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文檔簡介

1、目 錄第一章 概述2第二章 機房概況4項目背景4需求分析4第三章 設計指導思想和相關技術標準5設計原則5設計指導思想6設計依據標準9機房雷電防護設計的理論依據10第四章 機房雷電防護總體方案121電源系統的防雷與過電壓保護122、重要終端設備的防雷與過電壓保護133、通訊、網絡系統的防雷與過電壓保護134、接地系統13第五章 系統防雷方案的優勢分析161產品的優勢162最先進的系統防雷技術理念163全面的系統電磁脈沖防護設計與用戶需求的適配17第六章 銷售服務體系181售前的技術服務172售中的技術服務183售后的技術服務18第七章 公司簡介19德國菲尼克斯簡介19恒電公司簡介20防雷工程方案

2、附件1防雷設備報價單2防雷系統原理圖和防雷保護拓撲圖3TRABTECH系列防雷產品技術參數表4天津市人民政府文件5恒電公司系統防雷部已完成的部分防雷工程列表6菲尼克斯防雷產品保險第一章 概 述當今人類科學技術的發展已進入了高度信息化的發展階段,但是仍然在受到能源、環境和安全這三個因素的困擾,特別是環境和安全,我們中國的古訓深切的告知我們“福莫大于平安”,安全是維持人們正常生活、工作的基本條件,造成不安全的因素很多,但不外乎天災和人禍兩大類。在不考慮人為因素的情況下,自古至今我們人類始終以積極探索的精神對自然災害進行著頑強的抵抗,尤其是對雷電的防護。表61 : 那么究竟雷電引發的自然災害,對我們

3、人類生活和工作的環境的影響程度有多大呢?我們引用歐洲著名的保險機構德國慕尼黑TELA保險公司1994年所做的歐洲各國用戶由于各種自然災害造成的損失統計表做一直觀的表述。表62:那么我們繼續以TELA公司1994年的那次著名調查的資料形象的表明由雷害引發事故損失已呈上升的趨勢。二年是全球的“國際減輕自然災害的十年”,由聯合國國際十年減災委員會公布的對人類造成最嚴重危害的十大自然災害中,雷暴由于其對人類生命、財產的巨大侵害,被列在了顯著的地位。雷害(包括過電壓)在以下幾方面給我們造成的損失和危害:一、人身造成極大威脅在建筑物內的設備操作人員遭受直接雷擊的可能情況,雷擊發生后引發的問題其影響對人身安

4、全威脅很大。雷電泄放大地,由于地電阻較大,不能馬上泄放,從而引起地電位升高,由于機房直流邏輯地線和交流配電保護地線不在一點入地,將兩個電位值引入機房,這時如果一個操作人員的一只手摸在UPS輸出負載外殼上(如小型機),而另一只手(或身體)摸在交流配電地線上(如空調),兩個電位值將通過操作人員的身體短路,造成操作人員傷亡。美國1996年為此而死亡198人,廣東省1997年在報導雷擊死亡的170人中,有相當一部分人是為此而傷亡的。所以防雷保護設備的確很重要,但是保護人身安全更重要。二、可能發生火災問題:由于雷電流引發的感應電流數值非常大,流過建筑物內的各類導線由于內阻值存在而產生大量的熱量。引起導線

5、周圍可燃物體的燃燒,進而引發火災。造成財產的大量損失。三、設備損壞:這是基于近些年來伴隨著高新技術的發展,尤其是電子技術的飛速發展,各種先進的測量、保護監控、電信和計算機等電子產品正日益廣泛的應用于各行各業中,特別是計算機技術與通訊技術的發展相互結合,從兩種獨立的技術單元逐漸成為推動一個新的技術發展時代相互有機結合的產物計算機通信技術,電子器件的集成化和超大規模集成化及新的網絡通信技術的發展都為信息時代的主導技術支撐產品計算機通信技術的發展起到了極大的推動和促進作用,但另一方面,這些微電子儀器設備普遍存在著絕緣強度低,過電壓耐受能力差等致命弱點,一旦遭受雷擊過壓的沖擊,輕則造成這些電子系統的運

6、行中斷,設備永久性損壞,重的是這些系統所承負的那些須實時運行的后續工作的中斷癱瘓所造成的不可估量的直接與間接的巨大經濟損失和影響,對于金融、證券、醫療、保險、航空、航天、國防等國家重要關鍵部門,尤其是這樣,而且這樣的雷擊侵害的程度已經越來越嚴重。為此,我們認為對雷電電磁脈沖(LEMP)的防護,不但是必要的,而且是必須實施的。通過實際工作過程的了解,我們以敬佩的心情看到了貴處的領導和工程師們以高度的責任心和敬業精神,為計算機信息系統防范雷害、保障系統安全運行工作方面所做出的大量艱苦、細致的工作。同時我們感謝各位領導所給予我們的指導和展示我們自己實力的機會,為此我們將竭誠的根據貴機房擬防護現場的實

