机房防雷设计及接地设计方案..doc

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0371-60917100

机房电源、信号防雷与接地系统、等电位连接

设

计

方

案

河南扬博防雷科技有限公司

网址：

一、雷电防护的基本理论

1、雷击侵入设备的途径

2、雷击防护的基本原理

二、设计依据及相关标准：

GB50057《建筑物防雷设计规范》（2010版）

GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

GB50054-2011《低压配电设计规范》

GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》

GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

IEC61024《建筑物防雷》

IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

D562《建筑物、构筑物防雷设施安装》

YD5078《通讯工程电源系统防雷技术规范》

YD/T5098《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》

YD/T1235.1-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求》

三、防雷方案设计内容

1、要知道机房以下现场情况

1）机房所处位置、天气情况、周围情况、雷暴日分析

2）机房的配电系统、里面设备情况包括：

网络设备、计算机、网络交换机、监控设备、控制系统、机柜数量、空调等数量

3）机房的面积要知道，根据面积计算等电位连接系统。

铜排建议规格：

40mm*4mm或50mm*5mm.添加等电位雷电计数箱YBOX58与地极保护器TKD-10

4）机房楼层高度。

计算引下线走向，不能影响建筑物外观又符合防雷相关规范。

5）布线是否合理。

6）地面情况。

路面是否硬化、土壤电阻值、是否有建筑垃圾、石头、管道、线缆等情况。

开挖面积是否具备。

7）入机房线缆情况。

8）建筑物是否做直击雷防护等

四、防雷整体设计方案

1）周围直击雷防护，增加YBT03Z避雷针或避雷塔进行防护

2）电源部分：

总电源配电柜安装开关型（10/350us）防雷器：

TSPD-A350

3）分配电柜及UPS前端安装TSPD-B+C80RM防雷设备

4）设备前端安装电源防雷器：

TSPD-C40RM

5）机柜上安装TKA-GZ/PDU1608或者TKA-GZ/RJ104机柜组合型防雷插座

6）计算机网络信号部分防护：

网络主要分为百兆、千兆、万兆传输。

单口网络TKS-4/RJ45.百兆24口网络交换机防护型号TKS-4/RJ45/24，

7）监控设备和电话传真机等添加对应防雷设备。

电源网络二合一防雷器TKS-2P/RJ45.

8）等电位连接：

采用YBOX58等电位雷电计数箱与总地线联接，然后用铜排或铜箔在机房防静电地板下敷设并固定牢固。

9）防雷引下线采用35平方或50平方铜线连接并穿管处理。

10）防雷接地安装。

接地材料主要考虑长寿命、耐腐蚀、无污染等特点。

本次方案主要采用：

YBD-01T非金属模块、YBD-01B铜包钢接地棒、YBD-Z25降阻剂、YBD-L离子接地极等材料结合施工。

五、防雷设备具体安装

　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高而破坏设备，或者因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。

根据国家有关低压防雷的有关规定，外接金属供电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避雷器。

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过电压、过电流引至大地泄放，以确保后接设备的安全。

根据GB50054-2011《低压配电设计规范》和GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》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避雷器。

必须做到在电源的进入瑞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。

1、具体措施办法

在总配电柜低压输出端并联安装一套TSPD-A350电源一级防雷器，用于动力机房配电设备的电源第一级的防雷保护。

腾辉智能开关型SPD电源浪涌保护器,产品性能优越，密封性好、外观美观、安装接线方便，具有防尘、防腐蚀、阻燃等功能。

用于交流三相380V低压配电系统中，能防止雷击、工业噪声或其它原因产生的感应过电压、过电流现象和其它瞬间浪涌电压对系统或设备造成永久性损坏或瞬间中断等危害。

加强型并联模块式电源浪涌保护器（SPD）属于三相并联型SPD，浪涌保护器前内置空气开关。

用并联瞬态浪涌释放方式，当供电线路遭受过电压、过电流时将雷电能量或其它干扰过电压、过电流有效抑制，使各线路间的电位差基本保持不变，雷击后自动恢复，确保电气设备安全运行。

所有接线用16mm2股铜线连接，地线用25mm2多股铜线连接。

2、电源二级防雷：

设计依据、根据GB50054-2011《低压配电设计规范》和GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》有关低压防雷的有关规定，机房UPS分配电柜的电源防雷器，对通过电源初级防雷器的雷电能量进一步泄放，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柜处。

具体措施：

分配电箱处分别安装壹套TSPD-B+C80RM用于电路设备的电源二级防雷保护，具有雷电计数、检测报警等功能。

3、电源三级防护：

主要安装到设备前端，采用型号TSPD-C40RM

4、电源末级防护：

主要采用防雷插座或机柜PDU进行防护。

5、信号部分防雷设计：

根据室内设备电话、计算机、网络交换机、硬盘录像机、电视墙、路由器等设备添加相对应的防雷产品并接地。

6、机房等电位连接

IEC61312中指出：

“等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各设备之间的电位差。

在一个防雷区内部的金属部件和系统都应在防雷区交界处，采用等电位连接线做等电位连接”；国家标准GB50057-2010局部修订条文中指出：

“穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做等电位连接”

