機(jī)房防雷方案（初步）

一、?????? 分析概述

A、??????? 雷害和浪涌的產(chǎn)生

1、???????? 直擊雷

?隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建筑日益增高造成雷電擊穿空氣的距離縮短，所以雷擊概率加大，同時(shí)全球氣候變暖及大氣環(huán)流變化致使夏季雷暴期延長(zhǎng)，直擊雷對(duì)建筑的危害也大大的增加。

2、???????? 傳導(dǎo)雷、感應(yīng)過(guò)電壓及感應(yīng)雷

作為擁有高集成度精密設(shè)備的機(jī)房，其遭受直擊雷的可能性并不大，但由于其內(nèi)部元?dú)饧叨燃苫瘜?dǎo)致其抗過(guò)壓與過(guò)流的能力較低（美國(guó)通用研究公司提供資料表明磁場(chǎng)脈沖超過(guò)0.07高斯，就可引起計(jì)算失誤；磁場(chǎng)脈沖超過(guò)2.4高斯就可以引起集成電路永久性損壞），因此危害主要來(lái)源于傳導(dǎo)雷、感應(yīng)過(guò)電壓、感應(yīng)雷及開關(guān)操作引起的浪涌。當(dāng)雷電先導(dǎo)直接擊中室外金屬導(dǎo)體時(shí)，其雷電流將沿導(dǎo)線向室內(nèi)傳播，從而形成傳導(dǎo)雷。當(dāng)雷電形成時(shí)，室外相應(yīng)區(qū)域的長(zhǎng)金屬導(dǎo)體表面將感應(yīng)出與雷電云所帶電荷極性相反的電荷（此時(shí)還被導(dǎo)體束縛），當(dāng)雷電先導(dǎo)對(duì)地放電時(shí)雷電云團(tuán)電荷與異性電荷中和而使電場(chǎng)消失，長(zhǎng)金屬導(dǎo)體上積累的電荷將自由運(yùn)動(dòng)，其產(chǎn)生的高壓沿導(dǎo)線以近似于光速向?qū)Ь€兩側(cè)傳播，這就是感應(yīng)過(guò)電壓（脈沖波），根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，長(zhǎng)高壓架空線路上的感應(yīng)過(guò)電壓可達(dá)300-400KV，長(zhǎng)低壓架空線路上感應(yīng)過(guò)電壓可達(dá)100KV，通訊線路上可達(dá)40-60KV。當(dāng)雷電云對(duì)地閃擊或帶異性電荷雷電云相互之間發(fā)生閃擊時(shí)，其產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可在周圍大空間范圍內(nèi)的架空線路、埋地線路、鋼軌或其它導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，稱為感應(yīng)雷，又稱二次雷效應(yīng)，機(jī)房雷害主要來(lái)源于此。

3、???????? 開關(guān)操作引起的浪涌

機(jī)房用電設(shè)施多為感性或容性負(fù)載（有儲(chǔ)能作用），當(dāng)進(jìn)行大負(fù)荷切換時(shí)便會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓（電源線一般小于6KV，感應(yīng)到信號(hào)線上一般5KV），其脈寬較寬（ms級(jí)），其危害也很大。

B、雷電和浪涌的危害

1、設(shè)備損壞，工作人員傷亡。

2、設(shè)備或元器件壽命降低。

3、傳輸或儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)丟失，設(shè)備誤動(dòng)作。

4、整個(gè)系統(tǒng)停頓，其間接損失和影響遠(yuǎn)大于直接損失。

C、接地與防雷器等電位連接

1、???????? 傳統(tǒng)接地的作用

做過(guò)機(jī)房工程的人都知道，做機(jī)房時(shí)必須作好機(jī)房接地系統(tǒng)，而機(jī)房接地系統(tǒng)的主要作用是為了消除電磁干擾。機(jī)房?jī)?nèi)部和外部的電力線、天線、日光燈和其它電器產(chǎn)生的輻射和干擾能引起計(jì)算機(jī)誤操作甚至癱瘓，對(duì)應(yīng)的防范措施是合理布線、作好接地和屏蔽。但機(jī)房?jī)?nèi)電源動(dòng)力線和信號(hào)線芯線不能接地且不可能完全屏蔽，因此對(duì)于從電源線和信號(hào)線進(jìn)入的浪涌無(wú)能為力。為了消除浪涌，必須將電源動(dòng)力線和信號(hào)線芯線對(duì)地作等電位連接，即分級(jí)安裝限壓或限流型防雷器。

2、???????? 機(jī)房?jī)?nèi)導(dǎo)電體的等電位連接（S星型結(jié)構(gòu)與M網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）

?

