.z..--可修編-機房防雷與接地摘要伴隨著我國經濟建立與科技建立的高速開展，計算機產業和信息產業的快速普及，計算機機房得到了快速開展。機房接地系統涉及多方面的綜合性信息處理工程，是機房建立中的一項重要容。接地系統是否良好是衡量一個機房建立質量的關鍵性問題之一。先進的電子設備耐受過電壓、過電流的能力相對較低，缺乏必要的雷害防護技術措施，成為困擾廣闊電氣設計人員的問題之一。機房供電系統通常采用TN-S運行方式。工程上采用較為常見和經濟的等電位連接做法，防止發生雷電還擊而損耗設備。控制接地電阻小于1歐姆，就可以保證接地線不產生電位差，防止相互干擾，保證計算機設備及人員的平安運行要求。建筑物防雷作為一個綜合系統工程，考慮不同的防雷分區在等電位連接的原則下以及根據不同電氣設備耐壓值等級等因素，對機房防雷按照外部防雷，部防雷和電涌保護作為一個整體進展綜合分析和設計。文章通過一個工程中的案例，詳細剖析機房防雷和接地的具體做法。理論和機房實際運行經歷說明，該方式是平安可靠的。目錄緒論1一、機房接地21.1防雷與接地需求分析21.2機房等電位連接3二、機房防雷5三、工程實例73.1接地設計方案73.2防雷設計方案8結論10參考文獻11-.z.緒論隨著計算機技術及網絡技術的迅猛開展，特別是智能化大廈，智能化城市的出現，使人們對接地技術產生了新的關心。尤其在計算機機房、通訊機房的工程建立中，接地技術更是被提到了較高的高度。關于接地問題的爭論，尤其是對電子設備、信息系統的接地問題的爭論，在國或者國外都屢屢發生。可以說，一個國家的接地標準及規程的配備情況代表了該國家的科技開展水平和社會根底設施的配備程度。隨著國家標準的逐步完善，如"建筑物防雷設計規"GBGB50057-94-2000的局部修改，和"計算機信息系統雷電電磁脈沖平安防護規"GA267-2000的出臺與實施，以及新的國家標準"建筑物電子信息系統防雷技術規"GB50343-2004和新的國家標準圖集"電子信息系統機房工程設計與安裝"09D*009P30-34的出臺等，都標志著我國對接地和防雷的重視以及技術的進步。如何更高效、更平安地管理這些效勞器和計算機，成為機房管理人員及操作維護人員必須面對的課題。機房防雷與接地系統是機房建立中很重要的兩個子系統，接地系統是否良好是衡量一個機房建立質量的關鍵性問題之一；同時，先進的電子設備包括電子計算機耐受過電壓、過電流的能力相對較低，缺乏必要的雷害防護技術措施，因此必須要引起足夠的重視。機房接地1.1防雷與接地需求分析低壓配電系統的接地方式直接關系到人身、設備平安及設備的正常運行。從機房建立來看，既需要建立可靠的接地系統，又需要建立完善的防雷系統，而接地系統和防雷系統二者之前存在著密不可分的關系。"建筑物電子信息系統防雷技術規"GB50343－2004[1]，電子信息系統應采用外部防雷和部防雷綜合防護如圖1-1所示圖1-1電子信息系統應采用外部防雷和部防雷綜合防護由圖1-1可知，接地裝置的設置，接地系統的選擇，等電位連接都是防雷措施的一局部。因此，防雷與接地兩個系統是一個相互交織的綜合系統，密不可分。按照目前現行"電子計算機機房設計規"GB50174-93[2]，機房電氣接地系統有四種：交流工作接地，接地電阻不應大于4平安工作接地，接地電阻不應大于4直流工作接地，接地電阻應按計算機系統具體要求確定。防雷接地，應按現行國家標準GB50057——1994〔2000版〕"建筑物防雷設計規"[3]執行。"建筑物電子信息系統防雷技術規"GB50343-2004指出，防雷接地應與交流工作接地、直流工作接地、平安保護接地共用一組接地裝置，接地裝置的接地電阻值必須按接入設備中要求的最小值確定。目前數據中心機房常見和經濟的做法是將交流接地與平安工作接地合二為一，與直流接地，防雷接地分別用三根接地引線引至大樓的地面總等電位箱，再將它們引至避雷地樁形成綜合接地網，從而形成等電位，防止發生雷電還擊而損耗設備。