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摘要:根据现代校园防雷现状,参照建筑和防雷的相关标准,结合最新的防雷技术研究成果,从防直击雷、弱电线路及电子设备等方面,提出了现代校园防雷技术方案。本文将以祁门县为例,深入探讨如何应对现代校园防雷安全工作。
关键词:校园防雷;现状;措施
中图分类号:S761.5 文献标识码:A文章编号:
引 言:
雷电的本质是在积雨云发展阶段,云层之间、云地之间、云与空气之间的电位差达到一定程度时发生的剧烈放电现象。受全球范围气候变化的影响,雷击灾害发生的次数也在逐年递增。校园是教育的载体,是知识分子的积聚地,随着我国教育现代化的迅速发展,校园信息网络设施不断增加和更新,各类建筑物和电子电器设备还未采取有效地防雷措施,其耐压、过流的能力十分脆弱,严重威胁在校师生人身安全及教学活动,因此加强校园防雷安全工作具有十分重要的意义。
1.校园防雷安全工作的重要性
雷电具有巨大的破坏力,除了对建筑物方面的破坏力外,雷电电磁脉冲对电子设备等将产生毁灭性的破坏。2012年2月22日祁門县芦溪乡中心学校发生严重雷击事件,造成综合楼所有电源线路、投影仪、笔记本、台式电脑等电器设备损坏,损失共达4万多元,幸好未造成人员伤亡。
校园也是教书育人、人员集中的场所,校园师生的安全关系到众多家庭的幸福和谐,因此,充分认识校园防雷安全形势,加强校园防雷安全工作,势在必行。
2.校园防雷装置现状
根据2012年4月祁门县教育局与气象局联合下发《全县中小学、幼儿园防雷安全工作的通知》对全县教育局下属213所中小学校防雷装置进行一次彻底检查,全县中小学校70%以上的教学楼和宿舍楼没有安装防直击雷设施或安装的防直击雷设施达不到国家防雷规范技术标准,全县所有校园信息网络设备没有安装防雷电波侵入和防雷电感应的防雷设施;可见,现代校园防雷状况十分严峻。
2.1校园防雷装置不完善
全县各乡镇及村教学点,多数为老、旧的教学楼或教学平房,这些建筑物在建成过程中,由于设计或资金方面的原因,没有按照防雷技术规范要求安装相应的防雷装置;部分学校建筑物有防直击雷装置,因多年无人维护已出现严重生锈或断裂现象,造成接地电阻值偏高,防雷装置不符合技术规定。
雷击事故毕竟概率较小,许多学校从未遭受过雷击,导致学校管理层认为楼层不高,没有必要安装防雷装置,存在侥幸心理。在校师生对防雷安全知识未进行深入学习和了解,防雷宣传不到位,防雷安全意识薄弱。
2.2防雷电感应设施不合格
雷击电磁脉冲会对建筑物内电子设备、信息网络及用电设施造成严重的损害。随着我国教育现代化的迅速发展,电子信息技术以及电子设备越来越多地走进课堂,对防雷电感应设施要求越来越严格。
经对全县校园检查发现,全县所有中小学校旧教学楼、学生宿舍等建筑物没有安装电源避雷器(SPD),校园信息网络系统和电子设备都没有安装防雷电感应(雷击电磁脉冲)的防雷设施;而且电源进线没有埋地,50%以上没有专门安装配电箱及安全保护接地装置,这些都是当前校园防雷存在的安全隐患。
3.校园建筑物防雷措施及要求
现代校园防雷是一项系统性工程,必须要全方位地堵截雷电的任何途径入侵。通过防雷知识宣传和科学的防雷设计,从直击雷防护、雷电感应(雷击电磁脉冲)防护、等电位连接、屏蔽措施、合理布线、完善接地系统等方面入手,不断完善现代校园防雷装置,实现校园防雷安全工作得到更深一层次的发展。
3.1建筑物直击雷防护
直击雷是雷电直接袭击人或建(构)筑物,产生电效应、热效应和机械力;在校园内,它的主要目标是无雷电防护装置的建筑物,如教室、宿舍和办公楼等,以及在室内的电子设备和广大师生;防直击雷必须严格按照《建筑物防雷设计规范》设计要求,安装避雷带(网)、引下线及接地装置。
(1)接闪器:沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位用直径为了10mm的镀锌圆钢敷设一圈避雷带,并在建筑物屋面设置避雷网格,网格尺寸不大于20m x 20m或24m x 16m。
