泰興燃?xì)庹緳C(jī)房信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

蔣澤

【摘要】針對雷電危害知識及其侵入信息系統(tǒng)的一般途徑，進(jìn)而根據(jù)泰興氣門站的實(shí)際情況，結(jié)合對此次防雷設(shè)計(jì)的基本要求對機(jī)房的信息系統(tǒng)作出嚴(yán)格規(guī)范的風(fēng)險(xiǎn)評估，最終決定采取B級保護(hù)。并且在機(jī)房布置時(shí)，按照規(guī)范結(jié)合實(shí)際提出了等電位連接，屏蔽，安全保護(hù)接地等措施，機(jī)房內(nèi)系統(tǒng)防護(hù)主要分為電源系統(tǒng)防護(hù)和信號系統(tǒng)防護(hù)兩部分，進(jìn)一步通過在線路中加裝SPD等措施使得整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)計(jì)的保護(hù)效果。

【關(guān)鍵詞】雷電防護(hù) 風(fēng)險(xiǎn)評估 等電位連接 屏蔽 安全保護(hù)接地

1.引言

雷電災(zāi)害古已有之，它給人類帶來了許多慘痛的教訓(xùn)。目前，信息技術(shù)得到了飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，但信息系統(tǒng)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(jī)房雷擊事故進(jìn)行分析時(shí)所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)后，對泰興燃?xì)忾T站機(jī)房防雷工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.現(xiàn)場勘測

機(jī)房所處樓共有兩層，占地面積100m²，高度15m，機(jī)房于一樓，面積約75 m²，地面鋪設(shè)600×600全鋼防靜電地板，機(jī)房內(nèi)主要設(shè)備為兩臺(tái)單網(wǎng)卡服務(wù)器和一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜；實(shí)測現(xiàn)場的土壤電阻率約為30Ω·m，配電系統(tǒng)PE的工頻電阻為1.5Ω·m；機(jī)房供電為一路TN-C-S系統(tǒng)。大樓內(nèi)通常有n≥20人，每年（每人）大約有3000小時(shí)停留在大樓內(nèi)。該處于LPZ2區(qū)，同時(shí)建設(shè)方僅要求對其初房內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，因此在設(shè)計(jì)中僅針對其的信息系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)。

3.方案設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）《物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94

（2）《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174-93

（3）《建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92

（4）《地安全要求》GB9316-B8

（5）《機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器》GAl73-1998

（6）《電磁脈沖的防護(hù)》IEC61312-2

（7）《物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50343-2004

4.工程具體設(shè)計(jì)

4.1線路的電磁兼容。可以如下做：①機(jī)房在購置設(shè)備時(shí)應(yīng)該考慮其對周圍環(huán)境的電磁干擾水平及其自身的抗擾性是否在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可參考GB國家標(biāo)準(zhǔn)或IEC/CISPR有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。②提高系統(tǒng)中每一臺(tái)設(shè)備的抗擾性，從而使整個(gè)系統(tǒng)抗擾性下限值得以提高，增強(qiáng)設(shè)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(dāng)措施以保證機(jī)房同一頻率的干擾跌加不超過一定的限值。④將機(jī)房供電系統(tǒng)分為主、輔兩個(gè)子系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)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(shí)，應(yīng)盡量降低各設(shè)備或各組件之間潛在的噪聲干擾。

4.2等電位連接。機(jī)房的等電位連接可以如下做：①引出多個(gè)接地點(diǎn)。②作環(huán)形帶。③作網(wǎng)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(yīng)效應(yīng)，機(jī)房屏蔽由高密度銅網(wǎng)和高密度鋼網(wǎng)構(gòu)成，鋼網(wǎng)接地，內(nèi)部銅網(wǎng)不接地形成懸空地威內(nèi)部銅網(wǎng)單獨(dú)接地。其主要原理是應(yīng)用銅網(wǎng)和鋼網(wǎng)組合構(gòu)成的雙基板電容的濾波效應(yīng)，以達(dá)到屏蔽雷電電磁脈沖的作用。

4.4供電系統(tǒng)的防雷保護(hù)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(hù)接地采用大樓的聯(lián)合接地。（3）該徹房內(nèi)供電線路采用三級保護(hù)（SPD低壓過電壓保護(hù)器）。

4.5信號線的過電壓保護(hù)

服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通信口服務(wù)。為了防止由網(wǎng)絡(luò)線感應(yīng)到的雷電浪涌過電壓損壞服務(wù)器，宜于2臺(tái)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通信口處加裝UGKF/RI45 4TP網(wǎng)絡(luò)防雷器，其雷電流通流能力為5kA（8/20us），數(shù)據(jù)傳輸速率最大為155Mbit/s。

4.6安全保護(hù)接地。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)建筑物內(nèi)最好只有一個(gè)接地系統(tǒng)，即在建筑物內(nèi)各種用途的接地極都應(yīng)納入等電位連接范圍而形成的一個(gè)共用接地系統(tǒng)。IEC推薦的等電位連接和共用接地系統(tǒng)是信息系統(tǒng)接地的最佳方案。

4.6.1機(jī)房設(shè)備安全保護(hù)地建設(shè)方案。在建立獨(dú)立接地體的做法：經(jīng)實(shí)地測量土壤電阻率和理論計(jì)算。為滿足聯(lián)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(jī)房靜電地板下的40*4銅排連接。

4.6.2機(jī)房設(shè)備接地保護(hù)接地方案。（1）本機(jī)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(shè)于地板下機(jī)房內(nèi)大樓的主鋼筋用16mm的銅線相連。將進(jìn)出機(jī)房的金屬管、槽、設(shè)備及機(jī)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(jī)房內(nèi)設(shè)備安全保護(hù)接地裝置與另一大樓引進(jìn)的供電系統(tǒng)PE間的電位差，影響設(shè)備的正常工作，需將兩地進(jìn)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(gè)接地系統(tǒng)進(jìn)行等電位連接，TFS安于S036金屬盒內(nèi)并固定于靜電地板下。

5.結(jié)語

本方案簡述了雷電對機(jī)房系統(tǒng)的危害以及防雷的重要性，針對泰興燃?xì)庹緳C(jī)房的特點(diǎn)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，綜合運(yùn)用了接閃、分流、均壓、屏蔽、接地等措施，主要從內(nèi)部進(jìn)行信息系統(tǒng)防雷的保護(hù)設(shè)計(jì)。endprint