楼周围人流量较为集中密集，连续两次遭受雷击事故致使人民群众的财产和生命安全得不到有力的保障。
1 办公楼的防雷设施现状
移动基站办公楼共有9层，高约32.6m。每层楼均有电脑网络通信设备，该办公楼信息中心机房设在五楼。办公楼设置安装有外部防直击雷措施，这部分防雷装置经州避雷装置检测站年检合格。另外，信息中心机房内室内设置有部分防感应雷措施，但目前为止也只是做到粗保护，存在很大的系统设计防雷隐患。
2 办公楼雷击电磁脉冲防护的风险评估
根据发生雷击事故的后果严重程度将信息系统雷击电磁脉冲防护分为A、B、C、D四级，分别采用相应多级保护措施。信息系统雷击电磁脉冲防护等级可依据公式E=1-NC/N计算。当E>0.98时为A级，当0.95<E≤0.98时为B级，当0.80<E≤0.95时为C级，当E≤0.80为D级。（NC为因直击雷和雷击电磁脉冲引起信息设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数）不同的防护等级对应不同的防护要求A级应
采取3-4级SPD进行保护，B级应采取2-3级SPD进行保护，C级应采取2级SPD进行保护，D级应采用1级以上SPD进行保护。
根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）信息系统雷击电磁脉冲防护的风险评估方法，中心大楼信息系统雷击电磁脉冲防护风险评估计算结果应按B级要求实2-3级防护。
3 遭受雷击问题所在及现状分析
3.1办公楼防雷设计存在的问题
根据上述的机房风险评估，和调查结果表明，主要存在的因素有：1、办公楼电源线部分只对1-5层做了一级SPD防护雷击电磁脉冲，6-9层没有安装电涌保护器SPD。网络通信线也只在五楼机房做一级信号线雷击电磁脉冲保护，且后面增加的几条专线并没有做屏蔽措施处理。2、各层监控信号线接口直接裸露在靠外墙处，部分信号线敷设在引下线必经之处，故没有做好均压措施。计算机、UPS、程控交换机、监控系统等设备金属外壳没有做好等电位连接安全保护接地措施。
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3.2存在问题引发的雷击分析
①办公楼6-9层未安装防雷电波侵入措施；一旦发生雷击事故时，强大的雷电流将沿着电缆线路进入室内，击坏弱电设备。同时办公楼自身防雷装置直击雷接闪后，强电流在泄放过程中，接地装置的电阻及引下线上分布电感的存在缘故，则会在电源线上感应出较高电压，此电压将通过电缆线路传导到电气设备上而损坏电气设备。
②单靠电源线只做了一级雷击电磁脉冲防护，从防雷角度考虑是不够的。而安装在各楼层的信号线缆未作屏蔽措施，容易使浪涌电压产生电磁干挠，不能在入口处快速起到分流作用。
③网络通信线只在五楼机房程控交换处安装了一级浪涌保护器，不能对各层远距离电子设备提供足够的保护。另外距离太远，就会在终端设备上产生大于2倍UP甚至更高的振荡电压，尽管对设备采用一级浪涌保护器保护，但这个振荡电压仍会使弱电设备发生损坏。由此可见，合理的安装距离与SPD类型、系统类型、进入浪涌源的陡度和波形及相连的设备有关。根据规范要求一般安全距离小于10米时不会产生振荡，但办公楼大部分终端设备与机房浪涌保护器的距离远大于10米，则容易产生振荡电压。
④从受损的设备分析，与所安装的电涌保护器型号有关。信号避雷器正常工作时，由于无法遏制大于它所承受能力强电流量，致使这部分电流直接加载在设备上，从而设备受损。
⑤被击坏的ZQZ—CII型设备，是属于后面加设的专线上。发生的因素有两种：一是直接击到网络专线上，传导到ZQZ—CII型设备上。这种情况所产生的电压一般很高，造成电位反击损坏ZQZ—CII型设备。二是在引下线及与之相连的导体上有强电流，产生强大的电磁场，感应耦合到ZQZ—CII型设备上，因没有安装电涌保护器和其它均压保护措施，故ZQZ—CII型设备损坏。
⑥监控设备被击坏，显然是由于天面防直击雷装置接闪泄流过程中，由于监控线路未穿金属管埋地引入，且裸露在外沿墙敷设。在泄流过程中，不够快速将雷电流泄放入地，在钢筋引下线上产生热效应，生成电动势的电磁波而振坏。
4 防雷设计雷击隐患的整改措施
4.1电源线避雷过电压的保护措施；
电源线避雷过电压保护措施需要进行三级保护，即办公楼低压配电室电源输入总线、楼层配电室以及住处系统设备的直接供电部分。根据实际要求，只要求对UPS电源线系统采用三级保护，其它电源系统采用二级保护。
在办公楼首层总配电室，低压电源输入总线的空气开关后并联安装一套≥80KA（8/20μs）的三相电源避雷器作为第一级保护。
在首层与第九层之间的每个楼层，总配电箱的电源输入线的空气开关后分别并联一套≥40KA（8/20μs）三相电源避雷器。
在第五层楼网络机房UPS电源输出箱的电源输入总线开关后，并联一套20KA（8/20μs）三相电源避雷器，作为每三级保护。由此做到对入侵过电压的保护，同时也对感应电压及谐振过电压起到了保护作用。
4.2信号过电压的保护措施
信号线避雷过电压保护措施采用二级保护，即粗保护和细保护。粗保护要求对所有进入室内的信号线加以保护，细保护要求对跨层传输信号线进行保护。另外，进入室内的所以信号线路必须穿金属管埋地引入。而且埋设深度应大于或等于（—0.5米）。
网络机房程控交换机的进线安装了一组SPD，并把后面增设的几条专线也串联进去。对于采用光缆传输的信号线，此处不需要加装SPD，但光缆的金属加强芯线应在进入机房前进行埋地穿管引入。机房要做好屏蔽措施，利用建筑物的结构钢筋网组成法拉第笼式防雷保护网，金属门、窗均与避雷装置可靠焊接，设备金属外壳应等电位接地装置连接。各层设备的强弱线路必须进行屏蔽处理，每层做M型均压等电位连接网络，四周做有水平汇流排，设备线路与金属外壳就近接地。安装在引下线部位的电话线接口，要改设在其它部位使其与引下线分开。此外，在ZQZ—CII型设备前加装一台信号避雷器，使所有的弱电设备都达到最好的防雷保护范围内。
最后，中心大楼屋面接闪器应除锈刷漆保护。根据GB50343-2004规范要求，所安装的弱电设备接地电阻≤4Ω。若达不到要求需要增设接地体，但必须与该办公楼共用同一接地网。
参考文献:
[1] 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
[2] 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）
论文作者:张世谨1, 卢志红2
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：办公楼论文; 防雷论文; 设备论文; 过电压论文; 机房论文; 脉冲论文; 避雷器论文; 《科技新时代》2019年9期论文;