7、際基礎環境情況,及擬進行保護的機房設備情況的要求,本著“經濟、實用、高標準、高起點、高可靠性”的原則,為貴機房做出一設計方案,供領導工作參考之用,請領導審閱、指正。第二章 機房概況項目背景需求分析依據現代防雷技術,我們將防雷保護分為如下幾方面:1、 電源系統: UPS電源的保護。電源的保護建議采用UPS電源輸入端加兩級防雷保護,包括第一級自點火間隙防雷保護和一級半導體防雷保護,其中分別為相零、零-地、相相之間的雷擊保護。2、 通訊系統:由于其技術參數、接口形式不同,我們會采用相應的菲尼克斯防雷器件對其進行保護。3、 重要終端設備的防雷保護:對于終端設備,建議采用半導體防雷保護,其中分別為相-地

8、、零-地、相零之間的雷擊保護。4、 均壓等電位的連接在做設備防雷保護的同時,在防雷區域內全方位的等電位連接,并且將設備的外殼與等電位相連接。此外,菲尼克斯防雷器件已由中國人民保險公司南京分公司承保產品責任險,可依法對客戶承擔相應的賠償責任。第三章 設計指導思想和相關技術標準設計原則由于機房雷電防護系統對所保護系統的業務正常運行具有非常重要的作用,因此,防雷保護系統應具備先進性、可靠性、易維護、易升級等方面的突出特性。防雷工程設計及設備的選擇應遵從以下的原則:1一切為客戶著想原則無論是多大或多小的系統防護工程,都應以一切為用戶著想的原則做事,以用戶需求作為準繩, 本著務實, 不追求豪華的思想,

9、但又具擴展性, 通過相互間誠懇的交流, 協助用戶, 使其需求最終達到盡善盡美。2可靠性原則設計系統防雷保護工程應最先考慮的問題就是可靠性。在工程的設計中不一定要求最先進,但一定要用最成熟可靠的產品和技術,有些新技術確實在某些方面有優勢,但還需用更多的時間去考驗,在網絡系統的防雷保護中盡選擇被廣泛應用和證實的可靠產品和技術。一個中大型計算機系統每天處理數據量一般都較大,系統每個時刻都要采集大量的數據,并進行處理,因此,任一時刻的系統故障都有可能給用戶帶來不可估量的損失,這就要求系統具有高度的可靠性。提高系統可靠性的方法很多,一般的做法如下: 選用備份回路,出現故障時能夠迅速恢復并有適當的應急措施

10、; 采用熱插拔功能,故障處理無須停機; 采用聲光報警功能;3先進性原則 采用當今國內、國際上最先進和成熟的技術,使新建立的系統能夠最大限度地適應今后技術發展變化和業務發展變化的需要,從目前國內發展來看,系統總體設計的先進性原則主要體現在以下幾個方面: 采用的系統結構應當是先進的、開放的體系結構; 采用的技術應當是先進的,可擴充的,能滿足今后日益擴充的需要; 4實用性原則 本著一切從用戶實際角度出發,配置防雷保護系統不是給用戶花錢,而是在保護用戶的投資,保證網絡系統的正確運行;實用性就是能夠最大限度地滿足實際工作要,從實際應用的角度來看,這個性能更加重要。5開放性,可擴充、可維護性原則 防雷保護

11、技術是不斷發展變化的,為了保證用戶的投資,所選產品必須符合國際標準及流行的工業標準。這樣才能對網絡的未來發展提供保證。6經濟性原則 整個防雷保護的建設要堅持實用為主,根據投資的強度選擇有實用價值,在滿足系統需求的前提下,應盡可能選用性能價格最好,可靠性高,可維護性好的產品,選用性能價格比高的設備,盡快投入使用,并使整個系統能安全可靠地運行,以便節省投資,以最低成本來完成計算機網絡系統防雷保護的建設。 設計指導思想系統防雷保護的應用涉及很多行業,在這里我們重點描述的是“計算機信息系統”的雷電防護設計原則。系統雷電防護設計是一項系統工程,那么從系統論的角度上講,系統結構愈合理,系統的各個部分(要素

12、)之間的有機結合就越合理,相互之間的作用就愈協調,從而才能使整個系統在總體上達到最佳的運行狀態。具體到系統防雷保護設計工作中,我們認為防雷設計工作主要的目的是將第一個工作單元系統的防雷設計工作與第二個工作單元計算機信息系統根據客觀實際條件有機的結合在一起。通過第一工作單元要素,與第二工作單元相應的要素合理配置,同時還應保障不能造成對第二個工作單元有任何的影響,使之溶為一體,從而發揮出系統防護工作最佳效果。具體地說,防護工作的第一步就是首先應確認雷害侵入計算機系統的各種途徑,(即了解客戶的實際需求),在這個基礎上,依據系統防雷的科學理論和我們豐富的防雷設計安裝經驗,采取相應的防護措施,進行有針對

