機房防雷方案（初步）

一、?????? 分析概述

A、??????? 雷害和浪涌的產生

1、???????? 直擊雷

?隨著經濟的發(fā)展，城市建筑日益增高造成雷電擊穿空氣的距離縮短，所以雷擊概率加大，同時全球氣候變暖及大氣環(huán)流變化致使夏季雷暴期延長，直擊雷對建筑的危害也大大的增加。

2、???????? 傳導雷、感應過電壓及感應雷

作為擁有高集成度精密設備的機房，其遭受直擊雷的可能性并不大，但由于其內部元氣件高度集成化導致其抗過壓與過流的能力較低（美國通用研究公司提供資料表明磁場脈沖超過0.07高斯，就可引起計算失誤；磁場脈沖超過2.4高斯就可以引起集成電路永久性損壞），因此危害主要來源于傳導雷、感應過電壓、感應雷及開關操作引起的浪涌。當雷電先導直接擊中室外金屬導體時，其雷電流將沿導線向室內傳播，從而形成傳導雷。當雷電形成時，室外相應區(qū)域的長金屬導體表面將感應出與雷電云所帶電荷極性相反的電荷（此時還被導體束縛），當雷電先導對地放電時雷電云團電荷與異性電荷中和而使電場消失，長金屬導體上積累的電荷將自由運動，其產生的高壓沿導線以近似于光速向導線兩側傳播，這就是感應過電壓（脈沖波），根據經驗公式計算，長高壓架空線路上的感應過電壓可達300-400KV，長低壓架空線路上感應過電壓可達100KV，通訊線路上可達40-60KV。當雷電云對地閃擊或帶異性電荷雷電云相互之間發(fā)生閃擊時，其產生的電磁場可在周圍大空間范圍內的架空線路、埋地線路、鋼軌或其它導體上產生感應過電壓，稱為感應雷，又稱二次雷效應，機房雷害主要來源于此。

3、???????? 開關操作引起的浪涌

機房用電設施多為感性或容性負載（有儲能作用），當進行大負荷切換時便會產生瞬時過電壓（電源線一般小于6KV，感應到信號線上一般5KV），其脈寬較寬（ms級），其危害也很大。

B、雷電和浪涌的危害

1、設備損壞，工作人員傷亡。

2、設備或元器件壽命降低。

3、傳輸或儲存的數據丟失，設備誤動作。

4、整個系統(tǒng)停頓，其間接損失和影響遠大于直接損失。

C、接地與防雷器等電位連接

1、???????? 傳統(tǒng)接地的作用

做過機房工程的人都知道，做機房時必須作好機房接地系統(tǒng)，而機房接地系統(tǒng)的主要作用是為了消除電磁干擾。機房內部和外部的電力線、天線、日光燈和其它電器產生的輻射和干擾能引起計算機誤操作甚至癱瘓，對應的防范措施是合理布線、作好接地和屏蔽。但機房內電源動力線和信號線芯線不能接地且不可能完全屏蔽，因此對于從電源線和信號線進入的浪涌無能為力。為了消除浪涌，必須將電源動力線和信號線芯線對地作等電位連接，即分級安裝限壓或限流型防雷器。

2、???????? 機房內導電體的等電位連接（S星型結構與M網絡結構）

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?

3、獨立接地系統(tǒng)之間的處理

??? 根據我國計算機機房設計規(guī)范和建筑物防雷設計規(guī)范，計算機機房接地可能涉及的種類有交流工作接地、安全保護接地、重復接地、靜電接地、直流工作接地、防雷接地等多種。但一般只有交流工作接地（小于或等于4歐姆）、安全保護接地（小于或等于4歐姆）、直流工作接地（按計算機系統(tǒng)具體要求）、防雷接地（小于或等于5/10歐姆）四種，四種地進行聯(lián)合接地時要求小于或等于1歐姆。目前IEC及GB50057-94D都推薦采用聯(lián)合接地，但有些用戶和設備制造商仍采用獨立的直流地，極可能出現雷擊時防雷接地體對直流地產生反擊的情況（兩地間電位差可達數百KV），因此在兩地間距離小于一定數值（如20米）時，在防雷接地和直流地之間加裝等電位連接器如OBO防雷器中的480，該連接器內部為放電間隙，平時不導通，當兩地間電位差達到1KV時將擊穿導通，從而達到均衡電位的目的。

