机房综合防雷的总体设计与应用论文

机房综合防雷的总体设计与应用论文（共7篇）

篇1：机房综合防雷的总体设计与应用论文

1引言

雷电是日趋严重的的自然灾害之一，现代的通讯技术和计算机网络不断进步，联网化程度越来越高;通讯设备越来越多，规模越来越大，大规模集成电路的工作电压越来越低，耐压程度也明显减低，使设备对电气环境的依赖很强，根据保险公司的统计，近年来雷电与过电压损坏在电子设备的伤害事故原因中已占绝对的因素，而且还有逐年上升的趋势。并且由于雷电过电压损坏造成的系统停顿、业务停顿、重要数据丢失、甚至系统崩溃，往往给用户造成的间接经济损失远远超过直接的硬件损失。因此避雷、过电压防护已成为具有时代特点的一项迫切要求。

随着城市现代化建设迅速发展和电子信息时代的到来，随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展，计算机和网络越来越深入人们生活和工作中，同时也预示着数字化、信息化时代的来临。这些微电子网络设备的普遍应用，使得防雷的问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性，这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时随地可能遭受重大损失。值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备，更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损，其间接损失无法估量。

2雷电的侵害方式

2.1直击雷电

雷电直接击在机房所在的建筑物上，造成对建筑物或机房内的电气设备放电，如图1所示。放电产生强大的雷击冲击电流，强大的雷击电流将有可能造成建筑物着火;如果雷击电流直接向机房内的电气设备放电，那么直击雷电的强大电流会使机房内的电气设备的绝缘遭到击穿造成设备焚毁。

2.2感应雷电

雷电直接击在机房所在建筑物周围的其它建筑物上或设备上放电，如图2所示。如果建筑物自身接地不好，雷击就会通过电磁感应等方式沿导线或金属导体进人机房，造成机房内部的电气设备过电压，当感应雷过电压足够高时，则将引起机房内部的电线、金属管道、电气设备放电而造成设备烧毁。

2.3线路雷击

当机房供电回路受到直接雷电或感应雷电时，强大的雷击电流会沿着供电路向机房内的电气设备流动，雷击产生的高电压可高达几十万伏，使机房内的电气设备绝缘损坏造成电气设备、电子设备烧毁甚至还有可能造成人员伤亡，如图3所示。

3防雷措施

由于网络集成系统防雷点多面广，因此，为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度，应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。现在都采取综合防雷，综合防雷设计方案应包括两个方面：直击雷的防护和感应雷的防护，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潜在危险的[3]。

3.1直击雷的防护

如果无直击雷防护，按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路(电源线、信号线等到)，这样的损害就非常之严重，因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提;直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统，其目的是保护建筑短短的不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。

3.2电源系统的防护

统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。

3.3信号系统的防护

尽管在电源和通信线路等外接引人线路上安装了防雷保护装置，由于雷击发生在网络线(如双绞线)感应到过电压，仍然会影响网络的正常运行，甚至彻底破坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场，在1公里范围内的金属环路，如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击;另外，当电源线或通信线路传输过来雷击电压时，或建筑物的地线系统在泻放雷击时，所产生强大的瞬变电流，对于网络传输线路来说，所感应的过电压已经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压，不能够一次性破坏设备，但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至DOWN机，直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说，是非常重要的环节。

3.4等电位连接

集成网络系统主干交换机所在的中心机房应设置均压环，将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接，并接至均压环上，以均衡电位。

3.5接地

防雷地网的制作，地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。

4机房雷电防护应用

4.1电源系统的防雷保护

对于网络集成系统的电源线防护，首先，进入系统总配电房的电源进线，应采用金属铠装电缆敷设，电缆铠装层的两端应良好接地;如果电缆没有铠装层，则就将电缆穿钢管埋地，钢管两端接地，埋地的长度应不小于15米。由总配电房至各大楼的配电箱以及机房楼层配电箱的电力线路，均应采用金属铠装电缆进行敷设。这样可以大大减少电源线感应过电压的可能性。其次，在电源线路上安装电源防雷器，是必不可少的防护措施。根据IEC防雷规范中有关防雷分区的要求，将电源系统分为三级保护。可在系统总配电房的配电变压器低压侧安装最大流通容量100KA~150KA的一级电源防雷箱;在各大楼的总配电箱安装通流容量为60KA~80KA的二级电源防雷箱;在机房的重要设备(如交换机、服务器、UPS等)的电源进线处安装最大通流容量40KA的三级电源防雷器;如图4所示。根据情况可在在机房的重要设备UPS电源前安装单相两级联动串联式电源防雷箱。所有防雷器均应良好接地。

从机房目前的情况来分析，供电线路穿越各级防雷区，考虑到机房各种不同用电设备的耐过压的能力，我们建议采用如下的电源系统防雷方案，以达到最佳的防护效果和最经济的投入。由于机房UP不间断电源设备是用于为机房内系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量的用电环境唯一的重要设备，并且是由市电供电输人机房的主要途径，所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的保护上。在机房专用配电柜、UPS电源做两级输入防雷保护。具体的防护措施为：

一级保护：在机房配电柜前装三相电源防雷器(单相电源防雷器)。

二级保护：在UPS电源前装三相电源防雷器(单相电源防雷器)。

三级保护：在重要设备处装电源防雷插座。

4.2通讯系统的防雷

一般来说，网络集成系统是由主服务器及中心交换机和各分交换机以及路由器、服务器、相当数量的终端构成。位于主机房内的中心交换机通过广域网路由器与外界联系，通过光纤与各分交换机连接，分交换机通过集线器与各用户终端相连。

通讯系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路，主要线路包括网络通讯线路、专线、微波通信线(天馈线)、视频线路等;根据贵方提供的机房情况信号线路都可能用光纤传输，所以可以不做保护，但光纤两端要接地。如有光端机，光端机需保护。如不选用光纤则需按信号线路种类选取防雷器。

网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施，但若室外的铠状光纤是架空的，那么需要将光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较差，因此感应雷击的可能性比较大，应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地;也可穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地。

4.3信号线上的防雷

在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。对于网络集成系统，可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装专用信号防雷器;在系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口处分别安装RJ45接口的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。所有防雷器均应良好接地。

4.4安装注意事项

防雷器起到的作用是对雷电流的吸收和泄放作用。所有的防雷产品必须接地;

防雷器串联/并联在被保护设备与信号通道之间;

