防雷接地系统

一概述众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数十万安培。雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次：①设备损坏，人员伤亡；②设备或元器件寿命降低；③传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。现代防雷技术系统的防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面：外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的防雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。避雷带、引下线（建筑物钢筋）和接地等构成的外部防雷系统，主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。二防雷方案设计依据(1)建筑物防雷设计规范GB50057-94(2)电子计算机机房设计规范GB50174-93(3)民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92(4)计算站场地安全要求GB9361-88(5)计算站场地技术文件GB2887-89(6)计算机信息系统防雷保安器GA173-1998(7)雷电电磁脉冲的防护IECI312(8)微波站防雷与接地设计规范YD2011－93(9)通信局（站）接地设计暂行技术规定YDJ26E9三雷害的途径分析雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：①直击雷；②传导雷；③感应雷；④开关过电压。直击雷：雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。直击雷波形为10/350us传导雷（雷电波侵入）：在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。其中地电位反击也是传导雷中的一种：雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。感应雷（雷电波感应）：在周围1000公尺左右范围内（有资料为500公尺或1500公尺，距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）。发生雷击时，LEMP在上述有效范围内，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。随着现代高科技的发展，精密仪器，通讯设备，数据网络的应用越来越广泛，因而感应雷造成的雷击事故也越来越多，除直接造成了巨大的经济损失外，因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。四防雷方案设计4.1电源系统防雷根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。只做单级防雷可能会带来，因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护，可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。机房得到电源系统是由市电经低压配电柜再经过分配电柜输送到机房，而电源线路又是雷电入侵的主要通道，因此根据电源系统的防护原则，应对电源系统的防雷应采取多重保护、层层设防的原则。本次设计方案将在电源输入端加装相应的各级浪涌吸收装置，这样形成了多级的电源防雷体系。第一级：建议采用Asafe-25*3+ASafe-NPE*1电源防雷器。并联安装于办公大楼总配电间电低压侧，作为整个大楼总电源的前级防护。根据国家有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压防雷器。必须做到在电源的进入端安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全，采用的防雷器能将雷击过电压限制到2000V以下。具体措施：◆建议在大楼总配电柜安装Asafe-25*3+ASafe-NPE*1电源防雷器1套，作为整栋大楼内所有设备的电源前级防护。第二级：采用限压型防雷器（三相的电源采用AM2-20/3+NPE），并联安装在中心机房市电配电柜的进线段（即在UPS的前端）。分配电柜的电源防雷器，可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，防雷器可并联安装在分配电室的电源配电柜端。具体措施：◆在中心机房市电低压配电柜前端安装AM2-20/3+NPE（三相电源），作为中心机房的防雷保护。第三级：采用电源防雷插座，串联安装在中心机房交换机、服务器和交换机设备的前端。目的是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常天天发生的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用，可以延长设备的正常使用寿命，减少运行维护成本。具体措施：◆在中心机房核心交换机和重要服务器前端，分别安装LTA6-420NS-PRO电源防雷插座，作为网络设备的第三级防雷保护。电源系统三级防雷示意图：五工程中所涉及的防雷产品简介5.1一级模块化电压开关型电涌保护器——Asafe-25*3+ASafe-NPE*1ASPAsafe系列电涌保护器采用多层密封式间隙技术，和特殊的材料工艺，保证了SPD长寿命稳定工作，又避免了续流和灭弧问题。