13、性的防護,從而達到在雷電入侵時能夠保障系統安全運行的目的。為此,首先對于計算機信息系統的雷電入侵和危害,我們分別從以下幾點進行分析:1)電力線是雷電入侵電子設備的重要渠道:11雷電遠點襲擊電力線:我國電力線輸電方式是由發電廠通過升壓變壓器升壓后,輸電至低壓變壓器,經低壓變壓器的輸出給用戶。由于我國的電壓基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲線,在電力線上形成每秒50次的交變磁場。如遇雷害發生時,在雷電未擊穿大氣時,將呈現出高壓電場形式。根據電學基本原理,磁場與電場之間是相互共存可逆變化的,那么,雷擊高壓電場通過靜電吸收原理,向大地方向運動。假設電力線桿有5米高,那么在相對濕度25時,要擊穿5米空氣

14、,需要15×106V雷擊高壓(3000V/mm)。如果在相對濕度95時(下雨時),擊穿5米空氣需要5×106V雷擊高壓(1000V/mm)。電力線上的交變磁場對雷云的吸引小于大地的靜電吸引。如果,雷云擊穿5米空氣入地,需要很高的電壓,雷電首先擊在電力線上,并從電力線的負載保護地線入地釋放,這樣就擊穿了設備。在高壓線上的表現為擊穿變壓器的絕緣,在變壓器低壓端與負載的連線上遭雷擊,損失的是用電器。由于變壓器低壓輸出端是三條相線,做一條地線,當作零地合一線,變成三相四線制零地合一方式給用電器供電,雷電擊在火線與大地放電,就等于火線與零線放電通過電力線直接擊穿用電器的電子元件。一般

15、電子設備線與外殼的耐壓為每分鐘VAC1500V,火線與零線耐壓為工業級Vdc550650V,這么低的耐壓一旦遭受遠點雷擊,必將擊壞用電器。為此,在選擇防雷器時,首先考慮遠點雷擊。12雷電近點電力線的侵入:所謂雷電近點襲擊電力線,實際上是雷電襲擊用電器所在的建筑物避雷針,從而引起的雷電電磁脈沖的保護問題。雷電打在建筑物避雷裝置上,按照GB5005794建筑物防雷設計規范規定,定義大樓接閃電能力為波形10´350mS三角波,雷擊電流為150KA。避雷針引下線由于線路電感的作用,IEC1312定義最多只能將50的電流引入大地。100余米高的大樓它的引下線電感為155mmmH,則發生測閃雷擊

16、,也就是說,10´350mS直擊雷引下線只能引下50%的電流,余下的電流將通過電力線屏蔽槽、水管、暖氣管、金屬門窗等與地面有連接的金屬物質聯合引雷,但也只引下少部分雷電流,余下總電流的25在大樓流竄至UPS輸入輸出負載的電源線、局域網線等,擊穿小型機局域網端,最終由邏輯地線處下泄入地。對設備而言,部分雷電流將由UPS輸入電源線對交流地線進行LPE、NPE泄放,UPS輸出LPE(邏輯地、NPE泄放,小型機LPE N-PE泄放,局域網線對邏輯地線等進行泄放。最終結果,將擊穿UPS輸出對地線和輸入對地線端、小型機電源對邏輯地線、網口對邏輯地線。為此,必須對UPS輸入輸出火線零線對交流地和直

17、流邏輯地進行保護,必須對小型機、服務器及其它重要終端進行等電位保護,對網口進行保護,只有堵死一切雷電導入的端口,才能有效的保護設備免受雷電的侵害。13錯相位雷害美國空軍電磁兼容手冊中,描述雷電發生時用肉眼可識別閃電為一組雷擊,每次不少于26個雷,它有大小和發生先后的區別,如果一個高能量雷打在一條火線上,而另一個低能量雷打在另一條火線上,線線之間就會產生一個電壓差,侵入設備。這種侵害設備的現象,稱錯相位雷擊,又稱雷電的二次破壞,對三相UPS而言,它的輸入和輸出端,應安裝線與線之間的保護,才能更全面更立體的保護電子設備。小結:堵死雷電由電力線入侵電子設備,應該從遠點雷擊、近點雷擊和錯相位雷擊三種雷

18、擊現象入手,實施全方位的保護,才能在發生雷擊時,有效的保護設備。2)雷電作用下,建筑物內感應雷害雷電擊在建筑物避雷針上,由避雷針通過引下線,將雷電流泄放大地,引下線自上而下產生一個變化旋轉快速運動磁場,建筑物內的電源線、網絡線等相對切割磁力線,產生感應高壓并沿線路傳輸擊毀設備。以天津某銀行機房為例,假設大樓避雷針引下線或大樓主鋼筋距主機房10米,假設機房為7´7m2。di=75KA dt=10mS則感應高壓U2´107´7´Ln 52500V由此可知由雷電產生的感應電壓無孔不入,它可以危及機房內所有的用電器,在上海一座郵電智能大廈一次雷擊,4臺服務器遭受

