机房防雷设计方案

远程监控中心防雷设计方案项目名称：设计单位：2016年5月13日目录1概述....................................................................................................32雷电破坏途径........................................................................................32.1直击雷.............................................................................................32.2感应雷.............................................................................................33防雷措施..................................................................................................43.1外部防雷........................................................................................43.2内部防雷........................................................................................43.2.1屏蔽.......................................................................................44设计依据..................................................................................................65防雷方案设计.........................................................................................75.1电源系统防雷措施........................................................................75.2计算机机房网络通信系统防雷设计............................................75.2.1设计依据...............................................................................95.3等电位连接与共用接地................................................................91概述随着计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)、显示技术(CRT)的发展和广泛应用，各系统集数据采集、信息传送于一体的网络形成，随之引入了大量设备。由于这些设备大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元，其对瞬间过电压的承受能力大幅降低，将成为受雷电损害的主要设备。所以对于雷雨多发地区各系统采取有效的保护措施是非常必要的，明析瞬间过电压产生途径和危害是正确采取防护措施的前提。据美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。那么如何设置防雷措施和接地、有效抑制雷击过电压及电磁干扰是一个全新的课题，也是大多数技术人员迫切需要解决的问题，因为它是保障网络畅通，设备运行完好及人身安全的重要技术手段和环节，是众多信技术产人员在网络维护及财管理工作的重要组成部分。本方案制定的目的是考虑实际环境因素和用户实际需要而做出一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案，从而达到机房网络设备、电子设备安全地运行。2雷电破坏途径2.1直击雷一般防直击雷是通过外部避雷装置即：接闪器（避雷针、避雷带、避雷网、避雷线）、引下线、接地装置构成完整的电气通路，将雷电流泄入大地。接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损毁，但雷电仍然会透过多种形式及途径破坏电子设备。2.2感应雷系统电源线、信号传输或进入设备的金属管线遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。当雷击中避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的设备和传输线路会感应出较大的电动势。这种现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷击。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多，按原邮电部的统计感应雷造成的雷击事故约占雷击事故总和的80%。3防雷措施3.1外部防雷根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000年版）规范的要求，必须对弱电系统所在建筑物做外部防雷措施。在设计建筑物外部防雷时，对其建筑物设计时必须考虑到楼顶上须设避雷带及避雷针，另外，建筑物应采用暗敷设引下线(可以利用建筑物构造柱内的主筋做引下线)，其间距不大于25米。另外对中心机房应金属均压环，并将其与房内金属导电外壳等做等电位连接。外部防雷接地装置建议采用独立接地装置，并尽可能与大楼建筑接地在地面下用热镀锌扁钢进行焊接，每两幢建筑之间，不少于两处焊接位置。3.2内部防雷现今随着我们建筑行业的高速发展，在建筑之初就对直击雷做了很好的防护，所以我们机房的防雷重点侧重在防御雷电产生的浪涌。