彻底解决了普通间隙式SPD灭弧瞬间的低电压引起的系列问题。同时密封的间隙还杜绝了火花外泄。超强的10/350直击雷电流通流能力可防护直击雷浪涌电压。应用于建筑物入户端低压配电系统的第一级保护。Asafe-25样品图尺寸图:原理图：ASPAsafe-25电源防雷器，工作电压380V，三相五线制，功率不限，反应速度10-9秒，8/20us最大通流量140KA（10/350us直击流模拟测试值为50KA），能有效抗击直击雷和感应雷击。高通流容量、低残压（小于2000V），具备后备防雷功能，应用于电源端作为第一级电源防雷。其中采用的Asafe系列模块防雷器采用了最新型的多层间隙技术，彻底解决了的续流问题并尽量保持一个较低的起动电压和良好的雷电电流承受能力。在ASafe的9层间隙中，有一层是带有相对低阻间隙的绝缘层，并和其他的间隙层串联在一起，并将电弧分割。高阻间隙解决了绝缘和起动的问题，而低阻间隙解决了灭弧的问题。这样实现了单片ASafe拥有10/350us波形15-25KA的放电能力（8/20us波更可达到140KA以上）而限制电压Up却可以保证在2000V以内。特性：系列ASafe-15ASafe-25ASafe-50ASafe-NPESPD端口分类一端口SPD类别电压开关型电源系统TT-TN-IT额定电压Un220Vrms最大持续工作电压Uc320/385Vrms(Uc等级/标称值)绝缘阻抗Ic100Mohm冲击电流Iimp15kA25kA50kA50kA最大放电电流Imax100kA140kA140kA140kA限制电压Up2000V机械性能连接导线6-35mm安装35mm标准导轨(EN50022/DIN46277-3)工作环境温度-40/85外壳材料符合UL94V-0外壳防护等级IP205.8.5.2二级模块化电压开关型电涌保护器——AM2-20/3+NPEAM系列低压配电系统电涌保护器具备大的雷电流泄放能力，每位的最大放电电流从20-60kA，三相四模块最大放电电流大于100kA；适用于低压配电系统的各级保护。依据不同的配电系统(TT/TN/IT)可选择多种组合方式。AM2-20/3+NPE40KA三相电源防雷器，工作电压230VAC，三相五线制，功率不限，反应速度10-9秒，配备配电柜安装配件，能有效抗击直击雷和感应雷击。高通流容量，具备后备防雷功能，应用于电源端作为第二级防雷。AM2样品图尺寸图:原理图：特性：系列AM1-40AM2-20AM3-10AM-NPESPD端口分类一端口SPD类别电压限制型电源系统TT-TN-IT额定电压Un220Vrms最大持续运行电压Uc320/385Vrms320/385Vrms320/355Vrms250Vrms标称放电电流In40kA20kA10kA80kA最大放电电流Imax80kA40kA20kA20kA限制电压Up2500V1800V1200V1500V断路装置内部热断路器和保险丝内置外部电路保险丝gG型14*51-50A10*38-32A10*38-25A10*38-25A外部接地故障断路器S型或延迟型机械性能遥控报警信号常开/常闭触点端子失效指示绿色:正常红色:失效连接导线2.5-25mm安装35mm标准导轨(EN50022/DIN46277-3)工作环境温度-40/85外壳材料符合UL94V-0外壳防护等级IP205.3A6系列插座式电涌保护器A6系列插座式电源防雷器，通流容量12-19KA，有过热、过流、滤波、接地监测、相线监测和失效指示等功能，反应速度10-9秒，黄磷铜镀镍接触片工作性能稳定，五万次插拔无故障，功率2000W，适用于单相高档设备的未级电源防雷。A6-420NS/A6-420NS-PRO依据IEC标准设计，应用于设备端作为电源第三级保护。此级电涌保护器采用共模、差模防雷模式，插座式配置将电涌保护器与电源插板完美组合，RFI/EMI滤波电路及级间协调电感器，可吸收无线电电磁干扰等线路浪涌，延长设备正常工作期限，降低长期运行成本。标称放电电流限制电压反应速度5000A600V100nS尺寸图:特性:系列LTA6-420NS-PROLTA6-420NSSPD端口分类两端口两端口SPD类别电压限制型/复合型电压限制型/复合型额定电压Un250Vrms250Vrms最大持续运行电压Uc320Vrms320Vrms额定负载电流Il10A10A额定功率P2000W2000W标称放电电流In(L-N.L-G/N-G)20kA(7.5kA/7.5kA/7.5kA)10kA(5kA/5kA/5kA)限制电压Up1000V1000VRFI/EMI滤波150K-20MHZ4-40dB150K-20MHZ4-40dB断路装置过热保护温度保险丝过流/过载保护过载断路器机械性能连接线10A/250V3*-0.75mm6英尺失效指示绿色:正常红色(或熄灭):失效输出国标3P/国标2P/美标3P(订货可选)安装墙面蝴蝶孔固定或水平固定(放置)工作环境温度-40/85外壳材料符合UL94V-0外壳防护等级IP308.6接地系统方案设计随着计算机应用的不断普及，计算机房建设是从事计算机从业人员常常面临的工作。而计算机房接地工程又是计算机系统建设工程中一个非常重要又不被人重视的问题。之所以重要，是因为它直接关系到计算机系统的可靠运行和设备安全，相关国家标准对此作了严格的规定；由于人们对接地问题可能带来的严重危害认识不足，对计算机系统事故与接地安全的关系不太了解，所以不被人重视。由于这种原因，它给计算机系统维护工作常常带来影响和危害。保证使用交直流电安全，需要有一个良好的接地系统；计算机系统各类设备的数字电路都要求有一个统一的逻辑接地点；计算机系统的运行不可避免地要受到各种电磁干扰，为了仰制来自外界的干扰，也为了防止计算机对外界产生干扰，通过良好接地是消除这种干扰的良好措施。这些就是计算机房接地工程所要达到的目