機房及監(jiān)控系統(tǒng)防雷工程方案

1、機房及監(jiān)控系統(tǒng)防雷工程方案深圳市瀚方科技發(fā)展有限公司 二00八年七月一、 分析概述目前各種建筑大樓大多數(shù)仍采用避雷針（帶）保護建筑物的安全，經(jīng)多年使用避雷針（帶）防止直擊雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常經(jīng)濟的措施。但是，隨著現(xiàn)代電子技術的不斷發(fā)展，精密電子設備被廣泛應用在各行業(yè)的計算機、通信網(wǎng)絡的運行系統(tǒng)中。這些高精度的微電子計算機設備內置大量的CMOS半導體集成模塊，導致過壓、過流保護能力極其脆弱。（美國通用研究公司提供磁場脈沖超過0.07高斯，就可引起計算失效；磁場脈沖超過2.4高斯就可以引起集成電路永久性損壞。）無法保證在特定的空間遭受雷擊時仍能安全運行。本方案制定的目的是考慮大樓

2、實際環(huán)境因素和用戶實際需要而作出一套比較完整而易于操作的防雷設計及安裝技術的防雷方案，從而達到整個計算機房設備系統(tǒng)安全地運行。其中包含：建筑物和計算機房的安全要求；避雷裝置的技術要求；等電位連接的必要性。經(jīng)多年的實際的雷災事例發(fā)現(xiàn)，設備遭受雷擊損壞一般是由如下途徑：一、直擊雷經(jīng)過接閃器（如避雷針（帶）而直放入地，導致地網(wǎng)地電位上升，高電壓由設備接地線引入電子設備造成地電位反擊。二、雷電流沿引下線入地時，在引下線周圍產(chǎn)生磁場，引下線周圍的各種金屬管（線）上經(jīng)感應而產(chǎn)生過電壓。三、進出大樓或機房的電源線和通信線等在大樓外受直擊雷或感應雷而加載的雷電壓及過電流沿線竄入，入侵電子設備。因此，應對以上三

3、種途徑對整個入侵的雷電壓及過電流進行防護。A 、 大樓通過建筑物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網(wǎng)連接，中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接，對進入建筑物的各種金屬管線實施均壓等電位連接，具有特殊要求的各種不同地線進行等電位處理。這樣就形成一個法拉第籠式接地系統(tǒng)。它是消除地電位反擊有效的措施。應符合下列要求：1、安裝的避雷針或避雷線（網(wǎng)）應使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器保護范圍內。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應大于5m*5m或6m*4m。2、所有避雷針應采用避雷帶互相連接。3、建筑物應裝設均壓環(huán)。4、防直擊雷的接地裝置應圍繞建筑物敷設成環(huán)型接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應大

4、于10。B、 機房內通信電纜以及地線的布放和連接，通過模擬不同的布線、屏蔽和接地方式時，空間電磁場對通信線路的電磁感應影響情況試驗，對計算機通信網(wǎng)絡系統(tǒng)在建筑物樓內的布線和接地方式有如下要求：通信電纜以及地線的布放應盡量集中在建筑物的中部。通信電纜線槽以及地線線槽的布放應盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁并沿建筑物立柱或橫梁布線較長的距離，通信電纜線槽以及地線線槽的設計應盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠的位置。 C、根據(jù)IEC（國際電工委員會）雷電保護區(qū)的劃分要求，建筑物大樓外部是直接雷的區(qū)域，在這個區(qū)域內的設備最容易遭受損害，危險性最高，是暴露區(qū)，為0區(qū);建筑物內部及計算機房所處的位置為非暴露區(qū)

