机房防雷方案.docx
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机房防雷方案
目录
第一章现场情况说明┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄--┄3
第二章设计依据与防护措施┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4
第三章设计范围┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5
第四章防雷设备选型和应用原则┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄--┄┄6
第五章防雷保护设计方案┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9
第六章接地与等电位连接┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10
第七章安装施工说明┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13
第一章现场情况说明
机房内置电脑、服务器、交换机、路由器、UPS等贵重设备,雷击时交换机的电源部分及端口经常损坏。
该机房配电系统为：
总配电为380V三相五线制，主机房电源进线为三相五线制，ＵＰＳ通过三相五线制接入市电，其它电脑设备全部接在ＵＰＳ后端。
如图所示：
结合上图可以看出雷电侵入终端设备的途径主要有以下几条：
⑴雷电沿市电回路进入配电线路并最终进入终端设备，造成设备损坏。
⑵雷电沿信号线路而进入信号设备，造成信号设备损坏。
⑶雷电流引起的强电磁感应造成耐压值较低的信号端口损坏
⑷地电位反击造成设备损坏。
因此本方案将以整个供电系统、信号线路为保护对象，将以上几种途径进入的雷电过电压进行泄放和拦截，并以等电位连接为保证，加上良好的接地，从而形成一个全面完整的防护体系。
第二章设计依据与防护措施
⑴设计依据
●国标《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）
●国标《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
●国标《民用电气设计规范》JGJ/T16-92
●国标《计算机场地安全要求》GB9361-88
●国标《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
●《通信局（站）接地设计暂行技术规定》YDJ26－89
●《通信工程电源系统防雷技术规定》YD5078-1998
●国际电信联盟ITU-T（原CCITT）相关建议及标准
K.31BondingConfigurationsandEarthingofTelecommunicationInstallationinsideasubscriber’sBuilding.
K.41电信中心内部通信设备接口抗雷击能力
IEC61644-1-1999接至电信网络的信号接口保护器
●建设单位提供的资料，及设计人员现场勘察和收集的资料。
⑵防护措施
概括的说，当今电子设备的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护五种方法。
分流：
用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。
屏蔽：
算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼。
用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。
接地：
在计算机网络系统中，为保证其稳定可靠的工作、保护计算机网络设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。
过电压保护：
电子设备的信号线、电源线上安装相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。
主要的保护器件为氧化锌压敏电阻、二极或三极放电管、快速箝位二极管等，根据需要进行组合，形成完整的防雷保护器。
第三章设计范围
本方案负责防雷设计（不包括直击雷防护设计），依据三类建筑物防雷标准、雷电防护三级，在本方案中考虑了以下三方面的设计：
1．UPS总进线空气开关前加装二合一电源防雷模块（电源防雷）
2．UPS输出端加装第二级电源防雷模块（电源防雷）
第四章防雷设备选型和应用原则
防雷设备的正确选择和应用，将直接关系到整个系统防雷的质量。
如果选择不当，不但难于起到防雷的作用，甚至还会对设备造成不必要的影响，因此，防雷设备的选型和应用将是至关重要。
考虑到电源负荷电流容量较大，为了安全起见及使用和维护方便，电源系统的多级防雷，原则上均选用并联型电源避雷器。
电源避雷器的保护模式有共模和差模两方式。
共模保护指相线-地线（L-PE）、零线-地线（N-PE）间的保护；差模保护指相线-零线（L-N）、相线-相线（L-L）间的保护。
对于低压侧各级保护，除选择共模的保护方式外，还应尽量选择包括差模在内的保护。
残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，保护效果就越好。
但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时；还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。
如果最大连续工作电压偏低，则易造成避雷器自毁。
电源系统低压侧有不同的保护级别，应根据保护级别的不同，选择合适通流容量和电压保护水平的电源避雷器，并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。
