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电子信息机房防雷接地方案案例
计算机机房是电子信息设备的集中场所,是网络传输枢纽和数据处理中心,对于如今信息化世界其作用越来越重要。近年来,因雷电灾害而损坏的计算机系统及设备大幅上升。雷电灾害不仅造成设备永久性损坏,重要的是计算机系统中断和瘫痪会造成不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。越来越多的单位开始重视计算机机房和计算机网络的雷电防护工作,为此做好这项工作尤为重要。下面笔者对某机房防雷设计工程方案进行具体论述。 2 计算机机房雷电感应防护工程方案 本方案制定的是考虑机房所在大楼实际环境因素和用户实际需要而作出一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案,从而达到整个计算机房设备系统安全地运行。 2.1 设计依据 ①《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(2000年版) ②《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004) ③《雷电电磁脉冲的防护》(IEC61312) ④《建筑物防雷装置检测技术规范》(GB/T21431-2008) ⑤《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93〉 ⑥符合其他相关标准规范. 2.2 目的和作用 完善开平市某企业计算机机房雷电感应防护设施,以保障计算机机房内人身及有关电子设备等的运行安全,以符合国家现行有关规范和标准的规定。 2.3 设计原则 安全可靠、技术先进、经济合理、适合要求、全面加强防护。 2.4 雷电防护概述 为了对机房的通信系统、网络系统、电源系统以及控制系统等弱电电子设备采取有效实用的防雷保护措施,保障机房系统正常安全运行,减小雷电感应对电子信息设备的影响,首先应明确机房雷电防护的危害原理及危害途径。按甲方要求计算机机机房按建筑物电子信息系统的雷电防护等级划分为A级。凡是影响电子信息系统的雷电侵入通道和途径,都必须预先考虑到,采取相应的防护措施,将雷电高电压、大电流堵截消除在电子信息设备之外,不允许雷电电磁脉冲进入设备,即使漏过来的很小一部分,也要采取有效措施将其疏导入大地,这样才能达到对雷电的有效防护。建筑物电子信息系统遭受雷电的影响是多方面的,既有直接雷击,又有从电源线路、信号线路等侵入的雷电电磁脉冲,还有在建筑物附近落雷形成的电磁场感应,以及接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击。在进行防雷设计时,不但要考虑防直接雷击,还要防雷电电磁脉冲、雷电电磁感应和地电位反击等,因此,必须进行综合防护,才能达到预期的防雷效果。 2.5 现场勘察 防雷现场勘察是十分重要和必要的,因为我们将根据防护对象的重要性、遭雷击的可能性以及可能导致的后果,在详细勘察现场的基础上为用户量身订制设计、施工方案,力求将雷电可能造成的损害降到最低点。通过勘察现场我们主要掌握:(1)现有直击雷防护状况;(2)通讯和网络系统状况;(3)接地等电位连接状况;(4)电源系统(电源主配电、UPS电源备分等)状况;(5)综合布线方面情况。只有通过了解现况,按照规范规定,根据不同的特性给予相应而全面的防护和完善。 经现场堪察,该机房位于大楼的第三层,楼高五层,大楼安装有符合规范的防直击雷措施(根据防雷所有效期内的检测报告),机房面积为16m²,机房内没有任何的防雷及接地措施,大楼电井预留有接地端子一个(测得其接地电阻为1.2Ω)机房角位的柱均属大楼中间柱位。进入机房的线路有:电话线,网络线,电源线。机房内各电话线、网络线、电源线拉设比较杂乱,没有套金属线槽屏蔽。机房设有防静电地板。 2.6 雷电感应防护措施 在两个防雷区界面的各种传输线路端口分别安装在与之适配的浪涌保护器(SPD),其中电源SPD不仅具有抑制雷电过电压的功能,同时还具有防止操作过电压的作用。 计算机机房电源系统采取三级精细保护措施。在二楼总配电房处并联安装一套通流量为40KA的三相电源浪涌过压保护器作第一级保护。