楊瀏

摘要：隨著當(dāng)前我國金融國民經(jīng)濟(jì)的迅速健康發(fā)展，金融業(yè)務(wù)電子化體系建設(shè)的推進(jìn)步伐不斷擴(kuò)大加快，電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用于確保銀行業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)中。這些高精密度的電子計(jì)算系統(tǒng)設(shè)備，普遍存在著本身絕緣材料強(qiáng)度低，過電壓低和耐受沖擊能力差的一些致命技術(shù)弱點(diǎn)，一旦設(shè)備遭受突然雷擊或者過電壓的強(qiáng)烈沖擊，則可能造成這些計(jì)算電子系統(tǒng)的正常運(yùn)行功能中斷，設(shè)備產(chǎn)生永久性的的損壞，重要的問題是這些計(jì)算系統(tǒng)電子設(shè)備所需要承載的那些由于后續(xù)設(shè)備工作中因素的損壞所可能造成的不可估量的直接與間接的巨大社會經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。本文以xx銀行安全防雷系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)為為范例，對于今后銀行業(yè)和金融業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全防雷體系工程設(shè)計(jì)進(jìn)行深入探討，為今后銀行業(yè)和金融業(yè)的防雷系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)工作提供一些可靠性的參考。

關(guān)鍵詞：銀行;地網(wǎng)設(shè)計(jì);電源防護(hù);網(wǎng)絡(luò)機(jī)房

1概述

隨著我國城市建筑現(xiàn)代化的不斷深入發(fā)展，科學(xué)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，各類建筑信息管理系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，特別以像是超大中小規(guī)模建筑集成電路的廣泛應(yīng)用，極大的程度提高了建筑工作效率。但是，這些新型電子設(shè)備普遍存在著自身絕緣保護(hù)強(qiáng)度低、過電壓和過輸出電流耦合耐受干擾能力差、對室外電磁干擾敏感等幾大弱點(diǎn)，一旦整棟建筑物內(nèi)部受到直接突然雷擊或其附近危險(xiǎn)區(qū)域可能發(fā)生重大雷擊，雷電線的過電壓、過輸出電流和產(chǎn)生脈沖波的電磁場會通過室內(nèi)供電線、通信線、接收線和天線、金屬輸電管道和室外空間電磁輻射等多種途徑直接侵入整棟建筑物內(nèi)，威脅室內(nèi)所有電子電器設(shè)備的正常使用工作和安全正常運(yùn)行。如由于防護(hù)不當(dāng)，這些電子雷害事件輕則可能使一些電子設(shè)備誤動作，重則可能造成一些電子檢測設(shè)備產(chǎn)生永久性的的損壞，嚴(yán)重時還極有可能直接造成嚴(yán)重人員傷亡。雷電源的危害主要具體表現(xiàn)在以下幾個個方面：

1.1直接雷擊危害

雷擊爆炸是嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，當(dāng)這種雷電爆炸擊中整個建筑物時，由于這種雷電爆炸是一種具有高壓的電壓、大量的電流，作用持續(xù)時間極短的一種瞬變爆炸過程，通常在瞬間就會釋放出巨大的化學(xué)能量，把被雷電擊中的非金屬部分熔化，使爆炸物體中的水份部分受熱迅速膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)大的化學(xué)機(jī)械反應(yīng)力，或?qū)⑵浞纸獬稍S多氫氣和大量氧氣，產(chǎn)生巨大爆炸，使整個建筑物結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。雷擊可能產(chǎn)生的低壓高溫電流引起一些建筑物起火燃燒也可構(gòu)成重大火災(zāi)和雷擊產(chǎn)生出的高壓電流引起電線觸電。根據(jù)目前的驅(qū)動防雷接地理論，無論需要采取哪種接地保護(hù)防雷方法，都可能需要首先使用驅(qū)動接閃器雷達(dá)進(jìn)行防雷接閃，通過雷達(dá)引導(dǎo)地下線將驅(qū)動雷達(dá)的電流從地引下至防雷接地裝置，由此用接地裝置防止散人落入大地中。在此運(yùn)行過程中可能存在以下幾輛雷擊車的安全隱患：

