IDC數(shù)據(jù)機房防雷接地

機房防雷接地概述近些年來由于高新技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子技術(shù)的飛速發(fā)展，推動了電子用電設(shè)備的普及和應(yīng)用，其中借助計算機系統(tǒng)進行信息處理、數(shù)據(jù)處理、自動化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、設(shè)計開發(fā)等，大大提高了人們的工作質(zhì)量和效率。但先進的電子設(shè)備包括電子計算機耐受過電壓、過電流的能力相對較低，同時也缺乏必要的雷害防護技術(shù)措施，另外，在現(xiàn)代高新技術(shù)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中大量采用了大規(guī)模及超大規(guī)模的電子集成電路制造技術(shù)，當(dāng)今電子設(shè)備、計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度越來越高，如通訊系統(tǒng)、視頻、信號、工業(yè)自動化控制網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，它們的傳輸線路，特別是暴露在室外的長距離輸送線，以及動力電源輸送線路等，都有可能遭受雷擊，產(chǎn)生雷擊過電壓，并侵入設(shè)備，將設(shè)備擊毀。1971年美國通用研究公司R?D希爾用仿真試驗建立模式證明：由于雷電干擾，對無屏蔽的計算機當(dāng)磁感應(yīng)強度Bm=0.07GS時，計算機會誤動作；當(dāng)Bd=2.4GS時，計算機設(shè)備會永久性損壞。人類在1973年將1萬個元件安置在1cm2面積上，這標(biāo)志著進入信息時代，這個面積數(shù)值一直在逐漸變小。特別是電子技術(shù)從本世紀(jì)六十年代的電子管元器件發(fā)展到八十年代大型集成電路以來，元件的耐受能量已由0.1~10J降至10-8-10-6J，因而設(shè)備損壞率驟然升高。圖1由上圖可見，盡管雷擊干擾數(shù)十年變化不大，但電子設(shè)備的抗沖擊水平在下降，間接導(dǎo)致雷擊干擾災(zāi)難系數(shù)增加。一位奧地利人對其所在地區(qū)自1960年?1992年間雷擊損失保險理賠件數(shù)進行過統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)在這33年中，該地區(qū)因直接雷擊造成的事故（火災(zāi)、建筑物破壞等）每年都約為100起左右，而電子設(shè)備的損壞卻由1960年的931起上升到1992年的23768起！[圖2]

direkteEinwirkungINNOVATIONININTERFACE圖3———.—..,W197^1980tW1IW2direkteEinwirkungINNOVATIONININTERFACE圖3———.—..,W197^1980tW1IW21鏘319941985198619871988198919901991IW19931994I.M0.000SourceTELAmwrincecornpgny.Murwc+i□ssass圖210.000indirekteEinwirkung1990IMCi?ac■?vnIO7CIORAAnzahlderBlitzschadenerosterreichdurch:Damagesduetoovervoltageincluding圖3是慕尼黑TELA保險公司的損害分析，說明雷害損失從1978年到1994年的17年中上升了400%。而德國法蘭克福ELELTRA保險公司的統(tǒng)計說明在1994年的災(zāi)害賠償中雷擊過電壓損失占33.8%，為第一位（圖4）。StatisticofdamageAssuranceCompany保險公司的分析TT004GB17.08.99圖4這種雷擊災(zāi)害的損失與我國近年來的情況基本相同。我國城市中的雷擊電子設(shè)備損害可占雷電災(zāi)害總損失的80%以上。鑒于上述原因，IEC61312-1（《雷電電磁脈沖的防護通則》）標(biāo)準(zhǔn)中“引言”稱“鑒于各種類型的電子系統(tǒng)，包括計算機、電信設(shè)備、控制系統(tǒng)等（在本標(biāo)準(zhǔn)中稱之為信息系統(tǒng)）的應(yīng)用在不斷增加，使本國際標(biāo)準(zhǔn)的制定成為必需。