信号防雷器的输人端(IN)与信号通道相连，输出端(OUT)与被保护设备相连并紧靠被保护设备安装，不能接反;

把防雷器的接地线与防雷系统接地排可靠连接，接线越短越好，最长不能超过1m。

5结束语

防雷保护已成为电磁兼容研究的重要方面，同时也被列人了相应的政策法规中。测控系统各种线路伸人到工厂的各种环境之中，采用任何一种单一的过电压保护。

篇2：机房综合防雷的总体设计与应用论文

2009-01-05 18:0

2【摘要】 在现代科学技术高度发展的今天，电子计算机越来越广泛地应用于各领域。近些年，在我国建成了很多大、中、小各种规模的计算机机房。电子计算机的可靠运行要依靠电子计算机机房的严格的技术条件来保证。为了保证计算机系统稳定可靠运行，计算机机房必须满足计算机系统以及工作人员对温度、湿度、洁净度、风速度、电磁场强度、电源质量、噪音、照明、振动、防火、防盗、防雷、屏蔽和接地等要求。电磁辐射干扰对计算机系统的稳定性、可靠性和安全性有着直接影响，电磁辐射对计算机系统及其数据产生的干扰、破坏、窃取与篡改的危险性与日俱增，成为严重的社会化问题。

【关键词】 机房；总体设计；电磁辐射

在现代科学技术高度发展的今天，电子计算机越来越广泛地应用于各个领域。近些年，我国如雨后春笋般地建成了很多大、中、小各种规模的计算机房。电子计算机的可靠运行要依靠电子计算机机房严格的技术条件来保证。为了保证计算机系统稳定可靠运行，计算机机房必须为计算机系统寻求和建立能够充分发挥其功能、延长机器寿命，以及确保工作人员的身心健康，并满足其各项要求的合适的场地。下面结合国家规范对计算机机房工程建设中所涉及的机房总体设计、计算机电磁辐射危害与防护两大部分内容逐一进行论述。机房总体设计

1.1 计算站场地的组成 依据计算站的性质、任务、工作量的大小及计算机类型的不同，计算机对供电、空调等的要求及管理体制的差异可选用下列房间（允许一室多用或酌情增加）。主要工作房间有：计算机机房。基本工作房间有：数据录入室、终端室、通信室、已记录的磁媒体存放间、已记录的纸媒体存放间、上机准备间、调度控制室。第一类辅助房间有：维修室、仪器室、备件间、未记录的磁媒体存放间、未记录的纸媒体存放间、资料室、硬件人员办公室、软件人员办公室。第二类辅助房间有：高低压配电室、变压器室、变频机室、稳压稳频室、蓄电池室、发电机室、空调系统用房、灭火器材间、值班室、控制室。第三类辅助房间有：贮藏室、衣换鞋室、缓冲间、一般休息室、盥洗室等。

1.2 计算站场地面积 计算机机房的使用面积S＝KA。式中：S为计算机机房的面积，单位平方米；A为计算机机房内所有设备台（架）的总数；K为系数，取值（4.5～5.5）m2/台（架）。计算机机房最小使用面积不得小于20 m2。研制、生产用的调机机房的使用面积参照2.1执行。其他各类房间的使用面积依据人员、设备及需要而定。基本工作房间和第一类辅助房间所占的面积总和不宜小于计算机机房面积的1.5倍。

1.3 站址的选择 机房应避免放置于地下室或潮湿地点，同时禁止设置在设备进出口过小、搬运不便之地，应保留或设计足够大型设备出入口。同时也应注意将来设备扩充空间位置、电力系统、空调设备计算上也要预留未来若干年内扩充需求。在确定站址时一般应遵守下列条款［1］：（1）应尽量建在电力、水源充足，自然环境清洁，通讯、交通运输方便的地方。使用独立型消防系统。（2）应尽量建在远离有害气体源以及存放腐蚀、易燃、易爆炸物的地方。（3）应尽量避免建在低洼、潮湿、落雷区和地震活动频繁的地方。（4）应尽量远离强振动源和强噪声源。（5）应尽量避开强电磁场的干扰。（6）应避免设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层。（7）机房内部不得铺设地毯，在入口处需放置防静电脚垫，以防止人员进出时将静电及灰尘带入机房内。（8）上述各条如无法避免，应采取相应的技术措施。计算机电磁辐射危害与防护

电磁辐射干扰对计算机系统的稳定性、可靠性和安全性有着直接影响，电磁辐射对计算机系统及其数据所产生的干扰、破坏、窃取与篡改的危险性与日俱增，成为严重的社会化问题。

2.1 环境电磁辐射对计算机的干扰破坏［2］ 一般来讲，计算机属于低电频系统，以低电压传送信号，所以它们在电磁环境之中以受扰为主。计算机的工作频率范围在150～500 kHz，是一段包括中波、短波、超短波和微波段很宽的频带，它基本上与工业、科技、医学高频设备（诸如高频淬火、高频焊接、介质加热、塑料热合等），广播、电视、通信、雷达等射频设备的工作频段相同，致使计算机工作在一个相当复杂的电磁环境之中，存在着被干扰与破坏的危险性。

2.1.1 射频辐射干扰 外界电磁辐射对计算机的危害主要是指电磁干扰，即电噪声干扰，计算机所受的危害程度取决于干扰场强的强度、频率和自身的电磁敏感度。当电子计算机房处在电磁干扰污染区域内，例如机房附近有大功率无线电发射台、雷达发射台、电视发射塔、高频大电流设备等，当它们工作时其空间场强超过1 V/m时，则必然对计算机形成严重干扰，造成计算机系统工作的失误。

据调查研究，在大中城市里，由于广播电视与某些大功率射频设备的使用，致使城市的某些局部环境空间场强较高，对计算机系统的安全构成了直接威胁，计算机系统的任何一个部位受到电磁干扰后都会危及整个系统的安全，使其稳定性受到损害，硬件电路受到破坏，数据信息被破坏。

2.1.2 工频电源干扰 一般情况下，计算机系统的电源取自工频交流电网，当电网上的其他用电设备，特别是大功率负载启动或停机时，会造成电网的瞬时电压波动。电源电压的大幅度波动或电流冲击，有可能通过电源线进入计算机系统，将与正常信号迭加，致使计算机信息出错，更为严重者，将威胁到计算机系统及其元器件的使用寿命。此外，某些用电设备所产生的尖峰干扰脉冲，工业火花等可经过供电线路的耦合窜入计算机系统，破坏计算机的信息处理。例如，一次开关电传机，可在电源线上产生高达1000 V的尖峰脉冲，将某些器件损坏。近些年来，公用电源中的各种电磁干扰和电压波动对计算机的影响是相当严重和突出的。美国的IBM公司的两位专家重点研究了来自电源引起计算机发生差错，（即程序差错，存贮丢失与系统损坏）的尖峰脉冲干扰与衰减振荡干扰，而且做了认真的统计：尖峰脉冲干扰平均每月发生50.7次之多，衰减振荡干扰平均每月发生62.6次之多，其他干扰平均每月发生15次。

