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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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