雷達(dá)在電流沿著導(dǎo)引線上下線路被傳導(dǎo)到的過程中，在其周圍可能存在很強(qiáng)的反向電磁場，可能還會引起對于閃電流所感應(yīng)的超過電壓和過大的電流。

雷達(dá)的電流由散流發(fā)電裝置在進(jìn)入地面的過程中移動形成的防雷電位移動梯度過于較大會直接導(dǎo)致車輛行人因道路跨步過低電壓而短路發(fā)生嚴(yán)重人身意外傷亡事故。

直接發(fā)生雷擊時，雷擊過電流在廢氣泄放和雷電散流工作過程中因感應(yīng)電阻負(fù)載壓降和感應(yīng)電感電阻壓降感應(yīng)導(dǎo)致電阻高電位通過或因靜電信號感應(yīng)在魚雷水平面上布設(shè)的靜電信號傳輸線路和水平電源傳輸線路上時所產(chǎn)生的電阻過電壓降而損壞魚雷設(shè)備供電接口，并且還有可能直接導(dǎo)致魚雷反擊及傷員人身內(nèi)部觸電導(dǎo)致傷亡事故。

1.2雷電波入侵

雷電雖然未直接有效擊中本市建筑物或其它設(shè)備，但也會擊中與本市的建筑物或其它設(shè)備直接相連的各種金屬導(dǎo)電管、線，通過雷電傳導(dǎo)的連接方式將雷電波引入到本建筑物內(nèi)，破壞與之相接或連接的公共用電傳輸設(shè)備、通信用電設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)備，乃至嚴(yán)重危害居民人身安全。

1.3雷電電磁脈沖輻射

雷擊事件發(fā)生時，由于遭受雷擊的電流迅速方向變化在其周圍一定空間內(nèi)會產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)短波電磁場，形成強(qiáng)烈的電磁雷擊波和電磁脈沖短波輻射，使附近金屬導(dǎo)體上的電感應(yīng)器發(fā)出極高的電動勢，產(chǎn)生強(qiáng)大的雷電暫態(tài)性和耦合性雷電流，破壞導(dǎo)體相關(guān)用電設(shè)備。

1.4地電位反擊

當(dāng)接地設(shè)備沒有及時采取等效的電位絕緣連接保護(hù)措施的這種情況下，由于各接地系統(tǒng)本身的雷擊接地放電途徑不同，沖擊后的接地交流電阻也有差異，以及在零件泄放產(chǎn)生雷擊接地電流時，所連接通過的電與雷擊接地電流強(qiáng)度存在較大差異，導(dǎo)致地面上電位差的升高和不平衡，當(dāng)?shù)孛娴碾妷合辔徊畲蟠蟪^接地設(shè)備的漏電絕緣保護(hù)強(qiáng)度時，即可能造成零件擊穿設(shè)備放電，損壞接地設(shè)備。

2現(xiàn)場情況

根據(jù)現(xiàn)場勘測發(fā)現(xiàn)xx銀行位于市區(qū)，銀行前后為兩條水泥路面，銀行的兩側(cè)為建筑物，四周均無閑置的地方進(jìn)行地網(wǎng)的施工。

通過銀行工作人員介紹得知，銀行機(jī)房的接地采用的是獨(dú)立地網(wǎng)的方式進(jìn)行接地，機(jī)房的地網(wǎng)建立在銀行大門外的水泥路面下。根據(jù)往年的檢測發(fā)現(xiàn)地網(wǎng)的接地電阻每年呈現(xiàn)遞增的狀態(tài)，現(xiàn)在接地電阻在1.9Ω左右，不符合要求，銀行方要求接地電阻小于1Ω。由于該地網(wǎng)建立多年，地網(wǎng)的接地體銹蝕嚴(yán)重造成接地電阻升高，故該地網(wǎng)需要重建，做到小于1歐姆。

