通讯大楼计算机机房防雷设计方案

通讯大楼计算机机房防雷设计方案内容摘要：

地。 100 余米高的大楼它的引下线电感为 155mH 左右（ ），IEC1312 定义电感大于 ，则发生测闪雷击，也就是说， 10180。 350mS直击雷引下线只能引下 50%的电流，余下的 电流将通过电力线屏蔽槽、水管、暖气管、金属门窗等与地面有连接的金属物质联合引雷，但也只引下少部分雷电流，余下总电流的 25％在大楼流窜至 UPS 输入输出负载的电源线、局域网线等，击穿小型机局域网端，最终由逻辑地线处下泄入地。 对设备而言，部分雷电流将由 UPS 输入电源线对交流地线进行 L－ PE、 N－ PE 泄放， UPS 输出 L－ PE′ （逻辑地〕、 N－ PE′泄放，小型机 L－ PE′ N PE′ 泄放，局域网线对逻辑地线等进行泄放。 最终结果，将击穿 UPS 输出对地线和输入对地线端、小型机电源对逻辑地线、网口对逻辑地线。 为此，必须对 UPS 输入输出火线零线对交流地和直流逻辑地进行保护，必须对小型机、服务器及其它重要终端进行等电位保护，对网口进行保护，只有堵死一切雷电导入的端口，才能有效的保护设备免受雷电的侵害。 1． 3 错相位雷害 美国空军电磁兼容手册中，描述雷电发生时用肉眼可识别闪电为一组雷击，每次不少于 26 个雷，它有大小和发生先后的区别，如果一个高能量雷打在一条火线上，而另一个低能量雷打在另一条火线上，线线之间就会产生一个电压差，侵入设备。 这种侵害设备的现象，称错相位雷击，又称雷电的二次破坏，对三相 UPS 而言，它的输入和输出端，应安装线 与线之间的保护，才能更全面更立体的保护电子设备。 小结：堵死雷电由电力线入侵电子设备，应该从远点雷击、近点雷击和错相位雷击三种雷击现象入手，实施全方位的保护，才能在发生雷击时，有效的保护设备。 2）雷电作用下，建筑物内感应雷害 雷电击在建筑物避雷针上，由避雷针通过引下线，将雷电流泄放大地，引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场，建筑物内的电源线、网络线等相对切割磁力线，产生感应高压并沿线路传输击毁设备。 以天津某银行机房为例，假设大楼避雷针引下线或大楼主钢筋距主机房 10 米，假设机房为 7180。 7m2。 di=75KA dt=10mS 则感应高压 U＝ 2180。 10－ 7180。 7180。 Ln ＝ 52500V 由此可知由雷电产生的感应电压无孔不入，它可以危及机房内所有的用电器，在上海一座邮电智能大厦一次雷击， 4 台服务器遭受雷击，80 多条广域网络线端口及 4 台网络交换机的 RJ45 端口全部损坏；广东省 1996 年计算机系统遭受雷击损失五亿元人民币。 感应雷的能量虽小，但电压较高。 所以，对感应雷害的防护，应该是全面的防护，但防护的级别可以低一些。 3）、雷电作用下的网络雷害 、广域网络 一般讲，广域网络通常不遭受直击雷的破坏， 1mm2 的 铜线遭受 10KA的雷电袭击，它自身就断了。 所以，广域网的雷害主要是感应雷害，击穿方式为线对线和线对机壳（地），在 GA1731998《计算机信息系统防雷保安器》标准中，广域网保护的最大雷电流为 5KA，连接广域网一般有以下几类，一类是 DDN 租用专线，一类是 ISD 专线，一类是帧中继以及微波通讯方式。 对于专线的接收端口，它的耐压应为5 倍工作电压，即 Vdc25V，传输速率小于等于 2M，插入保安器，使之在雷电作用下，短路保护 5KA 电流，而端口残压小于 25V；而对于话线备份来说，它的工作电压为 48V 加 93 V 振铃电压 共计 175V，插入保安器，保安器的启动电压 185V，残留电压小于 Vdc330V，因为调制解调器的耐压为 Vdc330V。 保护模式为线对地和线对线，广域网遭受雷击的概率较大，一般在 28％左右。 局域网 在局域网的传输电缆中，常常采用 UTP 电缆， UTP 电缆的 4 对线中两对线（ 12， 36 线对）一对线接收一线发送，采用 RJ45 接口方式。 既然局域网电缆采用 RJ45 型是一收一发，那么，就应按两对线进行雷电保护。 我们做过一次试验，在一条连接服务器的网线旁边，约距网线 米处，采用雷击发生器对网线 米处一条金 属线发射雷电流。 由小到大，发射电流为 10KA，周边磁场污染 了网线，瞬间服务器端口、芯片被击穿，这时，示波器记忆感应高压为 100V。 