計算機房總體防雷解決方案

一、電源系統(tǒng)的防雷與過電壓保護

由于機房電力供給是由大樓的建筑物主配電引入。電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此，對于UPS電源系統(tǒng)的雷電防護，我們采取以下的防雷保護方案：

UPS配電回路設計，安裝在防雷配電箱內，(我們嚴格按照《機信息系統(tǒng)防雷保護器》、《交流無間隙金屬氧化物避雷器》的要求組裝)采取兩級輸入防雷系統(tǒng)保護。

1、UPS電源系統(tǒng)的防雷保護

從機房目前的情況來分析，供電線路穿越各級防雷區(qū)，考慮到機房各種不同用電設備的耐過壓的能力，我們建議采用如下的電源系統(tǒng)防雷方案，以達到最佳的防護效果和最經(jīng)濟的投入。

由于機房UPS不間斷電源設備是用于為機房內計算機信息系統(tǒng)各用電設備提供穩(wěn)定、可靠和高質量的用電環(huán)境唯一的重要設備，并且是由市電供電輸入機房的主要途徑，所以我們將電源系統(tǒng)防護的重點放在了對UPS不間斷電源的保護上。

在計算機專用配電柜、UPS電源做兩級輸入防雷保護。具體的防護措施為：參考IEC1312的描述，在LPZ0B區(qū)，雖然不會被直接雷擊擊中，但遠端雷電閃擊沿電力線傳來雷電電磁脈沖的強度沒有衰減，本區(qū)內的電磁場也沒有減弱。

第一級防護為粗保護，選用TJ-4AC100SPD進行防護，吸收大能量雷電流，此器件為低壓電源中的使用而特別設計，它是用于主配電系統(tǒng)的采用了密封和自點火技術的B級防雷及電涌保護器。它通過一個電子點火裝置來控制放電間隙的點火電壓。

第二級選用TJ-4AC80SPD，對雷電流進一步吸收，同時還將起到吸收線路上的感性負載和容性負載的“通”“斷”引起的浪涌電壓及對相電壓可能的誤輸入線電壓的保護，最終輸入UPS一個潔凈的電源;

對終端設備的防雷保護為細保護，選用TJ-4AC40，將殘余的雷電流基本吸收，通過地線泄入大地。

電源系統(tǒng)的全部防雷器件集中安裝在低壓配電系統(tǒng)中，組成兩級輸入防護的防雷系統(tǒng)，用于UPS電源系統(tǒng)的保護。對這部分器件采用的是可帶電插拔更換結構(熱插拔)，無需在維護時切斷電源，方便不能隨意關機用戶使用。

二、通訊系統(tǒng)的防雷與過電壓保護

通訊系統(tǒng)防雷包括由戶外引至戶內的通訊線路,主要線路包括網(wǎng)絡通訊線路、專線、微波通信線(天饋線)等;(由于網(wǎng)絡通訊線路、專線線路是由光纖引入可不予考慮)，通過現(xiàn)場勘查：

三層有一條微波天饋系統(tǒng)存在感應雷隱患，需要做防雷保護，因此我們選用

一、電源系統(tǒng)的防雷與過電壓保護

由于機房電力供給是由大樓的建筑物主配電引入。電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此，對于UPS電源系統(tǒng)的雷電防護，我們采取以下的防雷保護方案：

UPS配電回路設計，安裝在防雷配電箱內，(我們嚴格按照《機信息系統(tǒng)防雷保護器》、《交流無間隙金屬氧化物避雷器》的要求組裝)采取兩級輸入防雷系統(tǒng)保護。

1、UPS電源系統(tǒng)的防雷保護

從機房目前的情況來分析，供電線路穿越各級防雷區(qū)，考慮到機房各種不同用電設備的耐過壓的能力，我們建議采用如下的電源系統(tǒng)防雷方案，以達到最佳的防護效果和最經(jīng)濟的投入。