在机房配电箱处并联一套通流量为20KA的单相电源浪涌过压保护器作第二级保护。在UPS前端、服务器、光端机设备前端各串联安装一套插座式通流量为10KA电源浪涌过压保护器作第三级保护,以上详见图1。 \ 机房通信网络线采用光纤传输引入,因光纤传输不具备引雷条件,导绝了网络引入前端部分不存在感应雷电波入侵,所以光纤前端不用加装浪涌保护器保护。根据实际情况,考虑到机房内局域网引至各办公室的计算机终端网络部分受雷击机率比较小,若在网络部分串接网络浪涌保护器,因插入损耗可能会对网络的传输造成一定的衰减,要测试相关匹配问题,且根据实际经济稳许情况,现时暂不考虑在网络部分加装相应的网络浪涌保护器。 在电话线路引入的集线箱端处安装一级电话浪涌保护器保护。 SPD接地线应就近入地,连接导线应平直,其长度不宜超过0.5米。主地线采用16mm2多股铜缆线,其他接地线要求采用不小于6 mm2多股铜缆线。 2.7 等电位措施 电子信息系统的机房应设等电位连接网络:电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、防静电地板龙骨、信息设备防静电接地、安全保护地、浪涌过压保护器接地端子等均应以最短的距离与等电位连接网络连接。 等电位连接网络采用M型结构形式,其灵活简单、接线方便、安全可靠,适用于小型机房。机房内的等电位连接带采用30*3扁铜,将机房室内的各机柜、机架、光端箱、光端机、服务器、铝合金窗、静电地板金属架龙骨等金属设备就近接至等电位网络的接地汇流排上。各设备接地PE线用不小于6mm2多股铜缆线。详见图2 2.8 接地 根据建筑物电子信息系统的特点,将外部防雷装置和内部防雷装置协调统一布置,从整体上全面规划。接地装置应优先利用建筑物的基础钢筋接地网,当接地电阻达不到要求时应增加人工接地网。防雷设计应体现科学性的原则。根据现场,大楼一楼电井预留有接地端子(测得电阻为1.2Ω),本设计利用该预留接地端子的地网作接地体,并结合采用建筑物的基础钢筋接地网,目的是达到均压、等电位以减少各种接地设备间、不同系统之间的电位差。从机房靠窗两侧的大楼中间柱位各引出一条建筑物柱筋接地线,凿开柱内主筋,接到接地汇流排线上(接之前应先测试其接地状况和电阻值,确保其连接电阻达到要求)。接地装置连接应可靠,连接处不应松动、脱焊、接触不良。接地线的敷设应平直、整齐。焊接要求:铜质接地装置应采用焊接或熔接,钢质和铜质接地装置之间连接应采用熔接或采用搪锡后螺栓连接,连接部位应做防腐处理。大楼一楼预留接地端子用ф12镀锌圆钢引至机房接地汇流排处和二楼总配电房处。供机房汇流排接地和二楼的总配电房电涌保护器和电柜接地。 2.9 屏蔽措施 电子信息系统机房的屏蔽主要由机房(场地)屏蔽和线缆屏蔽两部分组成。机房网络线采用光纤传输引入,因光纤传输不引雷,符合屏蔽要求。但机房内的局域网络线均没有作屏蔽引设(即没有套金属线槽引设),存有一定的不足。机房内也引入各电话线,其布线比较杂乱,也存在一定的不足。因此,对机房各线路加装金属线槽对电话、网络线路进行屏蔽保护,金属线槽两端进行等电位接地。 机房(场地)屏蔽主要有建筑物钢筋网作自然的屏蔽,结合防静电地板、天花吊铝合金板、金属门铝,组成了简单的“法拉第笼”(屏蔽笼)效果。另外,设备本身的外壳通过作良好接地后,也组成也最后一道屏蔽防护网。这些均能保障了电子设备在干净的电磁环境中工作运行。 2.10 其他说明 建筑物电子信息系统防雷施工,应按相关规范的规定和已批准的设计施工文件进行。建筑物电子信息系统防雷工程中采用的器材,应符合国家现行有关标准的规定,并应有合格证件。电工、焊工和电气调试人员,必须持证上岗。工程过程中的各项记录均应完整,并应附有竣工图。 3 结束语 防雷是一个系统工程,它包括防止直接雷击、防止和抑制雷电电磁脉冲(LEMP)干扰的各种传输形式造成的危害等环节。采取的统一防护措施概括为:安装浪涌过压保护器(SPD)、等电位连接、屏蔽(隔离)、合理布线、接地等技术。这些措施联合使用,互相配合,各行其责、缺一不可。由于技术的不断前进,信息系统防雷工程技术及其应用的各种产品还将不断向前发展。我们必须站在时代的新高度来认识和重视防雷技术,提高人类对雷灾防御的综合能力。
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