19、雷擊,80多條廣域網絡線端口及4臺網絡交換機的RJ45端口全部損壞;廣東省1996年計算機系統遭受雷擊損失五億元人民幣。感應雷的能量雖小,但電壓較高。所以,對感應雷害的防護,應該是全面的防護,但防護的級別可以低一些。3)、雷電作用下的網絡雷害3.1、廣域網絡一般講,廣域網絡通常不遭受直擊雷的破壞,1mm2的銅線遭受10KA的雷電襲擊,它自身就斷了。所以,廣域網的雷害主要是感應雷害,擊穿方式為線對線和線對機殼(地),在GA173-1998計算機信息系統防雷保安器標準中,廣域網保護的最大雷電流為5KA,連接廣域網一般有以下幾類,一類是DDN租用專線,一類是ISD專線,一類是幀中繼以及微波通訊方式

20、。對于專線的接收端口,它的耐壓應為5倍工作電壓,即Vdc25V,傳輸速率小于等于2M,插入保安器,使之在雷電作用下,短路保護5KA電流,而端口殘壓小于25V;而對于話線備份來說,它的工作電壓為48V加93V振鈴電壓共計175V,插入保安器,保安器的啟動電壓185V,殘留電壓小于Vdc330V,因為調制解調器的耐壓為Vdc330V。保護模式為線對地和線對線,廣域網遭受雷擊的概率較大,一般在28左右。3.2局域網在局域網的傳輸電纜中,常常采用UTP電纜,UTP電纜的4對線中兩對線(1-2,3-6線對)一對線接收一線發送,采用RJ45接口方式。既然局域網電纜采用RJ45型是一收一發,那么,就應按兩對

21、線進行雷電保護。我們做過一次試驗,在一條連接服務器的網線旁邊,約距網線0.5米處,采用雷擊發生器對網線0.5米處一條金屬線發射雷電流。由小到大,發射電流為10KA,周邊磁場污染了網線,瞬間服務器端口、芯片被擊穿,這時,示波器記憶感應高壓為100V。在機房的綜合布線中,施工人員為了布線工程的美觀漂亮,把很多網線放在墻壁內,沒有考慮對UTP電纜的屏蔽處理,一旦大樓某些鋼筋泄放雷擊電流都將引起感應高壓,從而擊毀設備。另外,對于網絡系統,由于雷電引起的電磁脈沖,在機房內產生3Gs的變化電磁場,必然引起網卡端口芯片的燒毀。3.3綜合布線從防雷角度上考慮,布線一定要明確表示:3.3.1電源線不要與網絡線同

22、槽架設,數據插座與電源插座保持一定距離;3.3.2廣域網線纜不要與局域網線纜同槽架設;3.3.3網線與墻壁布置時,有條件應遠距離安裝;3.3.4屏蔽槽有厚度要求,并要求兩點接地;4)雷電作用下的二次效應-雷電高壓反擊雷雷電襲擊建筑物避雷針,由引下線將雷電流引入大地,由于大地電阻的存在,雷電電荷不能快速全部的與大地負電荷中和,必然引起局部地電位升高,交流配電地和直流邏輯地將這種高電位引入機房,UPS輸出、輸入端被擊穿,小型機及其他網絡設備連接斷口被擊穿。這種反擊電壓少則數千伏,多則數萬伏,直接燒壞用電器的絕緣部分。在通過具體分析了雷害入侵計算機信息系統的各種途徑后,我們得出的結論是:防雷保護設計

23、工作不是簡單的避雷設施的安裝和堆砌,而是一項要求高、難度大的系統工程,涉及多方面的因素。為此我們的設計指導思想的主旨是,本著“經濟、實用、高標準嚴要求、高起點、高可靠性”的原則,在遵照執行國家有關標準,國家有關行業標準的基礎上,還參考和引入IEC國際電工委員會的有關防雷技術標準要求,以期達到更好的防護效果。設計依據標準GB288789計算機場地安全要求GB5017493電子計算機機房設計規范GB5005794建筑物防雷設計規范GB5005495低壓配電設計規范GA1731998計算機信息系統防雷保安器GB3482348383電子設備雷擊試驗GB1103289交流無間隙避雷器郵電部通訊產品入網檢

24、定認證細則IEC102411990建筑防雷IE131211995雷電電磁脈沖的防護通則ITU1990電信交換設備耐過電壓和過電流能力ITU1998用戶終端耐過電壓和過電流能力機房雷電防護設計的理論依據在我們方案設計工作中除了遵照執行相關的國家標準要求外,我們還參考和引入IEC/TC81有關標準的核心內容做為我們設計的指導思想和理論依據。IEC/TC81是在國際電工委員會防雷技術精華的基礎上,制訂的各項防雷技術標準、規范,對我們的實際工作具有指導意義。如:在IEC1024建筑物防雷和IEC1312雷電電磁脈沖的防護通則標準中,重點提出了防雷分區和等電位連接的概念。根據雷擊在不同區域的電磁脈沖強度