由于機房UPS不間斷電源設備是用于為機房內計算機信息系統(tǒng)各用電設備提供穩(wěn)定、可靠和高質量的用電環(huán)境唯一的重要設備，并且是由市電供電輸入機房的主要途徑，所以我們將電源系統(tǒng)防護的重點放在了對UPS不間斷電源的保護上。

在計算機專用配電柜、UPS電源做兩級輸入防雷保護。具體的防護措施為：參考IEC1312的描述，在LPZ0B區(qū)，雖然不會被直接雷擊擊中，但遠端雷電閃擊沿電力線傳來雷電電磁脈沖的強度沒有衰減，本區(qū)內的電磁場也沒有減弱。

第一級防護為粗保護，選用TJ-B1-40SPD進行防護，吸收大能量雷電流，此器件為低壓電源中的使用而特別設計，它是用于主配電系統(tǒng)的采用了密封和自點火技術的B級防雷及電涌保護器。它通過一個電子點火裝置來控制放電間隙的點火電壓。

第二級選用TJ-C1-20SPD，對雷電流進一步吸收，同時還將起到吸收線路上的感性負載和容性負載的“通”“斷”引起的浪涌電壓及對相電壓可能的誤輸入線電壓的保護，最終輸入UPS一個潔凈的電源;

對終端設備的防雷保護為細保護，選用TJ-D1-10SPD，將殘余的雷電流基本吸收，通過地線泄入大地。

電源系統(tǒng)的全部防雷器件集中安裝在低壓配電系統(tǒng)中，組成兩級輸入防護的防雷系統(tǒng)，用于UPS電源系統(tǒng)的保護。對這部分器件采用的是可帶電插拔更換結構(熱插拔)，無需在維護時切斷電源，方便不能隨意關機用戶使用。

二、通訊系統(tǒng)的防雷與過電壓保護

通訊系統(tǒng)防雷包括由戶外引至戶內的通訊線路,主要線路包括網(wǎng)絡通訊線路、專線、微波通信線(天饋線)等;(由于網(wǎng)絡通訊線路、專線線路是由光纖引入可不予考慮)，通過現(xiàn)場勘查：

三層有一條微波天饋系統(tǒng)存在感應雷隱患，需要做防雷保護，因此我們選用TJ-75F視頻SPD對其進行保護。

機房有一條DDN專線存在感應雷隱患，需要做防雷保護，因此我們選用TJ-RJ45網(wǎng)絡SPD對其進行保護。

機房還有一套ADSL設備存在感應雷隱患，需要做防雷保護，因此我們選用TJ-RJ11通訊SPD對其進行保護。

三、接地系統(tǒng)

防雷器件首先起到的作用是對雷電流的吸收和泄放作用，同時也是一種“等電位連接器”。所有的防雷產品器件的防護原理均是在雷擊發(fā)生的瞬間內，迅速啟動響應，保證設備、大地、建筑物及其附屬設備之搭接構成一等電位體，從而避免過電壓的損壞，實現(xiàn)均壓等電位的關鍵就是整個機房的地線系統(tǒng)。所以說接地系統(tǒng)在系統(tǒng)防雷中非常重要的。

1、接地系統(tǒng)

理想的建筑物避雷系統(tǒng)的接地裝置，包括從接閃器及引下線的理想狀態(tài)最好是無任何電阻，一旦雷擊發(fā)生，避雷針接閃時，不論雷電流有多大，接地裝置上任何一點對大地的電勢差為零，因此，接地的阻值應盡可能的小。

依據(jù)國家標準GB50174-93《電子計算機機房設計規(guī)范》規(guī)定，交流工作接地和安全保護接地，接地電阻均不應大于4Ω，直流工作接地中，接地電阻應按計算機系統(tǒng)具體要求確定;(GBJ79-85中規(guī)定電信站接地電阻要求≤1Ω)。

依據(jù)IEC1024標準機房交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置。但是由于某些計算機設備的工作狀態(tài)差異不同，接地系統(tǒng)共地很難實現(xiàn)時，我們建議應該采用等電位理論，達到瞬間等電位方式，常態(tài)獨立接地方式(即機房接地系統(tǒng)與其他交流地、安全保護地、防雷地進行軟連接)。

