网络机房防雷施工方案.docx
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网络机房防雷施工方案
中心机房防雷设计方案
2.4、网络设备抗干扰能力分析4
第一章概述
随着现代电子技术的不断发展，各种高、精、尖的电子设备不断推广和普及应用，计算机网络系统也广泛应用于政府机关、学校、交通、公安、银行、证券、邮电等企事业单位中，由于这些网络系统的电子设备内部结构的高度集成化，耐过电压、耐过电流的水平极低，避雷针对这些电子设备的保护也无能为力，因而极易遭受雷电流的冲击而损坏，轻者使终端计算机和通信接口设备损坏、通信中断、各种信息无法传递；重者使网络主机损坏，致使网络瘫痪，工作无法进行。
因此，为了使计算机网络系统正常运作，防止雷击而带惨重损失，有必要对计算网络系统进行综合雷电浪涌防护措施，除了要安装良好的避雷针、避雷带，还必须在电源系统、信号系统进行可靠、有效的防护工作，并具备可靠的接地装置。
第二章雷电入侵计算机网络系统途径分析
雷电闪击时，雷电能量通过各种耦合机制（电流耦合、电感耦合、电容耦合）、电磁脉冲辐射及地电位反击等方式沿供电线路、通信线路、网络线路和金属管线进入计算机网络系统。
2.1雷电直接击中计算机网络物理线路
2.1.1落雷点为电源高电压侧，雷电沿供电线路侵入到计算机网络系统供电部分，产生过电流与过电压造成网络供电系统的UPS电源损坏、断电、致使整个系统瘫痪。
2.1.2雷电直击网络无线通信的天线、沿天馈进入计算机网络系统，造成通信接口、接收系统、室内单元、路由器等网络主要通信设备损坏。
2.1.3雷击网络通信有线线路（如光缆、DDN、帧中继、X25专线、电话线），产生强大的机械力，猛烈的冲击波，炽热的高温使通信线路损坏；过电压过电流沿通信有线线路侵入到网络系统内，造成路由器、交换机及前端设备的损坏。
2.2感应过电压
由于网络系统在建筑物内大量布设各种导体线路（如电源线、数据通信线、天馈线），这些线路、网络结构布局错综复杂，在建筑物内部的不同空间位置上构成许多回路，当建筑物遭雷击或邻近地区雷电放电时，将在建筑物内部空间产生脉冲暂态磁场，这种快速变化的磁场交链这些回路后，将在回路中感应出暂态过电压，危及与这回路相连接的电子设备。
2.2.1静电感应与电磁感应
静电感应主要是指架空线路位于雷击点附近，由雷云团先导通道中充满电荷，对架空线产生静电感应作用累积大量相反电荷，当雷云主放电开始，雷云中电荷迅速中和，从而使架空线上原先被束缚的电荷迅速释放，形成暂态过电压波。
这种波以接近光速向架空线两侧传播，侵入线路两端连接的网络设备将其损坏。
当雷电直接击在避雷针避雷带上时，由于雷电流幅值大，波头陡度高，在雷电流的通道附近产生一个很强的瞬变磁场。
这强大的磁场将直接在电源线或网络通信线路上感应出过电压，侵入到网络系统中，损坏网络设备。
高强度（30KA雷电流）雷电放电可以对距离雷击点1km范围内网络系统产生影响，甚至造成系统设备损坏。
2.2.2耦合与转移过电压
雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦舍或转移到网络设备上，造成设备的损坏。
2.3雷击地电位抬高入侵
建筑物在遭受直接雷击时，雷电流将沿建筑物防雷系统中各引下线和接地体入地，在此过程中，雷电流将在防雷系统中产生暂态高电压，如果引下线与周围网络设备绝缘距离不够且设备与避雷系统不共地，将在两者之间出现很高的电压，并会发生放电击穿，导致网络设备严重损坏，甚至威胁人身安全。
2.4计算机网络设备抗干扰能力分析
因为计算机及网络设备是由大量的大规模集成电路组成，其抗干扰能力弱，成虽采取了许多抗干扰措施，对低能量干扰比较有效，但对雷电电磁脉冲生成的过电压过电流技术比较薄弱，对浪涌或雷电磁脉冲特别敏感，仅十几伏的电压就可通过电源系统、数据传输线等途径将毁坏计算机主板、RS-232口、多功能卡、网络设备。
第三章机房防雷现状
3.1网络信息中心机房现状
3.1.1机房布局现状
①、办公楼为六层楼房，网络机房设在五楼，面积为20平方米；
②、网路机房内有两台机柜，其中存放网络设备的网络机柜一台及服务器机柜一台。
③、山特C1K，C2KSVAUPS不间断稳压电源二台，电池组2套。
④、空调1台和工作台1套，铺设有防静电地板，但没有做等电位接地装置（安全保护接地）。
3.2网络信息中心防雷现状
3.2.1机房防雷现状
Ø雷电感应防护措施和防雷电电磁脉冲措施均不完善；
Ø电源防雷等级不全面，安全系数较低；
Ø信息防雷设备无，需要装配。
Ø没有等电位连接措施；
Ø没有安全接地系统。
3.2.2机房设备防雷现状
3.2.2.1等电位和安全接地系统现状
①、网络机房地面铺设有防静电地板，配电设备没有接地母排，电气设备无良好接地（工作接地）；
②、信息机柜与接地母排没有相连，网络设备无接地装置及信息接地系统（安全
接地）；
③、网络机房安装有防静电地板，但防静电地板没有接地，接地地网电阻值达不到通信机房接地电阻值要求需要维护更换；（接地电阻为4欧姆）
3.2.2.2电源防雷现状
①、网络机房配电设备低压配电箱1组，有接地端子，有安装浪涌保护，需要装配防雷保护器。
②、网络机房有交换机10台，设备无接地装置。
③、相关应用服务器二台，设备无接地装置。
第四章机房防雷设计方案