只要接地電阻小于1歐姆，就可以保證接地線不產生電位差，防止相互干擾。假設防雷接地必須設置單獨接地裝置時，其余三種接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻不應大于其中最小值，并應按照"建筑物防雷設計規"的要求采取雷電還擊措施，使防雷接地和其他兩種接地間有一定的距離，否則量系統在形式上分開了，而實際〔電氣上〕仍未分開，許多工程實際情況已經證明采用統一接地體是解決多系統接地的最正確方案。1.2機房等電位連接不同低壓配電系統的接地方式決定了系統中低壓保護電氣選擇和供電系統的實現方式。根據最新修訂的"低壓配電設計規"GB50054-95[4]，將配電系統分為TN，TT，IT三類系統。機房供電系統采用TN-S系統，該系統具有干擾少，適用于數據處理和精細電子儀器要求。由一個系統的諸外露導電局部做等電位連接的導體所組成的網絡稱等電位連接網絡，系統的諸外露導電局部是指：電源線、信號線、金屬管道、大尺寸金屬物架、建筑物柱鋼筋都必須通過電涌保護器或直接進展等電位連接，各保護區界面處同樣要彼此進展局部等電位連接，各局部等電位相互連接后，最后與主等電位相連，構成一個完整的等電位連接網絡[5]。等電位連接是當今世界防雷理論的前沿，是雷電防護前沿重要的技術措施。等電位理論的提出基于國外眾多對閃電過程的觀測結果：閃電電流不是一個電壓源而是一個電流源，嚴格講是一個電流波。雷電的破壞力在于強大的電流特性而不在于放電時產生的高壓，當雷電流在泄放的渠道上一旦沖擊設備時，雷擊也就發生了。如果在所有設備及管線，以及建筑物之間不存在電流差，雷電流的泄放渠道按照設計要求入地，設備防雷也就實現了。由此可見，徹底消除雷電引起的帶有毀壞性的電位差，是設備防雷的重要技術措施，實現這一技術措施的手段就是等電位連接。現行"建筑物防雷設計規"GB50057-94：信息系統的所有外露導電物應建立一等電位網絡，而且信息系統的各種箱體、殼體、機架等金屬組件與建筑物的共用接地系統也要進展等電位連接。"計算機信息系統雷電電磁脈沖平安防護規"GA267-2000[6]也明確規定：所有進入計算機信息系統設備機房建筑物的外來導電物體，都應在建筑物面做等電位連接。以上國家強制性規都提到等電位連接，說明了等電位連接的重要性。它是信息機房綜合防雷體系中必須的環節。而且對于IT設備來說，在共用同一等電位接地系統并實施等電位聯結后，IT裝置是以等電位連接系統的電位為參考電位，而不是以為參考電位。在機房采用25×3的銅排〔橫截面積大于50mm2〕，制作成一個均壓網〔等電位連接網〕，并把機房電涌保護器的接地、靜電地板龍骨架、機柜外殼以共地不共線的方式連接到匯流排上。機房等電位連接示意圖[7]1-2所示圖1-2機房等電位連接示意圖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局部防雷裝置，由電子設備構成的信息系統實行等電位連接的連接體為金屬連接導體和無法直接連接時而做瞬態等電位連接的電涌保護器(SPD)通過星型〔網形M型〕構造把設備直流地以最短的距離連到鄰近的等電位連接帶上。小型機房宜選S型，在大型機房宜選M型構造。機房防靜電架空地板沿機房四邊墻線用20mm*4mm扁鋼〔要求高的機房采用30mm*3mm銅帶〕敷設，并將活動地板金屬支撐管腳做多點重復接地焊接，在近電源管理間一側用6mm2以上的銅芯絕緣線穿銅管或PVC管，接入電源管理間的輔助等電位接地母排，連同沿墻敷設的扁鋼帶共同構成平安可靠的等電位平面。從而在機房地板下形成了屏蔽保護各種信號線路免受電磁干擾。