重庆公安系统中心机房雷电防护综合专业技术方案.docx

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重庆公安系统中心机房雷电防护综合专业技术方案

雷安防雷防雷专业推广—致力卓越表现

中心机房雷电防护工程综合方案

成都兴业雷安雷电防护工程有限公司

二ＯＯ九年二月

雷安防雷防雷专业推广—致力卓越表现

第一章概述

当天空中出现了淡积云后，由于气候条件的变化，它将逐渐发展成浓积云，而后成为积雨云，雷电则产

生于积雨云中。

当然它的形成必须具备大气不稳定层结且包含充沛的水汽等条件。

云内的对流运动和水滴的

不断碰撞分裂使其积雨云通过起电机制积累起大量的云间电荷，并在云内不同部位形成正、负分离的电荷中

心（它们的场强可达每米

30万伏特至

40万伏特）。

而当云与云、云与地之间的电位差达到一定值时，就会

产生火花放电，这就是雷电。

感应雷击及雷电电磁脉冲是由于雷云间放电和雷云对大地放电产生的电磁波藕合到附近的导体中形成

过电压，这种过电压可高达几千伏，特别对微电子设备的危害最大。

它的主要通道是通过“三线”侵入设备系

统，造成电子设备失灵或永久性损坏。

因此感应雷击的防护主要是在“三线”上将雷电过电压泄放入地，从而

达到保护电子设备的目的。

其主要方法是：

隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽

等方法将雷电过电压消除在设备

外围。

目前主要由气体放电管、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、高低通滤波器等元件根据不同频率、

功率、电压、电流组合成电源、天馈、信号线系列避雷器安装在微电子设备的外连线路中，将地线接在联合

地网上，才不至于造成电位反击，从而真正起到安全保护接地的目的。

机房电源、计算机、监控系统等精密设备内部结构的高度集中化造成设备耐过电压过电流承受能力下降

易遭受雷电破坏,轻者可造成计算机终端和通信设备、监控系统的接口损坏、通信中断、大量信息丢失或无法

传输;重者使网络主机损坏

导致网络瘫痪,工作无法进行，监控系统失灵。

监控、计算机网络系统易遭受雷击

损坏的设备有:

MODEM（调制解调器）、ROUTER（路由器）、HUB（交换机）、网卡、通信卡、UPS、计算机电

源及主板以及监控系统中所有的设备。

雷电破坏机房设备的途径主要有以下几个方面

:

1.雷电通过通信线路

（如DDN/X.25、PSTN、ISDN、BNN、邮电专线、帧中继以及视频线路等

）的感应传

入系统损坏设备;

2.直击雷对建筑物或邻近地区的雷电放电,从而导致建筑物内部各种通信网络环路中,由于电磁感应产生

瞬态过电压造成设备损坏;

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3.雷电通过供电系统侵入设备造成的损坏;

4.接地措施处理不符合规范要求,引起的地电位反击;

5.静电感应产生瞬间电荷反击,传入网络系统造成设备损坏。

在机房系统中,设计安装综合防雷设施,既要防御直击雷对建筑物、发射塔、卫星地面站天线等室外高大

设施的危害,又要防御感应雷沿各种途径进入室内,对工作人员及设备的危害。

因此，防雷减灾工作日显重要。

防止直接雷击主要采用合格的避雷装置（由接闪器，引下线，接地体等构成）；防止感应雷击则主要采用完

善的避雷器组合系统，二者应为一整体，构成一套完整的防雷体系。

只有这样，才能有效地防止雷击事故，

减少雷击灾害。

综上所述，机房系统的防雷应按照：

综合治理、整体防御、多重保护、层层设防的基本原则，进行综合

防护。

第二章雷电损坏

根据雷击的不同方式分类，雷电对机房系统电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：

1、直击雷

直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达5000KV，具有极大的破坏力。

如建筑物直接被雷电击中，巨

大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：

巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故，危害人身和设备安

全。

雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。

雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。

2、传导雷

远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路和通信线路传至建筑物内，损

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坏电气设备。

3、感应雷

云层之间的频繁放电产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压，峰值可达50KV。

4、开关过电压

供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高

压脉冲，其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。

破坏效果与雷击类似。

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，因而由于感应雷造成的雷

击事故也越来越多。

直接造成了巨大的经济损失，而因重要设备损坏使网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是

惊人。

重庆大部分地区均属于强雷区，每年雷暴日多达40多天，有的地方甚至可以高达60天以上,因而遭遇

雷击的概率很大。

因此，本方案将以贵单位中心机房电源、计算机系统及其网络设备为保护对象，以对从该机房进出的电

源、通信线路入侵的雷电流进行泄放和拦截为手段，以等电位连接为保证，完善、改良接地系统，从而形成

一个多层的完整全面的防护体系。

第三章防雷技术简述

1、概述

1.1直接雷防护

只从富兰克林发明避雷针后,最近两百年来人类对直接雷防护有了比较多的经验及方法,但总体来讲直接

雷防护主要还是采用接闪、分流、接地等方式来实现。

1.2感应雷防护

雷安防雷

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随着电子及通信科学技术的不断发展

特别是无线移动技术的步伐日益加快，

各类电子电气设备越来越精

密,它们耐雷电及过电压的能力越来越弱,因而各种通信设备及计算机设备遭受雷击损坏已成为影响通信系统安全运行的重要因素。

总的来讲,有两种过电压方式侵入设备从而损坏设备：

一种由电源线、信号传输线、天馈线侵入的雷电流。

另一种是内部操作过电压，如变压器的空载、电机的启动、开关的开启等引起的浪涌

电压，足以使许多微电子设备遭受不同程度的损坏，直接造成巨额的经济损失，更重要的还会导致整个通信网络瘫痪，从而对我们保障智能建筑系统的办公系统、通信系统、内部管理系统的设备安全性、可靠性就提出了更高的要求。

