网络机房配电防雷接地空调系统技术方案.docx

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网络机房配电防雷接地空调系统技术方案

网络机房配电、防雷接地、空调系统

技

术

方

案

2014年10月31日

机房平面设计：

根据机房平面的实际情况，将整个机房区域划分为办公区、设备间俩部分.

设备间共分为设置5台机柜、1台机房专用精密恒温不加湿空调、1个机房定制配电柜、1组UPS输出配电设备。

机房平面设计示意图：

第一章

机房供配电系统

概述

计算机机房的供配电系统是一个综合性的供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的用电问题，还要解决其它辅助设备的用电问题。

计算机机房提供电能质量的好坏，将直接影响计算机系统正常、可靠的运行；也影响机房内其它附属设备的正常运行.计算机机房提供电能质量的好坏，将直接影响计算机系统正常、可靠的运行；也影响机房内其它附属设备的正常运行

1.1设计要求

此次方案涉及按照国家A级精密机房要求进行设计，参照GB9361-88《计算站场地安全要求》，GB2887-89《计算站场地技术要求》，GB5017-93《电子计算机机房设计规范》，GBJ52-83《工业与民用供电系统设计规范》，GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》等国家相关规范要求执行。

对本次设计，配电系统应满足一下要求：

1） 机房配电柜根据用途设计各路供电要准确、可靠。

不同性质的供电对象不放在一个柜内控制。

实现各配电功能采用模块化结构，配电柜要留有备用电路，作机房设备扩充时用电。

2） 配电柜内选用的自动空气开关、接触器、熔断器、隔离开关等部件，性能可靠，技术指标达到设计要求，能满足计算机设备及其辅助设备工作的要求。

3） 配电柜内根据计算机设备及其辅助设备的不同要求，设置中线和接地线的连接装置。

中线与地线及配电柜外壳绝缘。

4） 配电柜内采用的母线、接地排及各种电缆、导线、中性线、接地线等都符合国家标准，并按国家规定的颜色标志编号。

5）配电柜的供电回路数，足够设备的使用并已考虑到设备的扩充；

6） 配电柜有详细的图纸，图纸上有开关的容量和品牌型号。

1.2设计方案

针对上述要求，本方案设计为：

机房供电采用TN-C-S制式，提供380V/220V的电源，设机房总配电柜，包括会议室配电支路、空调电源支路，UPS电源供电支路、UPS电源回路支路，机柜电源支路、机房照明支路、机房墙插支路、机房监控支路、机房消防支路、预留冗余。

完成计算机设备、空调设备等各系统不同类型设备的分别控制。

总配电柜柜体采用整体焊接柜体，全部整体喷塑，完形美观大方，内部空间充足以方便后期增加设备。

总配电柜设计电路图如下：

第二章

UPS供电系统

概述：

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“UninterruptiblePowerSupply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。

它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：

一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。

从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。

主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。

即使电力供应稳定无误，电网也会遭受短暂或长久的故障，如：

频率变化、开关动作会导致过压或欠压，气候变化或附近负载的变化。

据统计，电子设备故障有高达80%是由于电网的问题引起。

电网的MTBF（平均无故障时间）从24到900小时，而电子系统从20,000到100,000小时。

系统停电的成本在许多方面影响业务活动。

比如：

花在取出数据的时间或更换硬件或由于销售活动的停止和劳动力的闲职引起的损失。

因此，所有有效率观念的用户都会保证电力的不间断和适应特别要求的电压波形-如：

最高值、最低值电压及频率和三相系统的不对称。

这非常重要。

2.1设计要求：

1）   三进单出6KVA1台；理论供电时间不小于6小时。

2）   UPS采用IGBT功率器件及多重保护技术，先进的分布是直接并联技术保证了再现扩容和系统冗余；

3）   宽输入电压范围（304V---456V），可适应恶劣电力环境，宽频率输入范围（50HZ±5%）,保证发电机供电给UPS的稳定运行；

4）   先进的IGBT整流技术无需附加设备式输入功率因素达0.9以上。

输出波形失真度线性负载﹤3%，非线性负载﹤5%；

5）   输出采用隔离变压器有效抑制三次谐波，具有很强的过载和抗冲击能力；

6）   定期自动自检电池，精确预测电池的后备时间，智能化电池管理；

7）   支持R232、RS485、SNMP、MODEM多种后台通讯方式；

2.2设计方案：

针对以上要求，UPS电源系统设计如下：

机房总功率计算：

1）5个设备机柜，每个机柜功率密度暂定为800W，机柜总功率为4KW。

2）楼层交换机以及外网交换机功率暂定为800W,得出UPS所需功率为：

W总=W1+W2W=4+0.8=4.8KW

根据上述一系列计算，考虑到UPS功率因数为0.8左右，决定选用6KVAUPS1台

第三章

防雷接地系统

（注：

因原有方案设计中防雷接为接入市电地级，本方案需与荆总协商）

概述：

在科学技术日益发展的今天，虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电，但是经过长期的摸索与实践，已积累起很多有关防雷的知识和经验，形成一系列对防雷行之有效的方法和技术，这些方法和技术对各行各业进行行之有效地预防雷电灾害具有普遍的指导意义。

·防直击雷的防护装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；

·感应雷的防护主要方法为安装SPD（浪涌保护器）、等电位连接、屏蔽、接地。

3.1设计要求：

1）符合GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》和GB503432004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》相关要求。

2）所使用防雷产品品牌为国内著名品牌。

3.2设计方案：

本方案根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》和GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中规定，从直击雷防护、安装浪涌保护器、屏蔽、等电位连接、接地完成机房防雷的防雷系统。