2、地線裝置現(xiàn)狀

目前機房的市電供電系統(tǒng)采用三相五線制，送入機房。機房地線接地電阻應<1Ω。地線為計算機系統(tǒng)的獨立接地網(wǎng)，從現(xiàn)場情況看，機房應做等電位連接，安裝均壓等電位帶。

3、機房設備對接地系統(tǒng)的要求

安裝要求UPS電源輸入為三相四線制，輸出為三相五線制，輸出端為隔離變壓器型，保證中線對地線電壓小于1V，滿足計算機系統(tǒng)的需要。

4、均壓等電位連接

機房的各種地線間及地線與大樓結構的主鋼筋之間，必須進行有效的連接，即全部采用共用接地系統(tǒng)，當雷電引起地電位高壓反擊時，整個大樓及機房呈現(xiàn)系統(tǒng)等電位，防雷系統(tǒng)呈現(xiàn)工作狀態(tài)，保證網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全。

關于機房設備的金屬外殼接地在相關的國標與部標中均提出：機房設備的金屬(導電)外殼必須接地的規(guī)定(通常稱為保護接地，也就是用導線將外殼與PE線相連)。這一要求的目的是將設備外殼與地線(PE)進行等電位連接，這樣不但保證了操作人員的安全(觸摸外殼時不會發(fā)生觸電的危險);同時還將被保護設備的外殼(對于輸入、輸出線)的電位處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，并將電磁干擾的大部分雜散電流導入大地。

5、線路的屏蔽

關于均壓等電位帶的實施，我們建議在機房的地板下設均壓等電位地線帶，以30mm×3mm的TJ-CUB銅排，在各室內分別形成網(wǎng)型(M型)結構的均壓等電位帶，且作好此帶的絕緣支撐，最終以星形(S型)形式與機房的直流邏輯地線接通，另外機房UPS供電系統(tǒng)電源插座及信號地均在最近的距離內與均壓等電位帶相連，避免因設備間電勢差而使設備損壞。

關于線路的屏蔽情況我們是這樣考慮的：感應雷擊很多是由于傳輸線路在交變磁場中產生感應高壓，使計算機系統(tǒng)遭到破壞，對傳輸線路采取屏蔽措施，是降低感應雷擊破壞的有效方法。目前機房內的大部分線路采用穿管布線(金屬軟管或硬管)，但從實際情況看，綜合布線的金屬護管的屏蔽接地需改進，使每根護管兩端有效接地，并與均壓等電位帶連接，最大限度的減少感應雷擊侵入的渠道。

6、法拉第籠的問題

當機房的均壓等電位網(wǎng)絡與大樓的鋼筋網(wǎng)相連時，形成一個稀疏的法拉第籠。或者我們建議機房裝修時做防靜電處理，墻壁采用防靜電鋁塑板，并與機房共地系統(tǒng)相連。使機房的形成一個法拉第籠。

注：1.接地引下線的連接必須在防雷配電柜前進行;

2.UPS電源插座必須就近與均壓等電位相連接。

機房有一條DDN專線存在感應雷隱患，需要做防雷保護，因此我們選用TJ-RJ45網(wǎng)絡SPD對其進行保護。

機房還有一套ADSL設備存在感應雷隱患，需要做防雷保護，因此我們選用TJ-RJ11通訊SPD對其進行保護。

三、接地系統(tǒng)

防雷器件首先起到的作用是對雷電流的吸收和泄放作用，同時也是一種“等電位連接器”。所有的防雷產品器件的防護原理均是在雷擊發(fā)生的瞬間內，迅速啟動響應，保證設備、大地、建筑物及其附屬設備之搭接構成一等電位體，從而避免過電壓的損壞，實現(xiàn)均壓等電位的關鍵就是整個機房的地線系統(tǒng)。所以說接地系統(tǒng)在系統(tǒng)防雷中非常重要的。

1、接地系統(tǒng)