D、UPS與防雷器

? ?????1、未安裝防雷器件的UPS其防浪涌功能可以說無。

2、有些UPS內置壓敏電阻具有氧化鋅防雷器反應快的特點，但其通流量遠小于專用的氧化鋅防雷器。當足夠大的雷擊脈沖來到時，UPS內置壓敏電阻將損壞并可能呈現短路狀態(tài)，UPS將報故障并影響設備供電。

3、???????? 部分進口名牌UPS，根據國際IEC801-5的標準（抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強浪涌，其沖擊電流為20KA，沖擊電壓為6KV，波形為8/20微秒）安裝有標準的防雷器件，但這類UPS能否完善地保護自身并通過保護自身進而達到保護后級設備的目的呢？答案是否定的。根據科學家長期測定的統(tǒng)計數據表明，直擊雷電在一般低壓架空線路產生的過壓幅值高達100KV，電信線路高達40-60KV；感應雷在無屏蔽架空線路上的最高電壓達20KV，無屏蔽地下電纜上可達10KV。因此，即使裝有符合IEC801-5標準防雷器件的UPS如果其前端沒有加裝有效的高能量防雷器件，同樣可能遭受毀損性雷擊。

二、設計依據

??? 1、依據國際電工委員會IEC標準、德國VDE標準和中國GB標準與部委頒發(fā)的設計規(guī)范的要求，該建筑物和大樓內之機房等設備都必須有完整完善之防護措施，保證該系統(tǒng)能正常運作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，海洛斯機房精密空調設備、電腦網絡、微波通信設備等裝置都應有防護裝置保護。

2、GB50057-94〈建筑物防雷設計規(guī)范〉

3、GB50174-93〈計算機房防雷設計規(guī)范〉

4、GB2887-89 〈計算站場地技術文件〉

5、GB9361-88 〈計算站場地安全要求

6、JGJ/T16-92? 〈民用建筑電氣執(zhí)行規(guī)范〉

7、GA173-1998? 〈計算機信息系統(tǒng)防雷保安器〉

8、IEC1312〈雷電電磁脈沖的防護〉

9、IEC 61643 〈SPD電源防雷器〉

10、IEC 61644? 〈SPD 通訊網絡防雷器〉

11、VDE0675〈過電壓保護器〉

三、防雷方案設計

本方案制定的目的是考慮大樓實際環(huán)境因素和用戶實際需要而作出一套比較完整而易于操作的防雷設計及安裝技術的防雷方案，從而達到整個計算機房設備系統(tǒng)安全地運行。

? ????1 、現場勘查

2、完善設備所在建筑的外部防雷系統(tǒng)，安裝的避雷針或避雷線（網）應使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器保護范圍內。架空避雷網的網格尺寸不應大于5m*5m或6m*4m。所有避雷針應采用避雷帶互相連接。建筑物應裝設均壓環(huán)。防直擊雷的接地裝置應圍繞建筑物敷設成環(huán)型接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10Ω。

3、機房內通信電纜以及地線的布放和連接。通過模擬不同的布線、屏蔽、接地方式和空間電磁場對通信線路的電磁感應影響情況試驗，對計算機通信網絡系統(tǒng)在建筑物樓內的布線和接地方式有如下要求：通信電纜以及地線的布放應盡量集中在建筑物的中部；通信電纜線槽以及地線線槽的布放應盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁，應盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠的位置。

4、根據IEC（國際電工委員會）雷電保護區(qū)的劃分要求，建筑物大樓外部是直接雷的區(qū)域，在這個區(qū)域內的設備最容易遭受損害，危險性最高，是暴露區(qū)，為0區(qū);建筑物內部及計算機房所處的位置為非暴露區(qū),可將其分為1區(qū)、2區(qū)，越往內部，危險程度越低，雷電過電壓對內部電子設備的損害主要是沿線路感應引入(如圖1)。保護區(qū)的界面通過外部的防雷系統(tǒng)、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構成的屏蔽層而形成。電氣通道以及金屬管則通過這些界面，穿過各級雷電保護區(qū)的金屬構件必須在每一穿過點做等電位連接。進入建筑物大樓的電源線和通訊線應在LPZ₀與LPZ₁、LPZ₁與LPZ₂區(qū)交界處，及終端設備的前端（根據IEC1312——雷電電磁脈沖防護標準）安裝上OBO之不同類別的電源類SPD以及通訊網絡類SPD(如圖2，SPD為瞬態(tài)過電壓保護器是用以防護電子設備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導電涌過電壓的有效手段)。