25、劃分防雷區域,并在不同的防雷區域的界面上進行等電位連接,能直接連接的金屬物就直接相連,不能直接連接的如:電力線路和通信線路等,則必須依據不同的防雷區域的科學劃分,采用不同防護等級的防雷設備器件,對后續被保護設備進行有效的保護且必須實施等電位連接。實踐證明,這種分區分級等電位均壓連接,并以防雷設備來確保被保護設備的防護措施是最好的解決問題,實現有效防護的方法。關于防雷區劃分的問題,在IEC1312標準中有詳細的論述:“防雷區是指閃電電磁環境需要限定和控制的區域。各區以在其交界處的電磁環境有無明顯的改變作為劃分不同防雷區的特征,具體到我們擬進行的計算機信息系統的防雷保護中,就是要根據計算機信息系統

26、所在的建筑物按需要保護的空間劃分不同的防雷區域,以確定各防雷區空間的雷電電磁脈沖(LEMP)的強度,來確定不同防雷區所應采取的具體防護措施和防護手段。在計算機信息系統所在的建筑物一般是這樣劃分防雷區的:(一) LPZ0A區:本區內的各類物體都可能遭到直接雷擊,因此各物體都可能導走全部電流,本區內的電磁場沒有衰減。(二) LPZ0B區:本區內的各類物體很少遭到直接雷擊,但本區內電磁場沒有衰減。(三) LPZ1:本區內的各類物體不可能遭受直接雷擊,流經各類導體的電流比LPZ0B區進一步減小。由于建筑物的屏蔽措施,本區內的電磁場得到了初步的衰減。(四) LPZ2:為進一步減少所導引的電流或電磁場而引

27、入的后續防雷區,應按照需要保護的計算機信息系統所要求的環境選擇后續防雷區的要求和條件。在明確防雷區劃分的基礎上,結合我們擬進行保護的計算機信息系統來分析,其中心機房是由以下幾部分構成:(1) 電源系統,其中又分UPS電源系統及市電供電系統(2) 計算機網絡系統(3) 通信系統(4) 輔助系統,其中包括空調、照明、消防、門禁等。依據防雷分區的概念,結合機房的具體情況,那么我們工作的主要目的就非常明確了,即:確保各系統,特別是直接影響業務的系統的正常運行,不受雷電所造成的過電流、過電壓的干擾和破壞,保護機房不致被雷電襲擊,首先是要堵塞所有的雷擊入侵渠道,實行分區和等電位連接的原則,并結合機房的實際

28、情況正確按規范實施。根據防雷分區的概念,我們知道,不同防雷區之間的電磁強度不同,因此首先作好屏蔽措施,在一定程度上可以防止雷電電磁脈沖的侵入,在此基礎上,作好穿越防雷區界面上不同線路的防雷保護,是我們系統防雷工作的重點。機房所在建筑物的外部接閃體承擔了大部分的雷電電磁的能量,是防雷系統中重要的一環,并與內部防雷工作有著直接的聯系。在前面我們分析雷害的入侵渠道時已做了明確的闡述,如:“雷電作用下,建筑物內感應雷害”及“雷電作用下的二次效應雷電高壓反擊雷”,基于當時建筑物防雷要求與現在防雷標準的差異,特別是考慮作為國家重要關鍵部門的特定作用,為穩妥起見,我們必須強調對計算機信息系統的直擊雷保護問題

29、。綜上所述,我們可以借用IEC/TC-81的技術定義將系統防雷工作總結為:DBSE技術即分流(Dividing)、均壓(Bonding)、屏蔽(Shielding)、接地(Earthing)四項技術加之有效的防護設備的綜合,如果從設計階段開始體現這種綜合系統的防護設計原則必將起到事半功倍的理想防護效果。從嚴格的意義上講,目前我們擬進行的機房的防雷電保護工作,在實施的過程必須考慮使用環境的特殊情況。譬如,機房所在的建筑物的主樓供電系統、主變配電室是否屬于機房專門使用。雖然大樓的建筑物避雷裝置可確保建筑物本身免遭雷擊損壞和人身安全,但由于大樓的綜合管線,如上下水管、電力供電線等等的綜合聯接問題,市

30、政建設管線與大樓的相互關系,如入戶線的屏蔽問題等原因,加之大樓內其它部門所作的改造、搭接,實難于逐一考證,就整幢建筑物是否為一完善的均壓系統就難以確定。為此,我們將重點保護的范圍集中確定在LPZ0B防雷區計算機信息系統中心機房的范圍內,并且以LPZ0A防雷區與機房范圍的界面為一屏障,在這里將所有可能雷電入侵渠道全部切斷。運用實施DBSE技術,并合理選用防雷設備,來實現我們的目的即對計算機信息系統中心機房實現系統防雷保護。第四章 機房雷電防護總體方案1電源系統的防雷與過電壓保護由于貴處機房電力供給是由大樓的建筑物主配電引入。電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此,對于UPS電源系統的雷電

