第一章：防 雷 概 述
雷電是一種大氣自然現象，由雷電引起的雷擊災害是一種常見的自然災害，它主要分為直接雷擊和感應雷擊。直接雷擊是云、地之間放電時，閃電直接擊在建筑物、其它物體、大地、或防雷裝置上，產生電效應、熱效應和機械力者。感應雷擊主要是云與云或云與地之間放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應。隨著科學技術的飛速發展，當今世界已進入信息時代，通信技術、計算機網絡技術已經滲透到國民經濟及國防現代化建設的各個領域。然而，微電子技術在應用中的巨大優勢，又成為它經不起雷電危害的巨大劣勢，計算表明，在距離雷擊中心1.5-2km范圍內都會產生危險過電壓，當電磁場強度達到0.07GS時，就會引起計算機誤動作，達到2.4GS時，就可能對集成電路板造成永久性損壞。因此，國際電工委員會（IEC）將雷電災害稱為“信息化時代的公害”。
現代防雷技術要求實施系統防雷工程，國際電工委員會第81防雷技術委員會（IEC/TC-81）的技術定義將系統防雷工作總結為：DBSE技術，即分流（Dividing）、均壓（bonding）、屏蔽（Shielding）、接地（Earthing）四項技術加之有效的防護設備的綜合，達到全方位、立體化的防雷目的。最新國標《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343–2012）也是遵循了以上原則，要求實施系統、全面的雷電防護措施。


第二章：直擊雷防護風險評估方法
直擊雷防護的風險評估，主要應考慮信息系統所處的環境因素（主要包括地區雷電活動情況、所處建筑物的結構、周圍環境等）、發生雷擊事故的后果嚴重程度三個方面進行綜合評估。
一、計算方法
1、建筑物預計的年平均直擊雷次數計算公式：
N=K·Ng·Ae
式中 N—建筑物年預計直擊雷次數（次/a）
K—校正系數，一般情況下取K=1，在下列情況下取相應數值：
建筑物結構或所處地理環境 校正系數K取值
曠野孤立的建筑物 2
金屬屋面的磚木結構建筑物 1.7
位于潮濕地帶、土壤電阻率較小處或本身潮濕的建筑物 1.5
Ng—建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/（km2·a）]
Ae—與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積（km2）
其中 Ng=0.024·Td1.3
Td—年平均雷暴日，根據當地氣象臺、站資料確定（d/a）
Ae=[LW+2(L+W)·√H(200-H)+πH(200-H)]·10-6 （公式1）
Ae=[LW+2(L+W)+πH]·10-6（公式2）
式中L、W、H分別為建筑物的長、寬、高（m）。
當H<100m，Ae按公式1計算；
當H≥100m，Ae按公式2計算，其每邊的擴大寬度應按等于建筑物的高H計算；
當建筑物各部位的高不同時，應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積Ae應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積（具體可查閱GB50057-94附錄一）。
2、信息系統因直擊雷和雷擊電磁脈沖引起設備損壞的可接受的最大年平均雷擊次數計算公式：
Nc=5.8×10-3 /C
式中 Nc—因直擊雷和雷擊電磁脈沖引起設備損壞的可接受的最大年平均雷擊次數
C—各類因子
其中 C=C1+C2+C3+C4+C5+C6
C1：信息系統所在建筑物材料結構因子
當建筑物屋頂和主體結構均為金屬材料時，C1=0.5；
當建筑物屋頂和主體結構均為鋼筋混凝土材料時C1=1.0；
當建筑物為磚混結構時，C1=1.5；
當建筑物為磚木結構時，C1=2.0；
當建筑物為木結構或其它易燃材料時，C1=2.5。
LPZ0A：直擊雷非防護區，本區內的各類物體都可能遭到直接雷擊，本區內的電磁場沒有衰減，屬完全暴露的不設防區；
LPZ0B：直擊雷防護區，本區內的各類物體很少遭到直接雷擊，但本區內的電磁場沒有衰減，屬充分暴露的直擊雷防護區；
LPZ1：第一屏蔽防護區，本區內的各類物體不可能遭到直接雷擊，流經各類導體的電流比LPZ0B區進一步減少，由于建筑物的屏蔽措施，本區內的電磁場得到了初步的衰減；
LPZ2：第二屏蔽防護區，為進一步減小所導引的電流或電磁場而引入的后續防護區；
LPZ3：第三屏蔽防護區，為進一步減小雷電電磁脈沖，以保護敏感度水平高的設備的后續防護區。
第三章：設計原則
雷電防護設計是一項系統工程，系統結構愈合理，系統的各個部分之間才可以有機結合，相互之間的作用就愈協調，從而使整個系統在總體上達到最佳的運行狀態。在本防雷保護設計工作中，防雷設計主要的目的是將防雷與內部電源系統的客觀實際條件進行有機的結合，通過合理配置，使之溶為一體，確保系統的穩定工作，從而發揮出系統防護工作的最佳效果。
依據IEC-61024雷擊區域劃分（室外區，室內區，設備區）的要求， 建筑物必須安裝有防直擊雷裝置的避雷針或避雷帶（在本設計方案中不考慮直擊雷的防護）；電源線安裝防雷電感應的避雷器；以及采用各種接地、屏蔽手段在防雷區界面處進行等電位聯結，達到消除防雷區內各設備之間電位差的目的。


第四章：直擊雷設計依據
GB 50057-94 《建筑物防雷設計規范》（2000版）
GB 50054-95 《低壓配電設計規范》
GB 50174-93 《電子計算機機房設計規范》
GB 50169-92 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》
IEC 61024 《建筑物防雷》
IEC 61312 《雷電電磁脈沖的防護》
GB/T50311-2000 《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》
99D501-1防雷與接地安裝《建筑物防雷設施安裝》

第五章：方案內容
5.1現場情況描述
經現場勘測、目前廠區內問題如下：
1、目前發射鍋處無防雷措施，已有的避雷針不能夠完全保護發射鍋，且經常遭受雷擊。
2、廠區內的攝像頭均為進行防雷接地處理。
3、機房內的電源處未進行電源防雷處理。
4、抽水井房屋未做防雷措施。
5.2設計方案
1、現場共計有8個發射鍋，選定合理的位置，安裝兩根H=8.5m的提前放電式避雷針，并且做兩套≤10Ω的接地裝置，用于發射鍋的直擊雷防護。在每臺發射鍋的接口處安裝天饋防雷器，并進行接地處理。每根避雷針的底部加裝智能接地電阻監測箱（采用三極法在線實時測量接地電阻，用于監測接地裝置阻值的變化）。雷電峰值監測箱（用于監測雷擊計數、雷擊峰值、雷擊發生時間、極性）。
2、在所有廠區內部的攝像頭接口處安裝網絡二合一防雷器，并進行接地處理，來保護攝像頭的安全運行。
3、沿著機房周圍敷設銅排一周，并且在機房內部使用銅箔進行網格處理，網格尺寸不得大于600mm*600mm，在機房電源SPD處安裝智能型SPD檢測箱以及智能信號防雷監控箱。在值班室內部安裝智能防雷終端箱。
4、在抽水井房屋周圍的水泥電線桿頂部加裝提前放電式避雷針，安裝一套≤10Ω的接地裝置，并且在桿底部加裝雷電計數器（避雷針）。 在抽水井房屋周圍選定合理的位置，安裝一套≤4Ω的接地裝置，與房屋的鋼架進行可靠的電氣連接，并且在屋內的電源處加裝電源防雷器，和雷電計數器（SPD）進行接地處理。