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防雷方案

機房防雷方案

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018/7/2     瀏覽次數:    

一、概述

雷電是自然界一種常見的放電現象。自然界每年都有幾百萬次閃電,每年雷擊造成的人員傷亡和財產損失,僅次于水災而大于其它任何災害。

雷電災害所涉及的范圍幾乎遍布各行各業。尤以大規模集成電路為核心組件的測量、監控、保護、通信、計算機網絡等先進電子設備廣泛運用的電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫療以及其它現代生活的各個領域,以大型CMOS集成元件組成的這些電子設備普遍存在著對暫態過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點,暫態過電壓很可能造成電子設備產生誤操作,從而造成更大的經濟損失和社會影響。

雷電過電壓的入侵途徑分為:

1)直擊雷

雷電直接擊在露天的攝像機上造成設備損壞。

2)雷電波侵入

CCTV的電源線、信號傳輸或進入監控室的金屬管線遭到雷擊或被雷電感應時,雷電波沿這些金屬導線侵入設備,造成電位差使設備損壞。

3)感應雷

當雷擊避雷針時,在引下線周圍會產生很強的瞬變電磁場。處在電磁場中的監控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢。這現象叫電磁感應。當有帶電的雷云出現時,在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會感應出與雷云相反的電荷。這種感應電荷在低壓架空線路上可達100kv,信號線路上可40-60kv。這種現象叫靜電感應。電磁感應和靜電感應稱為感應雷,又叫二次雷。它對設備的損害沒有直擊雷來的猛然,但它要比直擊雷發生的機率大得多。

4)開關操作過電壓

大型電感性和電容負載的開關,甚至供電網中接地故障或短路均可產生高壓峰值,它在傳播中還會通過電容、電磁耦合侵入信號線路上,使設備受損。

所以防雷是一個很復雜的問題,不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響,必須針對雷害入侵途徑,對各類可能產生雷擊的因素進行排除,采用綜合防治——均壓、屏蔽、分流、接地、保護(包括安裝先進的防雷產品、過電壓保護器、浪涌保護器),才能將雷害減少到較低限度。

二、防雷設計方案

(1)、設計依據

GB50057-94/2000《建筑物防雷設計規范》

GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》

(2)、直擊雷防護設計

根據GB50057-94/2000《建筑物防雷設計規范》規定,當建筑物地處湖邊及空曠之地時,必須進行直擊雷防護,防護措施可采取安裝避雷針或避雷帶,將雷電安全(特別是大電流的雷電)泄放到大地,避免雷電傷害建筑物或設備。

根據實際情況,大樓已經安裝了避雷帶作為直擊雷防護措施,因此本方案不考慮直擊雷防護。

(3)、中心機房電源部分防雷設計

根據GB50057-94/2000《建筑物防雷設計規范》和GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》要求,建筑物室內機房電源防雷分為四級,防雷方式見下:

3.1 辦公大樓總配電電源防雷(I級防雷)

在辦公大樓總低壓配電柜的各電源回路處并聯安裝一套上海雷迅ASafe-25/3+NPE三相五線電壓開關型電源防雷器,電壓開關型電源防雷器在整個防雷系統中所起的根本作用是,當發生強度很大的雷擊時,使產生于供電線路上的感應雷電流,在進入總配電柜之前就迅速地泄放入地,因此開關型電源防雷器是高可靠性、大通流量和長壽命,可承受雷雨季節多次高強度、高能量浪涌過電壓的沖擊,而穩定可靠的發揮迅速大通流量泄流的作用。

3.2 機房配電電源防雷(II級防雷)

在機房配電電源進線端并聯安裝一套上海雷迅AM1-80/3+NPE三相五線限壓型電源防雷器,由于電壓開關型電源防雷器在泄放供電線路上高能量的雷電流時,在防雷器兩端所呈現的殘壓仍然很高,仍可能大大超過被保護設備所能承受的較高耐壓值,因此限壓型電源防雷器通過再次泄流而降低線路上的殘壓,進一步降低真正到達設備供電端口的浪涌電壓值,使之小于設備耐壓值,從而在發生雷擊時,使設備遭受損壞的可能性大大減小。