原则上，每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上，都应做该级相应的保护。
电源低压侧保护用的电源避雷器，应该选择有失效警告指示，并能提供遥测端口功能的电源避雷器，以方便监控、管理和日后维护。
电源避雷器必须具有阻燃功能，在失效、或自毁时不能起火；且必须具有失效分离装置，在失效时，能自动与电源系统断开，而不影响通信电源系统的正常供电。
电源避雷器的连接端子，必须至少能适应25mm²的导线连接。
安装避避雷器时的引线应采用截面积不小于10mm²的多股铜导线，建议使用25mm²的多股铜导线，并尽可能短（引线长度不宜超过1.0m）。
当引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积。
引线应紧凑并排或绑扎布放。
电源避雷器的接地：
接地线应使用不小于10～50mm²的多股铜导线，并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接。
根据防雷区的划分和实际情况合理地设计各级电源防雷体系，并选择适当的防雷器。
附注：
防雷区的划分
根据IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护标准，计算机系统的防雷保护区分为四个区域，各区交界处应作相应的防雷处理。
各区划分如下：
LPZ0A区：
直击雷作用区，处于建筑物避雷针系统保护区以外的区域，由于本区内所有物体均有可能遭受直接雷击，并可能导走全部雷电流；另外本区能所有物体均处于雷电电磁场最强处，故对于雷电的感应最强。
LPZ0B区：
感应雷主作用区，处于建筑物避雷针系统保护区内，但未经空间电磁屏蔽，雷电作用电磁场并不衰减，处于此空间的所用可导电物体均可感应较强雷电流的区域。
LPZ1区：
建筑物屏蔽区，本区内各物体不可能遭受直击雷，流往各导体的雷电流比0B区进一步减小，本区内电磁场也可能会衰减，取决于建筑物的屏蔽措施。
LPZ2区：
房间屏蔽区，对于计算机主机房所处空间，应采用屏蔽措施，以进一步减小空间电磁场的干扰。
当金属导线（电源线、信号线等）穿越不同的保护分区时，因电磁感应的作用，会产生较高的过电压，影响室内设备的安全。
因此，需安装相应的过电压保护器，对设备进行保护。
在不同的保护分区，所采用的防雷器级别是不同的。
同时，需要作相应的等电位处理。
防雷保护分区和防雷器的分级应用如下图所示：
第五章防雷保护设计方案
针对中心机房实际情况，以及前面分析地雷电侵入途径我们提出防雷方案如下。
并请参考下图：
（1）机房内UPS前端输入处输出处安装第二级电源防雷器，选用德国原产LEUTRONEP281TR作为电源系统的第二级防雷保护。
起初级保护作用，将大部分的雷击能量泄放。
降低防雷器响应速度，同时可以保护机房内的其它设备。
（2）UPS后端输出处服务器、交换机等设备前端安装第三级电源防雷器，选用选用德国原产LEUTRONEP220TR防雷器作为电源系统的末级精细保护。
降低残压，抑制冲击，提高设备寿命。
（3）信号塔顶端安装球型避雷针，如图所示：
表1：
防雷设备选型表
防雷设备安装位置
保护对象
连接方式
型号规格
通流
容量
响应
时间
UPS前端
三相电源
并联
EP281TR
40KA
≤25ns
设备前端
服务器、交换机
并联
220TR
60KA
≤25ns
产品技术参数
1，防雷器技术参数。
型号
EnerPro281Tr
EnerPro230/400Tr
过压分类
C
BC
额定电压50/60HzUN[V~]
230V~/400
230V/50Hz
最大工作电压50/60Hz[V~]
275v
275V-400/50HZ
最大允许保险丝强度[A]
100gL
160AgL
保护电平[KV]
≤1.5
≤1.0
响应时间tA[ns]
≤15（N/PE=20）
≤25
雷电冲击电流Iimp[kA]
40（15）
5
Q[As]
6
W/R[kJ/Ω]]
36
工作温区T[℃]
－25…+85
－25…+85
最大连接线径[m㎡]
50硬线或35多股线
2.5硬线或1.5多股线
外壳/颜色
聚氨酯阻燃材料/黄色
聚氨酯阻燃材料/黄色
保护等级
IP20
安装
35㎜电气导轨
35㎜电气导轨
第六章接地和等电位连接
1.接地
因原大楼接地时间较久使接地阻值达不到要求，现重新做大楼接地系统并要求电阻为1欧姆.
2.地线施工方案
由于地阻不合标准（>1Ω或无），须进行地网施工；地沟开挖深度0.8米，埋地线（角钢）深度2.0米，扁钢距地表距离0.8米，角钢间距5米，距墙面3－5米沿机房做一环形状地网，使地阻不大于4欧姆；将地网线引入室内，在合适的地方作铜汇集排.
第七章安装施工说明
⑴电源防雷设备的引线应采用截面积不小于50mm²的多股铜导线，并尽可能短（引线长度不宜超过1.0m）。
当引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积。
引线应紧凑并排或绑扎布放。
信号防雷设备接地线截面积不小于2.5mm²（不长于1.0m）,并且不能与信号线绑扎布放。
⑵电源防雷箱的接地线应使用不小于25～35mm²的多股铜导线，并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接，且不能折弯或盘绕。
⑶防雷箱正常工作的条件必须满足:
电网供电电压必须不超出防雷箱的最大工作电压，对于电压变化较大的电网，应该选用最大工作电压更高的防雷箱。
⑷安装前应做好充分的准备，如连接导线的长度、接线端子和螺丝的大小等应先根据现场情况确定好。
严禁带电安装电源防雷箱。
⑸在中断市电来安装电源防雷箱的同时，应确保备用电源供电正常。
⑹防雷设备安装时应该合理走线，避免二次感应现象的产生。
；
⑺安装防雷设备时，应与有关部门密切配合，商讨最佳时机和制订最佳应急方案，保证对正常工作的影响降到最小。
安装时应在尽量短的时间内完成。
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