?

3、獨(dú)立接地系統(tǒng)之間的處理

??? 根據(jù)我國(guó)計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，計(jì)算機(jī)機(jī)房接地可能涉及的種類有交流工作接地、安全保護(hù)接地、重復(fù)接地、靜電接地、直流工作接地、防雷接地等多種。但一般只有交流工作接地（小于或等于4歐姆）、安全保護(hù)接地（小于或等于4歐姆）、直流工作接地（按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具體要求）、防雷接地（小于或等于5/10歐姆）四種，四種地進(jìn)行聯(lián)合接地時(shí)要求小于或等于1歐姆。目前IEC及GB50057-94D都推薦采用聯(lián)合接地，但有些用戶和設(shè)備制造商仍采用獨(dú)立的直流地，極可能出現(xiàn)雷擊時(shí)防雷接地體對(duì)直流地產(chǎn)生反擊的情況（兩地間電位差可達(dá)數(shù)百KV），因此在兩地間距離小于一定數(shù)值（如20米）時(shí)，在防雷接地和直流地之間加裝等電位連接器如OBO防雷器中的480，該連接器內(nèi)部為放電間隙，平時(shí)不導(dǎo)通，當(dāng)兩地間電位差達(dá)到1KV時(shí)將擊穿導(dǎo)通，從而達(dá)到均衡電位的目的。

D、UPS與防雷器

? ?????1、未安裝防雷器件的UPS其防浪涌功能可以說(shuō)無(wú)。

2、有些UPS內(nèi)置壓敏電阻具有氧化鋅防雷器反應(yīng)快的特點(diǎn)，但其通流量遠(yuǎn)小于專用的氧化鋅防雷器。當(dāng)足夠大的雷擊脈沖來(lái)到時(shí)，UPS內(nèi)置壓敏電阻將損壞并可能呈現(xiàn)短路狀態(tài)，UPS將報(bào)故障并影響設(shè)備供電。

3、???????? 部分進(jìn)口名牌UPS，根據(jù)國(guó)際IEC801-5的標(biāo)準(zhǔn)（抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強(qiáng)浪涌，其沖擊電流為20KA，沖擊電壓為6KV，波形為8/20微秒）安裝有標(biāo)準(zhǔn)的防雷器件，但這類UPS能否完善地保護(hù)自身并通過(guò)保護(hù)自身進(jìn)而達(dá)到保護(hù)后級(jí)設(shè)備的目的呢？答案是否定的。根據(jù)科學(xué)家長(zhǎng)期測(cè)定的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，直擊雷電在一般低壓架空線路產(chǎn)生的過(guò)壓幅值高達(dá)100KV，電信線路高達(dá)40-60KV；感應(yīng)雷在無(wú)屏蔽架空線路上的最高電壓達(dá)20KV，無(wú)屏蔽地下電纜上可達(dá)10KV。因此，即使裝有符合IEC801-5標(biāo)準(zhǔn)防雷器件的UPS如果其前端沒(méi)有加裝有效的高能量防雷器件，同樣可能遭受毀損性雷擊。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

??? 1、依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)、德國(guó)VDE標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，該建筑物和大樓內(nèi)之機(jī)房等設(shè)備都必須有完整完善之防護(hù)措施，保證該系統(tǒng)能正常運(yùn)作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，海洛斯機(jī)房精密空調(diào)設(shè)備、電腦網(wǎng)絡(luò)、微波通信設(shè)備等裝置都應(yīng)有防護(hù)裝置保護(hù)。

2、GB50057-94〈建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范〉

3、GB50174-93〈計(jì)算機(jī)房防雷設(shè)計(jì)規(guī)范〉

4、GB2887-89 〈計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)文件〉

5、GB9361-88 〈計(jì)算站場(chǎng)地安全要求

6、JGJ/T16-92? 〈民用建筑電氣執(zhí)行規(guī)范〉

7、GA173-1998? 〈計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器〉

8、IEC1312〈雷電電磁脈沖的防護(hù)〉

9、IEC 61643 〈SPD電源防雷器〉

10、IEC 61644? 〈SPD 通訊網(wǎng)絡(luò)防雷器〉

11、VDE0675〈過(guò)電壓保護(hù)器〉

三、防雷方案設(shè)計(jì)