研究认为，工频电源干扰和通过电源线传输的射频干扰，对计算机系统，特别是计算机干扰几率与程度都十分严重。

2.1.3 静电干扰 静电是计算机系统半导体元器件的“大敌”，当机房处于干燥的季节，将由于许多摩擦现象而生产静电。美国曾作过统计，由于静电原因每年造成的计算机及其元器件损失高达５亿美元以上，电磁干扰不仅可以使磁记录被破坏，还可以造成计算机设备外壳的静电放电，容易导致MOS器件栅介质被击穿。

2.1.4 雷电干扰 在夏季多雨的季节，常伴有雷电发生。雷电侵入计算机，主要是通过电网之供电电源。由于外线受雷电过电压几率大，被感应的雷电波侵入。结果使计算机受损。一般情况下，雷电波的侵入所引起的干扰包括共模干扰与差模干扰两类。

计算机受雷或引起雷击事故多有发生，应当引起足够的重视。例如，我国有一个铁路局，其财务管理采用计算机管理，在开机工作时受雷击毁坏。我国某气象局中心引进日产大型计算机，两次受雷击。成都铁路局计算中心曾遭雷击损坏一台主机与5台终端机，严重地影响了铁路运输秩序。

雷击属于随机性干扰源，它不仅以电磁干扰形式窜入计算机内产生干扰与破坏，而且以雷电形式作用于计算机系统，因此，必须引起高度的重视，特别是在多雷雨的地区，更要注意雷电波对计算机系统的冲击。

2.2 计算机系统电磁辐射危害的抑制技术与措施

2.2.1 距离防护 根据电磁场强度在传播过程中随距离的加大衰减很快的原理，可以采取将计算机置于远离任何辐射源的地方的做法，这是简而易行的措施。距离防护实质是关于计算机房的地址选择问题，根据技术要求，计算机房场地选择应当具备［3］：（1）避开环境污染区：附近无大功率发射设备，无大功率的工、科、医射频设备，无高压线输电线与大型负载，绝对保证在计算机房的附近环境空间场强控制在1 V/m，稳定磁场强度在100 e以下。（2）避开大型震动源，特别是铁路沿线及工业生产震动，冲击设备应当绝对避开。（3）避开雷电多发区。（4）避免置于高层建筑物上层，计算机房应当安置在地面第一层或通风良好的地下室，妥善保证低阻抗接地。

2.2.2 屏蔽与接地 首先强调的是屏蔽与接地应当是互为一体的不可分割的，这一点无论在设计，还是施工中都必须统一起来。计算机房的屏蔽与接地是极为重要的关键措施，屏蔽机房一方面可以防止外界电磁场院干扰或破坏计算机系统的工作，另一方面又可以防止机房内计算机信息的泄漏与失密。关于计算机的屏蔽与接地，国外许多国家作为法规，规定所有机房必须屏蔽与接地，在我国，由于认识上的原因尚未采取屏蔽措施，因而发生了许多事故。

采取完善的屏蔽技术，主要包含下述内容：（1）屏蔽机房必须是全屏蔽，实现整个屏蔽机房电气一体化。（2）所有电源线路必须滤波，尽量使用高抗干扰电源。（3）信号线路滤波。（4）良好的接地技术，且交流接地、直流接地、防雷接地、电磁接地等接地线设计合理，分别设置，互不相连，互不代替。

篇3：机房综合防雷的总体设计与应用

雷电是日趋严重的的自然灾害之一, 现代的通讯技术和计算机网络不断进步, 联网化程度越来越高; 通讯设备越来越多, 规模越来越大, 大规模集成电路的工作电压越来越低, 耐压程度也明显减低, 使设备对电气环境的依赖很强, 根据保险公司的统计, 近年来雷电与过电压损坏在电子设备的伤害事故原因中已占绝对的因素, 而且还有逐年上升的趋势。并且由于雷电过电压损坏造成的系统停顿、业务停顿、重要数据丢失、甚至系统崩溃, 往往给用户造成的间接经济损失远远超过直接的硬件损失。因此避雷、过电压防护已成为具有时代特点的一项迫切要求[1]。

随着城市现代化建设迅速发展和电子信息时代的到来, 随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展, 计算机和网络越来越深入人们生活和工作中, 同时也预示着数字化、信息化时代的来临。

这些微电子网络设备的普遍应用, 使得防雷的问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性, 这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力, 随时随地可能遭受重大损失。值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备, 更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损, 其间接损失无法估量。

2 雷电的侵害方式[2]

2.1 直击雷电

雷电直接击在机房所在的建筑物上, 造成对建筑物或机房内的电气设备放电, 如图1 所示。放电产生强大的雷击冲击电流, 强大的雷击电流将有可能造成建筑物着火; 如果雷击电流直接向机房内的电气设备放电, 那么直击雷电的强大电流会使机房内的电气设备的绝缘遭到击穿造成设备焚毁。

2.2 感应雷电

雷电直接击在机房所在建筑物周围的其它建筑物上或设备上放电, 如图2 所示。如果建筑物自身接地不好,雷击就会通过电磁感应等方式沿导线或金属导体进入机房, 造成机房内部的电气设备过电压, 当感应雷过电压足够高时, 则将引起机房内部的电线、金属管道、电气设备放电而造成设备烧毁。

2.3 线路雷击

当机房供电回路受到直接雷电或感应雷电时, 强大的雷击电流会沿着供电路向机房内的电气设备流动, 雷击产生的高电压可高达几十万伏, 使机房内的电气设备绝缘损坏造成电气设备、电子设备烧毁甚至还有可能造成人员伤亡, 如图3 所示。

3 防雷措施[3]

由于网络集成系统防雷点多面广, 因此, 为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度, 应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。现在都采取综合防雷, 综合防雷设计方案应包括两个方面: 直击雷的防护和感应雷的防护, 缺少任何一方面都是不完整的, 有缺陷的和有潜在危险的[3]。

