中心机房防雷设计方案说明1Word下载.docx

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为此，国际标准化组织成员、国际电工委员会（IEC）也将其称为“电子化时代的一大公害”。

我们也始终关注着由雷害所造成的过电压对电子设备破坏的前期防护这一关键和新的技术问题。

近些年来，在这一新的技术领域，我们加大了防雷技术开发的投入，并与有关科研院所密切合作，自行研制开发出了专项的防雷技术产品系列，更重要的是，我们认为进一步加强与我们的最终合作伙伴──使用着和正在准备使用我们的产品的用户对这一问题的沟通和讨论，共同提高预防雷患的意识，并且应用必备的技术和产品，实施必要的防护措施，以期保证防止人身伤害事故，保证用电设备和系统的安全运行，是十分迫切和必要的。

基于上述原因，迅速提高和增强人们对雷电灾害的认识和防御意识，深入开展防雷技术的研究，推出高品质的防雷技术产品，实施有效的雷害防护技术措施，确保用户的设备系统安全运行，不但是所有雷电科学研究工作者的愿望，同时也是我们在雷害防护事业上的发展意识。

插图1：

雷电直接袭击户外电源线路，雷电高压通过电源线路侵入机房UPS不间断电源，将烧毁UPS输入空气开关。

插图2：

雷电直接袭击户外电源线路，雷电高压通过电源线路侵入机房UPS不间断电源，烧断UPS输入电源线。

插图3：

雷电直接袭击户外信号线路，雷电高压通过信号线路侵入机房计算机设备，将计算机CPU烧毁。

插图4：

雷电直接袭击建筑物避雷针，雷电流通过大楼主钢筋泻入地，雷电流产的运动磁场污染计算机设备的通讯网口，烧毁计算机硬盘网卡。

第二章雷电入侵计算机信息系统的途径

在讨论计算机系统雷害之前，我们首先来分析讨论雷害侵入计算机系统使设备遭到破坏的途径。

一、由户外电力线路侵入的雷害

1）产生过程：

发电厂通过高压输送线路向用户线路提供电力能源。

在供电系统的线路和用户的使用线路间形成了一个庞大的电力互联输送网，而且这些线路的大部分都是暴露在室外，并距地面较高处甚至处在较空旷的田野，使这些线路成为了雷暴的侵害对象。

无论是直击雷还是感应雷都会侵害这些线路，从而产生过电压、过电流，并通过这些线路，特别是计算机机房的电力输送线侵入机房直至用电设备，造成计算机设备的损坏，同时机房中的UPS、空调、通信等设备也会因侵入的雷过电压、雷过电流而遭到破坏。

2）破坏分析：

a．由于我们国家电力系统的电网运行形式大部分是三相四线制零地合一系统，即变压器外壳接地为零线[实际为零地合一线]，满距离50米重复接地一次。

一直接到用户建筑物配电室。

一旦在变压器至用户建筑物之间遭到直接雷击，则雷电高压沿电力线进入建筑内的机房电源系统，必然直接破坏设备的火线与零线负载。

一般讲，计算机设备的火线与零线之间的电压耐受不大于650伏，而雷电高压远远超过650伏。

所以，雷电防护首先应该安装火线与零线[零地合一线]的防护系统。

b.我们每次观察到的一次闪电，至少发生不少于26个雷电现象的雷击组合。

大小和先后顺序，一旦在变压器至用户建筑物之间遭到直接雷击，一个能量大的雷击发生在一条火线上，而另一个能量较小的雷击发生在另一条火线上，这两条火线上必然产生一个电位差，则电位差高压沿电力线进入建筑内的机房电源系统，必然直接破坏设备的火线与火线之间的负载。

