中心机房电源防雷工程.doc

郑州普天防雷科技有限公中心机房电源防雷工程 方案书湖南普天科比特防雷技术有限公司河南办事处 郑州普天防雷科技有限公司 电话王 兵地址:郑州市索凌路9号 二六年9月15日一、分析概述 随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展，今天已是电子化时代，日益繁忙庞杂的事物通过高速电脑、自动化设备及通信的发展变得井然有序，而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低，这些高精度的微电子计算机设备内置大量的CMOS半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。）且电子设备的数量和规模不断扩大，因而它们受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大增加，这是由于以雷击中心1.5km-2.0km范围内都可能产生危险过电压，损坏线路上的设备；其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估计的经济损失，雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。防雷器（SPD）是在最短时间（纳秒级）内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口电位相等，同时释放系统中因雷击而产生的大量脉冲能量，并短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护线路上用户的设备。对系统设备而言，电源线路和信号线路是雷电袭击产生过电压并传导的两条主要通道，因此防雷可分建筑物防雷、电源系统防雷和信号系统防雷。雷电的几种破坏形式 雷电对建筑物及电子设备的破坏主要有以下几种形式：直击雷、雷电感应和雷电波的入侵。 A、直击雷是雷电直接击在建筑物上，产生电效应、热效应和机械力而导致建筑物损坏。建筑物受到直接雷击后，强大的雷击电流沿着接地引下线，经接地体入地后地电位会瞬间升高，产生高电位，引起地电位反击，损坏设备或造成人员伤亡。B、雷电感应是雷电放电时，在附近导体上产生静电感应和电磁感应，它能使金属部件之间产生火花。雷电感应可以来自对地雷击，也可以来自云间放电，其中对地雷击由于距雷击点较近，产生的感应浪涌电压较大，作用半径也大，一般500米范围的电子信息设备均是其破坏对象；云中放电的感应浪涌电压虽然较小，但发生概率较高。静电感应是由于雷云先导的作用，使附近导体上感应出与先导通道符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如不就近泄入地中就会产生很高的电位。电磁感应是由于电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近的导体产生很高的电动势。C、雷电波的入侵是由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入室内，危及人身安全、损坏设备。根据雷电电磁脉冲防护理论和实践经验证明，电子信息设备损坏的主要原因是雷电感应浪涌电压造成的。它可以通过各种引线把感应浪涌电压波引入电子信息设备内部，破坏其芯片和接口。 雷电保护分区根据IEC（国际电工委员会）雷电保护区的划分要求，建筑物大楼外部是直接雷的区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为0区;建筑物内部及计算机房所处的位置为非暴露区,可将其分为1区、2区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入(如图1)。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电气通道以及金属管则通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过点做等电位连接。 进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在LPZ0与LPZ1、LPZ1与LPZ2区交界处，以及终端设备的前端根据IEC1312雷电电磁脉冲防护标准，安装上KBT之不同类别的电源类SPD，以及通讯网络类SPD(如图2)。(SPD瞬态过电压保护器)，SPD是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。选用和使用SPD注意事项： 应在不同使用范围内选用不同性能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与LPZ1区交界处的SPD必须是经过10/350us波形冲击试验达标的产品。对于信号SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。 SPD保护必须是多级的，例如对大楼电子设备电源部分雷电保护而言，至少应采取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护。为各级SPD之间做到有效配合，当两级SPD之间电源线或通讯线距离未达规定要求时，应在两级SPD之间采用适当退耦措施。 信号SPD应满足信号传输速率、工作电平、网络类型的需要，同时接口应与被保护设备兼容。信号SPD由于串接在线路中，在选用时应选用插入损耗较小的SPD。 在选用SPD时，应让供应商提供相关SPD技术参数资料。正确的安装才能达到预期的效果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。 卫星接收机高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮应接地。 二、设计依据 依据国际电工委员会IEC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，该建筑物和大楼内之机房等设备都必须有完整完善之防护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，空调设备、电脑网络、微波通信设备等装置应有防护装置保护。21 GB50057-94建筑物防雷设计规范22 GB50174-93计算机房防雷设计规范2 3 GB2887-89 计算站场地技术文件2 4 GB9361-88 计算站场地安全要求25 JGJ/T16-92 民用建筑电气执行规范2 6 GA173-1998 计算机信息系统防雷保安器27 IEC1312雷电电磁脉冲的防护2 8 IEC 61643 SPD电源防雷器2 9 IEC 61644 SPD 通讯网络防雷器210 VDE0675过电压保护器 211 GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范三、设计方案根据“分析概述”及“设计依据”对防雷系统的要求，结合大楼的具体实际情况设计本方案，由于雷电侵害，通信系统、计算机系统等时常遭受打击，轻者接口损坏，通信中断或数据误、错码，重者使系统瘫痪，严重影响工作的顺利进行。