由此可见通信系统和计算机网络系统的雷电防护安全问题愈显得日益突出，势在必行。

2、防雷保护的分区与保护级别分类

2.1防雷保护的分区

雷电放电是通过多种渠道侵入地面建筑物或设备的，雷电放电对地面建筑物或设备产生危害的形式也是

多样的。

因此，要有效地进行防雷保护不能只采取某一种防雷措施或方法，而应该综合考虑可能造成雷电危

害的各种因素，雷电可能侵入的各种途径，并采用相应的几种防雷措施或方法。

1992年11月在澳大利亚召开的有关国际防雷会议上提出了雷击环境分区的概念，并且依照

YD5068—

98《移动通信基站防雷与接地设计规范》

、国际电工委员会IEC—1312防雷技术规范和国家规范

GB50057

—94《建筑物防雷设计规范》，即把需要防雷保护的空间划分为几个雷击环境区域。

这样，我们可以根据不同的区域，采取不同的防雷保护措施或方法。

根据人、物和设备对雷电灾害的感受强度不同，可以把建筑物内、外环境分成如图所示的几个区域。

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O区：

建筑物或构筑物界面之外的空间。

在本区内的物体均处于直接雷击之下。

该区内的各类传输线、信号线、天线馈线、电缆及金属管等导体都可能由于直接雷击的作用和和雷电电磁脉冲的感应作用而传导全部的雷电流。

本区空间内由雷电放电辐射产生的电磁场也未经衰减。

Ⅰ区：

由建筑物或构筑物的界面所包围的空间。

本区内的物体不处于直接雷击之下。

由于Ⅰ区和0区交界面

的设施对雷电流有分流作用，对雷电电磁辐射有一定的屏蔽作用，因此本区内导线传导的雷电流将比0区内

导线的要减少。

本区内电磁场被衰减，但衰减的程度取决于与O区界面的屏蔽效果。

Ⅱ区：

是Ⅰ区内具有更高屏蔽要求的空间。

如屏蔽室内或电气和电子设备机壳内的空间，该区内导线传导的

雷电流有可能进一步被减少，而雷电电磁辐射的电磁场也再次衰减。

在O区，或建筑物之外，防雷保护的目的是防止建筑物或构筑物的结构被直接雷击毁，并保护建筑内存放的物品不致因雷击而损坏，燃烧和爆炸等。

因此，必须用接闪装置捕闪电放电，并使雷电流通过引下线和接地装置安全泄放入地。

对于接闪装置说来，除了采用避雷针带、网、线等外，还可采用建筑阶段使用的现

存金属构件。

设计接闪装置的方法，可采用滚球法，保护角或避雷网格等。

也可相互独立使用或用任何所需

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的组合形式，以获得应有的保护空间。

2.2保护级别分类

根据1988年6月29日在日本东京举行的TC81届会议通过的IEC标准，接闪装置的设计级别分为4

级。

Ⅰ级最高，具体数据如表所示。

一、高度h（m）

防

二、十二、

雷203045十六、能

三、0避雷网尺脉冲

保六、八、十、效峰值量

四、保护角十三、寸不大于电荷

护七、九、十一、率（KA）率

五、十四、（m2）Q（As）

级aaa（MJ/Ω）

滚球半径十五、

别

hr（m）

5×5或

二十二、二十三、

Ⅰ十七、2025十八、十九、二十、二十一、98200

000

×4

10×10或二十六、二十七、

Ⅱ二十四、

303525二十五

95150

12×85.6

10×10或二十九、三十、2

Ⅲ二十八、45453525

90100

12×80.5

20×20或三十二、三十三、

Ⅳ三十一、6055453525

80100

24×160.5

O区防雷保护的另一个目的是作为雷电磁脉冲的第一道防线，其保护措施可以减少雷电电磁脉冲的干扰

强度。

雷安防雷

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Ⅰ区，或建筑物内的防雷保护目的是着重保护人员和室内各类设施的安全，

特别是各类电气和电子设备的安

全，为此目的，防雷保护必须限制侵入室内和设备内的雷电过电压，并尽量减少电子设备内的感应电压，使

其降低到绝缘水平之下，特别是所有进出本保护区的导体，都必须组合到防雷等电位连接之中，成为内部防

雷系统的一部分。

因为较大的雷电流能流过这些导体，等电位连接可采用来安全地承载涌入的雷电流。

Ⅱ区，或屏蔽室或电气和电子设备机壳内的防雷保护目的是防止电子电路受干扰，使电子设备能安全而

稳定的工作。

为此，必须采用金属屏蔽网或使电气和电子设备机壳可靠地接地，并且接地应是严格的单点接

地，不能与其他金属件构成闭合回路。

单点是电子电路的基准地电位点，

它应十分接近大地电位。

除此之外，

在该区内导线应以电压型避雷器予以保护。

把被保护的建筑物或构筑物划分为几个雷击环境区，有利于区分并示明对雷电电磁脉冲有不同敏感度的