在机房的综合布线中，施工人员为了布线工程的美观漂亮，把很多网线放在墙壁内，没有考虑对 UTP 电缆的屏蔽处理，一旦大楼某些钢筋泄放雷击电流都将引起感应高压，从而击毁设备。 另外，对于网络系统，由于雷电引起的电磁脉冲，在机房内产生 3Gs的变化电磁场，必然引起网卡端口芯片的烧毁。 综合布线 从防雷角度上考虑，布线一定要明确表示： 电源线不要与网络线同槽架设，数据插座与电源插座保持一定距离； 广域网线缆不要与局域网线缆 同槽架设； 网线与墙壁布置时，有条件应远距离安装； 屏蔽槽有厚度要求，并要求两点接地； 4）雷电作用下的二次效应 雷电高压反击雷 雷电袭击建筑物避雷针，由引下线将雷电流引入大地，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和，必然引起局部地电位升高，交流配电地和直流逻辑地将这种高电位引入机房， UPS输出、输入端被击穿，小型机及其他网络设备连接断口被击穿。 这种反击电压少则数千伏，多则数万伏，直接烧坏用电器的绝缘部分。 在通过具体分析了雷害入侵计算机信息系统的各种途径后，我 们得出的结论是：防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。 为此我们的设计指导思想的主旨是，本着 “ 经济、实用、高标准严要求、高起点、高可靠性 ” 的原则，在遵照执行国家有关标准，国家有关行业标准的基础上，还参考和引入 IEC 国际电工委员会的有关防雷技术标准要求，以期达到更好的防护效果。 设计依据标准 Ⅰ ． GB2887－ 89《计算机场地安全要求》 Ⅱ ． GB50174－ 93《电子计算机机房设计规范》 Ⅲ ． GB50057－ 94《建筑物防雷设计规范》 Ⅳ ． GB50054－ 95《低压配电设计规范》 Ⅴ ． GA173－ 1998《计算机信息系统防雷保安器》 Ⅵ ． GB3482－ 3483－ 83《电子设备雷击试验》 Ⅶ ． GB11032－ 89《交流无间隙避雷器》 Ⅷ ．邮电部《通讯产品入网检定认证细则》 Ⅸ ． IEC1024－ 1∶1990 《建筑防雷》 Ⅹ ． IE1312－ 1∶1995 《雷电电磁脉冲的防护通则》 Ⅺ ． ∶1990 《电信交换设备耐过电压和过电流能力》 Ⅻ ． ∶1998 《用户终端耐过电压和过电流能力》 机房雷电防护设计的理论依据 在我们方案设计 工作中除了遵照执行相关的国家标准要求外，我们还参考和引入 IEC/TC－ 81 有关标准的核心内容做为我们设计的指导思想和理论依据。 IEC/TC－ 81 是在国际电工委员会防雷技术精华的基础上，制订的各项防雷技术标准、规范，对我们的实际工作具有指导意义。 如：在 IEC－ 1024《建筑物防雷》和 IEC－ 1312《雷电电磁脉冲的防护通则》标准中，重点提出了防雷分区和等电位连接的概念。 根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区域，并在不同的防雷区域的界面上进行等电位连接，能直接连接的金属物就直接相连，不能直接连接的如：电力线 路和通信线路等，则必须依据不同的防雷区域的科学划分，采用不同防护等级的防雷设备器件，对后续被保护设备进行有效的保护且必须实施等电位连接。 实践证明，这种分区分级等电位均压连接，并以防雷设备来确保被保护设备的防护措施是最好的解决问题，实现有效防护的方法。 关于防雷区划分的问题，在 IEC－ 1312 标准中有详细的论述： “ 防雷区是指闪电电磁环境需要限定和控制的区域。 各区以在其交界处的电磁环境有无明显的改变作为划分不同防雷区的特征，具体到我们拟进行的计算机信息系统的防雷保护中，就是要根据计算机信息系统所在的建筑物按需要 保护的空间划分不同的防雷区域，以确定各防雷区空间的雷电电磁脉冲（ LEMP）的强度，来确定不同防雷区所应采取的具体防护措施和防护手段。 在计算机信息系统所在的建筑物一般是这样划分防雷区的： （一） LPZ0A 区：本区内的各类物体都可能遭到直接雷击，因此各物体都可能导走全部电流，本区内的电磁场没有衰减。 （二） LPZ0B 区：本区内的各类物体很少遭到直接雷击，但本区内电磁场没有衰减。 （三） LPZ1：本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，流经各类导体的电流比 LPZ0B 区进一步减小。 由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电 磁场得到了初步的衰减。 （四） LPZ2：为。