這樣的信息系統(tǒng)用于商業(yè)及工業(yè)的許多部門，包括高資金投入、大規(guī)模及高度復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，對這樣的系統(tǒng)從代價和安全方面考慮非常不希望由雷電導(dǎo)致系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的停頓?！睆膫鹘y(tǒng)的避雷觀念和認(rèn)識上也容易把人們對雷害防護的認(rèn)識引向一個誤區(qū)。在傳統(tǒng)觀念上人們普遍認(rèn)為只要按照國家的建筑物防雷設(shè)計規(guī)范做好建筑物的防雷措施，如安裝好建筑物的防雷裝置（避雷針、引下線和接地裝置的總稱）均壓環(huán)等，建筑物內(nèi)外的所有防雷工作就“萬事大吉”了。但當(dāng)雷擊現(xiàn)象發(fā)生時，建筑物的防直擊雷裝置非但不能保護好建筑物內(nèi)的各種用電設(shè)備免遭雷擊，反而使其遭受雷擊的可能性增大，而且建筑物的避雷裝置接閃能力越強，遭雷擊侵入的可能性就越大。這是因為當(dāng)雷電擊中建筑物避雷裝置的避雷針上或擊中附近其它建筑物的避雷針時，避雷針引下線就承擔(dān)起了使雷擊入侵電流入地釋放的作用，在雷擊電流快速的由引下線導(dǎo)入大地時，瞬時間內(nèi)在引下線上自上而下的產(chǎn)生了一強力的變化磁場，處在這個強力變化磁場作用范圍內(nèi)的所有用電器、信號、電源及它們的傳輸線路都因相對地切割了這個強力變化磁場的磁力線而產(chǎn)生出感應(yīng)高壓，進而在與地線的低電位之間產(chǎn)

生電壓差，從而迅速將用電設(shè)備擊毀。同時，當(dāng)強大的雷電流導(dǎo)入地網(wǎng)時，由于地網(wǎng)本身有電阻（地電阻），會產(chǎn)生地電位，形成地電位反擊，從而擊毀設(shè)備，在下圖中建筑物的內(nèi)部會受到地電位抬升以及雷電感應(yīng)的干擾。buildingwithexternallightningprotectionsyste*用外油對保護系統(tǒng)的建貌物含電SL電感，電buildingwithexternallightningprotectionsyste*用外油對保護系統(tǒng)的建貌物含電SL電感，電容霜合Hre-alarinEydem火警.系定■-bugler^alarm理此ethAlEiifiTdatarelwoit/■甄IS網(wǎng)宅讀subdistributkinFrame子i：分:，配電盤mamdisUDiMnnframe主配電盤EErlwrg即Mem戒象既俱拳￡圖5prt-]ULtic<nrii2fiirje?傳甫機宋戶外的照明設(shè)蒞雷電對電子設(shè)備損害途徑主要有三個途徑：直擊雷經(jīng)過接閃器（如避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等）而直放入地，導(dǎo)致地網(wǎng)地電位上升。高電壓由設(shè)備接地線引入電子設(shè)備造成地電位反擊。雷電流沿引下線入地時，在引下線周圍產(chǎn)生磁場，引下線周圍的各種金屬管（線）上經(jīng)感應(yīng)而產(chǎn)生過電壓。進出大樓或機房的電源線和通信線等在大樓外受直擊雷或感應(yīng)雷而加載的雷電壓及過電流沿線竄入，入侵電子設(shè)備。針對此三種途徑所進行的防護1、接閃與接地：大樓通過建筑物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網(wǎng)連接，中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接，對進入建筑物的各種金屬管線實施均壓等電位連接，具有特殊要求的各種不同地線進行等電位處理。這樣就形成一個法拉第籠式接地系統(tǒng)。它是消除地電位反擊有效的措施。2、均壓連接與屏蔽：安裝均壓環(huán)，同時通信電纜線槽及地線線槽需用金屬屏蔽線槽，且做等電位連接。其布放應(yīng)盡量遠離建筑物立柱或橫梁，通信電纜線槽以及地線線槽的設(shè)計應(yīng)盡可能與建筑物立柱或橫梁交叉。3、分流：進入建筑物大樓的電源線和通訊線應(yīng)在不同的防雷區(qū)交界處，以及終端設(shè)備的前端根據(jù)IEC61312——雷電電磁脈沖防護標(biāo)準(zhǔn)，安裝上不同類別的電源類SPD以及通訊網(wǎng)絡(luò)類SPD（SPD瞬態(tài)過電壓保護器）。SPD是用以防護電子設(shè)備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導(dǎo)電涌過電壓的有效手段。雷電防護是一個全方位工程，其全面防護參見圖3。