因此，雷电已成为电子信息时代的一大公害，雷电防护已成为电子设备急需解决的问题。雷击附近的建筑物，避雷针（塔）或雷击远处的电源通信线路，都会在设备或接口处产生极高的感应电压，对设备造成威胁，具统计，感应雷、传导雷对电子设备的损坏已占雷击损坏的80%以上。现代防雷强调在作好直击雷防护的前提下，更应采取均压等电位连接，屏蔽，联合接地，箝位保护等新技术，分区分级做好精密仪器、计算机网络系统等敏感电子设备的雷电电磁脉冲的防护。具体方案建筑物接地装置应满足下列接地要求：交流工作接地，接地电阻不大于4欧姆；安全保护接地，接地电阻不大于4欧姆；直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；防雷接地，接地应接现行国标GB50057执行。 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地共用一组接地装置时，其接地电阻按其中最小值确定。1、电源系统防雷设计（按照安装位置设计） （1）、在一楼总电源房安装安装1套一级三相电源防雷箱，KBT-380A/100KA,作为整个建筑物的第一级加强型电源防雷。（2）、在一楼UPS电源室内，电源入线处，安装一套三相电源防雷箱，KBT-380B/60KA，做为机房设备电源的第一级防雷保护。（3）、在二楼新机房的配电柜内，安装二级电源房雷器，型号KBT-D220/2/40KA，作为新机房的电源防雷保护，然后在3个网络机柜内分别安装2个防雷插座，型号：ZGJ。（4）、二楼老机房的配电柜处，安装一套三相电源防雷箱，KBT-380C/40KA, 在老机房北边的小电源间的3台UPS电源的输入端，分别安装单相电源防雷箱，型号KBT-220B/20KA。（5）、在老机房的机柜内、重要设备前分别安装防雷插座，型号ZGJ。（6）、在老机房的操作台，安装3个防雷插座，型号ZGJ。产品特点：1.响应时间快：能在25us时间内快速响应，使电源线路上的过电压得到有效抑制，同时对地泄放能量，雷电过后自动恢复正常状态（高阻态）； 2.有保护电路：当防雷元件劣化或雷击损坏时，该相住回路自动脱离，同时，先指示灯亮（红），其它回路继续正常工作； 3.采用钳位技术：为确保用户安全，可靠供电，应用新型钳位技术，当系统出现故障或防雷器动作时，确保各线间电位差保持不变； 4.显示工作状态：防雷箱面板上有指示灯，指示防雷器的工作状态，绿灯亮表示防雷器工作正常，红灯亮表示防雷器该相已不能工作，需维修。 5.内部设有温控、限流电路，彻底避免火灾产生； 6.实现差模、共模全方位保护； 7.显示工作状态：防雷箱面板上有指示灯，指示防雷器的工作状态，绿灯亮表示防雷器工作正常，红灯亮表示防雷器该相已不能工作，需维修。 8.通流容量大； 9.限制电压低； 10.安装简单、方便，无须特别维护。三相电源防雷箱参数如下：型号 KBT-380A/100KA工作电压 380V持续工作电压 385VAC动作电压 560V10%通流容量 8/20us 60KA 通流容量 10/350us 100KA保护水平 2500V 2200V响应时间 25ns漏电流 20uA保护等级 一级工作环境 温度4080 相对湿度：95%（25）接地电阻 4接入导线 电源线6 mm2 接地线10 mm2外观尺寸 35025095单相电源防雷箱参数如下： 使用注意事项： 1.安装时必须断开电源，严禁带电操作，连接导线必须符合要求； 2.防雷箱在工作期间，应定期检测或查看状态指示灯是否正常； 3.当红灯亮时，表示该相防雷阻件已劣化或被雷击损坏，需要维修； 4.安装时，所有连接导线要求短、粗、直，并连接牢靠。安装完后，合上自动断路器 开关，检查工作状态是否正常。2、新机房的等电位连接等电位连接示意图 等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与系统之间的电位差。当建筑物内有信息系统时，在那些要求雷击电磁脉冲影响最小之处，等电位连接带宜采用金属板，并与钢筋或其他屏蔽构件作多点连接。对进入建筑物的所有外来导电部件做等电位连接的主体应包括以下内容：1）设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；2）供电线路含外露可导电部分；3）防雷装置；4）由电子设备构成的信息系统。大楼的计算机房六面敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。通过星型（S型结构或网形M型）结构把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S型，大型机房选M型结构。机房内的电力电缆（线）、通信电缆（线）宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋15m以上，埋地深度应大于0.5m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管。 贵单位新机房东西长10.8米，南北宽6.6米，长方形， 等电位均压带示意图如下：标 准 地 网 标准地网是为防雷提供雷电流的最终去处，地网的好坏直接影响到防雷的效果。地网设计在大楼的一侧或四周，距建筑物出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时，应将水平接地体局部深埋不小于1m以上。地网上端深度为80厘米，垂直接地体采用5502500热镀锌角钢，水平接地体采用440热镀锌扁钢，垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体与水平接地体的搭接采用双面焊接，焊接面积不小于10mm2，焊接处刷红丹做防腐处理。接地线用440的热镀锌扁钢，汇接点和测试点放在防水的接地盒内，汇接点用规格的扁铜，扁铜与扁钢连接处采用气焊，在扁铜上预留8连接孔两个，配备相应规格的不锈钢螺丝或螺丝。具体作法为中心机房的地网要求小于0.5，接地桩2025个，降阻剂1吨。 普天防雷价格表 名 称型 号单 价数 量备注电源防雷三相电源防雷箱KBT-380A(J)/40KA二级防雷，并联式有故障，工作状态指示（J表示有计数器）单相电源防雷箱KBT-220B/20KA三级防雷，并联式有故障，工作状态指示单相串联式电源防雷箱KBT-P二级防雷，串联式有故障，工作状态指示防雷插座KBT-220E四级保护信号防雷24口交换机防雷KBT-C100C24口集中式防雷保护信号防雷器KBT-C100交换机，服务器的输入保护等电位连接带 4*40扁铜带汇流排铜螺丝连接线地网 接地模块2降阻剂1设备总价 ：工程费合计：维护与保修每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。接地网的接地电阻应每年进行一次测量。每年雷雨季节前应对运行中的KBT防雷器利用KBT元件老化测试仪进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，发现防雷模块显示窗口出现红色及时处理。设备遭受雷击后应对损坏情况进行调查分析，调查分析内