31、防護,我們采取以下的防雷保護方案:UPS配電回路設計選用原產德國菲尼克斯防雷器件,安裝在防雷配電箱內,(我們嚴格按照計算機信息系統防雷保安器、交流無間隙金屬氧化物避雷器的要求組裝。)采取兩級輸入防雷系統保護。(具體方案詳見原理圖)UPS電源系統的防雷保護從機房目前的情況來分析,供電線路穿越各級防雷區,考慮到機房各種不同用電設備的耐過壓的能力,我們建議采用如下的電源系統防雷方案,以達到最佳的防護效果和最經濟的投入。由于機房UPS不間斷電源設備是用于為機房內計算機信息系統各用電設備提供穩定、可靠和高質量的用電環境唯一的重要設備,并且是由市電供電輸入機房的主要途徑,所以我們將電源系統防護的重點放在了

32、對UPS不間斷電源的保護上。在計算機專用配電柜、UPS電源做兩級輸入防雷保護。具體的防護措施為:參考IEC1312的描述,在LPZ0B區,雖然不會被直接雷擊擊中,但遠端雷電閃擊沿電力線傳來雷電電磁脈沖的強度沒有衰減,本區內的電磁場也沒有減弱。在三級防雷保護中,第一級防護為粗保護,選用PHOENIX CONTACT 的雷擊電流放電器FLT系列產品,對直擊雷進行防護,吸收90%的大能量雷電流,此產品為PHOENIX公司的專利產品,獨有的自點火放電技術;第二級為中級保護,選用浪涌電壓雷電放電器,即半導體放電器,對雷電流進一步吸收;對終端設備的防雷保護為細保護,同樣采用浪涌電壓放電器,將殘余的雷電流基

33、本吸收,通過地線泄入大地。在第一級我們采用德國菲尼克斯公司的相零之間3只FLT 35 CTRL-0.9/I,零地 1只FLT 100 N/PE CTRL-1.5。此器件為低壓電源中的使用而特別設計,它是用于主配電系統的采用了密封和自點火技術的B級防雷及電涌保護器。它通過一個電子點火裝置來控制放電間隙的點火電壓。并且通過了100KA(10/350us)雷擊測試電流的測試,以抵御脈寬10×350mS波形,單相35KA雷電沖擊,殘壓為900伏。模塊化設計使它便于安裝與維護,當器件老化后,本系統設有聲光報警系統,并可將此信息遠程傳送,及時提醒操作人員更換,對這部分器件采用的是可帶電插拔更換結

34、構(熱插拔),無需在維護時切斷電源,方便不能隨意關機用戶使用。 在第二級我們采用德國菲尼克斯公司的VALMS 230 IT過電壓保護器件,進行有效的吸收,同時還將起到吸收線路上的感性負載和容性負載的“通”“斷”引起的浪涌電壓及對相電壓可能的誤輸入線電壓的保護,最終輸入UPS一個潔凈的電源。在本系統中我們除了考慮到相線對零線及地線的保護外,還考慮到遠點雷擊完成火線與零地合一線的三級保護,近點雷擊,完成火線與交流配電地線的保護,由自點火放電型雷擊電源放電器FLT-35 CTRL-0.9/I(三只)與FLT 100 N/PE CTRL-1.5(一只)組成新的間隙放電,和VAL230IT過電壓保護器件

35、組成UPS輸入端二級保護系統。在錯相位雷擊時,由相相之間并聯VAL400半導體過壓保護器,由VAL400半導體過壓保護器進行殘壓吸收,最后送給UPS一個穩定的電壓工作環境。電源系統的全部防雷器件集中安裝在低壓配電系統中,組成兩級輸入防護的防雷系統,用于UPS電源系統的保護。由于VAL400、VAL-230IT等器件屬易損件,當器件老化后,本系統設有聲光報警系統,并可將此信息遠程傳送,及時提醒操作人員更換,對這部分器件采用的是可帶電插拔更換結構(熱插拔),無需在維護時切斷電源,方便不能隨意關機用戶使用。2、終端設備的防雷保護外事辦機房設備包括服務器、交換機、路由器等,為了確保設備萬無一失,而感應

36、雷害又無孔不入,同時因考慮到電網的浪涌可能帶來對設備的沖擊。(天津市外事辦終端設備共計11臺)因此我們還將采用以上的防護機理實施同樣電源終端防雷保護,以確保整個計算機信息系統的核心部分的安全運行。3、通訊系統的防雷與過電壓保護通訊系統防雷包括由戶外引至戶內的通訊線路,主要線路包括網絡通訊線路、專線、微波通信線(天饋線)等;(由于網絡通訊線路、專線線路是由光纖引入可不予考慮),根據貴方提供的機房情況看:三層有一條微波天饋系統存在感應雷隱患,需要做防雷保護,因此我們建議選用菲尼克斯的CF-UB-280DC-SB-SET對其進行保護。機房有一條DDN專線存在感應雷隱患,需要做防雷保護,因此我們建議選

