IDC數(shù)據(jù)機(jī)房防雷接地

機(jī)房防雷接地概述近些年來(lái)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(dòng)了電子用電設(shè)備的普及和應(yīng)用，其中借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息處理、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等，大大提高了人們的工作質(zhì)量和效率。但先進(jìn)的電子設(shè)備包括電子計(jì)算機(jī)耐受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力相對(duì)較低，同時(shí)也缺乏必要的雷害防護(hù)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度越來(lái)越高，如通訊系統(tǒng)、視頻、信號(hào)、工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)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(zhǎng)距離輸送線，以及動(dòng)力電源輸送線路等，都有可能遭受雷擊，產(chǎn)生雷擊過(guò)電壓，并侵入設(shè)備，將設(shè)備擊毀。1971年美國(guó)通用研究公司R?D希爾用仿真試驗(yàn)建立模式證明：由于雷電干擾，對(duì)無(wú)屏蔽的計(jì)算機(jī)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm=0.07GS時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)誤動(dòng)作；當(dāng)Bd=2.4GS時(shí)，計(jì)算機(jī)設(shè)備會(huì)永久性損壞。人類(lèi)在1973年將1萬(wàn)個(gè)元件安置在1cm2面積上，這標(biāo)志著進(jìn)入信息時(shí)代，這個(gè)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(lái)，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(jiàn)，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(duì)其所在地區(qū)自1960年?1992年間雷擊損失保險(xiǎn)理賠件數(shù)進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)，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(xiǎn)公司的損害分析，說(shuō)明雷害損失從1978年到1994年的17年中上升了400%。而德國(guó)法蘭克福ELELTRA保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì)說(shuō)明在1994年的災(zāi)害賠償中雷擊過(guò)電壓損失占33.8%，為第一位（圖4）。StatisticofdamageAssuranceCompany保險(xiǎn)公司的分析TT004GB17.08.99圖4這種雷擊災(zāi)害的損失與我國(guó)近年來(lái)的情況基本相同。我國(guó)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(hù)通則》）標(biāo)準(zhǔn)中“引言”稱(chēng)“鑒于各種類(lèi)型的電子系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、電信設(shè)備、控制系統(tǒng)等（在本標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)之為信息系統(tǒng)）的應(yīng)用在不斷增加，使本國(guó)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(mén)，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(duì)這樣的系統(tǒng)從代價(jià)和安全方面考慮非常不希望由雷電導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的停頓?！睆膫鹘y(tǒng)的避雷觀念和認(rèn)識(shí)上也容易把人們對(duì)雷害防護(hù)的認(rèn)識(shí)引向一個(gè)誤區(qū)。在傳統(tǒng)觀念上人們普遍認(rèn)為只要按照國(guó)家的建筑物防雷設(shè)計(jì)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(chēng)）均壓環(huán)等，建筑物內(nèi)外的所有防雷工作就“萬(wàn)事大吉”了。但當(dāng)雷擊現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，建筑物的防直擊雷裝置非但不能保護(hù)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(qiáng)，遭雷擊侵入的可能性就越大。這是因?yàn)楫?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(shí)，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(shí)，瞬時(shí)間內(nèi)在引下線上自上而下的產(chǎn)生了一強(qiáng)力的變化磁場(chǎng)，處在這個(gè)強(qiáng)力變化磁場(chǎng)作用范圍內(nèi)的所有用電器、信號(hào)、電源及它們的傳輸線路都因相對(duì)地切割了這個(gè)強(qiáng)力變化磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生出感應(yīng)高壓，進(jìn)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(shí)，當(dāng)強(qiáng)大的雷電流導(dǎo)入地網(wǎng)時(shí)，由于地網(wǎng)本身有電阻（地電阻），會(huì)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(huì)受到地電位抬升以及雷電感應(yīng)的干擾。