3.1 直击雷的防护

如果无直击雷防护, 按IEC1312 的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路( 电源线、信号线等到), 这样的损害就非常之严重, 因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提; 直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工, 主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统, 其目的是保护建筑短短的不受雷击的破坏, 给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。

3.2 电源系统的防护

统计数据资料表明, 微电子网络系统80% 以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此, 做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。

3.3 信号系统的防护

尽管在电源和通信线路等外接引入线路上安装了防雷保护装置, 由于雷击发生在网络线( 如双绞线) 感应到过电压, 仍然会影响网络的正常运行, 甚至彻底破坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场, 在1 公里范围内的金属环路, 如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击; 另外, 当电源线或通信线路传输过来雷击电压时, 或建筑物的地线系统在泻放雷击时, 所产生强大的瞬变电流, 对于网络传输线路来说, 所感应的过电压已经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压, 不能够一次性破坏设备, 但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化, 影响数据的传输和存储, 甚至DOWN机, 直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说, 是非常重要的环节。

3.4 等电位连接

集成网络系统主干交换机所在的中心机房应设置均压环, 将机房内所有金属物体, 包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接, 并接至均压环上, 以均衡电位。

3.5 接地

防雷地网的制作, 地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。

4 机房雷电防护应用

4.1 电源系统的防雷保护

对于网络集成系统的电源线防护, 首先, 进入系统总配电房的电源进线, 应采用金属铠装电缆敷设, 电缆铠装层的两端应良好接地; 如果电缆没有铠装层, 则就将电缆穿钢管埋地, 钢管两端接地, 埋地的长度应不小于15 米。由总配电房至各大楼的配电箱以及机房楼层配电箱的电力线路, 均应采用金属铠装电缆进行敷设。这样可以大大减少电源线感应过电压的可能性。其次,在电源线路上安装电源防雷器, 是必不可少的防护措施。根据IEC防雷规范中有关防雷分区的要求, 将电源系统分为三级保护。可在系统总配电房的配电变压器低压侧安装最大流通容量100KA~150KA的一级电源防雷箱;在各大楼的总配电箱安装通流容量为60KA~80KA的二级电源防雷箱; 在机房的重要设备( 如交换机、服务器、UPS等) 的电源进线处安装最大通流容量40KA的三级电源防雷器[4]; 如图4 所示。根据情况可在在机房的重要设备UPS电源前安装单相两级联动串联式电源防雷箱。所有防雷器均应良好接地[3]。

从机房目前的情况来分析, 供电线路穿越各级防雷区, 考虑到机房各种不同用电设备的耐过压的能力, 我们建议采用如下的电源系统防雷方案, 以达到最佳的防护效果和最经济的投入。由于机房UPS不间断电源设备是用于为机房内系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量的用电环境唯一的重要设备, 并且是由市电供电输入机房的主要途径, 所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的保护上。

在机房专用配电柜、UPS电源做两级输入防雷保护。具体的防护措施为:

一级保护: 在机房配电柜前装三相电源防雷器( 单相电源防雷器)。

二级保护: 在UPS电源前装三相电源防雷器( 单相电源防雷器)。

三级保护: 在重要设备处装电源防雷插座。

4.2 通讯系统的防雷

一般来说, 网络集成系统是由主服务器及中心交换机和各分交换机以及路由器、服务器、相当数量的终端构成。位于主机房内的中心交换机通过广域网路由器与外界联系, 通过光纤与各分交换机连接, 分交换机通过集线器与各用户终端相连[5]。

通讯系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路, 主要线路包括网络通讯线路、专线、微波通信线( 天馈线)、视频线路等; 根据贵方提供的机房情况信号线路都可能用光纤传输, 所以可以不做保护, 但光纤两端要接地。如有光端机, 光端机需保护。如不选用光纤则需按信号线路种类选取防雷器。

网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施,但若室外的铠状光纤是架空的,那么需要将光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较差, 因此感应雷击的可能性比较大, 应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中, 屏蔽线槽应良好接地; 也可穿金属管敷设, 金属管应全线保持电气上的连通, 并且金属管两端应良好接地。

4.3 信号线上的防雷

在信号线路上安装信号防雷器, 对防感应雷是一种行之有效的办法。对于网络集成系统, 可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装专用信号防雷器; 在系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口处分别安装RJ45 接口的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。所有防雷器均应良好接地。

4.4 安装注意事项[6]

1. 防雷器起到的作用是对雷电流的吸收和泄放作用。所有的防雷产品必须接地;

2.防雷器串联/并联在被保护设备与信号通道之间;

3.信号防雷器的输入端(IN)与信号通道相连,输出端(OUT)与被保护设备相连并紧靠被保护设备安装,不能接反;

4. 把防雷器的接地线与防雷系统接地排可靠连接,接线越短越好, 最长不能超过1m。

5 结束语

防雷保护已成为电磁兼容研究的重要方面, 同时也被列入了相应的政策法规中。测控系统各种线路伸入到工厂的各种环境之中, 采用任何一种单一的过电压保护方式都有难以保证其安全, 必须采取综合防护的措施,才能确保精密电子设备和信息网络的正常运行。

摘要：本文认真地分析了雷击的侵害方式及防雷措施,详细介绍了防雷保护措施在某机房中的应用,并且给出了机房防雷结构图,同时提出防雷产品安装的注意事项。

关键词：防雷击,机房,网络,通讯

参考文献

[1]李良福,杨俐敏.计算机网络防雷技术[M].北京:气象出版社,1999.

[2]李喜东,田民,牛键,朱明清.过电压保护在测控系统中的应用[J].自动化技术与应用,2009,(11):95-97.

[3]黄敏,张卫东.校园网防雷系统设计与应用[J].计算机应用研究,2002,19(9):132-133.

[4]菲尼克斯电气防雷及电涌保护器[Z].2008.

[5]赖世能,慕家骁.通信系统防雷接地技术[M].北京:人民邮电出版社出版的图书,2008.