·浪涌保护器

浪涌保护器是用来保护电力系统中各种电器免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一种电器，一般用于配电系统进行线路浪涌电流保护。

安装后必须做到在电源线路上安装的电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，保护水平不大于1000V，以确保后接设备的安全。

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、要求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。

本方案使用浪涌保护器为国际著名品牌德绅牌。

1）第一级保护

第一级防雷器，安装在大楼的总配电柜（DP）的进线端，分别由相线、零线对地并安装，该防雷器的最大通流量在15KA（10/350us）。

2）第二级保护

第二级防雷器安装在机房总配电箱处,分别由相线、零线对地并安装。

最大通流量在80KA（8/20us）。

3）第三级保护

第三级防雷器安装在机房总配电箱UPS回路上，分别由相线、零线对地并安装。

最大通流量在40KA（8/20us）。

4）第四级保护

第四级防雷器安装在机房设备机柜上,供终端设备取电，分别由相线、零线对地并安装。

最大通流量在20KA（8/20us）。

5）楼层服务器保护

楼层服务器防雷器安装在楼层服务器附近,供终端设备取电，分别由相线、零线对地并安装。

最大通流量在20KA（8/20us）。

·等电位连接

防雷系统中，等电位连接起着画龙点睛的作用，等电位连接的建立使整个防雷系统可以顺利的工作。

GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中明确规定，所有进入建筑物的外来导电物均应做等电位连接；所有建筑物内的导电物均应做等电位连接。

在机房内用30*3紫铜排设立环状接地均压环，防雷器的接地要就近连接到接地汇集排上，接地线要尽量短，接地汇集排与各类接地线的连接要可靠，并要检测接触电阻。

通信电缆的屏蔽层、信息线走线槽、防静电地板及支撑架、各类合金门窗、机柜等都要可靠连接到接地汇集排；等电位采用MM型连接并画简图。

·屏蔽

在综合布线过程中，机房内所有电缆穿镀锌线管或金属桥架敷设，并把金属管及桥架做接地处理，完成线路电磁屏蔽。

·接地

为保证计算机稳定可靠地工作，防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身安全，计算机房要求有一个良好的接地系统。

本方案参照以下规定制作接地网

第1条整体机房接地装置的设置应满足人身的安全及电子计算机正常运行和系统设备的安全要求。

第2条机房的接地应当有直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地、防雷保护接地等四种接地方式。

1）直流工作接地：

计算机电路的逻辑地，即直流公共连接点，接地电阻应按计算系统具体要求确定，应小于1Ω。

2）交流工作接地：

交流电源的中性线接地，地极电阻应小于4Ω。

3）安全保护接地：

设备外壳的安全接地，地极电阻应小于4Ω。

4）防雷保护接地：

在有防雷设施建筑体中可不另设此接地，在没有防雷设施接地建筑体中应该设防雷地线，其接地电阻应小于10Ω。

第3条交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。

若防雷接地单独设置接地装置时，其余三种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻不应大于其中最小值，并应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》要求采取防止反击措施。

第4条对直流工作接地有特殊要求需单独设置接地装置的电子计算机系统，其接地电阻值及与其它接地装置的接地体之间的距离，应按计算机系统及有关规定的要求确定。

接地示意图

制作步骤：

打地桩

（1）在机房南侧楼下把2.0m的角钢（40mm*40mm）沿直线打入地下离地面80cm处、每根角钢相距2m。

（2）在开挖的沟槽内敷设垂直非金属接地极，距离地面80cm处

（3）用镀锌扁钢（30mm*3mm）将角钢和非金属接地极串联焊接在一起。

（4）用镀锌扁钢（30mm*3mm）焊接有角钢和非金属接地极的任意角作为地线引线引上地面30cm处。

（5）电阻测试仪测量地网阻值小于等于1Ω，否则，增加接地面积加设备加以解决。

（6）用50mm2的铜芯线与地网引线通过铜线鼻接牢引入室内。

第四章

机房空调系统

概述

计算机的可靠运行要靠整体机房严格的环境条件，即机房温度、湿度、洁净度及控制精度，这必须由长期可靠运行的空调系统来保证。

4.1设计要求

1）机房空调为知名品牌。

2）采用模块化独立制冷系统，以便将来扩容和实现N+1冗余方案

3）室外分机：

平滑的工作方式，持久耐用的壳体，灵活的安装角度。

4）拥有噪音处理系统。

5）空调的要有节能措施，最佳为无级调速。

4.2设计方案

根据上述要求及我国电子整体机房设计规范（GB50174-93）和中华人民共和国国家标准《计算机房场地技术要求》（GB2887—89）规定的机房环境的温湿度条件，完成计算

·机房总负荷计算:

Q=Q1+Q2

Q1为设备热负荷，设备热负荷一般为设备总功耗的60%—80%作为发热。

Q2为环境热负荷，一般取值为120—180W/每平方。

·机房设备间热负荷计算

由于对机房设备间总负荷不详，且按机房设备间单位平米热负荷估算，即取每平米200W来估算，该机房设备间面积为19㎡,则

机房发热量为：

Q1=200W*19=3.8KW

·机柜设备热负荷计算

机柜内设备总功率在3.8KW

负载发热计算Q1=3.8*0.8=3.04KW

Q2=19*0.120=2.28KW

Q=Q1+Q2=3.04+2.28=5.32KW

根据计算结果，本方案推荐采用机房专用空调刀片风SAU/O系列（恒温不加湿），综合考虑实际现场情况，机房长约6.5米，空间不算过大,决定安装一台即可达到要。

第五章

应甲方要求，原外网网络设备要接入本工程UPS电源链路内。

因原外网设备功率不大，采取2.5平方3芯护套线进行线路铺设。

具体施工图纸如下：