通過對所在機(jī)房內(nèi)的現(xiàn)場勘查，機(jī)房的動力供電系統(tǒng)是由室外單獨(dú)的一根有線電纜直接引入一個室外配電柜，再由該一個配電柜直接進(jìn)入電纜ups，通過電纜ups連接到機(jī)房動力網(wǎng)絡(luò)控制柜，現(xiàn)場在動力控制柜內(nèi)部還安裝有一套基于zgg680-20的直流電源模塊式電流浪潮波涌電流保護(hù)器，在機(jī)房網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)柜內(nèi)部還安裝有一套插座式的電源浪潮波涌電流保護(hù)器。這兩款的波浪潮和涌電流保護(hù)器由于安裝使用年限已久，且整個智能機(jī)房的用熱供電線路上的波浪潮和涌電流保護(hù)器的安裝配置不完全符合規(guī)范《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（gb50343—2012）的配置要求，因此整個智能機(jī)房中的供熱配電線路上的波浪潮和涌電流保護(hù)器配置需要重新進(jìn)行按照行業(yè)規(guī)范中的要求重新進(jìn)行安裝重新配置。

機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)架上未配置保安單元，對于室外進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò)線路來說，是非常危險(xiǎn)的，所以需要在網(wǎng)絡(luò)架上安裝保安單元，用于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及整個網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜。

3設(shè)計(jì)依據(jù)

本設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格按照目前國家現(xiàn)行有效的建筑防雷安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及關(guān)于裝設(shè)建筑物專用電子信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全防雷的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以有效確保裝設(shè)建筑物專用電子信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施供電設(shè)備和相關(guān)工作人員的安全使用為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

工程設(shè)計(jì)所依據(jù)的規(guī)范為：

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—2010）

《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343—2012）

《國際電工委員會防雷標(biāo)準(zhǔn)》（IEC62305）

《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》（GB7450—87）

《計(jì)算站場地安全要求》（GB9361—88）

4設(shè)計(jì)方案

根據(jù)GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷規(guī)范4.3.1章規(guī)定以及防雷保護(hù)的重要性，xx銀行防雷應(yīng)采用二類防雷，主要針對三個方面：電源防護(hù)、網(wǎng)絡(luò)信號防護(hù)以及地網(wǎng)系統(tǒng)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.1地網(wǎng)設(shè)計(jì)

GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.4.2條"另外埋于建筑土壤基層中的建筑人工垂直接地面基體宜盡量采用優(yōu)質(zhì)熱鍍鋅圓型角鋼、圓鋼或圓形鋼管;另外埋于建筑土壤基層中的建筑人工基體水平垂直接地面基體宜盡量采用優(yōu)質(zhì)熱鍍鋅圓型扁鋼或圓形角鋼。

本設(shè)計(jì)方案的上下垂直水平接地體結(jié)構(gòu)采用50x5x2000的圓型熱鍍鋅圓形角鋼，水平垂直接地體結(jié)構(gòu)采用40x4的圓形熱鍍鋅扁平角鋼。

第5.4.3條：人工鋼質(zhì)方型矩形水平垂直矩型水平插頭接地體的兩端垂直插頭長度宜為2.5m，其垂直長度距離間距以及兩端連接人工鋼質(zhì)矩型水平矩形垂直插頭接地體的垂直高度距離間距均宜為5m，當(dāng)?shù)孛娼芋w高度受到垂直接頭落地方向的高度限制后的時間其邊距長度可適當(dāng)添加增大或或減小。

第5.4.4條：人工埋設(shè)接地體系法在建筑土壤工程中的基層埋設(shè)接地深度一般不應(yīng)不得小于0.5m，并宜直接敷設(shè)在當(dāng)?shù)夭缓瑑鐾恋幕鶎右幌?，其敷設(shè)距離土墻或接地基礎(chǔ)厚度不宜不得小于1m。

第5.4.6條：在高或低土壤接地電阻輻射率的接地場所，降低或預(yù)防直接射擊雷達(dá)波沖擊時的接地土壤電阻宜應(yīng)當(dāng)采用下列措施方法：

（1）不可采用多個分支線路的外引有效接地裝置，外引接地長度大小不應(yīng)不得大于有效接地長度。

（2）將焊接地層基體埋于較深的低低壓電阻低功率砂質(zhì)土壤中。

（3）換土。

（4）采用降阻劑。

以上方法為國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對地網(wǎng)施工的指導(dǎo)性方式，這些方式對于本工程來說，都不適用。因?yàn)?，本工程在城市里，四周都是建筑物和硬化的路面，沒有綠化帶，也沒有空地，所有沒有可供施工的地方，對于要求小于1Ω的地網(wǎng)來說，這是要求相當(dāng)?shù)母?，考慮到原有的地網(wǎng)接地電阻小于2Ω，因此，可以利用原有的地網(wǎng)，在原有地網(wǎng)附近新增一個人工接地網(wǎng)，將新增的地網(wǎng)與原有地網(wǎng)并聯(lián)，做到將整個地網(wǎng)的接地電阻降到1Ω以下。