5、,可將其分為1區(qū)、2區(qū)，越往內部，危險程度越低，雷電過電壓對內部電子設備的損害主要是沿線路引入(如圖1)。保護區(qū)的界面通過外部的防雷系統(tǒng)、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構成的屏蔽層而形成。電氣通道以及金屬管則通過這些界面，穿過各級雷電保護區(qū)的金屬構件必須在每一穿過點做等電位連接。 進入建筑物大樓的電源線和通訊線應在LPZ0與LPZ1、LPZ1與LPZ2區(qū)交界處，以及終端設備的前端根據(jù)IEC1312雷電電磁脈沖防護標準，安裝上OBO之不同類別的電源類SPD，以及通訊網(wǎng)絡類SPD(如圖2)。(SPD瞬態(tài)過電壓保護器)，SPD是用以防護電子設備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導電涌過電壓的有效手段。選

6、用和使用SPD注意事項： 應在不同使用范圍內選用不同性能的SPD。在選用電源SPD時要考慮供電系統(tǒng)的形式、額定電壓等因素。LPZ0與LPZ1區(qū)交界處的SPD必須是經(jīng)過10/350us波形沖擊試驗達標的產(chǎn)品。對于信號SPD在選型時應考慮SPD與電子設備的相容性。 SPD保護必須是多級的，例如對大樓電子設備電源部分雷電保護而言，至少應采取泄流型SPD與限壓型SPD前后兩級進行保護。為各級SPD之間做到有效配合，當兩級SPD之間電源線或通訊線距離未達規(guī)定要求時，應在兩級SPD之間采用適當退耦措施。 信號SPD應滿足信號傳輸速率、工作電平、網(wǎng)絡類型的需要，同時接口應與被保護設備兼容。信號SPD由于串接

7、在線路中，在選用時應選用插入損耗較小的SPD。 在選用SPD時，應讓供應商提供相關SPD技術參數(shù)資料。正確的安裝才能達到預期的效果。SPD的安裝應嚴格依據(jù)廠方提供的安裝要求進行安裝。 衛(wèi)星接收機高頻電纜在進入機房前其金屬屏蔽外皮應接地。 D、等電位連接的要求：實行等電位連接的主體應為：設備所在建筑物的主要金屬構件和進入建筑物的金屬管道；供電線路含外露可導電部分；防雷裝置；由電子設備構成的信息系統(tǒng)。 實行等電位連接的連接體為金屬連接導體，如圖3。和無法直接連接時而做瞬態(tài)等電位連接的電涌保護器(SPD)。大樓的計算機房六面應敷設金屬屏蔽網(wǎng)，屏蔽網(wǎng)應與機房內環(huán)形接地母線均勻多點相連。通過星型(S型結

8、構或網(wǎng)形M型)結構(見圖4)把設備直接地以最短的距離連到鄰近的等電位連接帶上。小型機房選S型，在大型機房選M型結構。機房內的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜盡量采用屏蔽電纜。架空電力線由終端桿引下后應更換為屏蔽電纜，進入大樓前應水平直埋50m以上，埋地深度應大于0.6m，屏蔽層兩端接地，非屏蔽電纜應穿鍍鋅鐵管并水平直埋50m以上，鐵管兩端接地。二、設計依據(jù)21依據(jù)國際電工委員會IEC標準、德國VDE標準和中國GB標準與部委頒發(fā)的設計規(guī)范的要求，該建筑物和大樓內之機房等設備都必須有完整完善之防護措施，保證該系統(tǒng)能正常運作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，空調設備、電腦網(wǎng)絡、微波通信設備等裝置

9、應有防護裝置保護。22 GB50057-94建筑物防雷設計規(guī)范23 GB50174-93計算機房防雷設計規(guī)范2 4 GB2887-89 計算站場地技術文件2 5 GB9361-88 計算站場地安全要求26 JGJ/T16-92 民用建筑電氣執(zhí)行規(guī)范2 7 GA173-1998 計算機信息系統(tǒng)防雷保安器28 IEC1312雷電電磁脈沖的防護2 9 IEC 61643 SPD電源防雷器2 10 IEC 61644 SPD 通訊網(wǎng)絡防雷器211 VDE0675過電壓保護器三、 設計方案 根據(jù)“分析概述”及“設計依據(jù)”對防雷系統(tǒng)的要求，結合具體實際情況設計本方案。1電源防雷雷擊電磁脈沖防護按B類要求設