3.2.1屏蔽空间屏蔽：无论是网络，还是通讯机房等，其所有建筑均基本为框架式建筑，故建筑本身的梁与柱构成了大型格栅屏蔽，对建筑以外雷电产生的电磁脉冲有着很好的空间屏蔽，即将空间磁场作了一次大的衰减，从而将系统设备保护在LPZ1区的范围内。线路屏蔽：为了避免线路上发生耦合现象，及线路之间产生互感电流，建议弱电各系统布线均采用金属屏蔽线槽架设，并将线槽金属两端做接地处理，金属线槽接头处需做跨接处理。另外，所有电源线路与信号线路应分线槽布线，且之间间距应大于30cm。如果线路上安装防雷器，要求其地线应单独走线，与其它线路间距大于30cm，而且地线应尽量避免走直角。设备屏蔽：所有系统重要设备，应考虑设备屏蔽。最好将重要电子设备放置在机柜内，且机柜外壳应做接地处理。3-2-2：接地针对各项系统的电子设备，应做好接地系统。根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.3条要求，机房接地应符合本规范其它章的规定外，尚应符合下列规定。一、每幢建筑应采用共用接地系统。二、当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置互相连接。接地方式：联合接地（三套法接地方式），应取系统最小接地电阻值。各系统接地电阻应满足下列要求：功率接地（接零及N热地）：RN≤4Ω（电力供电系统要求）系统安全保护接地：RPE≤4Ω（人员安全性要求）直流（逻辑）工作接地（冷地）：RDC≤1Ω（设备零电位参考大地）建筑物（钢筋）接地：RJ≤10Ω（建筑防雷要求）屏蔽接地：RP≤4Ω（电磁屏蔽要求）通讯抗干扰地：RG≤1Ω（抗EMI干扰要求）防静电接地（串联1MΩ电阻）RJJ≤100Ω（静电泄流通路要求）防雷接地RF≤10Ω（雷电接闪后泄流要求）另导体之间的连接电阻应小于0.05Ω。各种线、环、网的设置，采用不同的规格的金属材料，金属件、导线连接件的电气连接或其压接连接接触电阻应小于0.05Ω。3-2-3：均压等电位连接按照根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.4条要求，穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做符合要求的等腰三角形电位连接。对机房所有金属设备外壳需做等电位连接，并在静电地板下做均压环设施，让设备地就近接地，避免机房内因建筑物柱筋在泄放雷电流时，引起周围金属物件感应电压不一致，造成设备之间金属放电现象。同时要求均压环与机房柱筋进行连接。这需要根据各系统所在其建筑内的空间决定均压环的大小和平面布置。3-2-4：设备安全距离根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第6.3.2条要求，设备安放位置应远离建筑物的梁、柱、壁顶等有金属的地方，避免其内钢筋在泄放雷电流时对金属产生较强的磁场，形成电磁脉冲电流，造成设备损坏，各系统电子设备安放位置的安全距离应规范要求。3-2-5：安装SPD（过电压保护装置或浪涌保护器）根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中第六章第四节要求，在线路进入不同的防雷分区界面上需做等电位连接，即采用电涌保护器。4设计依据依据国际电工委员会IEC标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，大楼和大楼内之计算机房、程控机机房等设备都必须有完整完善之防浪涌保护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，电脑网络、卫星通信设备等装置，均应有SPD防护装置保护。设计依据包括有：（1）《建筑物防雷设计规范》（2000版）GB50057-94（2）《电子计算机机房设计规范》GB50174-93（3）《雷电电磁脉冲的防护》IEC6I312（4）《过电压保护器》IEC61643（5）《SPD通讯网络防雷器》IEC61644（6）《低压配电设计规范》GB50054-95（7）《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GBJ64-83（8）《电子设备雷击保护导则》GB7450-87（9）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92（10）《建筑物防雷》IEC61024（11）《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000（12）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-20045防雷方案设计5.1电源系统防雷措施5.2计算机机房网络通信系统防雷设计计算机机房网络通信系统雷电防护包括广域网雷电防护、局域网雷电防护、第三级保护TDC19-6AL1L2L3N高压变电房UPSL1L2L3NPEPE楼层配电中心机房配电楼顶电柜高压防雷器第一级保护TP80-4TP40/4第二级保护TOP-40-3接地汇流排市电输电专线无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间的串口雷电防护等。广域网远距离传输数据通信，在进入机房设备（调制解调器或其它设备）前端应安装具备二级保护的防雷保护器，第一级一般为惰性气体火花间隙放电器，通过RLC解偶后，进入第二级半导体过电压保护器。需要防护线与线之间、线与大地之间的雷电入侵，保护器的损耗指标应该适应计算机设备的IEEE标准通信的有关要求。数据传输线路（X.25、ISDN、DDN等）的防雷保护器必须能够抵御和吸收（8/20uS感应雷击）5KA雷电流，须具备线路与大地之间及线与线之间的雷电保护。进行PSDN等防雷设计，必须在使用前详细了解电涌保护器件及设备的工作要求。例如：PSDN调制解调器有带铃压和不带铃压二类，带铃压调制解调器工作电压为48v至54v，铃压为175v至180v，电涌保护器的保护电压应大于180v；不带铃压的调制解调器工作电压为48v至54v，电涌保护器的保护电压应不小于54v。如果两类电涌保护器混装，将对前者造成通讯信号短路，对后者造成防雷工作能力丧失。局域网雷电防护的重点是做好局域网网线的屏蔽，同时加强终端设备局域网端口的雷电防护。局域网络通常以双绞线传输数据，无屏蔽保