我们机房内三相UPS系统是破坏的主要对象。

UPS的火线与火线之间的电压耐受不大于1200伏，而雷电高压远远超过1200伏。

所以，雷电防护应该安装火线与火线之间的防护系统。

二、由户外通信信号线路侵入的雷害

随着通讯技术、计算机网络技术的发展，计算机通讯、网络技术广泛的应用各行各业、通讯信号、信息的传输互联网络，这些暴露在户外的信号网络的传输线，不论是架空线还是地下传输线都可能遭到雷击（直击或感应雷击），雷电沿着信号线路计算机系统和其它用户的终端设备入口侵入从而造成设备的损坏。

对于由无线传输的通讯信号，在天线系统接收无线电信号的同时，也会将雷电同时引下，因此通讯口的防雷保护是必不可少的。

三、由户外避雷针引起的感应雷击

在前面我们已着重介绍了由建筑物的避雷装置承担直击雷的雷击电流的入地释放作用时，雷过电流自避雷针引下线上产生的强力变化磁场将作用于周围导体和金属物体，从而产生感应高压，在与地线的低电位间产生电位差时击毁用电设备和通讯设备。

其危害将波及以下几个方面：

第一是用户内通讯信号线路上侵入的雷击：

一般情况下，由户外输入的信号线路在户内首先经过机房的转接设备再传送到户内其它终端设备（特别是较大的办公楼内的局域网），这些传输线路一般较远，而且外部一般无屏蔽措施，极易受到感应雷击；

第二是由建筑物内部电力线路侵入的雷击：

机房的电源进线（UPS的前端），假使已做过防雷装置但由于UPS至机房内其它的用电负载间仍有一定的距离，这段距离的传输线一般也未有屏蔽措施，尽管有些线路虽有金属线槽或线管的保护，但是由于接地措施线槽线管安装得不规范，不能有效的起到保护作用；

第三是由建筑物内综合布线系统侵入的雷击，综合布线系统在建筑物纵横交错，并且与各种用电负载相联，四通八达的线路不但可能遭受感应雷击，而且为感应雷击的传递提供了良好的通路。

四、反击雷的破坏

在建筑物的顶端一般都安装有避雷针，并由一根或多根引下线接入大地，当雷电击在避雷针上时，就会有雷击电流通过引下线释放到大地，从而引起地电位升高。

由于地电位的升高，考虑到目前机房的接地状况存在有不规范的情况，如：

多重接地（用电设备的交流保护地线、直流逻辑地线、交流工作地线、防雷保护不共地的情况）导致它们的电位升高，从而侵入用电设备内，并在设备内部件间产生电压差，击穿器件或击毁设备，这种形式的雷过电压对设备的破坏，我们称之为反击雷的破坏。

二ООО年是全球的“国际减轻自然灾害的十年”，由联合国国际十年减灾委员会公布的对人类造成最严重危害的十大自然灾害中，雷暴由于其对人类生命、财产的巨大侵害，被列在了显著的地位。

这是基于近些年来伴随着高新技术的发展，尤其是电子技术的飞速发展，各种先进的测量、保护监控、电信和计算机等电子产品正日益广泛的应用于各行各业中，特别是计算机技术与通讯技术的发展相互结合，从两种独立的技术单元逐渐成为推动一个新的技术发展时代相互有机结合的产物――计算机通信技术，电子器件的集成化和超大规模集成化及新的网络通信技术的发展都为信息时代的主导技术支撑产品――计算机通信技术的发展起到了极大的推动和促进作用，但另一方面，这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏，重要的是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响，对于金融、证券、医疗、保险、航空、航天、国防等国家重要关键部门，尤其是这样，而且这样的雷击侵害的程度已经越来越严重。

为此，我们认为对雷电电磁脉冲（LEMP）的防护，不但是必要的，而且是必须实施可靠的雷电防护。

通过实际工作过程的了解，我们以敬佩的心情看到了贵单位领导和工程师们以高度的责任心和敬业精神，为计算机信息系统防范雷害、保障系统安全运行工作方面所做出的大量艰苦、细致的工作。

