一般企業計算機房防雷工程方案
時間：2020-05-13 17:21:44 | 點擊：822次
一般企業計算機房防雷工程方案
一、 前言
目前各種建筑大樓大多數仍采用避雷針（帶）保護建筑物的安全，經多年使用避雷針（帶）防止直擊雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常經濟的措施。但是，隨著現代電子技術的不斷發展，精密電子設備被廣泛應用在各行業的計算機、通信網絡的運行系統中。這些高精度的微電子計算機設備內置大量的CMOS半導體集成模塊，導致過壓、過流保護能力極其脆弱。（美國通用研究公司提供磁場脈沖超過0.07高斯，就可引起計算失效；磁場脈沖超過2.4高斯就可以引起集成電路永久性損壞。）無法保證在特定的空間遭受雷擊時仍能安全運行。本方案制定的目的是考慮大樓實際環境因素和用戶實際需要而作出一套比較完整而易于操作的防雷設計及安裝技術的防雷方案，從而達到整個計算機房設備系統安全地運行。
二、總則
2．1依據國際電工委員會IEC標準、德國VDE和中國GB標準與規范的要求，該計算機房系統包括電腦網絡、微波通信設備、不間斷供電電源和空調設備等裝置設計防雷方案。
2．2 IEC1312〈雷電電磁脈沖的防護〉
本標準為建筑物內或建筑物頂部信息系統有效的雷電防護系統的設計、安裝、檢查、維護；并對裝有這系統（如電子系統）的建筑物評估LEMP屏蔽措施的效率的方法。針對現有的防雷器（SPP）應用在防雷區概念安裝上提出相關的要求。
2．3 IEC 61643 〈SPD電源防雷器〉
本標準對電源防雷器用于交直流電源電路和設備上，額定電壓在1000ac或1500dc。電源防雷器分級分類測試和應用。
2．4 IEC 61644 〈SPD 通訊網絡防雷器〉
本標準對通訊網絡防雷器用于通信信號網絡系統，這類防雷器內置過壓過流元器件，額定電壓在1000ac或1500dc。電源防雷器分級分類測試和應用。
2．5 VDE0675〈過電壓保護器〉
過電壓放電保護器（電源防雷器）適用于額定交直流電壓在100V至1000V范圍內之供電配電系統，對應于防雷器作出分級分類要求。
2．6 GB50057—2010〈建筑物防雷設計規范〉
為使建筑物防雷設計因地制宜的采用防雷措施，防止或減少雷擊建筑物所發生的人身傷亡和文物、財產損失，做到安全可靠，技術先進，經濟合理。本規范不適用于天線塔，共用天線電視接收系統，化工廠戶外裝置的防雷設計。
2．7 GB50174—2017〈計算機房防雷設計規范〉
本規范適用于陸地上新建、該建和擴建的主機房建筑面積大于或等于140M2的電子計算機機房的設計。而本規范不適用于工業控制用計算機房和微型計算機機房。為了使電子計算機機房確保電腦網絡系統穩定可靠運行和保障機房安全使用，應符合現行有關標準規范的規定。
三、 防雷工程
雷電過電壓對大樓內部電子設備的損害主要有以下三個途徑進入而損害：一、直擊雷經過接閃器（如避雷針（帶））而直放入地，導致地網地電位上升，高電壓由設備接地線引入電子設備造成地電位反擊。二、雷電流沿引下線入地時，在引下線周圍產生磁場，引下線周圍的各種金屬管（線）上經感應而產生過電壓。三、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雷而加載的雷電壓及過電流沿線竄入，入侵電子設備。
因此，我們對以上三種途徑對整個入侵的雷電壓及過電流進行防護。
A 、 大樓通過建筑物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網連接，中間與各層均壓網或環形均壓帶連接，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。它是消除地電位反擊有效的措施。應符合下列要求：1、安裝的避雷針或架空避雷線（網）應使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器保護范圍內。架空避雷網的網格尺寸不應大于5M*5M或6M*4M。2、所有避雷針應采用避雷帶互相連接。3、建筑物應裝設均壓環。4、防直擊雷的接地裝置應圍繞建筑物敷設成環型接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10Ω。
B、 機房內通信電纜以及地線的布放和連接
通過模擬不同的布線、屏蔽和接地方式時，空間電磁場對通信線路的電磁感應影響情況試驗，對計算機通信網絡系統在建筑物樓內的布線和接地方式有如下結論：
一、 通信電纜以及地線的布放應盡量集中在建筑物的中部。