新增人工地網(wǎng)方案：

由于銀行四周無進(jìn)行地網(wǎng)施工的地方，所以新增人工地網(wǎng)采用傳統(tǒng)的方式無法施工，本方案采用防雷深井接地法進(jìn)行施工，即在原有地網(wǎng)的附近打一個15米深的防雷專用接地井，把15米長的離子接地棒放入接地井內(nèi)，在棒體內(nèi)填放回填料，從而起到降低接地電阻的作用。

通過上式的計(jì)算可知，經(jīng)過施工后，將離子接地棒埋入后與原有地網(wǎng)進(jìn)行連接，能做到接地電阻小于1歐姆的要求。

接地母線的敷設(shè)：

由于機(jī)房內(nèi)接地要求獨(dú)立接地，因此接地母線需要獨(dú)立敷設(shè)，原有的接地母線采用的是圓鋼，由于年限遠(yuǎn)久，圓鋼銹蝕嚴(yán)重，尤其是入地后連接點(diǎn)銹蝕更嚴(yán)重。因此，接地母線需要更換，本方案考慮到機(jī)房的重要性，接地母線采用50mm2的銅絞線作為接地母線，母線敷設(shè)時穿鋼管屏蔽，做到接地母線不受外界電磁波的輻射、干擾，給機(jī)房提供一個純凈的接地系統(tǒng)。

4.2電源線路的防護(hù)

依據(jù)：GB 50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》第五章建筑物防雷設(shè)計(jì)：第四節(jié)建筑物浪涌試驗(yàn)和保護(hù)器的選擇防雷設(shè)計(jì)中的第三條防雷要求：進(jìn)入防雷建筑物的線路采用交流供電的線路，在直流供電線路的總配電箱等的LPZOA或線路的LPZOB與建筑物的LPZ1區(qū)域的交界處，應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置用于i類試驗(yàn)的第二級浪涌保護(hù)器或ⅱ類浪涌試驗(yàn)的第三級浪涌保護(hù)器作為第一級試驗(yàn)保護(hù);在交流配電線路的分配箱、電子設(shè)備機(jī)房的總配電箱等與后續(xù)浪涌防護(hù)區(qū)域的交界處，可以分別設(shè)置ⅱ類或ⅲ類浪涌試驗(yàn)的第二級浪涌保護(hù)器作為后級試驗(yàn)保護(hù)，特殊重要的建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)備的電源端口可以分別安裝用于ⅱ類或ⅲ類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器作為精細(xì)的二級保護(hù)。

按表5.GB50343-2012規(guī)范第4.2節(jié)或4.3節(jié)確定標(biāo)稱雷電防護(hù)等級時，用于電源保護(hù)線路的標(biāo)稱浪涌放電保護(hù)器的標(biāo)稱沖擊電流和保護(hù)器的標(biāo)稱浪涌充放電沖擊電流防護(hù)參數(shù)的推薦值宜符合表5.4.3-3規(guī)定。

4.2.1電源第一級防護(hù)

依據(jù)附表GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》及附表5.4.3-3可知，如果在架空線進(jìn)入的總配電箱處未在架空線安裝浪涌過放電保護(hù)器，則必須在進(jìn)入總配電箱架空線處安裝一個標(biāo)稱放電電流（in）≥80ka的浪涌過放電保護(hù)器，安裝在通過架空線進(jìn)入的配電箱架空線處。

浪涌漏電保護(hù)器與其連接的導(dǎo)線應(yīng)短直，其導(dǎo)線長度一般不宜超過0.5m，并且整體焊接固定非常牢靠。第一級終端連接線以終端spd為焊接地點(diǎn)終端二級連接線的相線方法采用方式焊接焊合直徑長度大于10mm2的專用焊接成型bvr多股成型銅線，spd以焊接地點(diǎn)為端端的連接線方式采用焊合直徑長度大于16mm2的專用焊接成型bvr多股成型銅線。

