机房防雷方案

XXX集团公司机房防雷系统设计方案2013黄磊成都视丽来科技发展有限公司2013-06-28目 录第一章前言3第二章设计方案52.1设计参考标准52.2设计说明52.3保护对象62.4设计方案62.4.1.机房所在区域防雷措施概况62.4.2.电源系统及其防护72.4.3.信号系统及其防护：82.5接地系统92.5.1.接地方式92.5.2.接地目的102.5.3.防雷接地的必要性102.5.4.机房内接地装置102.6小结11第三章设计示意图12第四章报价清单13第一章 前言在现代科学技术高度发展的社会里，计算机机房越来越广泛地应用于各个领域，近年来高科技技术正迅猛发展，但是只有通过稳定、可靠的运行才能发挥其效益，而计算机设备的稳定、可靠运行要依靠机房的严格的环境条件，即温度、湿度、噪声、振动、静电、电磁干扰等条件及其控制精度，因此机房工程的设计与施工日益被重视起来。计算机机房工程是一种涉及到空调技术、配电技术、自动检测与控制技术、抗干扰技术、综合布线技术、净化、消防、建筑、装潢等多种专业的综合性产业。根据国家相关规定，弱电接地技术要求：工业企业通信设计规范GBJ79-85、通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分）YDJ2689。接地电阻：弱电单独接地小于等于4欧姆，综合接地小于等于1欧姆。但这还不能保证弱电机房安全，根据国家规定还应设置防雷系统。随着人类社会实践的不断深入，人们发现雷电的破坏性不仅仅表现在容易被感受到的直接雷击，还有感应雷击、雷电波的入侵；而雷电对某一对象的破坏渠道也包括空间通道、电源通道、信号和天馈通道、地电位反击通道等；人类社会发展至今，任何单一的防雷器件，已无法成功保证某一特定空间所有保护对象，要科学、经济、可靠地保护电子设备，只有采用现代防雷技术。随着地球气候的变化，城市热岛效应增加，热源辐射增多，建筑物不断增高和增多，电子、电气设备大量涌现和集中使用，雷击灾害特别是感应雷击灾害带来的危害也在不断的增加。大量微电子设备广泛使用，其设备不但价格昂贵，精度要求高，而且设备一旦出现故障，无法正常工作，将带来很大直接或间接的经济损失。因此要完善防雷措施，尽可能减少雷电灾害带来的损失。机房防雷主要目的是防止由于雷击时造成的如下损害：l 大楼的钢筋结构在拦击大电流（一般为超过40KA）先导并经过引下线入地的过程中，在周围空间产生很强的电磁场，此时大厦内部的电源线、数据线因受感应电流的冲击而损坏。l 雷电的“绕击”现象引起的对内部设备的感应雷击。这种绕击电流往往为10KA左右，避雷针接闪器无法吸引它，它的先导可能闪击该大厦旁侧的某个部位，机房内的电子设备就会被感应雷电流击坏。l 户外线路遭到直接雷击后，线路中的大电流窜入大厦内部，从而引起对内部设备的损坏，或当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时，雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间的电源线、信号线、数据线感应过电压，传至设备，使之损坏。l 雷电流引起的“地电位反击”：在大厦附近，如遭直接雷击，入地雷电流使地电位骤然升高，以电阻方式耦合至中性线或地线破坏设备。l 操作过电压引起的危害，这大多发生在储蓄设备的开关、输电线路的短路、周围大容量电器运行时，产生的工业干扰或操作过电压，在电源线上会产生5000-6000V、3KA的浪涌过电压及浪涌电流，它们窜入大厦内同样会产生很大的破坏性后果。l 因此，在机房电子设备防雷系统工程中，除了有良好的钢筋结构、引下线和地网系统外，同时必须在电源系统、数据信号系统进行可靠、有效的防护工作，并具有可靠的接地装置。第二章 设计方案2.1设计参考标准1、GB50057-2000 建筑物防雷设计规范2、99D562 建筑物防雷设施安装图集国家建筑标准设计图集3、GB50174-93 电子计算机机房设计规范4、IEC1312-1、2、3 防雷电感应及防雷电电磁脉冲感应标准5、GB2887-89 计算站场地技术文件6、GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范7、GB 18802.1 低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分： 性能要求和实验方法2.2设计说明根据IEC1024标准“任何单一器件不能阻止特定区域内的雷击发生”。