二、 通信電纜線槽以及地線線槽的布放應盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁并沿建筑物立柱或橫梁布線較長的距離，通信電纜線槽以及地線線槽的設計應盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠的位置。
C、根據雷電保護區的劃分要求，建筑物大樓外部是直接雷的區域，在這個區域內的設備最容易遭受損害，危險性最高，是暴露區，為0區;建筑物內部及計算機房所處的位置為非暴露區,可將其分為1區、2區，越往內部，危險程度越低，雷電過電壓對內部電子設備的損害主要是沿線路引入。保護區的界面通過外部的防雷系統、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構成的屏蔽層而形成。電氣通道以及金屬管則通過這些界面，穿過各級雷電保護區的金屬構件必須在每一穿過點做等電位連接。
進入建筑物大樓的電源線和通訊線應在LPZ0與LPZ1、LPZ1與LPZ2區交界處，以及終端設備的前端根據IEC1312——雷電電磁脈沖防護標準，安裝上OBO之不同類別的電源類SPD，以及通訊網絡類SPD。(SPD瞬態過電壓保護器)，SPD是用以防護電子設備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導電涌過電壓的有效手段。
選用和使用SPD注意事項：
應在不同使用范圍內選用不同性能的SPD。在選用電源SPD時要考慮供電系統的形式、額定電壓等因素。LPZ0與LPZ1區交界處的SPD必須是經過10/350us波形沖擊試驗達標的產品。對于信號SPD在選型時應考慮SPD與電子設備的相容性。
SPD保護必須是多級的，例如對大樓電子設備電源部分雷電保護而言，至少應采取泄流型SPD與限壓型SPD前后兩級進行保護。為各級SPD之間做到有效配合，當兩級SPD之間電源線或通訊線距離未達規定要求時，應在兩級SPD之間采用適當退耦措施。
對于無人值守場合，可選用OBO之帶有遙信觸點的電源SPD；對于有人值守場合，可選用OBO之帶有聲光報警之電源SPD，所有OBO電源防雷器都具有老化顯示。
信號SPD應滿足信號傳輸帶率、工作電平、網絡類型的需要，同時接口應與被保護設備兼容。信號SPD由于串接在線路中，在選用時應選用插入損耗較小的SPD。
在選用SPD時，應讓OBO指定供應商提供相關SPD技術參數資料。正確的安裝才能達到預期的效果。SPD的安裝應嚴格依據廠方提供的安裝要求進行安裝。
根據GB50174—2017標準要求，電子計算機機房接地裝置應滿足下列接地要求：
交流工作接地，接地電阻不大于4歐姆；
安全保護接地，接地電阻不大于4歐姆；
直流工作接地，接地電阻應按計算機系統具體要求確定；
防雷接地，接地應接現行國標50057<<建筑物防雷設計規范>>執行。
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共用一組接地裝置時，其接地電阻按其中最小值確定；若防雷接地單獨設置接地裝置時，其余三種接地共用一組接地裝置，其接地電阻不大于其中最小值，并應采用OBO之防地電位反擊的等電位連接保護器。
衛星接收機高頻電纜在進入機房前其金屬屏蔽外皮，至少有二處與避雷設備引下線連接。
四、維護與保修
每年雷雨季節前應對接地系統進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發現問題應及時處理。
接地網的接地電阻應每年進行一次測量。
每年雷雨季節前應對運行中的OBO防雷器利用OBO元件老化測試儀進行一次檢測，雷雨季節中要加強外觀巡視，發現OBO防雷模塊顯示窗口出現紅色及時處理。
設備遭受雷擊后應對損壞情況進行調查分析，調查分析內容主要包括：
各種電氣絕緣部分有無擊穿閃絡的痕跡，有無燒焦氣味，設備元件損壞部位。
OBO防雷器損壞情況，利用OBO元件老化測試儀，測試元件老化或損壞情況。
安裝OBO峰值電流記錄卡，記錄測量數據，寄回OBO客戶服務中心，量度峰值電流數據加以記錄存檔。
了解雷害事故地點附近的情況，分析附近地質、地形和周圍環境特點及當時的氣象情況。
保留雷擊損壞部件，對現場進行拍照或錄像，做好各種記錄。
根據上述調查情況，組織有關專家分析，寫出調查分析報告及改進措施。
由德國OBO公司提供的防雷器具有五年品質保證期。
五、竣工與驗收
防雷工程施工單位須按設計要求精心施工，工程建設管理部門應有專人負責監督。對于隱蔽工程應實行隨工驗收，重要部位應進行拍照和專用設備項記錄。
設計資料和施工記錄應由相應的防雷主管部門妥善存檔備查。通信站應備有本站防雷設計資料。工程竣工時，應由通信工程建設管理部門組織驗收，通信運行部門和防雷專責工程參加。