篇4：浅谈计算机机房的综合防雷

【关键词】计算机房 防雷措施

随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展,精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机通信网络系统中,由于精密电子设备抗过电压、过电流及电磁脉冲的能力极低,毫无防范的系统一旦遭受雷击,设备将会遭受重创。其造成的经济损失及社会影响有时远远超过设备本身的价值。因此,计算机机房的防雷安全已刻不容缓。计算机房的防雷主要是防雷电电磁脉冲,而防止雷电电磁脉冲最简单和方便的方法就是使用屏蔽和等电位联结等措施。

1、雷电侵害网络设备的几种途径

雷电侵害计算机网络有两种方式:直击雷侵害和感应雷侵害。雷电直接击中设备所在建筑物或设备连接线路并经过网络设备入地的雷击过电流称为直击雷;感应雷一般由电磁感应产生,通过电力线路、信号馈线感应雷电压入侵计算机网络系统,从而造成网络系统设备的大面积损坏。为了有效的防止网络设备被雷电所击坏,对机房的位置和防雷措施提出了更高的要求。

2、计算机机房场地的选择

计算机机房场地的选择应考虑到配电、通风、洁净度、温度等多种环境,而单纯从防雷角度来讲,应按GB 9361-88《计算机场站安全要求》应避开落雷区。机房应选择在建筑物防雷保护区内最安全的地方,应远离强电磁场干扰场所,不宜选在高层和底层及地下室,也不应设置在变压器室、配电室的楼上、楼下或隔壁场所。计算机房内的设备宜远离建筑物防雷引下线等主要的雷击散流通道。

3、机房防电磁场和防静电措施

3.1 防电磁场措施

按IEC 1312-1《雷电电磁脉冲的防护》通则要求,宜结合机房装修,利用活动地板、基准接

地网钢架、金属网架及其它装饰金属构架(包括金属门窗框架)电气构成二次防雷笼式屏蔽网,网格尺寸可根据实际要求来定,一般网格越小效果越好。其接地可根据系统要求,就近接防静电接地,也可接保护接地。

3.2 防静电措施

根据GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》要求,机房内采用的活动地板构架可由钢、铝或其它导电金属材料构成。活动地板表面应是导静电的单元活动地板,其各项参数应符合GB6650-86《计算机机房活动地板技术条件》的规定。机房内不用活动地板时,可铺设导静电地面,用导电胶与建筑地面粘牢,其体积电阻率应为1.0×107~1.0×1010(Ω·cm),导电性应长期稳定。机房内的导体金属均必须与大地作可靠的电气连接,不得有对地绝缘的孤立导体。导静电地面、活动地板、工作台面和坐椅套垫必须进行静电接地。

4、供配电的防雷措施

遵照IEC1024, 1312-1 (2, 3)等标准的指导原则,按GB 50174-93和YD 2011-93的要求,供

配电线路应具有多级保护方式。具体防雷措施如下:

4.1计算机机房电力变压器不宜设在机房所在的建筑物内。供电电力电缆必须采用金属屏蔽层或穿金属护管埋地敷设引入。专用电力变压器高低压侧必须安装高低压避雷器。避雷器机壳及保护地线必须就近接地,接地网冲击电阻值不大于10Ω。其中低压交流零线N、保护接地线PE和低压避雷器接地的冲击接地电阻不应大于4Ω。

4.2机房电源必须设专用动力供电。进入机房建筑物内应经专设具有屏蔽竖井和排线槽道敷设,其金属屏蔽竖井和槽道应全程电气连接,就近接地,低压电缆输入和输出两端必须加装避雷器,避雷器接地和电缆金属外皮(或管)以及PE保护接地线一起接地,接地网冲击电阻不应大于4Ω。

4.3机房内低压配电线必须采用PE线的铜芯屏蔽电缆(单相三芯或三相五芯),并尽可能远离计算机信号线,避免并排敷设。

5 、计算机网络防雷措施

计算机网络防雷措施,除机房及其供配电防雷措施外,通信天线及天馈线和联网网络都应符合以下防雷要求。

(a)网络电话线防雷措施必须符合YD 5003-94《电信专用房屋设计规范》要求。

(b)一般无金属光缆可以避免雷击,但普通光缆与普通电缆相似,应采取防雷措施。

(c)机房内网络的同轴电缆应采用具有屏蔽电缆或穿屏蔽金管或沿屏蔽金属走线槽道敷设,并避免与供电线路靠近和平行敷设。

(d)合理布线是防雷的主要环节,既要考虑防干扰,又要妥善作均压等电位连接。

6、计算机机房接地系统

在计算机机房建设中,一定要求有一个良好的接地系统。其目的一是为了设备和人身的安全,二是保护计算机设备稳定、可靠地工作。接地是防雷措施最重要的环节,也是基础的部分,必须符合GB 50174-93和YD 2011-93有关要求。

6.1 机房采用的几种接地

(a)直流工作地:计算机网络系统中所有逻辑电路的共同参考点(逻辑地),同时又是计算机网络系统中数字电路的等电位地。

(b)交流工作地:就是把计算机机房中使用交流电的设备作二次接地或经特殊设备与大地作金属连接。

(c)安全保护地:就是为了防止电力设备的金属外壳由于进线电源绝缘层被破坏,有可能带上危险相电压而将设备金属外壳接地,其电阻要求小于4Ω。

(d)防雷保护地:按建筑物防雷设计有关规定,计算机机房的防雷接地系统应按二类防雷建筑设计,冲击接地电阻要求不大于10Ω。

(e)屏蔽接地:为了防止外来电磁波干扰(含雷电电磁感应和静电感应)网络机房内的设备,以及防止网络机房内部设备产生的电磁辐射传出机房而失密的特殊接地。

(f) 静电接地:为了消除计算机系统运行过程中产生的静电电荷而设计的一种接地系统,主要由防静电活动地板、引下线和接地装置构成。

7、结束语

近年来,我国不断加强对计算机信息系统的安全保护工作,国家气象局和公安部及各省、地区相关部门都联合发文,出台了相关的管理规定。要求各单位切实重视计算机信息系统的防雷设施的建设,并组织职能部门对计算机信息系统(场地)进行防雷安全定期检测。只有建立多层次的计算机防雷系统,才能确保计算机信息系统的安全运行,最大限度地防御和减轻雷电灾害对计算机信息系统造成的危害和损失。

参考文献:

[1]叶佩生.计算机机房环境技术[M].北京:人民邮电出版社, 1999.

[2]李良福,杨俐敏.计算机网络防雷技术[M].北京:气象出版社, 1999..