安全距離等電位聯(lián)結(jié)屏蔽隔離接地裝置引下線接閃器針網(wǎng)帶安全距離等電位聯(lián)結(jié)屏蔽隔離接地裝置引下線接閃器針網(wǎng)帶圖3：雷電全方位保護>設(shè)計依據(jù)依據(jù)國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)、法國NFC標(biāo)準(zhǔn)、德國VDE標(biāo)準(zhǔn)和中國GB標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的設(shè)計規(guī)范的要求，大樓和大樓內(nèi)之計算機房、程控機機房等設(shè)備都必須有完整完善之防浪涌保護措施，保證該系統(tǒng)能正常運作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，電腦網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信設(shè)備等裝置，均應(yīng)有SPD防護裝置保護。設(shè)計依據(jù)包括有：GB50057-94（2000）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB3482-3483-83《電子設(shè)備雷擊實驗》GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》DL-T613-1997《進口交流無間隙金屬氧化物避雷器技術(shù)規(guī)范》IEC61024-1:1990《標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷》IEC61312-1:1995《雷電電磁脈沖的防護通則》IEC61643《SPD電源防雷器》IEC61644《SPD通訊網(wǎng)絡(luò)防雷器》VDE0675《過電壓保護器》>電源系統(tǒng)防雷保護根據(jù)GB50343-2004第5.4.1條，電源線路的防雷與接地應(yīng)符合下列規(guī)定：4、直擊雷防護區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護區(qū)（LPZ0B）與第一防護區(qū)（LPZ1）交界處應(yīng)安裝通過I級分類實驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護；第一保護區(qū)之后的各分區(qū)（含LPZ1區(qū)）交界處應(yīng)安裝限壓型浪涌保護器。使用直流電源的信息設(shè)備，視其工作電壓要求，宜安裝適配的直流電源浪涌保護器。5、浪涌保護器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度不宜大于0.5m。當(dāng)電壓開關(guān)型浪涌保護器至限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于10m、限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于5m時，在兩級浪涌保護器之間應(yīng)加裝退耦裝置。當(dāng)浪涌保護器具有能量自動配合功能時，浪涌保護器之間的線路長度不受限制。浪涌保護器應(yīng)有過電流保護裝置，并宜有劣化顯示功能。6、浪涌保護器安裝的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)被保護設(shè)備的抗擾度和雷電防護分級確定。7、用于電源線路的浪涌保護器標(biāo)稱放電電流參數(shù)值宜符合下表規(guī)定。保護分級LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界處LPZ1與LPZ2、LPZ2與LPZ3區(qū)交界處直流電源標(biāo)稱放電電流（kA）第一級標(biāo)稱放電電流（kA）第二級標(biāo)稱放電電流（kA）第三級標(biāo)稱放電電流（kA）第四級標(biāo)稱放電電流（kA）8/20〃s10/350〃s8/20〃s8/20〃s8/20〃s8/20〃s>10A級>20>80>40>20>10直流配電系統(tǒng)中根據(jù)線路長度和工作電壓選用標(biāo)稱放電電流＞10kA適配的SPDB級>15>60>40>20C級>12.5>50>20D級>12.5>50>10注：SPD的外封裝材料應(yīng)為阻燃型材料。因此，對于電源系統(tǒng)的電源保護配置如下:電源一級保護在大樓市電進線總配電柜處并聯(lián)安裝一套MVL80B/3+NPE電源防雷器，即可滿足電源一級防雷保護。電源二級保護在計算機中心機房所在樓層UPS電源控柜內(nèi)并聯(lián)安裝一套MVL40C/3+NPE電源防雷器，即可滿足電源二級防雷保護。