37、用菲尼克斯的D-LAN-A/RJ45-BS對其進行保護。此外,機房還有一套ADSL設備存在感應雷隱患,需要做防雷保護,因此我們建議選用菲尼克斯的D-FM-A/RJ45-BB對其進行保護。4、接地系統防雷器件首先起到的作用是對雷電流的吸收和泄放作用,同時也是一種“等電位連接器”。所有的防雷產品器件的防護原理均是在雷擊發生的瞬間內,迅速啟動響應,保證設備、大地、建筑物及其附屬設備之搭接構成一等電位體,從而避免過電壓的損壞,實現均壓等電位的關鍵就是整個機房的地線系統。所以說接地系統在系統防雷中非常重要的。理想的建筑物避雷系統的接地裝置,包括從接閃器及引下線的理想狀態最好是無任何電阻,一旦雷擊發生,避

38、雷針接閃時,不論雷電流有多大,接地裝置上任何一點對大地的電勢差為零,因此,接地的阻值應盡可能的小。依據國家標準GB5017493電子計算機機房設計規范規定,交流工作接地和安全保護接地,接地電阻均不應大于4W,直流工作接地中,接地電阻應按計算機系統具體要求確定;(GBJ79-85中規定電信站接地電阻要求1W)。據IEC1024標準機房交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置。但是由于某些計算機設備的工作狀態差異不同,接地系統共地很難實現時,我們建議應該采用等電位理論,達到瞬間等電位方式,常態獨立接地方式(即機房接地系統與其他交流地、安全保護地、防雷地進行軟連

39、接)。目前機房的市電供電系統采用三相五線制,送入機房。機房地線接地電阻應<1W。地線與大樓避雷系統接地網相連,具體接地電阻不詳,需要進行現場測量。地線為計算機系統的獨立接地網,從現場情況看,機房應做等電位連接,安裝均壓等電位帶。安裝要求UPS電源輸入為三相四線制,輸出為三相五線制,輸出端為隔離變壓器型,保證中線對地線電壓小于1V,滿足計算機系統的需要。另外,機房的各種地線間及地線與大樓結構的主鋼筋之間,必須進行有效的連接,即全部采用共用接地系統,當雷電引起地電位高壓反擊時,整個大樓及機房呈現系統等電位,防雷系統呈現工作狀態,保證網絡系統的安全。關于機房設備的金屬外殼接地在相關的國標與部標

40、中均提出:機房設備的金屬(導電)外殼必須接地的規定(通常稱為保護接地,也就是用導線將外殼與PE線相連)。這一要求的目的是將設備外殼與地線(PE)進行等電位連接,這樣不但保證了操作人員的安全(觸摸外殼時不會發生觸電的危險);同時還將被保護設備的外殼(對于輸入、輸出線)的電位處于相對穩定的狀態,并將電磁干擾的大部分雜散電流導入大地。關于均壓等電位帶的實施,我們建議在機房的地板下設均壓等電位地線帶,以25mm×3mm的紫銅帶,在各室內分別形成網型(M型)結構的均壓等電位帶,且作好此帶的絕緣支撐,最終以星形(S型)形式與機房的直流邏輯地線接通,另外機房UPS供電系統電源插座及信號地均在最近的

41、距離內與均壓等電位帶相連,避免因設備間電勢差而使設備損壞。關于線路的屏蔽情況我們是這樣考慮的:感應雷擊很多是由于傳輸線路在交變磁場中產生感應高壓,使計算機系統遭到破壞,對傳輸線路采取屏蔽措施,是降低感應雷擊破壞的有效方法。目前機房內的大部分線路采用穿管布線(金屬軟管或硬管),但從實際情況看,綜合布線的金屬護管的屏蔽接地需改進,使每根護管兩端有效接地,并與均壓等電位帶連接,最大限度的減少感應雷擊侵入的渠道。當機房的均壓等電位帶與大樓的鋼筋網相連時,形成一個稀疏的法拉第籠。或著我們建議機房裝修時做防靜電處理,墻壁采用防靜電鋁塑板,并與機房共地系統相連。使機房的形成一個法拉第籠。注:1.接地引下線的

42、連接必須在防雷配電柜前進行;2.UPS電源插座必須就近與均壓等電位相連接。第五章 系統防雷方案的優勢分析通過前面詳細的設計方案的表述及對我們所采用的產品技術指標及產品的技術原理特點的介紹,我們依托德國菲尼克斯公司防雷產品進行用戶具體防護方案優點包括以下幾點:1產品的優勢歐洲尤其是德國在防雷電電磁脈沖產品方面在全世界防雷產品領域中始終保持著傳統的優勢。在美國IEEE專刊1998年4月號的一篇文章中美國人提出“美國在瞬態過電壓保護方面已落后德國10到15年,.”。由IEC的TC81防雷專業委員會的文獻了解到目前世界上能夠模擬出完全類似真實雷電電流(10/350S)的實驗室共有5家,全部在歐洲并且有