4.2.2電源第二級防護(hù)

根據(jù)表5.4.3-3可知，需要在次級配電箱出入口處安裝一個標(biāo)稱放電電流（in）≥40ka的放電電流浪涌保護(hù)器，安裝在次級配電箱出入口處。

浪涌漏電保護(hù)器與其連接的導(dǎo)線應(yīng)短直，其導(dǎo)線長度一般不宜超過0.5m，并且要保證工具固定牢靠。第二級相線spd為連接地面兩端內(nèi)部連接線的相線方式采用地端焊接焊合直徑長度大于6mm2的專用焊接成型bvr多股成型銅線，spd為連接地面和端端的連接線方式采用焊合直徑長度大于10mm2的專用焊接成型bvr多股成型銅線。

4.2.3電源第三級防護(hù)

根據(jù)表5.4.3-3可知，需要在機(jī)房的機(jī)柜處安裝標(biāo)稱放電電流（In）≥5KA的浪涌保護(hù)器。由于原有的防雷插排，接地線采用的是電源線路上的接地線，該線路距離很長，對防雷來說，效果不明顯，所以，該插排需要更換。

浪涌漏電保護(hù)器與其連接的導(dǎo)線應(yīng)短直，其導(dǎo)線長度一般不宜超過0.5m，并必須固定牢靠。第三級spd地端連接相線采用直徑大于2.5mm2的bvr或bvr多股銅線，spd接地端連接線采用直徑大于4mm2的bvr多股銅線

4.3信號系統(tǒng)防護(hù)

根據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343—2012）中第5.5.1條：用于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的接地入網(wǎng)和光纖通信用戶交換系統(tǒng)的防雷與電源接地保護(hù)工作應(yīng)嚴(yán)格符合下列的規(guī)定：光纖通信網(wǎng)絡(luò)用戶交換機(jī)及其設(shè)備的金屬芯和電源信號傳輸線路，應(yīng)根據(jù)其總配線路構(gòu)架所需要連接的中繼信號線及其用戶線的接口形式分別選擇適配的金屬芯信號傳輸線路和電源浪涌保護(hù)器。第5.5.2.1條：用戶在進(jìn)、出建筑物的金屬芯傳輸信號線路上，在連接lpz0a或連接lpz0b與連接lpz1的信號線路邊界處應(yīng)分別設(shè)置適配的金屬芯信號線路和電源浪涌保護(hù)器。網(wǎng)絡(luò)通信用戶交換機(jī)、集線器、光電通信終端機(jī)的配電箱內(nèi)，應(yīng)分別加裝金屬芯和電源信號線路浪涌保護(hù)器。

根據(jù)規(guī)范可知，在網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜的網(wǎng)絡(luò)配線架上因安裝浪涌保護(hù)器（保安單元），即在網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜上安裝一臺一體化的浪涌保護(hù)器。

5結(jié)束語

銀行金融系統(tǒng)電子設(shè)備眾多，一旦發(fā)生雷擊事故將造成難以估量的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，因此做好防雷保護(hù)和定期進(jìn)行防雷檢測是十分重要的的工作。本文以本文以xx銀行防雷工程為例，重點(diǎn)對地網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)，電源保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信號保護(hù)等依照規(guī)范進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。從而對銀行金融系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)提供較可靠的參考。

參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)

[1]. 99中國人民銀行系統(tǒng)召開防雷試點(diǎn)工程驗(yàn)收會[J].金融電子化，2000（01）：91.

[2]. 樓房建筑防雷設(shè)計(jì)必須重視設(shè)連接板[J]. 林寶權(quán). ?浙江氣象. 2005（01）

[3]. 平湖市信用聯(lián)社防雷工程勘察與設(shè)計(jì)[J]. 陳勇斌. ?浙江氣象科技. 2000（04）

[4]. ]李志江.某汽車加油加氣站防雷防靜電設(shè)計(jì)[J].中國西部科技，2009，8（17）：39-40+54.

[5]. 申紅石，李志江，李紅海.沈陽某銀行防雷工程設(shè)計(jì)和施工[J].遼寧氣象，2002（03）：40-41.