10、計，供電系統(tǒng)從配電箱以后采取23級電涌保護器（SPD）進行保護，有效地將雷電過電壓降低到設備能夠承受的水平。電源避雷器的配置如下：在機房配電箱的輸入端配置OBOV25-B+C/3+NPE電源避雷器1套，作為電源一、二級防雷保護。在UPS電源配電箱UPS電源市電輸入回路安裝OBO V20-C/3+NPE(三相電源)或V20-C/1+NPE(單相電源)三級交流電源電涌保護器（防雷插座）：交換機、服務器、路由器、消防、樓宇自動化、閉路監(jiān)控、停車場、音控室、音響設備間的重要設備端。各弱電智能化系統(tǒng)設備接口的數(shù)據(jù)/信號連接電纜通常較長，一般超過10米。為和消除連接電纜上感應過電壓對這些接口造成危害，對比

11、較重要的接口進行合適的雷電防護是非常有必要的。2網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)在ADSL進線端安裝OBO RJ45-Tele/4-F防雷器，從交換機出口端到設備終端或跨越樓層或距離很長，（跨越防雷分區(qū)）比較容易感應出雷電流造成設備的損壞，因此要在交換機的出口端做防雷保護，安裝OBO RJ45S-E100/4-F防雷器。3電話系統(tǒng)電話交換機在進線端口和出線端口做防雷保護。安裝OBO LSA-B-MAG（10對線）防雷器或安裝OBO RJ45-Tele/4-F防雷器（進線較少的情況選用此型號）4安防系統(tǒng) 在視頻信號線上安裝OBO KoaxB-E2/MF-F防雷器 在控制信號線上安裝OBO FLD24防雷器 在電

12、源線上安裝OBO VF12DC防雷器5報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)采用總線制控制方式，在控制主機的控制總線上安裝OBO FLD24防雷器6停車場收費系統(tǒng)停車場 7有線電視系統(tǒng) 在放大器進戶端安裝OBO DS-BNC m/w防雷器8門禁系統(tǒng)所需的防雷器型號及報價電源系統(tǒng)序號型號單價說明1V25-B+C/3+NPE2650.00安裝在分配電箱，電源一、二級保護2V20-C/3+NPE1250.00安裝在UPS前端，UPS保護3CNS 3-D-PRC470.00安裝在設備前端，電源三級保護網(wǎng)絡系統(tǒng)序號型號單價說明1RJ45S-E100/4-F750.00安裝在交換機端口，保護網(wǎng)絡交換機2OBO RJ45-Tel

13、e/4-F650.00安裝在ADSL進線端視頻監(jiān)控系統(tǒng)序號型號單價說明1KoaxB-E2/MF-F750.00視頻信號防雷保護2FLD12450.00控制信號防雷保護3VF24DC500.00攝象機電源保護4VF230500.00攝象機電源保護四、維護與保修每年雷雨季節(jié)前應對接地系統(tǒng)進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。接地網(wǎng)的接地電阻應每年進行一次測量。每年雷雨季節(jié)前應對運行中的OBO防雷器利用OBO元件老化測試儀進行一次檢測，雷雨季節(jié)中要加強外觀巡視，發(fā)現(xiàn)OBO防雷模塊顯示窗口出現(xiàn)紅色及時處理。設備遭受雷擊后應對損壞情況進行調查分析，調查分析內容主要包括：各種電氣絕緣部分有無擊穿閃絡的痕跡，有無燒焦氣味，設備元件損壞部位。OBO防雷器損壞情況，利用OBO元件老化測試儀，測試元件老化或損壞情況。安裝OBO峰值電流記錄卡，記錄測量數(shù)據(jù)，寄回OBO培訓中心，量度峰值電流數(shù)據(jù)加以記錄存檔。了解雷害事故地點附近的情況，