[3]建筑物防雷设计规范(GB50057-94 2000版)

[4]电子计算机机房设计规范(GB50174-93)

作者简介:

篇5：通信机房的综合防雷技术应用研究

关键词：通信机房,防雷技术

目前, 雷击对于生产生活的影响极大, 对于通信机房而言, 只有认真仔细的落实防雷技术, 对于雷击及过电压因素进行仔细的研究, 执行防雷的有关规定, 根据实际情况不断完善防雷技术, 并且对于已经应用的防雷技术进行定期检查和维护, 才能够保障防雷技术平稳运行, 将雷电的损害降到最低。

1 雷电侵入通信设备的途径

从目前对通信设备遭遇雷击损坏的研究中我们不难发现, 通信电源、微波通信设备等容易遭到雷电算坏, 具体侵入途径主要包括以下几个方面:雷电通过击打户外输配电线路产生的雷电波顺着电力线侵入机房的电源设别, 造成通信电源开关、保险等的损害。微波天线铁塔被雷电击中后, 雷电波通过天馈线侵入到通信设备, 对微波收发信机造成直接的损坏。

通信架空光缆或者是电缆线路上受到雷电直击, 产生的瞬间过电压通过光缆或者是电缆金属外皮等侵入机房, 对金属机盘和音频或者是数字配架线造成损害, 并且容易使用户电路板受到影响。避雷针受到雷电侵袭, 导致雷电流通过避雷针引下线侵入到接地网, 导致电位升高, 一旦电阻阻值过分增大, 就会造成微电子设备的损坏。当电力线路的瓷瓶绝缘被击穿之后, 容易造成电力线对光缆通信线路放电的情况产生, 最后导致强电侵入机房, 造成对通信设备或者是人员的伤害。[1]

2 通信机房防雷存在的隐患

(1) 低压配电屏三相电源避雷器的引入线和接地线过长。三相电源避雷器的引入线和接地线过长对于防雷起不到应有的作用。在具体实际的安装过程中, 由于部分原因造成三相火线的引入长度超过标准长度, 或者防雷器地线到地线排的长度过长。在发生雷击过程中, 引入线或者是地线的长度超过一定的范围, 就会导致电位抬高到数万伏。这种情况的发生, 就会使三相电源防雷器泄流放电的能力下降或者是丧失, 起不到实际作用。在雷击过程中, 电力线引入感应雷, 并且顺着市电引入电缆进入到稳压器、低压配电屏, 影响低压配电屏侧防雷工作的正常运行, 并对下一层设备产生影响, 最终导致通信机房的各种设备都不同程度的受到损害。[2]

(2) 光电缆侧的金属护层和加强芯接地处理不好。在通信机房的日常工作中, 经常会遇到扩容光电缆的工程, 在此过程中容易造成光电缆金属保护层、加强芯在成端或者是接续侧接地不良的状况产生, 影响通信机房各种设备的正常工作, 提高了机房内设备雷击现象的产生。

(3) 通信机房内的地线排没有建设为独立、可靠的接地。由于受到建设场地等条件的影响, 许多通信机房都会出现机房内的接地系统和大楼接地或是与其他防雷设备公用接地系统的现象。将通信机房的地排线与其他地方的地排线结合容易造成隐患的产生。首先若是以建筑物地基主筋作为地线接出点, 如果连接处产生接触不良的状况或者是电阻增大的情况, 就会使通信机房成为建筑物防雷系统的泄流点, 增加了通信设备遭雷电侵袭的影响。其次若与移动基站公用接地系统, 移动设备的耐雷能力要高于传统的通信机房设备, 一旦发生雷击, 通信机房就会变成移动通信设备的总地线设备, 对通信机房的防雷技术产生影响。

3 通信机房防雷技术措施

(1) 直击雷防护措施。在通信机房的楼顶处要安装一定范围的避雷带。在材料选择上要格外重视, 通常都会选用热镀锌圆钢, 并且支架的高度要达到150㎜, 其中的间距也要不小于2m。采用镀锌扁钢制作的引下线沿建筑物靠四个角对称分布, 在每一条引下线处都要装有设断接卡, 能够对接地电阻进行测试。建设过程中的焊接处都要用沥青避免腐化。基站直击雷的防护主要是对通信天线进行直接的防护, 天线到铁塔中心或塔杆的距离应在2.5m范围之外。铁塔建在通信机房楼顶时, 要将接闪设备融入到建筑物直击雷的防护系统中, 并且塔脚与避雷带要在两个方向都进行焊接连通。[3]

(2) 对地网进行改造。地网改造即进行人工辅助地网建设。人工辅助地网要与楼房最少保持一米的距离, 挖地0.5m以下, 同时每间隔5m以上都要设置一组铜包钢锤直接地棒, 并与热镀锌扁钢焊接起来, 组合成闭合网。同样在焊接处要用沥青进行防腐准备。同时在塔基的四周做人工接地网, 将人工接地网、自然接地网、塔基的人工接地网合理有效的连接在一起, 形成联合地网。

(3) 等电位连接措施。在通信设备机房内要进行总接地汇流排的设置。通常都是运用镀锌铜排, 采用共网不共线的连接方式, 直接雷击防护引下线要与机房设备接地引入线分别走不同的线路。铺设的防静电地板应在地板支架处均匀铺设室内地面接地铜箔并与总接地汇流排连通。机房内在设备机架前后安装一组铜排, 并且各种接地要采用横截面积大于16平方毫米多股铜线与均压环连接。同时, 设备机房内的电源避雷器和信号避雷器的接地线, 要运用相对应相适合的多股铜线就近与均压环或者是总汇流排连接。

参考文献

[1]杨胜海, 周容, 周恩黔.通信机房防雷技术处理[J].贵州气象, 2010, 11 (6) :43-44

[2]孙刚.通信站综合防雷措施的应用[J].湖州师范学院学报, 2011, 10 (1) :27-28

篇6：机房综合防雷的总体设计与应用论文

1 广播发射机自身的雷电防护系统

现目前, 中波发射使用的大多数都是固态发射机, 功率输出管是场效应管, 一旦天线被雷电击中, 塔基的放电球发生放电现象, 瞬间天线阻抗短路, 这时瞬时电流和电压会远远超出正常范围, 破坏功放模块。因此, 必须选择合适的防雷方式, 进行防雷工作。一般进行网络设计的时候, 通过选择合适的网络形式和元件值, 严格控制其阻抗值和电抗性质, 这样能够有效地保护功放模块。在塔基发生短路时, 为了确保发射机出口保持短路状态, 应该在天线网络内部加入相移网络, 从而实现防雷效果。防雷技术的应用, 能够有效的避免雷电对于广播发射机房的破坏, 这样不仅可以保证广播发射机在恶劣的雷电天气下能够正常的工作, 还能为工作人员提供一个安全的工作环境, 避免出现人身安全事故。