3.3 UPS電源防雷(III級防雷)

UPS電源會為機房內的一些重要設備進行供電保障,所以也需對UPS電源進行感應雷防護,在UPS電源進線處加裝一套上海雷迅AM2-40/1+NPE單相限壓型電源防雷器,進一步降低真正到達設備供電端口的浪涌電壓值,使之小于設備耐壓值,從而在發生雷擊時,使設備遭受損壞的可能性大大減小。

3.4 重要電子設備電源防雷(IV級防雷)

對于一些特別重要或特別敏感的電子設備,具備第四級的保護是必要的,可在用電設備電源進線端使用一個電源防浪涌保護器,以達到完全消除微小瞬態的瞬態過電壓的目的。

(4)、中心機房信號部分防雷設計

4. 1  光纖光纜防雷

因光頻率與雷電頻率相距較大,所以光纖一般無需專門防雷,但為了防止光纖金屬層引雷到機房而使設備損壞,必須將光纖金屬層的兩端做接地處理,且接地電阻必須小于4歐姆以下。

4. 2  網絡數據線防雷

為了避免雷電經網絡數據線纜進入機房,損壞服務器設備,對服務器端口兩端進行防護,安裝上海雷迅RJ45-E100/4S以太網防雷器,將感應電壓減小到交換機可以承受的范圍,起到保護服務器端口的作用,保證網絡的正常運行。

(5)、監控系統防雷設計

5.1  監控器電源防雷

為了避免雷電流侵入監控器的電源線纜,而導致解碼器損壞,在各監控器的220V電源進線端各串聯安裝一套上海雷迅AM3-05D-220模塊化交流控制電源防雷器,可以將雷電流限制在攝像頭解碼器可以承受的水平,達到有效的防護效果。

5.2 網絡攝像機電源、網絡二合一防雷

為了避免雷電流侵入攝像機的電源和網絡線路,而導致攝像頭和攝像機電源的損壞,在各攝像機前端各串聯安裝一套上海雷迅SV-2/220 EP電源、網絡二合一防雷器,可以將雷電流限制在攝像頭可以承受的水平,達到有效的防護效果。

(6)、等電位連接

所謂等電位連接,就是使用連接導線或過電壓保護器將防雷裝置和建筑物的金屬裝置、外來導線、電氣裝置等連接起來,以實現均壓等電位,消除感應過電壓的產生。

機房內部應做成等電位網格,有條件的網格越密效果越好。一般使用規格為3*30的銅帶,沿機房做成等電位網格。機房內的電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管(槽)、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地和安全保護接地及浪涌保護器接地端均應以較短的距離與防雷接地引下線相連做成良好的等電位連接。

(7)、接地系統

根據GB50057-94/2000《建筑物防雷設計規范》要求及為了達到實際防雷的效果,機房設備的防雷接地電阻必須小于4歐姆以下,重要場所防雷接地電阻應小于1歐姆,當設備有更高要求時,或臨近有強電磁場干擾。

地網設計方案如下:

1、接地網的安裝位置選擇在地壤電阻率很小,適合地網的安裝的地方,容易達到接地電阻值不大于4歐姆。

2、我公司選用熱鍍鋅角鋼的接地方式,垂直接地體采用50×50×5 mm的鍍鋅角鋼,水平接地體采用40X4的鍍鋅扁鋼。

3、地網開挖深度約0.7-1.2米,垂直接地體的間距為3-5米,垂直接地樁與水平接地極的連接處均四面焊接,所有的焊點均用瀝青做防腐處理。

4、由地網引出一根BVR50mm2多股銅芯電纜至室內等電位排,作為機房的防雷接地引下線,方便防雷器和各設備就近的接地。

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