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机房防雷接地及安全供电

雷电和浪涌电压是电子化时代的一大公害。

雷电入侵渠道分析
   雷电过电压对机房系统电子设备的损害主要有以下三个途径进入:一、直击雷经过接闪器(如避雷针(带))而直放入地,导致地网地电位上升,高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。二、雷电流沿引下线入地时,在引下线周围产生磁场,引下线周围的各种金属管(线)上经感应而产生过电压。三、进出大楼的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入,入侵电子设备。

(一)直击雷防护:
   直击雷防护系统包括接闪器(避雷针、避雷带)、引下线、地网三个部分。直击雷防护系统起到了保护建筑物结构、提供雷击放电的通道的作用。当建筑物遭到直接雷击时,接闪器接闪雷电,雷电流沿引下线到地网,流到大地。在设计时要求接闪器最先可靠接闪,接地网的接地电阻较低。

   (二)电源防雷:
   目前,经实际运行经验验证,由电源系统耦合进入的感应雷击造成设备的损坏占雷击灾害损失60%以上的概率。因此,对电源系统的避雷保护措施是整个防雷工程中必不可少的一个环节。要防止由外输电线路的感应雷电波和雷电电磁脉冲的侵入,使其在进入大楼电源系统之前将其泄放入地。
   由于单级防雷可能会带来因雷电流过大而导致的泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏。因此采用电源系统多级保护。
  
  

1、机房电源系统的防雷
   根据机房大小及设备保护的重要程度,采用一级、二级或三级防雷,设备末端需要有防浪涌插座。在大楼低压配电屏已设置一级电源防雷装置的基础上,至少在机房配电柜上口再加设二级电源防雷装置。防雷器装置在接地、连接等方面均须满足国家标准。在设备终端处采用带突波吸收功能的电源插座为设备提供电源,对设备进行防浪涌保护。


   电源第一级防雷保护:
   在总配电柜内,三相B级电源防雷器,进行电源第一级防雷保护,主要作用是泄放掉电源线路上大部分的雷电流。并联安装于主断路器的出线侧,并在防雷器回路中串接32A/3P空开,做为防雷器自身脱扣装置失效下的保护。


   电源第二级防雷保护:
   在机房内UPS电源前端,安装单相C级电源防雷器,做为电源系统的第二级防雷保护,主要作用是限制电源线路上的过电压。并联安装于主断路器的出线侧,并在防雷器回路中串接20A/1P空开,做为防雷器自身脱扣装置失效下的保护。

   电源第三级防雷保护:
   在监控机房内重要设备电源处,安装单相D级电源防雷插座,做为电源系统的第三级防雷保护。其作用是当发生能量大的雷击时,感应雷电流在经过B级、C级防雷器的泄放后,其残压仍然可能高于设备的最高耐压值,重要设备的端口及内部的高精度集成电路比较脆弱,仍有可能被烧坏。因此,D类防雷器的安装就显得特别必要了。将过电压的水平限制在设备所能承受的水平内。这样,经过D类防雷器的泄放,设备的安全运行就更为可靠了。

配电柜采用的空气开关应选择进口或合资产品。配电柜内的二级电源避雷器,选用进口可靠性高的产品,容量≥60kA(8/20s)的型号。

   2.机房信号系统的防雷
   根据配置要求,机房内在安装电源防雷器的同时必须加装信号避雷器,以便保护与通信网络、数据网络和计算机网络相连的重要设备。

(1)所有建筑物进出线路(含天馈线路)均应加信号防雷器。
   (2)网络布线系统:机房总迸线部分加装信号防雷器,在部分特别重要的服务器或设备前加装避雷器,对此类特别重要设备进行保护。
   (3)设备监控系统:所有模块加装信号防雷器。
   (4)门禁系统:在门禁管理主机前加装信号防雷器。
   所有信号避雷器应具备以下功能:
   (1)保护l000/l00/l0BASE-T以太网接口卡和LAN设备接人线。
   (2)保护数据终端及个人电脑串口。
   (3)在持续性故障时具有失效保护短路功能。
   (4)在长时司持续性过压、异常强烈的雷电冲击情况下,要安全断开。
  
   4、等电位连接:
   在防静电活动地板下,采用30×3紫铜排做等电位连接网格。机房内各设备机壳、金属管道、金属门窗、地板支架等都采用6mm2接地线以最短的距离和与等电位网格连接。使监控机房内所有设备处于等电位状态。

等电位连接的要求
  实行等电位连接的主体应为:设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道;供电线路含外露可导电部分;防雷装置;由电子设备构成的信息系统。
   实行等电位连接的连接体为金属连接导体和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的电涌保护器(SPD)。
   通过星型(S型结构或网形M型)结构把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S型,在大型机房选M型结构。机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆,进入大楼前应水平直埋50m以上,埋地深度应大于0.6m,屏蔽层两端接地,非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上,铁管两端接地。

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