(2)引下线:专设引下线不应少于2根,并应沿建筑手四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不应大于25m。若教学楼前面为开放式走廊且无上下贯通的结构柱,则其正面可不设计引下线。在易受机械损坏和需防人身接触的地方,引下线地面上1.7m至地面下0.3m应采取橡胶管保护措施。
(3)接地装置:除沿建筑物设置环型接地外,每条引下线对应该一组接地装置,人工垂直接地体应采用5mmx50mm的镀锌角钢,水平接地体应采用不小于4mmx40mm镀锌锌扁铁,垂直接地体间距离宜为5m,当受地方所限可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。当接地体距离建筑物出入口或人行道小于3m时,水平接地体应深埋不应小于1m或其他绝缘保护措施。
3.2雷电感应的防护
雷电感应的防护除了要求建筑防雷符合规范之外,还需要对电源系统、信号系统、地电反击等方面进行雷电防护处理,通过有效措施防止雷电波侵入设备,确保校园弱电设备在雷电环境中安全工作。
由于雷电流主要是由首次雷击电流和后续雷击电流所组成,因此雷电过电压的保护必须同时抑制或分流首次雷击电流和后续雷击电流。结合校园弱电设备的特点,应采取多级保护措施;外部防雷可将雷电流直接引入地下泄放能量;内部防雷可设置过电压保护器阻塞沿电源或信号线所引入的雷电波。
(1)均压措施:将校园建筑物内的各种金属实体进行等电位连接,如金属构架、门窗、扶梯、地板、室内设备的金属外壳等均应可靠焊接连通;并进行多点有效接地,形成一个电气上连续的整体,消除雷击时在不同金属外壳或构架之间出现暂态电位差,使得彼此间等电位维持在地电位的水平,避免产生危险过电压,损坏设备甚至危及人身安全。
(2)合理布线:为了防止各类线缆在雷击时产生电磁耦合形成电磁脉冲,沿线缆传输到电子设备中而损坏设备或伤及人员。校园内的布线应采用合理的综合布线原则,不同的线缆应保持一定的安全距离,如电子信息系统线缆与防雷引下线的最小平行净距应为1000mm、与保护地线的最小平行净距为50mm。
(3)线缆屏蔽:对于进出各建筑物的电源线、信号线、控制线等线缆均应穿金属管埋地布设,且金属管二端接地,尤其是校园微机室更应严格要求,其埋地长度应符合以下表达式的要求,且不应小于15 米。L ≥ 2式中:L――为电缆埋入地中的长度(m);ρ――为土壤电阻率(Ω·m)。光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等在入户处应接地处理。
(4)电涌保护器选择和安装:在电源引入的总配电箱处应装设I级电涌保护器,电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5KV,当无法确定每一保护模式的冲击电流值时,冲击电流应取等于或大于12.5KA。
4、加强施工监督和竣工验收
根据《安徽省防雷减灾管理办法》和《防雷装置设计审核及竣工验收规定》要求,所有学校新建、改建、扩建建筑物的防雷设计必须先经过当地气象主管机构进行审核,具有相应资质施工方应当按照核准后的方案进行施工,施工过程应严格进行质量监督检测。
防雷装置竣工后须经当地气象主管机构进行竣工验收,验收合格并取得合格证后方可投入使用。凡是验收不合格的项目,施工单位应严格按照规范要求进行整改,并及时向气象主管机构申请重新验收,直到符合验收要求为止。
5. 结束语
总体分析,现代校园防雷受限于区域经济水平的发展以及防雷知识的普及程度影响,未来防雷工作还将是一项长期而复杂的工作;因此,加强防雷科普知识宣传,增强师生防雷安全意识将是十分的重要。我们在进行校园综合防雷设计时,应充分考虑学校的地理位置、地质情况、气象要素等环境因素,严格执行技术规范要求,本着安全可靠,技术先进,经济合理的原则进行综合设计和施工;最大限度地避免和减少雷电对现代校园造成的危害,稳步推进现代校园防雷安全工作,为教育事业和社会的和谐稳定发展做出贡献。
参考文献:
1. 中华人民共和国机械工业部,《建筑物防雷设计规范》(GB 50057- 94,2010 年版)