本方案制定的目的是考慮大樓實(shí)際環(huán)境因素和用戶實(shí)際需要而作出一套比較完整而易于操作的防雷設(shè)計(jì)及安裝技術(shù)的防雷方案，從而達(dá)到整個(gè)計(jì)算機(jī)房設(shè)備系統(tǒng)安全地運(yùn)行。

? ????1 、現(xiàn)場(chǎng)勘查

2、完善設(shè)備所在建筑的外部防雷系統(tǒng)，安裝的避雷針或避雷線（網(wǎng)）應(yīng)使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于5m*5m或6m*4m。所有避雷針應(yīng)采用避雷帶互相連接。建筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán)。防直擊雷的接地裝置應(yīng)圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)型接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。

3、機(jī)房?jī)?nèi)通信電纜以及地線的布放和連接。通過(guò)模擬不同的布線、屏蔽、接地方式和空間電磁場(chǎng)對(duì)通信線路的電磁感應(yīng)影響情況試驗(yàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑物樓內(nèi)的布線和接地方式有如下要求：通信電纜以及地線的布放應(yīng)盡量集中在建筑物的中部；通信電纜線槽以及地線線槽的布放應(yīng)盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁，應(yīng)盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠(yuǎn)的位置。

4、根據(jù)IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）雷電保護(hù)區(qū)的劃分要求，建筑物大樓外部是直接雷的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備最容易遭受損害，危險(xiǎn)性最高，是暴露區(qū)，為0區(qū);建筑物內(nèi)部及計(jì)算機(jī)房所處的位置為非暴露區(qū),可將其分為1區(qū)、2區(qū)，越往內(nèi)部，危險(xiǎn)程度越低，雷電過(guò)電壓對(duì)內(nèi)部電子設(shè)備的損害主要是沿線路感應(yīng)引入(如圖1)。保護(hù)區(qū)的界面通過(guò)外部的防雷系統(tǒng)、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構(gòu)成的屏蔽層而形成。電氣通道以及金屬管則通過(guò)這些界面，穿過(guò)各級(jí)雷電保護(hù)區(qū)的金屬構(gòu)件必須在每一穿過(guò)點(diǎn)做等電位連接。進(jìn)入建筑物大樓的電源線和通訊線應(yīng)在LPZ₀與LPZ₁、LPZ₁與LPZ₂區(qū)交界處，及終端設(shè)備的前端（根據(jù)IEC1312——雷電電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）安裝上OBO之不同類別的電源類SPD以及通訊網(wǎng)絡(luò)類SPD(如圖2，SPD為瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)器是用以防護(hù)電子設(shè)備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導(dǎo)電涌過(guò)電壓的有效手段)。

5、選用和使用SPD注意事項(xiàng)：

???????? 應(yīng)在不同使用環(huán)境選用不同性能的SPD。在選用電源SPD時(shí)要考慮供電系統(tǒng)的制式、額定電壓等因素。LPZ₀與LPZ₁區(qū)交界處的SPD必須是經(jīng)過(guò)仿雷電波形沖擊試驗(yàn)達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品。對(duì)于信號(hào)SPD在選型時(shí)應(yīng)考慮SPD與電子設(shè)備的相容性。SPD保護(hù)必須是多級(jí)的，例如對(duì)大樓電子設(shè)備電源部分雷電保護(hù)而言，可采取泄流型SPD與限壓型SPD前后兩級(jí)進(jìn)行保護(hù)。為各級(jí)SPD之間做到有效配合，當(dāng)兩級(jí)SPD之間電源線或通訊線距離未達(dá)規(guī)定要求時(shí)，應(yīng)在兩級(jí)SPD之間采用適當(dāng)退耦措施。 信號(hào)SPD應(yīng)滿足信號(hào)傳輸速率、工作電平、網(wǎng)絡(luò)類型的需要，同時(shí)接口應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備兼容。信號(hào)SPD由于串接在線路中，在選用時(shí)應(yīng)選用插入損耗較小的SPD。 在選用SPD時(shí)，應(yīng)讓供應(yīng)商提供相關(guān)SPD技術(shù)參數(shù)資料。正確的安裝才能達(dá)到預(yù)期的效果。SPD的安裝應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)廠方提供的安裝要求進(jìn)行安裝。衛(wèi)星接收機(jī)高頻電纜在進(jìn)入機(jī)房前其金屬屏蔽外皮應(yīng)接地。