同时我们感谢各位领导所给予我们的指导和展示我们自己实力的机会，为此我们将竭诚的根据贵机房拟防护现场的实际基础环境情况，及拟进行保护的机房设备情况的要求，根据[计算机信息系统雷电防护技术规定],本着“经济、实用、高标准、高起点、高可靠性”的原则，为贵机房做出此设计方案，供领导工作参考之用，请领导审阅、指正。

第三章计算机信息系统雷电防护基本方法

一、计算机中心机房雷电防护

1．1电源部分

计算机机房配电系统一般采用三相五线和单相三线的供电制式运行，由于电力线采用户外线路直接引入为计算机信息系统提供有效的能源支持，电力线是重要的引雷途径，必须进行有效的防护。

根据IEC和GB的有关标准的规定，需在计算机机房不间断电源输入端进行三级保护，第一级使用火花间隙放电器（对10/350uS直接雷电进行90%的吸收），第二级使用半导体过电压保护器（对第一级火花间隙放电器吸收雷电后，残余部分感应雷电进行吸收，使雷电的能量基本吸收完毕）第三级使用半导体过电压保护器（对第二级半导体吸收后，残余的雷电杂波及其它操作过电压、容性负载感性负载引起的浪涌过电压实施进一部的吸收，并对电力线出现的差模干扰、共模干扰实施有效的抑制和吸收），如有条件，应使第一级防雷器件与第二级防雷器件之间拉开直线距离10米以上、第二级与第三级之间拉开直线距离5米以上，利用电力线上的自由电感、自由电阻进行级级解藕，以达到级级保护器的响应时间相配合，实现真正的多级保护。

如不能实现利用电力线实施距离解藕时，应该采用人为的电阻、电感实施LC延迟解藕，以达到多级保护的目的。

三级保护完成后，能够为计算机信息系统设备的电源输入端提供安全、可靠的用电环境。

在计算机机房内，在不间断电源输出端的电力分电箱中，安装一级感应雷电的半导体过电压保护器。

在重要的终端（小型机、服务器、高速打印机、系统前置机、通信设备等等）实施终端电源感应雷击的末级防雷保护。

1．2网络通信的雷电保护：

网络通信系统雷电保护分为：

广域网雷电防护、局域网雷电防护、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

1）广域网雷电防护：

广域网线一般为：

租用邮电专用线路和共用邮电话线线路。

机房通信设备使用的专线：

X25、V11、V24、ISDN、DDN；

机房通信设备话线网：

PSTN（48v）。

根据上述的特点，广域网远距离传输数据通信，目前最大速度小于等于2M，从四通八达的户外引进机房，是雷电的重点袭击对象，所以，在进入机房设备（调制解调器或其它设备）前端安装具备二级保护的防雷保安器（第一级为惰性气体火花间隙放电器，通过RLC解偶，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，保安器的损耗指标应该适应计算机设备的通信协议要求。

2）局域网的雷电保护：

建筑物内部或机房内部计算机设备之间的数据交换和数据处理的网络系统是局域网雷电防护的重要部分，做好局域网网线的屏蔽，同时还应该加强终端设备的局域网端口的雷电防护（小型机、服务器、前置机、集线器、网络交换机），网络运行速度10M、100M、1000M，网络接口为RJ45、RJ11、BNC、N等形式。

3）无线通讯防护系统：

无线通讯一般使用微电波、卫星等高频电子技术进行有效交换数据的一种基本联络方式。

经常在建筑物上再架设天线，天线通过馈线把电信号输送给接收、发射机，由于天线较高，属于地面特别突出物，馈线的屏蔽层与机壳及大地相连接，是雷电释放大地的优良途径。

一旦雷电沿此途径入地，必将使设备烧毁。

为此，必须加强在天馈线进入设备前，安装防雷器。

由于无线通讯系统使用频率较高，一般在800-2500M，要求防雷器的插入损耗较严，所以只能使用间隙放电器件进行有效的防护