2. 四川省建设厅,《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2004)
3. 张小青,《建筑物内电子设备的防雷保护》,电子工业出版社,2000 年6 月
关键词:校园防雷;现状;措施
中图分类号:S761.5 文献标识码:A文章编号:
引 言:
雷电的本质是在积雨云发展阶段,云层之间、云地之间、云与空气之间的电位差达到一定程度时发生的剧烈放电现象。受全球范围气候变化的影响,雷击灾害发生的次数也在逐年递增。校园是教育的载体,是知识分子的积聚地,随着我国教育现代化的迅速发展,校园信息网络设施不断增加和更新,各类建筑物和电子电器设备还未采取有效地防雷措施,其耐压、过流的能力十分脆弱,严重威胁在校师生人身安全及教学活动,因此加强校园防雷安全工作具有十分重要的意义。
1.校园防雷安全工作的重要性
雷电具有巨大的破坏力,除了对建筑物方面的破坏力外,雷电电磁脉冲对电子设备等将产生毁灭性的破坏。2012年2月22日祁門县芦溪乡中心学校发生严重雷击事件,造成综合楼所有电源线路、投影仪、笔记本、台式电脑等电器设备损坏,损失共达4万多元,幸好未造成人员伤亡。
校园也是教书育人、人员集中的场所,校园师生的安全关系到众多家庭的幸福和谐,因此,充分认识校园防雷安全形势,加强校园防雷安全工作,势在必行。
2.校园防雷装置现状
根据2012年4月祁门县教育局与气象局联合下发《全县中小学、幼儿园防雷安全工作的通知》对全县教育局下属213所中小学校防雷装置进行一次彻底检查,全县中小学校70%以上的教学楼和宿舍楼没有安装防直击雷设施或安装的防直击雷设施达不到国家防雷规范技术标准,全县所有校园信息网络设备没有安装防雷电波侵入和防雷电感应的防雷设施;可见,现代校园防雷状况十分严峻。
2.1校园防雷装置不完善
全县各乡镇及村教学点,多数为老、旧的教学楼或教学平房,这些建筑物在建成过程中,由于设计或资金方面的原因,没有按照防雷技术规范要求安装相应的防雷装置;部分学校建筑物有防直击雷装置,因多年无人维护已出现严重生锈或断裂现象,造成接地电阻值偏高,防雷装置不符合技术规定。
雷击事故毕竟概率较小,许多学校从未遭受过雷击,导致学校管理层认为楼层不高,没有必要安装防雷装置,存在侥幸心理。在校师生对防雷安全知识未进行深入学习和了解,防雷宣传不到位,防雷安全意识薄弱。
2.2防雷电感应设施不合格
雷击电磁脉冲会对建筑物内电子设备、信息网络及用电设施造成严重的损害。随着我国教育现代化的迅速发展,电子信息技术以及电子设备越来越多地走进课堂,对防雷电感应设施要求越来越严格。
经对全县校园检查发现,全县所有中小学校旧教学楼、学生宿舍等建筑物没有安装电源避雷器(SPD),校园信息网络系统和电子设备都没有安装防雷电感应(雷击电磁脉冲)的防雷设施;而且电源进线没有埋地,50%以上没有专门安装配电箱及安全保护接地装置,这些都是当前校园防雷存在的安全隐患。
3.校园建筑物防雷措施及要求
现代校园防雷是一项系统性工程,必须要全方位地堵截雷电的任何途径入侵。通过防雷知识宣传和科学的防雷设计,从直击雷防护、雷电感应(雷击电磁脉冲)防护、等电位连接、屏蔽措施、合理布线、完善接地系统等方面入手,不断完善现代校园防雷装置,实现校园防雷安全工作得到更深一层次的发展。
3.1建筑物直击雷防护
直击雷是雷电直接袭击人或建(构)筑物,产生电效应、热效应和机械力;在校园内,它的主要目标是无雷电防护装置的建筑物,如教室、宿舍和办公楼等,以及在室内的电子设备和广大师生;防直击雷必须严格按照《建筑物防雷设计规范》设计要求,安装避雷带(网)、引下线及接地装置。
(1)接闪器:沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位用直径为了10mm的镀锌圆钢敷设一圈避雷带,并在建筑物屋面设置避雷网格,网格尺寸不大于20m x 20m或24m x 16m。
(2)引下线:专设引下线不应少于2根,并应沿建筑手四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不应大于25m。若教学楼前面为开放式走廊且无上下贯通的结构柱,则其正面可不设计引下线。在易受机械损坏和需防人身接触的地方,引下线地面上1.7m至地面下0.3m应采取橡胶管保护措施。