43、3家在德國,其中德國菲尼克斯公司全資擁有的菲尼克斯電磁兼容測試試驗室(PHOENIX TEST-LABS)既是德國國家級實驗室同時屬于歐洲聯合試驗室的主要成員。并且我國目前最好的電磁兼容實驗室航天部501所的EMC實驗室也是由德國公司提供的。 中國科學院高壓實驗室曾向壓敏電阻的主要供應商美國通用電氣、日本松下電工咨詢好的防雷器供應商,美國通用電氣推薦:PHOENIX CONTACT、DEHN、OBO,而日本松下電工推薦PHOENIX CONTACT、OBO、DEHN。從北京圖書館聯機檢索到的德國電氣工程師雜志ETZ上了解到在德國的市場上PHOENIX CONTACT和DEHN共同擁有78%的占

44、有率,而OBO和其他大約15家生產廠商占有22%,而在歐洲市場上PHOENIX CONTACT大約占45%的市場DEHN大約占20%、OBO占9%、法國占SOULE占8%。國際電工委員會IEC的TC81委員會是主管防雷保護的委員會,它頒布了許多的國際標準和規定。在TC81委員會的5人執委中有PHOENIX CONTACT和DEHN及澳大利亞、法國SOULE和英國FURSE的科學家,并且在TC81下屬的6個工作組中有4個組的組長是德國PHOENIX CONTACT公司的科學家,還有一個組的組長是澳大利亞的科學家。2最先進的系統防雷技術理念根據IEC國際電工委員會TC81防雷專業委員會頒布的雷電防

45、護的基本標準IEC1024-1建筑物防雷和IEC1312-1雷電電磁脈沖的防護通則,雷電分為直接雷擊和感應雷擊,雷電直接打在建筑物的避雷針上,由引下線將雷電流引入大地的同時,引下線上由于雷電流的通過產生快速的運動磁場,用電器相對切割磁力線產生感應高壓,破壞用電設備。雷電流的波形8/20S。由于感應雷擊的脈沖寬度較窄,所以雷電流小,破壞力低。直接雷擊是雷電直接打在各種電力線、信號線上,由此直接將雷電高壓引入機房,直接破壞機房內的設備,雷電流波形10/350S由于直擊雷脈沖較寬,雷電流較大,所以破壞力巨大,屬于相對毀滅性破壞。直接雷擊的防護是IEC1312標準的重點規范和防雷規定。因為,直接雷擊引

46、起感應雷擊,直接雷擊的能量是感應雷擊能量的數十倍。根據國家GB50057-94建筑物防雷設計規范的規定,對國民經濟有重要意義的智能大廈屬于2類防護單位,應該執行10/350S波形,且要防護雷電流150kA對建筑物的破壞。建筑物內部的計算機機房用電設備也必須承受10/350S 75kA的雷電流的沖擊IEC1312的標準。所以,在考慮機房系統雷電防護時,應首先考慮機房內10/350S 75kA的直接雷擊防護,其次在考慮8/20S感應雷擊的防護。另外,經中華人民共和國主席令第二十三號,由中華人民共和國主席江澤民同志簽發批準(一九九九年十月三十一日九屆人大第十二次會議)國務院頒布中華人民共和國氣象法已

47、于二零零零年一月一日起公布執行。在該法的第五章“氣象災害防御”一章中的第三十一條最后一自然段中明確指出“安裝的雷電災害防護裝置應當符合國務院氣象主管機構規定的使用要求”。另外配套法的相應執行標準文件已起草完成。天津市政府已于1999年12月下發天津市防御雷電災害管理辦法的通知中明確要求“對有可能遭受雷擊的建(構)筑物和其他設施,均應安裝防雷裝置,以避免或減輕雷電災害”。為此,參照IEC1020及IEC1312標準,把直擊雷的防護確定為雷電防護首要任務已勢在必行。3全面的系統電磁脈沖防護設計與用戶需求的適配按照IEC國際電工委員會TC81防雷技術委員的推薦方法,在具體的保護設計及設備安裝調試過程中,良好的防雷產品只在系統的防護工作中起30的效用,而70的工作量是在詳實的用戶現場勘查。切實可行的方案設計及配套的實施方案及執行這些后續技術工作中,我們始終以這一工作程式進行用戶的服務,另外防雷產品器件、裝置組配生產過程雷電過壓的沖擊檢測試驗,我們認為是對用戶的使用我們產品的最好承諾。第六章 銷售服務體系1售前的技術服務本公司設有專門面向用戶的工程、維修服務中心,

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