buildingwithexternallightningprotectionsyste*用外油對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的建貌物含電SL電感，電buildingwithexternallightningprotectionsyste*用外油對(duì)保護(hù)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(pán)mamdisUDiMnnframe主配電盤(pán)EErlwrg即Mem戒象既俱拳￡圖5prt-]ULtic<nrii2fiirje?傳甫機(jī)宋戶(hù)外的照明設(shè)蒞雷電對(duì)電子設(shè)備損害途徑主要有三個(gè)途徑：直擊雷經(jīng)過(guò)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(shí)，在引下線周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，引下線周?chē)母鞣N金屬管（線）上經(jīng)感應(yīng)而產(chǎn)生過(guò)電壓。進(jìn)出大樓或機(jī)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(guò)電流沿線竄入，入侵電子設(shè)備。針對(duì)此三種途徑所進(jìn)行的防護(hù)1、接閃與接地：大樓通過(guò)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(duì)進(jìn)入建筑物的各種金屬管線實(shí)施均壓等電位連接，具有特殊要求的各種不同地線進(jìn)行等電位處理。這樣就形成一個(gè)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(shí)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(yuǎn)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(jì)應(yīng)盡可能與建筑物立柱或橫梁交叉。3、分流：進(jìn)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(hù)標(biāo)準(zhǔn)，安裝上不同類(lèi)別的電源類(lèi)SPD以及通訊網(wǎng)絡(luò)類(lèi)SPD（SPD瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)器）。SPD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。雷電防護(hù)是一個(gè)全方位工程，其全面防護(hù)參見(jiàn)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(hù)>設(shè)計(jì)依據(jù)依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)、法國(guó)NFC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，大樓和大樓內(nèi)之計(jì)算機(jī)房、程控機(jī)機(jī)房等設(shè)備都必須有完整完善之防浪涌保護(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)，電腦網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信設(shè)備等裝置，均應(yīng)有SPD防護(hù)裝置保護(hù)。設(shè)計(jì)依據(jù)包括有：GB50057-94（2000）《建筑物防雷設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)》GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》DL-T613-1997《進(jìn)口交流無(wú)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(hù)通則》IEC61643《SPD電源防雷器》IEC61644《SPD通訊網(wǎng)絡(luò)防雷器》VDE0675《過(guò)電壓保護(hù)器》>電源系統(tǒng)防雷保護(hù)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(hù)區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ0B）與第一防護(hù)區(qū)（LPZ1）交界處應(yīng)安裝通過(guò)I級(jí)分類(lèi)實(shí)驗(yàn)的浪涌保護(hù)器或限壓型浪涌保護(hù)器作為第一級(jí)保護(hù)；第一保護(hù)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(hù)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(hù)器。5、浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長(zhǎng)度不宜大于0.5m。當(dāng)電壓開(kāi)關(guān)型浪涌保護(hù)器至限壓型浪涌保護(hù)器之間的線路長(zhǎng)度小于10m、限壓型浪涌保護(hù)器之間的線路長(zhǎng)度小于5m時(shí)，在兩級(jí)浪涌保護(hù)器之間應(yīng)加裝退耦裝置。當(dāng)浪涌保護(hù)器具有能量自動(dòng)配合功能時(shí)，浪涌保護(hù)器之間的線路長(zhǎng)度不受限制。浪涌保護(hù)器應(yīng)有過(guò)電流保護(hù)裝置，并宜有劣化顯示功能。6、浪涌保護(hù)器安裝的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的抗擾度和雷電防護(hù)分級(jí)確定。7、用于電源線路的浪涌保護(hù)器標(biāo)稱(chēng)放電電流參數(shù)值宜符合下表規(guī)定。保護(hù)分級(jí)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(chēng)放電電流（kA）第一級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流（kA）第二級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流（kA）第三級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流（kA）第四級(jí)標(biāo)稱(chēng)放電電流（kA）8/20〃s10/350〃s8/20〃s8/20〃s8/20〃s8/20〃s>10A級(jí)>20>80>40>20>10直流配電系統(tǒng)中根據(jù)線路長(zhǎng)度和工作電壓選用標(biāo)稱(chēng)放電電流＞10kA適配的SPDB級(jí)>15>60>40>20C級(jí)>12.5>50>20D級(jí)>12.5>50>10注：SPD的外封裝材料應(yīng)為阻燃型材料。