6、等電位連接的要求：

實(shí)行等電位連接的主體應(yīng)為設(shè)備所在建筑物的主要金屬構(gòu)件和進(jìn)入建筑物的金屬管道；供電線路含外露可導(dǎo)電部分；防雷裝置；由電子設(shè)備構(gòu)成的信息系統(tǒng)。實(shí)行等電位連接的連接體為金屬連接導(dǎo)體（如圖3）和無(wú)法直接連接而作為瞬態(tài)等電位連接的電涌保護(hù)器(SPD)。大樓的計(jì)算機(jī)房六面應(yīng)敷設(shè)金屬屏蔽網(wǎng)，屏蔽網(wǎng)應(yīng)與機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)形接地母線均勻多點(diǎn)相連。通過(guò)星型(S型結(jié)構(gòu)或網(wǎng)形M型)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)把設(shè)備直接地以最短的距離連到鄰近的等電位連接帶上（小型機(jī)房選S型，大型機(jī)房選M型結(jié)構(gòu)）。機(jī)房?jī)?nèi)的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜盡量采用屏蔽電纜。架空電力線由終端桿引下后應(yīng)更換為屏蔽電纜，進(jìn)入大樓前應(yīng)水平直埋50m以上，埋地深度應(yīng)大于0.6m，屏蔽層兩端接地，非屏蔽電纜應(yīng)穿鍍鋅鐵管并水平直埋50m以上，鐵管兩端接地。

7、防雷器具體配置

A、???????? 在動(dòng)力室電源進(jìn)線總配電盤上安裝并聯(lián)型電源專用高能量避雷器V25-B+c/3+NPE-385，構(gòu)成對(duì)雷電的第一級(jí)衰減。

B、???????? 在機(jī)房配電柜（或UPS專業(yè)配電盤）空氣開關(guān)后安裝適當(dāng)容量的并聯(lián)型防雷器V20-C/1+NPE，構(gòu)成對(duì)雷電的第二級(jí)衰減。

C、???????? 如果UPS的輸出線路較長(zhǎng)、跨樓層或架空，則應(yīng)在其輸出端加裝適當(dāng)容量的防雷插座MS-103(一拖三)，既構(gòu)成對(duì)設(shè)備的第三級(jí)防護(hù)，也可以防止雷電從負(fù)載側(cè)反擊回來(lái)，加裝防雷器的容量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定?；蛘哌x用北京突破公司生產(chǎn)的防雷插座.

D、???????? 對(duì)各種信號(hào)數(shù)據(jù)線和直流控制線，可根據(jù)其傳輸速率、工作電平和接口方式等選用相對(duì)應(yīng)的防雷器。

1、???????? 網(wǎng)絡(luò)防雷器選用RJ45-E100/4-F。

2、???????? DDN專線采用RJ45-V24T/4-F。

3、???????? 電話撥號(hào)線用RJ45-TELE/4-F。

4、???????? ISDN用RJ45-ISDN/4-F。

E、???????? MK-B峰值電流記錄卡用于記錄歷史最大一次雷擊電流。

F、???????? 如大樓地和機(jī)房地相對(duì)獨(dú)立，則在兩地間加裝480一只。

四、OBO電源防雷器及信號(hào)防雷器配置圖

1、電源防雷

2、信號(hào)防雷

五、所采用電源防雷器及信號(hào)防雷器技術(shù)參數(shù)

六、工程預(yù)算

A、防雷器

1、??????? V25-B+C/3+NPE—385?????

2、??????? ?V20-C/1+NPE????????????

3、??????? ?480??????????????????

4、??????? ?MS-103????????????????

5、??????? ?RJ45-E100/4-F

2、??????? RJ45-V24T/4-F

3、??????? RJ45-TELE/4-F

4、??????? RJ45-ISDN/4-F

5、??????? MK-B峰值電流記錄卡

B、機(jī)房地

C、輔材

D、工程費(fèi)（器件費(fèi)的15%--20%）

E、工程總預(yù)算 A+B+C+D

七、附件

1、???????????? OBO BETTERMANN 公司和產(chǎn)品介紹（見(jiàn)彩頁(yè)）

2、???????????? 公司簡(jiǎn)介

3、???????????? 測(cè)試報(bào)告

4、???????????? 認(rèn)證證書

5、???????????? OBO主要用戶名單

八、防雷器安裝中應(yīng)注意的問(wèn)題

1、???????? 不可擅自更改用戶原有的配電和通訊線路。

2、???????? 防雷器的安裝必須可靠。

3、???????? ……

九、售后服務(wù)

1、???????? 保修期:5

2、???????? 響應(yīng)時(shí)間：24小時(shí)