5、選用和使用SPD注意事項：

???????? 應在不同使用環(huán)境選用不同性能的SPD。在選用電源SPD時要考慮供電系統(tǒng)的制式、額定電壓等因素。LPZ₀與LPZ₁區(qū)交界處的SPD必須是經過仿雷電波形沖擊試驗達標的產品。對于信號SPD在選型時應考慮SPD與電子設備的相容性。SPD保護必須是多級的，例如對大樓電子設備電源部分雷電保護而言，可采取泄流型SPD與限壓型SPD前后兩級進行保護。為各級SPD之間做到有效配合，當兩級SPD之間電源線或通訊線距離未達規(guī)定要求時，應在兩級SPD之間采用適當退耦措施。 信號SPD應滿足信號傳輸速率、工作電平、網絡類型的需要，同時接口應與被保護設備兼容。信號SPD由于串接在線路中，在選用時應選用插入損耗較小的SPD。 在選用SPD時，應讓供應商提供相關SPD技術參數資料。正確的安裝才能達到預期的效果。SPD的安裝應嚴格依據廠方提供的安裝要求進行安裝。衛(wèi)星接收機高頻電纜在進入機房前其金屬屏蔽外皮應接地。

6、等電位連接的要求：

實行等電位連接的主體應為設備所在建筑物的主要金屬構件和進入建筑物的金屬管道；供電線路含外露可導電部分；防雷裝置；由電子設備構成的信息系統(tǒng)。實行等電位連接的連接體為金屬連接導體（如圖3）和無法直接連接而作為瞬態(tài)等電位連接的電涌保護器(SPD)。大樓的計算機房六面應敷設金屬屏蔽網，屏蔽網應與機房內環(huán)形接地母線均勻多點相連。通過星型(S型結構或網形M型)結構(見圖4)把設備直接地以最短的距離連到鄰近的等電位連接帶上（小型機房選S型，大型機房選M型結構）。機房內的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜盡量采用屏蔽電纜。架空電力線由終端桿引下后應更換為屏蔽電纜，進入大樓前應水平直埋50m以上，埋地深度應大于0.6m，屏蔽層兩端接地，非屏蔽電纜應穿鍍鋅鐵管并水平直埋50m以上，鐵管兩端接地。

7、防雷器具體配置

A、???????? 在動力室電源進線總配電盤上安裝并聯(lián)型電源專用高能量避雷器V25-B+c/3+NPE-385，構成對雷電的第一級衰減。

B、???????? 在機房配電柜（或UPS專業(yè)配電盤）空氣開關后安裝適當容量的并聯(lián)型防雷器V20-C/1+NPE，構成對雷電的第二級衰減。

C、???????? 如果UPS的輸出線路較長、跨樓層或架空，則應在其輸出端加裝適當容量的防雷插座MS-103(一拖三)，既構成對設備的第三級防護，也可以防止雷電從負載側反擊回來，加裝防雷器的容量應根據現場實際情況而定?；蛘哌x用北京突破公司生產的防雷插座.

D、???????? 對各種信號數據線和直流控制線，可根據其傳輸速率、工作電平和接口方式等選用相對應的防雷器。

1、???????? 網絡防雷器選用RJ45-E100/4-F。

2、???????? DDN專線采用RJ45-V24T/4-F。

3、???????? 電話撥號線用RJ45-TELE/4-F。

4、???????? ISDN用RJ45-ISDN/4-F。

E、???????? MK-B峰值電流記錄卡用于記錄歷史最大一次雷擊電流。

F、???????? 如大樓地和機房地相對獨立，則在兩地間加裝480一只。

四、OBO電源防雷器及信號防雷器配置圖

1、電源防雷

2、信號防雷

五、所采用電源防雷器及信號防雷器技術參數

六、工程預算

A、防雷器

1、??????? V25-B+C/3+NPE—385?????

2、??????? ?V20-C/1+NPE????????????

3、??????? ?480??????????????????

4、??????? ?MS-103????????????????

5、??????? ?RJ45-E100/4-F

2、??????? RJ45-V24T/4-F

3、??????? RJ45-TELE/4-F

4、??????? RJ45-ISDN/4-F

5、??????? MK-B峰值電流記錄卡

B、機房地

C、輔材

D、工程費（器件費的15%--20%）

E、工程總預算 A+B+C+D

七、附件

1、???????????? OBO BETTERMANN 公司和產品介紹（見彩頁）

2、???????????? 公司簡介

3、???????????? 測試報告

4、???????????? 認證證書

5、???????????? OBO主要用戶名單

八、防雷器安裝中應注意的問題

1、???????? 不可擅自更改用戶原有的配電和通訊線路。

2、???????? 防雷器的安裝必須可靠。

3、???????? ……

九、售后服務

1、???????? 保修期:5

2、???????? 響應時間：24小時