因此，對(duì)于電源系統(tǒng)的電源保護(hù)配置如下:電源一級(jí)保護(hù)在大樓市電進(jìn)線總配電柜處并聯(lián)安裝一套MVL80B/3+NPE電源防雷器，即可滿(mǎn)足電源一級(jí)防雷保護(hù)。電源二級(jí)保護(hù)在計(jì)算機(jī)中心機(jī)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(mǎn)足電源二級(jí)防雷保護(hù)。電源三級(jí)保護(hù)在計(jì)算機(jī)中心機(jī)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(mǎn)足電源三級(jí)防雷保護(hù)。精細(xì)保護(hù)：采用電源防雷插座，串聯(lián)安裝在各需要保護(hù)終端設(shè)備前端，目的是將雷電及其他浪涌電壓限制到對(duì)設(shè)備沒(méi)有損害的水平，特別是對(duì)日常天天發(fā)生的電源系統(tǒng)操作過(guò)電壓、電源高次諧波等具有限制和保護(hù)作用，可以延長(zhǎng)設(shè)備的正常使用壽命，減少運(yùn)行維護(hù)成本。信號(hào)系統(tǒng)防雷保護(hù)本工程信號(hào)系統(tǒng)防雷防護(hù)包括監(jiān)控信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)信號(hào);據(jù)GB50343-2004第5.4.5和5.4.6條的規(guī)定：＞網(wǎng)絡(luò)信號(hào)及電話信號(hào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷與接地應(yīng)符合下列規(guī)定：1進(jìn)、出建筑物的傳輸線路上浪涌保護(hù)器的設(shè)置：A級(jí)防護(hù)系統(tǒng)宜采用2級(jí)或3級(jí)信號(hào)浪涌保護(hù)器；B級(jí)防護(hù)系統(tǒng)宜采用2級(jí)信號(hào)浪涌保護(hù)器；C、D級(jí)防護(hù)系統(tǒng)宜采用1級(jí)或2級(jí)信號(hào)浪涌保護(hù)器。各級(jí)浪涌保護(hù)器宜分別安裝在直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZ0)或直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0)與第一防AB護(hù)區(qū)(LPZ1)及第一防護(hù)區(qū)(LPZ1)與第二防護(hù)區(qū)(LPZ2)的交界處。2計(jì)算機(jī)設(shè)備的輸入/輸出端口處，應(yīng)安裝適配的計(jì)算機(jī)信號(hào)浪涌保護(hù)器。3系統(tǒng)的接地1)機(jī)房?jī)?nèi)信號(hào)浪涌保護(hù)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(diǎn)連接至機(jī)房局部等電位接地端子板上;計(jì)算機(jī)機(jī)房的安全保護(hù)地、信號(hào)工作地、屏蔽接地、防靜電接地和浪涌保護(hù)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(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共用一組接地裝置時(shí)，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(jì)＞接地原則：事通信系統(tǒng)達(dá)到EMC不僅僅是簡(jiǎn)單的測(cè)試和保護(hù)單個(gè)部件問(wèn)題。實(shí)際上，對(duì)一個(gè)具體的器件采取保護(hù)措施，會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)引起問(wèn)題。為了確保整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，必須使用EMC準(zhǔn)則設(shè)計(jì)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(yùn)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(chēng)其達(dá)到EMC。為了達(dá)到理想的EMC，需要進(jìn)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(gè)系統(tǒng)中滿(mǎn)意功能的效果。當(dāng)今，制造商和設(shè)計(jì)者擁有一系列的技術(shù)、產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)和建議來(lái)控制源于任何器件的電磁干擾(EMI)問(wèn)題。2不同的接地系統(tǒng)通常，接地系統(tǒng)的實(shí)施僅考慮兩種或三種主要規(guī)則。例如，系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(mǎn)意結(jié)果是非常普遍的。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者會(huì)忽視更嚴(yán)重的危害，例如電擊。然后通過(guò)增加一些專(zhuān)用產(chǎn)品試圖克服這些不足，例如高級(jí)浪涌保護(hù)裝置（SPD），而不是在開(kāi)始設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)就考慮這些問(wèn)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(hù)前沿重要的技術(shù)措施。等電位理論的提出基于國(guó)內(nèi)外眾多對(duì)閃電過(guò)程的觀測(cè)結(jié)果得知:閃電電流不是一個(gè)電壓源而是一個(gè)電流源，嚴(yán)格講是一個(gè)電流波。雷電的破壞力在于強(qiáng)大的電流特性而不在于放電時(shí)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(shí)，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(jì)要求入地，設(shè)備防雷也就實(shí)現(xiàn)了。由此可見(jiàn)，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(shí)現(xiàn)這一技術(shù)措施的手段就是等電位連接?！坝梢粋€(gè)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(chēng)等電位連接網(wǎng)絡(luò)，系