(3)接地装置:除沿建筑物设置环型接地外,每条引下线对应该一组接地装置,人工垂直接地体应采用5mmx50mm的镀锌角钢,水平接地体应采用不小于4mmx40mm镀锌锌扁铁,垂直接地体间距离宜为5m,当受地方所限可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。当接地体距离建筑物出入口或人行道小于3m时,水平接地体应深埋不应小于1m或其他绝缘保护措施。
3.2雷电感应的防护
雷电感应的防护除了要求建筑防雷符合规范之外,还需要对电源系统、信号系统、地电反击等方面进行雷电防护处理,通过有效措施防止雷电波侵入设备,确保校园弱电设备在雷电环境中安全工作。
由于雷电流主要是由首次雷击电流和后续雷击电流所组成,因此雷电过电压的保护必须同时抑制或分流首次雷击电流和后续雷击电流。结合校园弱电设备的特点,应采取多级保护措施;外部防雷可将雷电流直接引入地下泄放能量;内部防雷可设置过电压保护器阻塞沿电源或信号线所引入的雷电波。
(1)均压措施:将校园建筑物内的各种金属实体进行等电位连接,如金属构架、门窗、扶梯、地板、室内设备的金属外壳等均应可靠焊接连通;并进行多点有效接地,形成一个电气上连续的整体,消除雷击时在不同金属外壳或构架之间出现暂态电位差,使得彼此间等电位维持在地电位的水平,避免产生危险过电压,损坏设备甚至危及人身安全。
(2)合理布线:为了防止各类线缆在雷击时产生电磁耦合形成电磁脉冲,沿线缆传输到电子设备中而损坏设备或伤及人员。校园内的布线应采用合理的综合布线原则,不同的线缆应保持一定的安全距离,如电子信息系统线缆与防雷引下线的最小平行净距应为1000mm、与保护地线的最小平行净距为50mm。
(3)线缆屏蔽:对于进出各建筑物的电源线、信号线、控制线等线缆均应穿金属管埋地布设,且金属管二端接地,尤其是校园微机室更应严格要求,其埋地长度应符合以下表达式的要求,且不应小于15 米。L ≥ 2式中:L――为电缆埋入地中的长度(m);ρ――为土壤电阻率(Ω·m)。光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等在入户处应接地处理。
(4)电涌保护器选择和安装:在电源引入的总配电箱处应装设I级电涌保护器,电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5KV,当无法确定每一保护模式的冲击电流值时,冲击电流应取等于或大于12.5KA。
4、加强施工监督和竣工验收
根据《安徽省防雷减灾管理办法》和《防雷装置设计审核及竣工验收规定》要求,所有学校新建、改建、扩建建筑物的防雷设计必须先经过当地气象主管机构进行审核,具有相应资质施工方应当按照核准后的方案进行施工,施工过程应严格进行质量监督检测。
防雷装置竣工后须经当地气象主管机构进行竣工验收,验收合格并取得合格证后方可投入使用。凡是验收不合格的项目,施工单位应严格按照规范要求进行整改,并及时向气象主管机构申请重新验收,直到符合验收要求为止。
5. 结束语
总体分析,现代校园防雷受限于区域经济水平的发展以及防雷知识的普及程度影响,未来防雷工作还将是一项长期而复杂的工作;因此,加强防雷科普知识宣传,增强师生防雷安全意识将是十分的重要。我们在进行校园综合防雷设计时,应充分考虑学校的地理位置、地质情况、气象要素等环境因素,严格执行技术规范要求,本着安全可靠,技术先进,经济合理的原则进行综合设计和施工;最大限度地避免和减少雷电对现代校园造成的危害,稳步推进现代校园防雷安全工作,为教育事业和社会的和谐稳定发展做出贡献。
参考文献:
1. 中华人民共和国机械工业部,《建筑物防雷设计规范》(GB 50057- 94,2010 年版)
2. 四川省建设厅,《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2004)
3. 张小青,《建筑物内电子设备的防雷保护》,电子工业出版社,2000 年6 月