2 发射天线防雷措施

2.1 降低接地网的接地电阻

在广播发射机中所使用的天线地网, 能够将回路提供给广播射频信号, 保证雷电可以具有比较畅通的入地点。在地网基本结构中, 中心是天线底部, 以夹角为3度, 共铺设一百二十根铜线, 均匀铺设成放射状。通过铜带焊接铜线始端, 与塔基处的防雷放电球的下地端连接, 同时还要设置专门避雷接地地井, 联接地网和放电球地端, 从而形成更有效的入地通路。同时, 在天馈的网络调配室, 设置高频地井, 将高频地线接入其中, 并将其与调配室屏蔽层、馈线地线、防雷地井和天线地网等焊牢。这样不仅可以降低高频损耗, 还能够衰减杂波, 为发射机稳定输出提供有效地保障。

2.2 天线底部的绝缘子的有效防护

在出现雷雨天气的时候, 广播发射机的绝缘子非常容易受到潮湿因素的影响, 使得绝缘程度大幅度降低, 增大了爬电电压, 同时还增加了放电球的实际打火次数, 容易降低机械设备的功能, 因此应该设置绝缘子的加帽措施, 应该沿着绝缘子的顶端上设置安装圆锥形护罩, 其底边应该与绝缘子的陶瓷顶线保持在一个平面, 其面积应该比绝缘子的平面面积略大一些, 这样才能保证绝缘子的干燥和清洁。

2.3 天线调谐单元防护措施

为了有效地降低雷电危害冲击, 保证广播发射机的运行安全, 在调配网络上主要会采取以下三种措施防雷。

1) 石墨放电球。

不仅要在天线的底部安装半圆形的金属放电球, 将石墨放电球设置在天馈调配室内部的天线输入端, 还应该在接地引线上套上磁环。并按照塔底的电压对电球的间隙进行调整, 基本上应该是每千伏一毫米。同时, 保证石墨放电球其中一端能够良好的接入地下, 接地端串套磁环, 从而提高广播发射机的工作射频短路的阻抗, 能够起到较好的保护作用。一旦雷电击中天线, 放电球发生放电, 接地引线能够将电流量导入地下, 磁环发生反向的电动势, 发挥出阻尼放电的作用, 保证发射机不会发生短路的情况。

2) 微亨级的电感线圈。

在雷电中, 包含着丰富的直流和低频成分, 为了避免这部分的能量破坏设备, 可以在天调网络的输出端, 并联一个微亨级电感线圈, 该线圈能够形成良好的静电下地通路。它的作用不仅能改变天线的特性阻抗, 使天线和网络工作在最佳状态, 同时它还肩负着防雷的任务。因为它和天线是一个并联关系, 接入后一是对天线阻抗的实部和虚部阻抗进行了彻底的改变, 二是给雷电提供了通道, 因为这个电感量很小对雷电的交直流相当于短路。

3) 隔直电容器。

将一个容量较大、耐压高的电容器串入天调网络的输出端, 不仅不会妨碍高频的输出通路, 还可以改变天线的虚部阻抗, 又能够较好的阻止雷电的直流和低频成分进入发射机。微亨级的电感线圈和隔直电容器共同构成天线的底负荷。

3 供电系统雷电防护设施

在广播发射机房中, 雷电不仅容易破坏天调系统和发射机, 其他的用电设备也容易受到雷电的影响破坏, 造成停播事故。所以, 对于一些低压设备, 应该加强雷电防护设施。在电源进线系统的低压配电盘方面, 应该安装真空放电设备, 也就是压敏电阻的避雷器, 这样能够有效地保护电源架空线, 避免雷击影响。同时, 还应该在设备端设置TVS, 这种设备具有加号的浪涌吸收的能力和快速响应时间。TVS平时处于不工作状态, 一旦出现瞬时过压, TVS能够在最快的时间内将尖峰电压控制到安全电压, 并且利用自身的旁路泄掉部分有害能量, 能够起到良好的保护作用。部分设备利用稳压交流电工作, 例如控制器、解码器和卫星接收机, 这时候可以采用具备防浪涌功能的供电设备UPS, 从而解决参数自动复位以及断电重启时间长的缺点。

4 接收天线雷电防护策略

针对接收天线, 需要在竖杆上安装避雷针, 必须保证避雷针高度能够满足保护天线设施的基本要求。另外, 建筑物高度对避雷针的保护范围有着很大程度的影响, 在高度二十米以下的情况下, 将会有效地保护四十五度的覆盖范围。高度逐渐的增加, 就会减小角度, 缩小保护范围。超过天线顶端的避雷针长度必须不小于最大天线尺寸, 其最小水平间距应该不小于三米。用防雷接地系统连接竖杆和避雷针。尽量使用镀镍新材料的圆钢作为避雷针的制作材料, 将尖端部分镀银, 发挥良好的导电作用。这样能够将雷电导入地下, 从而保证接收天线的正常运行。由于接受天线自身的特点, 以及其工作位置的特殊, 非常容易受到雷电破坏。因此, 在接收天线位置选择合理的防雷技术, 安装防雷设施, 能够有效地将雷电导入地下, 从而起到有效地防雷效果, 降低了雷电的危害, 保证了设备的安全运行。

5 机房建筑体雷电防护措施

对于机房建筑来说, 应该利用避雷针来进行防护, 安装避雷带来保护机房突出部分, 在墙体的内部应该设置金属网接地, 在发生雷击的时候, 能够有效地保护人以及设备, 保证人身安全。对于大部分避雷针来说, 基本上只能在局部的直接雷击中起到较好的防护作用, 对于感应雷击起不到较好的防护作用, 所以在机房内部的接地方式应该选择共地形式, 也就是将雷电保护接地、机房建筑水管接地、电气保护接地和信号接地相连接。这样对于防护直接雷击来说, 能够有效地提高经济效益, 还能满足接地防雷效果, 增强雷电流泄放。同时, 对于防护感应雷方面, 能够最大限度的降低地电位差破坏。另外, 广播发射机房内部的仪器设备等应该远离避雷网的雷电导地金属体, 防止静电破坏。

6 结论

综上所述, 在社会生活中, 广播发射机有着重要的作用, 能够提供人们需要的公共信息、文化产品服务。因此, 为了保证广播发射机的正常运行, 避免雷击造成破坏, 影响人们的正常生活。因此, 必须综合运用上述多重防雷技术, 来进行广播发射机房的雷电防护, 保证发射机能够正常运行, 同时对于工作人员的生命安全也能提供有效地安全保证。这样才能保证广播发射机能够更好地为人们提供可靠的服务。

参考文献

[1]罗小青, 陈艳, 张娜娜.基于S3C44B0X的嵌入式广播发射机控制器设计[J].南昌航空大学学报 (自然科学版) , 2010 (2) .