雷击是一个突发性、随机性很强的事件，雷击通道没有一个固定模式，可通过静电感应、电磁脉冲感应、地电位反击等很多渠道进入，不但有直击雷，还有雷电感应及雷电电磁脉冲感应，因此防雷是一个综合性的系统的工程，应该遵循“综合治理，整体防御，多重保护，层层设防”的方针，在雷电有可能进入的部位加以防护，通过屏蔽、等位、隔离、合理布线、正确接地、加装电子避雷器和防直击雷装置等措施进行综合防雷，是比较有效的防雷方法，这些措施联合使用，互相配合，各行其责，密不可分，以达到减少雷击造成的损失。1、 防雷防护必须按综合防雷系统的要求进行设计，坚持预防为主、安全第一的指导方针。为确保防雷的科学性、先进性，在设计前做现场雷电环境评估。2、 防雷应认真调查地理、地质、土壤、气象、环境条件、雷电活动规律、雷击事故受损原因、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度以及被保护物的特点等的基础上分别采取相应的防护措施。3、 电子信息系统所在建筑物均应按建筑物防雷设计规范的规定安装外部防雷装置。电子信息系统的防雷设计应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则进行综合设计维护。4、 防雷设计应采用直击防护技术、等电位连接技术、屏蔽技术、合理布线技术、共用接地技术、电涌保护器（SPD）的设计技术进行综合防护设计。5、 根据所在地区雷暴等级、设备所在不同的雷电防护区以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度采取不同的防护措施。2.3保护对象1、 机房电源系统的防雷保护2、 机房信号系统的防雷保护3、 地电位反击2.4设计方案2.4.1.机房所在区域防雷措施概况1、机房所在建筑物周围100米内无高大建筑物，机房所在建筑物楼顶安装有高度约10米避雷针，楼顶未作避雷带，避雷针由扁钢直接与墙体主钢筋连接，建筑物采用砖混结构，该建筑物所在区域未进行防雷接地网建设，因此当有超出原防雷设计参数的强雷电击中建筑物后就不能有效泄流和进行电磁屏蔽可能会导致建筑物内设备被损坏。2、主配电柜及楼层配电柜均安装有电源浪涌保护器，依据文件标准GB18802.1中5.10低压电源（SPD）的测试5.10.1 SPD运行期间会因长时间工作或处在恶劣环境中而老化，也可能因受雷击电涌而引起性能下降、失效等故障。因此需定期进行测试。如测试结果表明SPD劣化或状态指示出SPD失效应及时更换。备注：安装在在建筑物主配电柜、楼层配电柜的电源浪涌保护器通过近五年的使用已接近电源浪涌保护器使用年限的极限（正常使用期3-5年）。如继续使用有时会发生莫名其妙的电源故障，如：突然掉电、空开合不上、电源浪涌保护器模块发热等故障。给机房办公和数据安全造成隐患。为了避免这样事故情况的发生建议更换楼层电源浪涌保护器。用新的电源浪涌保护器保护计算机机房、楼层办公设备不受雷击感应雷的侵袭，为办公设备、机房数据安全提供保证。3、机房铺设静电地板但未对机房进行等电位等相关技术处理，机房设备直接与墙体主钢筋相连，不符合机房防雷规范4、机房防雷改造建议：依照防雷规范对避雷带、地网、机房等电位、机房所在区域电源、信号等进行完善，机房防雷是一个系统的工程，任何一个环节缺一不可，由于雷击是一个突发性、随机性很强的事件，因此在整个机房防雷系统未进行完全符合防雷规范的改造前，根据客户要求在本次机房防雷改造工程中仅对建筑物的电源、信号、等电位等部分进行完善。2.4.2.电源系统及其防护在各种各样的传输线中，电源线是分布最广的传输线，也就意味着受雷电感应的机率最高，最易引入感应雷。根据对雷电波的频谱分析，雷电波的绝大部分能量集中在40KHz以下，其中最大的谐波分量就在工频附近，因此，雷电波最易和电源线发生耦合。事实也证明60%80%的感应雷和雷电入侵波来自于电力传输线。信息电子设备的电源雷电侵害主要是通过线路侵入。高压部分有专用高压避雷装置，电力传输线把对地的电压限制到小于6000V（IEEEEC62.41），而线对线则无法控制。根据IEC防雷有关规定，对雷电入侵波应分区域防护，在每个区域的界面上采取相应的措施，逐级对雷电流进行泄放，直到将感应过电压降到设备可以承受的水平。因此，电源系统的防雷应采取多重保护、层层设防的原则，根据设备的重要程度和地理位置有重点、有层次的保护。所以，对380V低压线路应进行过电压保护，按国家规范应有三部分：建议在高压变压器后端到二次低压设备的总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加避雷器或保护器，作一级保护；在二次低压设备的总配电盘至二次低压设备的配电箱间电缆内芯线两端应对地加装避雷器保护器，作二级保护；一级电源防雷器和二级电源防雷器之间的距离要大于1015 m，如果两者间距不够，可采用带线圈的防雷箱，这样可以避免二级电源防雷器首先遭受雷击而损坏。