理想的建筑物避雷系統(tǒng)的接地裝置，包括從接閃器及引下線的理想狀態(tài)最好是無任何電阻，一旦雷擊發(fā)生，避雷針接閃時，不論雷電流有多大，接地裝置上任何一點對大地的電勢差為零，因此，接地的阻值應盡可能的小。

依據(jù)國家標準GB50174-93《電子計算機機房設計規(guī)范》規(guī)定，交流工作接地和安全保護接地，接地電阻均不應大于4Ω，直流工作接地中，接地電阻應按計算機系統(tǒng)具體要求確定;(GBJ79-85中規(guī)定電信站接地電阻要求≤1Ω)。

依據(jù)IEC1024標準機房交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置。但是由于某些計算機設備的工作狀態(tài)差異不同，接地系統(tǒng)共地很難實現(xiàn)時，我們建議應該采用等電位理論，達到瞬間等電位方式，常態(tài)獨立接地方式(即機房接地系統(tǒng)與其他交流地、安全保護地、防雷地進行軟連接)。

2、地線裝置現(xiàn)狀

目前機房的市電供電系統(tǒng)采用三相五線制，送入機房。機房地線接地電阻應<1Ω。地線為計算機系統(tǒng)的獨立接地網(wǎng)，從現(xiàn)場情況看，機房應做等電位連接，安裝均壓等電位帶。

3、機房設備對接地系統(tǒng)的要求

安裝要求UPS電源輸入為三相四線制，輸出為三相五線制，輸出端為隔離變壓器型，保證中線對地線電壓小于1V，滿足計算機系統(tǒng)的需要。

4、均壓等電位連接

機房的各種地線間及地線與大樓結構的主鋼筋之間，必須進行有效的連接，即全部采用共用接地系統(tǒng)，當雷電引起地電位高壓反擊時，整個大樓及機房呈現(xiàn)系統(tǒng)等電位，防雷系統(tǒng)呈現(xiàn)工作狀態(tài)，保證網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全。

關于機房設備的金屬外殼接地在相關的國標與部標中均提出：機房設備的金屬(導電)外殼必須接地的規(guī)定(通常稱為保護接地，也就是用導線將外殼與PE線相連)。這一要求的目的是將設備外殼與地線(PE)進行等電位連接，這樣不但保證了操作人員的安全(觸摸外殼時不會發(fā)生觸電的危險);同時還將被保護設備的外殼(對于輸入、輸出線)的電位處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，并將電磁干擾的大部分雜散電流導入大地。

5、線路的屏蔽

關于均壓等電位帶的實施，我們建議在機房的地板下設均壓等電位地線帶，以30mm×3mm的TJ-CUB銅排，在各室內分別形成網(wǎng)型(M型)結構的均壓等電位帶，且作好此帶的絕緣支撐，最終以星形(S型)形式與機房的直流邏輯地線接通，另外機房UPS供電系統(tǒng)電源插座及信號地均在最近的距離內與均壓等電位帶相連，避免因設備間電勢差而使設備損壞。

關于線路的屏蔽情況我們是這樣考慮的：感應雷擊很多是由于傳輸線路在交變磁場中產生感應高壓，使計算機系統(tǒng)遭到破壞，對傳輸線路采取屏蔽措施，是降低感應雷擊破壞的有效方法。目前機房內的大部分線路采用穿管布線(金屬軟管或硬管)，但從實際情況看，綜合布線的金屬護管的屏蔽接地需改進，使每根護管兩端有效接地，并與均壓等電位帶連接，最大限度的減少感應雷擊侵入的渠道。

6、法拉第籠的問題

當機房的均壓等電位網(wǎng)絡與大樓的鋼筋網(wǎng)相連時，形成一個稀疏的法拉第籠。或者我們建議機房裝修時做防靜電處理，墻壁采用防靜電鋁塑板，并與機房共地系統(tǒng)相連。使機房的形成一個法拉第籠。

注：1.接地引下線的連接必須在防雷配電柜前進行;

2.UPS電源插座必須就近與均壓等電位相連接。