電源三級保護在計算機中心機房所在樓層UPS電源輸出并聯(lián)安裝一套MVL20C/1+NPE電源防雷器，即可滿足電源三級防雷保護。精細保護：采用電源防雷插座，串聯(lián)安裝在各需要保護終端設(shè)備前端，目的是將雷電及其他浪涌電壓限制到對設(shè)備沒有損害的水平，特別是對日常天天發(fā)生的電源系統(tǒng)操作過電壓、電源高次諧波等具有限制和保護作用，可以延長設(shè)備的正常使用壽命，減少運行維護成本。信號系統(tǒng)防雷保護本工程信號系統(tǒng)防雷防護包括監(jiān)控信號和網(wǎng)絡(luò)信號;據(jù)GB50343-2004第5.4.5和5.4.6條的規(guī)定：＞網(wǎng)絡(luò)信號及電話信號計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷與接地應(yīng)符合下列規(guī)定：1進、出建筑物的傳輸線路上浪涌保護器的設(shè)置：A級防護系統(tǒng)宜采用2級或3級信號浪涌保護器；B級防護系統(tǒng)宜采用2級信號浪涌保護器；C、D級防護系統(tǒng)宜采用1級或2級信號浪涌保護器。各級浪涌保護器宜分別安裝在直擊雷非防護區(qū)(LPZ0)或直擊雷防護區(qū)(LPZ0)與第一防AB護區(qū)(LPZ1)及第一防護區(qū)(LPZ1)與第二防護區(qū)(LPZ2)的交界處。2計算機設(shè)備的輸入/輸出端口處，應(yīng)安裝適配的計算機信號浪涌保護器。3系統(tǒng)的接地1)機房內(nèi)信號浪涌保護器的接地端，宜采用截面積不小于1.5mm2的多股絕緣銅導(dǎo)線.單點連接至機房局部等電位接地端子板上;計算機機房的安全保護地、信號工作地、屏蔽接地、防靜電接地和浪涌保護器接地等均應(yīng)連接到局部等電位接地端子板上。2)當(dāng)多個計算機系統(tǒng)共用一組接地裝置時，宜分別采用M型或Mm組合型等電位連接網(wǎng)絡(luò)。＞接地系統(tǒng)設(shè)計＞接地原則：事通信系統(tǒng)達到EMC不僅僅是簡單的測試和保護單個部件問題。實際上，對一個具體的器件采取保護措施，會在整個系統(tǒng)引起問題。為了確保整個通信系統(tǒng)的可靠運行，必須使用EMC準(zhǔn)則設(shè)計接地系統(tǒng)。1接地系統(tǒng)的功能當(dāng)設(shè)備或系統(tǒng)的器件和單元能在其電磁環(huán)境中正常運行并不產(chǎn)生輻射而不危及或干擾其它器件、設(shè)備或系統(tǒng)，則稱其達到EMC。為了達到理想的EMC，需要進行兩種分析:在電磁環(huán)境中，一種具體器件的影響以及在整個系統(tǒng)中滿意功能的效果。當(dāng)今，制造商和設(shè)計者擁有一系列的技術(shù)、產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)和建議來控制源于任何器件的電磁干擾(EMI)問題。2不同的接地系統(tǒng)通常，接地系統(tǒng)的實施僅考慮兩種或三種主要規(guī)則。例如，系統(tǒng)設(shè)計者利用的原則包括:

（1）接地電阻應(yīng)小于5歐，（2）應(yīng)用星形配置（3）應(yīng)當(dāng)避免地環(huán)路（4）地電位應(yīng)相等。這些限制規(guī)則不能得到滿意結(jié)果是非常普遍的。在設(shè)計系統(tǒng)時，設(shè)計者會忽視更嚴(yán)重的危害，例如電擊。然后通過增加一些專用產(chǎn)品試圖克服這些不足，例如高級浪涌保護裝置（SPD），而不是在開始設(shè)計系統(tǒng)時就考慮這些問題。等電位連接等電位連接是當(dāng)今世界防雷理論的前沿，是雷電防護前沿重要的技術(shù)措施。等電位理論的提出基于國內(nèi)外眾多對閃電過程的觀測結(jié)果得知:閃電電流不是一個電壓源而是一個電流源，嚴(yán)格講是一個電流波。雷電的破壞力在于強大的電流特性而不在于放電時產(chǎn)生的高壓，當(dāng)雷電流在泄放的渠道上一旦沖擊設(shè)備時，雷擊也就發(fā)生了。如果在所有設(shè)備及管線，以及建筑物之間不存在電流差，雷電流的泄放渠道按照設(shè)計要求入地，設(shè)備防雷也就實現(xiàn)了。由此可見，徹底消除雷電引起的帶有毀壞性的電位差，是設(shè)備防雷的重要技術(shù)措施，實現(xiàn)這一技術(shù)措施的手段就是等電位連接?！坝梢粋€系統(tǒng)的諸外露導(dǎo)電部分做等電位連接的導(dǎo)體所組成的網(wǎng)絡(luò)”稱等電位連接網(wǎng)絡(luò)，系