二、機房防雷機房電源系統的防雷設計必須滿足GB50057-1994〔2000版〕"建筑物防雷設計規"和GB50343-2004"建筑物電子信息系統防雷技術規"的相關要求。根據防雷分區的劃分可知，除屋頂天線以外的智能化設備大都在LPZ1以，一般情況下機房處于防雷分區LPZ2區域。建筑物防雷分區如圖2-1所示。圖2-1建筑物防雷分區IEC的防雷分級問題正是考慮不同的防雷分區在等電位連接的原則下以及根據不同電氣設備耐壓值等級等因素對防雷等級進展區分的。電源防雷等級劃分如表2-1所示。表2-1電源防雷的等級劃分保護分級LPZ0區與LPZ1區交界處LPZ1與LPZ2、LPZ2與LPZ3區交界處直流電源標稱放電電流〔kA〕第一級標稱放電電流〔kA〕第二級標稱放電電流〔kA〕第三級標稱放電電流〔kA〕第四級標稱放電電流〔kA〕8/20μs10/350μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs≥10A級≥20≥80≥40≥20≥10直流配電系統中根據線路長度和工作電壓選用標稱放電電流≥10kA適配的SPDB級≥15≥60≥40≥20C級≥12.5≥50≥20D級≥12.5≥50≥10注：SPD的外封裝材料應為阻燃型材料。機房應采取三級防雷措施，即在電源配電柜電源進線處安裝間隙放電避雷器作為一級防護，安裝B級防浪涌避雷器作為二級防護，在分配電柜安裝C級避雷器作為三級防護。假設有金屬線纜式的外接網絡進線入機房，可采用信息防雷器來連接，并接地。采用共用接地裝置時，接地電阻值不應大于1Ω。TN-S系統浪涌電壓保護原理圖如圖2-2所示。圖2-2TN-S系統浪涌電壓保護原理圖三、工程實例3.1接地設計方案*數據中心機房位于大樓三層，面積約1000m2。本工程配電采用TN-S系統，獨立設置接地線〔PE〕。采用大樓聯合接地系統，并且要求接地小于1歐姆。機房設有功能性接地和保護性接地，共用一組接地裝置。A〕保護接地，防雷保護接地延引大樓的接地B〕機房做M網型構造均壓等電位網格。機房室等電位做法在機房地板下沿機柜一周敷設等電位銅帶30×3mm2〔均壓環〕，銅帶用ZR-BVR6mm2與各機房動力配電柜PE排相連，并設置100*0.3mm2銅箔等電位網格。機房動力設備的地線、動力設備的外殼、不帶電的金屬管道、金屬線槽外殼、計算機設備外殼、防靜電地板支架、吊頂龍骨、等均須用ZR-BVR6mm2與等電位銅排網絡就近可靠相連。機房設置等電位端子箱，機房等電位端子箱采用ZR-BVR50mm2的電纜與大樓綜合接地端可靠連接。機房等電位接地示意圖如圖3-1所示。圖3-1機房等電位接地示意圖3.2防雷設計方案一個完整的防雷方案包括防直接局部和防感應雷擊兩局部，中心機房所在的建筑物已具備防直接雷擊防護措施，因此本方案只對機房電子設備的配電系統采取相應的防感應雷擊措施。工程計算機交流配電系統采用三級防雷：第一級在大樓低壓配電室加裝防雷器，實現第一級防雷〔由大樓實現〕。第二級在UPS輸入配電柜加裝B級防雷器，實現第二級防雷。第三級在機房UPS輸出列頭配電柜加裝C級防雷器，實現第三級防雷。本工程選用國際*知名品牌防雷器，機房防雷設計示意圖如圖3-2所示：圖3-2機房防雷設計示意圖結論隨著科技的飛速開展，信息會在我們的生活中扮演越來越重要的角色，而數據中心作為加速信息傳遞的特定設備網絡機房，建立規模越來越大，數量不斷增加，而數據中心的平安性往往關系到國計民生，應該引起高度重視。數據中心的平安性牽涉面很廣，機房防雷和接地系統關系機房能否平安運行的一個重要組成局部。文章從機房供電系統運行方式和機房所處防雷分區為切入點。采用工程上較為常見和經濟的等電位連接做法。通過理論和工程實際運行經歷說明，該接地方式是平安可靠的。建筑物防雷是一個綜合系統工程。考慮不同的防雷分區在等電位連接的原則下以及根據不同電氣設備耐壓值等級等因素，對機房防雷