泰興燃氣站機房信息系統防雷設計

蔣澤

【摘要】針對雷電危害知識及其侵入信息系統的一般途徑，進而根據泰興氣門站的實際情況，結合對此次防雷設計的基本要求對機房的信息系統作出嚴格規范的風險評估，最終決定采取B級保護。并且在機房布置時，按照規范結合實際提出了等電位連接，屏蔽，安全保護接地等措施，機房內系統防護主要分為電源系統防護和信號系統防護兩部分，進一步通過在線路中加裝SPD等措施使得整個系統達到預計的保護效果。

【關鍵詞】雷電防護 風險評估 等電位連接 屏蔽 安全保護接地

1.引言

雷電災害古已有之，它給人類帶來了許多慘痛的教訓。目前，信息技術得到了飛速發展，其應用領域也越來越廣，但信息系統抗LEMP（雷電電磁脈沖）過電壓的能力十分脆弱，因雷擊造成的危害屢見不鮮。通過對許多單位機房雷擊事故進行分析時所發現的問題進行總結后，對泰興燃氣門站機房防雷工程進行設計。

2.現場勘測

機房所處樓共有兩層，占地面積100m²，高度15m，機房于一樓，面積約75 m²，地面鋪設600×600全鋼防靜電地板，機房內主要設備為兩臺單網卡服務器和一臺網絡機柜；實測現場的土壤電阻率約為30Ω·m，配電系統PE的工頻電阻為1.5Ω·m；機房供電為一路TN-C-S系統。大樓內通常有n≥20人，每年（每人）大約有3000小時停留在大樓內。該處于LPZ2區，同時建設方僅要求對其初房內的設備進行保護，因此在設計中僅針對其的信息系統進行防護設計。

3.方案設計依據

（1）《物防雷設計規范》GB50057-94

（2）《電子計算機機房設計規范》GB50174-93

（3）《建筑電氣設計規范》JGJ/T16-92

（4）《地安全要求》GB9316-B8

（5）《機信息系統防雷保安器》GAl73-1998

（6）《電磁脈沖的防護》IEC61312-2

（7）《物電子信息系統防雷設計規范》GB50343-2004

4.工程具體設計

4.1線路的電磁兼容。可以如下做：①機房在購置設備時應該考慮其對周圍環境的電磁干擾水平及其自身的抗擾性是否在規定的標準范圍內，有關標準可參考GB國家標準或IEC/CISPR有關標準的要求。②提高系統中每一臺設備的抗擾性，從而使整個系統抗擾性下限值得以提高，增強設備抗擾能力的手段很多，最常用的不外乎屏蔽、濾波、接地三種。③采取適當措施以保證機房同一頻率的干擾跌加不超過一定的限值。④將機房供電系統分為主、輔兩個子系統，將計算機系統連接在專用的電源線路上。如果所有的外共用一條電源線時，應盡量降低各設備或各組件之間潛在的噪聲干擾。

4.2等電位連接。機房的等電位連接可以如下做：①引出多個接地點。②作環形帶。③作網格。④與抗靜電地板作連接。⑤與電源的連接。

4.3屏蔽。屏蔽是減少電磁干擾的重要措施之一。為減少感應效應，機房屏蔽由高密度銅網和高密度鋼網構成，鋼網接地，內部銅網不接地形成懸空地威內部銅網單獨接地。其主要原理是應用銅網和鋼網組合構成的雙基板電容的濾波效應，以達到屏蔽雷電電磁脈沖的作用。

4.4供電系統的防雷保護措施。（1）本大樓采用TN-C-S供電形式，電源線路線電壓為380V。（2）供電電源保護接地采用大樓的聯合接地。（3）該徹房內供電線路采用三級保護（SPD低壓過電壓保護器）。

4.5信號線的過電壓保護

服務器網絡通信口服務。為了防止由網絡線感應到的雷電浪涌過電壓損壞服務器，宜于2臺服務器的網絡通信口處加裝UGKF/RI45 4TP網絡防雷器，其雷電流通流能力為5kA（8/20us），數據傳輸速率最大為155Mbit/s。

4.6安全保護接地。根據IEC標準，一個建筑物內最好只有一個接地系統，即在建筑物內各種用途的接地極都應納入等電位連接范圍而形成的一個共用接地系統。IEC推薦的等電位連接和共用接地系統是信息系統接地的最佳方案。

4.6.1機房設備安全保護地建設方案。在建立獨立接地體的做法：經實地測量土壤電阻率和理論計算。為滿足聯合接地電阻≤1Ω的要求，需用2根（定長L=2.5米）銅包鋼的垂直接地極T3—20（基體材料直徑Φ20mm），垂直接地極間距5米，接地極間用X3—12銅包鋼水平接地連接。接地體埋深0.6米。垂直接地極與水平接地線間的連接用交叉連接器LT3—12/20，水平接地線間的連接用直線連接器LZ3—12/12連接。水平接地線兩端各連接一段16mm銅棒作為接地引線與機房靜電地板下的40*4銅排連接。

4.6.2機房設備接地保護接地方案。（1）本機房采用40*4mm的銅帶于靜電地板下沿四周連成等電位接地母排，此母排敷設于地板下機房內大樓的主鋼筋用16mm的銅線相連。將進出機房的金屬管、槽、設備及機柜的金屬外殼，配電箱的PE線采用4mm的銅線就近與附近的等電位連接帶連接，防靜電地板的（部分）金屬支架等用銅芯線就近接于銅排上。最后，采用35mm的銅線與室外的接地裝置相連，形成電氣連通，防止雷電反擊。（2）為了防止機房內設備安全保護接地裝置與另一大樓引進的供電系統PE間的電位差，影響設備的正常工作，需將兩地進行等電位連接，本方案采用德國DEHN公司的TFE等電位連接將兩個接地系統進行等電位連接，TFS安于S036金屬盒內并固定于靜電地板下。

5.結語

本方案簡述了雷電對機房系統的危害以及防雷的重要性，針對泰興燃氣站機房的特點，依據相關標準和規范，綜合運用了接閃、分流、均壓、屏蔽、接地等措施，主要從內部進行信息系統防雷的保護設計。endprint