为了保护建筑物、供电系统和电子信息设备不遭受雷击破坏,根据国家规范对防雷系统的要求,结合我公司多年的防雷设计与施工经验,对一般建筑物和建筑物内机房采取的防雷措施为:在计算机机房所在建筑物供电系统上安装三级电源防雷器进行感应雷防护并良好接地,要求接地电阻小于 4 欧。

防雷系统建设前言

雷电是自然界最为壮观的大气现象之一。其强大的电流、炙热的高温、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射等物理效应能够在瞬间产生巨大的破坏作用,常常导致人员伤亡,击毁建筑物、供配电系统、通信设备,造成计算机信息系统中断,引起森林火灾,仓库、煤油厂、油田等燃烧甚至爆炸,威胁人们的生命和财产安全。

重庆的雷电灾害具有发生频率高、范围广、危害严重、社会影响大等特点,其主要原因:一方面由于气候背景的特殊性、丘陵地带的地形抬升、下垫面水汽充分、空气中细微的带电粒子丰富造成重庆地区雷电放电频率高,强度大;另一方面由于重庆作为西部地区经济的重要增长点和长江上游地区的经济中心、城乡统筹发展的直辖市,经济社会快速发展,高层建筑、易燃易爆场所、电子设备不断增加,使需要雷电防护的对象不断增加。

雷电的产生

雷电(闪电)是大气中发生的剧烈放电现象,通常在雷雨云(积雨云)情况下出现。其中云地闪电对人类活动和生命安全有较大威胁,放电时会产生大量的热量,使周围空气急剧膨胀,形成隆隆雷声。由于雷电释放的能量巨大,再加上强烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射,常常造成人畜伤亡、建筑物损毁,引发火灾或爆炸事故,给国民经济和人民生命财产带来巨大的损失。在 20 世纪末联合国组织的国际减灾十年活动中,雷电灾害列为最严重的十大自然灾害之一。

雷电的主要特点

  1. 放电时间短,一般约 50~100 微秒;
  2. 冲击电流大,其电流可高达几万到几十万安培;
  3. 冲击电压高,强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达万伏;
  4. 释放热能大,瞬间能使局部空气温度升高至数千度以上;
  5. 产生冲击力大,空气的压强可高达几十个大气压;

因此,雷电极具破坏力。

雷电的分类

略,见附件:

机房防雷工程设计方案,机房三级防雷工程建设

防雷设计依据及标准

  • 《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994
  • 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
  • 《计算机电磁脉冲安全防护规范》GA 267-2000
  • 《计算机信息系统防雷保安器》GA173-1998
  • 《过电流保护》GB16895.5-2000
  • 《电子设备雷击保护导则》GB7450-87
  • 《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分:常规测量》GB/T17949.1-2000
  • 《电子计算机场地通用规范》(GB/T 2887-2000)
  • 《电子计算机机房设计规范》(GB 50174-93)
  • 《国际电工委员会标准《雷击电磁脉冲的防护》IEC61312-1995

综合防雷设计方案

由于雷电具有高电压、大电流和瞬时性特点,强大的闪电产生静电场、电磁场和电磁辐射,以及雷电波入侵、地电位反击等,统称雷击电磁脉冲 LEMP,严重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作,在一定范围内造成许多微电子设备损坏。IEC 指出:“雷电,高科技的天敌”。因为防雷击电磁脉冲 LEMP 是(富兰克林避雷针等)防直击雷系统无法保证的。雷击释放出数百兆焦耳能量,这一能量与敏感的电子设备可承受的毫焦耳量级差别悬殊,需要有一种合理的工程保护方式:既要防护直接雷击,又要防护雷击电磁脉冲 LEMP,这就是综合防雷工程。

综合防雷系统图
综合防雷系统图

防雷设计原则

  1. 避雷器件在线路中应不影响被保护设备的正常工作。
  2. 重点考虑先进性、安全性、实用性。
  3. 考虑机房的整体性、美观性。
  4. 设计、施工的可操作性。
  5. 遵从“综合治理、整体防御、多重保护、层层设防”原则

防雷设计措施

根据现代防雷理论的要求和有关规定,阐述了从不同途径侵入的雷电冲击波和感应电磁波,国家气象局资料记录,无屏蔽架空导线的感应过电压可达 10-20KV,既使在相距 3Km 远处发生对地雷击,在一般的通讯线上也可能产生高于 1KV 的感应过电压。根据我公司“综合治理、整体防御、多重保护、层层设防” 的原则,对感应雷、传导雷、开关操作过电压进行相应防御。

目前,计算机等电子设备受到雷电感应高压损坏主要途径有二种,一是辐射性的感应雷击是强雷电磁场通过辐射或感应造成设备损坏。二是由供电线路、信号线路和控制线路等由各种线路传导进来的感应雷电高压脉冲损坏电子设备的。大量事实证明,由电源部分耦合进入弱电系统造成的雷害占所有雷害事故的 70%以上,因此,对电源系统防雷是整个工程中必不可少的重要环节。

因此,对一般建筑物综合防雷系统采取的防雷措施为:

  1. 在计算机机房所在建筑物供电系统上安装三级电源防雷器进行感应雷防护并良好接地,要求接地电阻小于 4 欧
  2. 机房内电子信息设备等电位联接:等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差,穿过各雷电防护区交界的金属部件和系统,以及在一个雷电防护区内部的金属部件和系统,都应做等电位连接;
  3. 良好接地。地网是防雷工程的基础,良好的接地和正确的接地方式,能够充分发挥防雷设施的作用,是提高防雷性能的重要措施,是保证人身及设备安全的基础。根据国家规定,计算机房的设备应采用以下四种接地:
    1. 交流工作接地
    2. 安全保护接地
    3. 直流工作接地
    4. 防雷接地,按国标 GB50057-94 规定执行

(一)计算机机房所在建筑物供电系统上安装三级电源防雷器进行感应雷防护

  1. 第一级电源防雷器:在大楼的中心机房楼层配电箱处采用香港西鹏三相电源泄流型防雷产品,型号为 XPFL-60S 共计 1 台
  2. 第二级电源防雷器:在中心机房房间配电箱处采用香港西鹏三相电源泄流型防雷产品,型号为 XPFL-40S 共计 1 台
  3. 第三级电源防雷器:在中心机房房间 UPS 处采用香港西鹏单相电源泄流型防雷产品,型号为 XPFL-20D 共计 1 台
  4. 在机柜设备取电处安装 XPFL-PDU,数量根据机柜设备而定。

(二)等电位连接

等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差,穿过各防雷区交界的金属部件和系统,以及在一个防雷区内部的金属部件和系统,都应在防雷区交界处做等电位连接。在微机室内把交换机、Modem 池、路由器、服务器、金属框架等设备及外壳用导线与专用地网做等电位连接。

    采用 30*3 铜排做为机房等电位均压环,机房内各电子信息设备采用 6mm²多股铜芯线与等电位端子板良好连接,等电位连接端子板、浪涌保护器接地线、接地装置良好连接组成等电位连接带。

(三)接地装置(地网)

接地主干线采用¢50mm²多股铜芯线,避雷器电源线采用¢6mm²多股铜芯线,要求接地电阻小于 4 欧,彻底泄放感应雷。

防雷具体产品介绍,见附件

工程量清单、预算,仅供参考

机房防雷工程设计方案,机房三级防雷工程建设
目 录
  1. 防雷系统建设前言
  2. 防雷设计依据及标准
  3. 综合防雷设计方案
  4. 工程量清单、预算,仅供参考

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