在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应对地加装避雷器或保护器，作为三级保护。目的是用分流（限幅）技术即采用高吸收能量的分流设备（避雷器）将雷电过电压（脉冲）能量分流泄入大地，达到保护目的，所以，分流（限幅）技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系网络保护的关键，因此，选择合格优良的避雷器或保护器至关重要。1 型 号：ZGSD80-JY(TY)电源浪涌保护器参 数：工作电压380V，雷电通流量80KA，限制电压1.5KV。功 能：泄流、限压。安装位置：用于8楼主机房市电输入避雷。数 量： 壹台。2型 号：ZGDD60-JY(TY)电源浪涌保护器参 数：工作电压220V，雷电通流量60KA，限制电压1KV。功 能：泄流、限压。安装位置：用于8楼主机房UPS供电输入避雷。数 量： 壹台。3型 号：ZGSD40-JY(TY)电源浪涌保护器参 数：工作电压220V，雷电通流量40KA，限制电压1KV。功 能：泄流、限压。安装位置：用于1楼机房市电输入避雷。数 量： 壹台。4型 号：ZGDD40(TY)电源浪涌保护器参 数：工作电压220V，雷电通流量40KA，限制电压1KV。功 能：泄流、限压。安装位置：用于1楼机房UPS供电输入避雷。数 量： 壹台。2.4.3.信号系统及其防护：由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，因此要求网络通信设备能够承受较高能量的瞬时冲击，而目前大部分设备由于电子元器件的高度集成化而使耐过电压、耐过电流水平下降，必须在网络通信接口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。中光信号避雷器采用通流容量大的粗保护与具有快速响应的细保护相结合的多级保护电路组合而成，将来自信号线路上的感应雷电波通过地线泄放到大地，并在瞬间将线路上进入的过电压限制到设备耐压容许的安全范围以内。 型 号：ZGXT-4R-5参 数：RJ45接口连接形式；工作电压5V；限制电压(8/20s)40V；雷电通流量(8/20s)2.5KA；传输速率1000M（bit/s）。功 能：限压安装位置：交换机信号输入端(一楼机房）。数 量： 贰台。型 号：ZGXH-4R24-5（TY)参 数：24组合RJ45接口连接形式；工作电压5V；限制电压(8/20s)30V；雷电通流量(8/20s)3KA；传输速率1000M（bit/s）。功 能：限压安装位置：交换机信号输入端（八楼机房）。数 量： 壹台。2.5接地系统接地系统是保障设备正常工作及防雷工程的基础，良好的接地和合理的接地方式能够提供良好的计算机工作基准点并充分发挥防雷器件的作用。根据国家规范要求，建筑防雷地10，设备保护地、交流工作地、直流工作地均须4。程控交换机、小型计算机等设备一般要求直流工作地小于1。接地电阻越大，越不利于过压过流的消散，因此接地电阻应严格控制在要求的范围内。2.5.1.接地方式常见的接地方式有两种：一是分开单独接地；二是联合接地。机房的接地系统按国家规范应单独建接地地网，接地电阻小于或等于1。但机房地网与其他地网要有足够的距离，以避免产生过压时各地网间的电势差对设备形成地电位反击。用联合接地方式，即把建筑防雷地、设备保护地、交流工作地、直流工作地连在一起，接地电阻取系统要求的最小值。另外，为避免接地线形成回路产生干扰杂波，同时使雷电流以及电源发生故障时的大电流尽快入地，遵循“共网不共线、分类接地线、一点接地法、不串不共用”的单点接地原则，即使使用同一组地网时，不同用途的接地母线和不同系统的接地母线应单独网从地处引入，同时严禁不同系统的接地线在进入室内后再进行连接。2.5.2.接地目的（1）接地是泄放直击雷能量、分流雷电干扰能量、泄放各种线路瞬间过电压的有效手段之一。（2）接地是电子、电力、无线电工程技术中的为保证各类信号的传输质量、保护设备和操作人员安全的一种技术措施。（3）接地起着工作回路的作用。（4）确保设备稳定运行。（5）给数字设备提供基准电位参考点。2.5.3.防雷接地的必要性一个防雷工程仅仅安装了很好的防直击雷和感应雷的设备，若没有良好的地网将雷电流很顺利地疏导到大地去，防雷没什么效果。因此，在实施防雷工程时，必须建设地网,而地网的冲击接地电阻值要符合国家建筑防雷标准。有地网而地电阻偏高的要重新整改，若联合接地其接地电阻要按最小值确定。交流工作接地，安全保护接地（强电、弱电）、直流工作接地、防雷工作接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。若防雷接地（防直击雷）单独设置接地装置时，其余三种接地宜共用一组接地装置，其接地电