机房等电位采用铜排、铜箔、YBOX58等电位雷电计数箱，在机房防静电地板下做连接，然后连接机房内所有用电设备及金属物体。

六、防雷接地系统

接地是防雷的重要组成部分，是防雷装置的基础，是使雷电流更好的泻入大地，根据实际情况，为保证机房系统的接地阻值，还应尽量减小引下线的电阻值。

此次设计上引线选用载面积为50平的铜芯地线电缆。

接地体的具体位置和上引线的具体路由，在施工时以尽可能的情况下，减少上引线的长度。

通过增大导线载面和减小导线长度的措施，来尽量减小接地引线的电阻值。

此次防雷设计接地材料选用YBD-01B铜包钢接地棒，YBD-01T接地模块、YBD-L离子接地棒，YBD-Z25物理降阻剂施工。

达到国家相关规范接地电阻要求。

垂直接地体可采用非金属接地体、铜包钢、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）或其它新型接地材料，水平接地体一般采用铜线、镀铜线、热镀锌扁钢。

1）接地电阻难以达到要求时，可采取埋增加接地体，设置外延接地体，在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术，新材料等措施。

2）接地体难以避开污水排放和土壤腐蚀性强的地点时，垂直接地体应有要用石墨接地体，水平接地体应选用耐腐蚀性材料，采用热镀锌扁钢时，镀层不宜小于80um.

如果接地电阻达不到要求应做单独接地系统，做到安全牢固。

考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性，建议使用镀锌角钢和降组剂配合连制地网。

地网布置依据地形设计为L型。

水平接地体使用40×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用600mm*150mm*100mm长效物理型非金属接地模块或垂直接地体使用YBD-01B铜包钢接地棒；

接地电阻难以达到要求时，可采取埋接地体，设置外延接地体，在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术，新材料等措施。

七、防雷系统设备选型

（1）电源一级开关型防雷器TSPD-A350

（2）电源二级防雷器TSPD-B+C80RM/4

（3）电源三级防雷器TSPD-C40RM

（4）电源末级防护，TKA-GZ/PDU机柜防雷插座

（5）非金属接地模块YBD-01T（600*150*100）

产品性能及特点

　　1、接触电阻大大降低2、接地电阻稳定

　　3、减少地电位及反击4、使用寿命长5、施工安装简单

产品使用方法

　　1、低电阻接地模块可选有垂直埋置或水平埋置。

埋置深度不宜小于0.8米，一般为0.8~1.0米

　　2、采用多个模块埋置时,模块相距不宜小于2.0米.如条件不允许,或适当减小,与此同时就减小计算模块用量时模块系数的取值.

　　3、把模块包裹上高效防腐降阻剂.

　　4、回填上时应多灌水,分层夯实,回填完毕后再次浇水湿润.等模块充分吸湿（72小时）以后测量接地电阻.

（6）等电位雷电计数箱YBOX58

（7）TKS-2P/RJ45电源网络二合一防雷器

（8）铜包钢接地棒YBD-01B

铜包钢接地棒有组合式和单根式的两种，组合式接地棒施工更加方便，配有同轴连接管、驱动头和钻头等配件，根据不同地质及使用要求可以通过硅黄铜连接管连接，任意增加镀铜接地棒的长度。

顶端采用驱动头（连接螺栓）连接，供接地棒打深时打击使用。

末端采用特制钻头（连接螺栓）连接，将接地棒打深。

技术参数

1.镀铜层厚度≥0.254mm（符合UL467《接地与搭接设备安全标准》）2.抗拉强度60000n/cm23.平直度误差≤1mm/m4.铜层可塑性：

接地棒（线）弯曲30度时，折角内外缘无裂缝现象5.铜层结合度：

经附着力试验，除虎口钳钳口咬合处出现剥落铜层，其余部分铜钢结合良好，未出现剥离现象。

可以按要求的长度连接接地棒，接地棒可以深入地下30m，而不受任何可能增加土壤电阻率及接地电阻的气候条件（如干旱和霜）的影响

（9）高效降阻剂YBD-Z10

降电阻原理

　　本降电阻剂由多种成份组成，其中含有电解质、石墨、固化剂、润滑剂、高效防腐剂及填充材料等。

它呈黑色粉末状，是一种良好的导电体。

将它施于接地体和土壤之间，一方面能与金属接地体紧密结合，形成足够大的电流流通面；另一方面又能向周围土壤渗透，有效降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成了一个变化平缓的低电阻区域，从而达到降低接地电阻值的目的。

产品优点

　　降阻效果明显，能减少施工工作量，可少打接地体，尤其可用水平接地体代替难于施工的垂直接地体（在山区及岩石地区等）。

施工方便，可解决施工场地受局限的困难，可大量节省金属材料，具有长效性与稳定性，防腐性能好。

具有良好的