[2]王荃, 孙进伟, 贾福音, 姜小环, 董孟娟.35k V变电所输电线路的防雷技术探讨[J].煤矿机械, 2008 (6) .

[3]赵翠玉, 黄金林.电子设备防雷技术中合理接地的几个问题[J].江苏技术师范学院学报, 2005 (6) .

[4]李姜宏, 黄树燕, 林铂岷.移动通信基站防雷设计与接地技术[J].气象研究与应用, 2009 (3) .

篇7：电子信息机房综合防雷技术

关键词：机房,电子信息,直击雷

引言

随着经济的迅速发展,人们已经步入了信息技术的时代,对一些信息数据的处理与保存要求比较高,而处理这些数据的服务器、数据库和保存数据的存储系统一般都设在电子信息机房中。一旦电子信息机房遭受雷击,导致系统故障或设备损坏,造成的损失将是无可估量的。因此,对电子信息机房进行防雷保护显得尤为重要,应该引起各行业的高度重视。

1 雷电对电子信息机房的危害

雷电对电子信息机房的入侵方式主要包括直击雷、感应雷。直击雷指的是当雷电直接击在机房及其设备上时,产生的巨大能量能够对机房设备和人员造成伤害。感应雷可分为静电感应雷和电磁感应雷,静电感应雷指的是由于带电积云接近地面,在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的;电磁感应雷指的是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。无论是静电感应或者电磁感应,均会产生过电压大电流,入侵的方式主要有2种:过电压通过室外电力线路或通信线路传至机房内,对电子设备造成损坏;天面金属物接闪时强大的雷电流通过引下线和接地体泄入大地,在附近有连接机房电子设备的接地体上产生高压地电位,对机房设备进行反击放电。

必须引起注意的是,雷电对电子信息机房的危害具有随机性,防范难度很大,通过安装防雷设施和采取防护措施对机房进行保护,并非就一定能避免遭受雷击,只能将雷电灾害降低到最低限度,大大降低电子信息系统设备遭受雷击的风险。

2 机房的选址

根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012中第5.3.2条第3点要求:电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物低层中心部位,其设备应配置在LPZ1区之后的后续防雷区内,并与相应的雷电防护区屏蔽体及结构柱留有一定的安全距离。电子信息机房应选择在建筑物的低层中心部位,不应设置在顶层上,因为楼顶层在建筑物遭受雷击时会有较强的雷电电磁脉冲干扰等造成机房设备的损坏;设备应配置在LPZ1区之后的后续防雷区内,并与相应的雷电防护区屏蔽体及结构柱留有一定的安全距离,这样可以保护设备不受直接雷击,同时在雷电流经过结构柱瞬间产生的强电磁场不会对设备造成干扰和损坏。因此,电子信息机房的位置一般选择在低层中心部位,可以考虑设置在大楼的2、3层。

3 机房直击雷防护

建筑物为了防止遭受直接雷击,应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010要求设防直击雷的外部防雷装置。具体是在建筑物天面装设接闪网、接闪带、接闪针等防雷设施,同时利用建筑物的钢筋混泥土屋顶、梁、柱的钢筋作为引下线,利用建筑物基础内钢筋网作为接地体。

由于电子信息机房所在的大楼一般都按规范要求在天面安装了接闪带、接闪网、接闪针等防雷设施,这些防雷设施在接闪瞬间雷电流通过引下线和接地体泄入大地,由此可知整栋大楼已经形成一个良好防直击雷系统,而电子信息机房又位于大楼内部,受大楼防雷系统保护,直击雷直接击中机房的可能性非常小,故一般不考虑直击雷对机房的影响。因此,电子信息机房的防雷保护重点是防止感应雷的入侵。

4 机房感应雷防护

4.1 等电位连接

机房内的电子信息设备应作等电位连接,并在静电板下围绕机房敷设一圈闭合的环形接地线,作为均压环设施。所有电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属线、槽、屏蔽线缆金属外层均应以最短距离与均压环连接。同时要求均压环与机房的柱主筋进行连接。

4.2 屏蔽

电子信息机房所在的建筑物本身的柱主筋、圈梁中的钢筋与天面的防雷设施连接构成格栅型大空间屏蔽,该建筑物屏蔽可以保护机房不受直接雷击,同时对建筑以外产生的雷击电磁脉冲起到很好的屏蔽作用,大大衰减了雷击电磁场强度。

当该建筑物屏蔽不能满足机房内电子信息系统的电磁环境要求时,应增加机房屏蔽,即在机房内围绕四周建立一个金属屏蔽网,屏蔽网可采用金属网格或金属板,机房的门应采用无窗密闭铁门或采取屏蔽措施的有窗铁门,机房的窗应采用金属网格屏蔽。

机房内部的重要设备,应该采取设备屏蔽措施,将设备放置在机柜内,机柜外壳应做接地处理。

连接电子信息设备的线路应采用屏蔽电缆,非屏蔽电缆应敷设在金属管道内。电缆在进出机房时应做等电位连接并接地。

4.3 安装浪涌保护器

电子信息系统应采用三级浪涌保护器进行雷电防护。在线路的总配电箱等LPZ0区与LPZ1区交界处,应设置Ⅰ类试验的浪涌保护器;在建筑物大楼所在的分配电箱应设置Ⅱ类试验的浪涌保护器;在供给机房用电的配电箱应设置II类试验的浪涌保护器。

4.4 接地装置

电子信息机房经过等电位连接和屏蔽处理后,应与建筑物柱主筋连接,从而与建筑物的自然接地体相连。当自然接地体的接地电阻不满足要求时,应增加人工接地体,即在自然接地体外围增设1圈或2圈环形接地装置。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成。水平接地体可采用热镀锌钢材,要求高的机房可采用铜材,水平接地体宜跟地网在同一平面上。垂直接地体采用角钢或接地模块,长度宜为1.5~2.5m,每隔5m敷设1根。接地体的上端距地面不应小于0.7m,水平接地体与垂直接地体应可靠焊接,并经过防腐处理。环形接地装置与自然接地体之间以及环形接地装置之间应每隔3~5m相互焊接联通。

5 结束语