4．1、设计依据
《雷电电磁脉冲的防护》-IEC61312
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》-GB50343-2004
《建筑物防雷设计规范》-GB50057-94
《电子计算机机房设计规范》-GB50174-93
《计算机场地技术条件》-GB2887-89
《移动通信基站防雷与接地设计规范》-YD5068-98
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》-GB50169-92
4.2、设计原则
防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本方案。
4.3、防雷设计方案
本方案设计共分为电源系统防雷、计算机网络系统防雷、等电位连接及接地三大部分，我们将防雷方案制定如下：
4.3.1电源系统
根据GB50057-94（2000版）《筑物防雷设计规范》、IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》、GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中防雷及过电压规范有关防雷分区的划分和各级电源系统雷电及过电压保护要求，中心机房电源系统需做二级保护。
可防范从感应雷及线路浪涌的各级过电压的侵袭，从而保护机房内的用电设备不遭雷击损坏。
电源系统的防护措施主要是在供电线路上安装电源防雷器（SPD），在雷击发生时将雷电流泄放入地，并且将线路上的瞬间过电压限制到一个安全的水平。
本次方案我们采取二级防雷的措施，将过电压限制在安全水平。
通过多层次的SPD，实现多极分流，层层限压，将过电压限止在设备可耐受水平以内。
第一级SPD主要的作用是泄放线路上传入的强大雷电流，将过电压限止在2500V以下，但是此时线路上仍然会有危险电压，因此需要在后端线路上继续采用SPD，并进一步限压，通常通过后级保护可以将过电压限止在1800V以下，设备终端可以将过电压限止在1000V以下。
依据GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》表5.4.1-2电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值。
保护分级
LPZO区与LPZ1
区交界处
LPZ1与LPZ2、LPZ2与
LPZ3区交界处
直流电源标称放电电流（kA）
第一级标称放电电流（kA）
第二级标称放电电流（kA）
第三级标称放电电流（kA）
第四级标称放电电流（kA）
8/20μs
10/350μs
8/20μs
8/20μs
8/20μs
8/20μs
A级
≥20
≥80
≥40
≥20
≥10
≥10
B级
≥15
≥60
≥40
≥20
直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10KA适配的SPD
C级
≥12.5
≥50
≥20
D级
≥12.5
≥50
≥10
注：
SPD的外风状材料应为阻燃型材料。
*第一级防护使用两种波形的说明见条文说明。
第一级电源防雷：
作为机房电源进线端的第一级电涌保护器，在雷击多发地带至少应有40-100KA的通流容量，可将数万甚至数十万伏的雷击过电压限制到数千伏，电涌保护器可并联安装在配电房的总配电柜内的低压输出端。
考虑到电源线路大多经架空敷设引入建筑物内，据《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第12部分:
选择和使用导则》，SPD应选择能通过I级分类实验的产品。
具体措施：
在中心机房电源进线配电箱内前端并联安装壹套单相电源防雷器MIGM-40/1+N，用于机房内低压用电设备的电源第一级防雷保护，共1套。
第二级电源防雷：
对通过电源初级电涌保护器的雷电能量进一步泄放，可将几千伏的过电压进一步限制，雷电多发地带需要具有10KA的通流容量，电涌保护器可并联安装在UPS前端处。
现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件，这些器件的击穿电压往往只是几十伏，最大允许工作电源也只是毫安级的，若不做第三级的防雷，由经过二级防雷而进入设备的雷击残压仍将有千伏之上，这将对后接设备造成很大的冲击，并导致设备的损坏。
作为第三级的电涌保护器，要求有10KA以上的通流容量。
具体措施：
采用插座式电涌保护器串联在机柜内设备前端作为第二级电源电涌保护器，其目的是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常天天发生的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用，可以延长设备的正常使用寿命，减少运行维护成本。
在中心机房服务器、网路交换机、防火墙等信息设备前串联安装MIGD-600插座式电涌保护器，用于所有信息设备的电源第二级防雷保护，共10个。
4.3.2网络信号系统
1、从室外进入机房的光纤加强芯要做接地处理。
2、在以太网络服务器通讯线路由器前及网控器的PSTN外线接入网网线上各安装壹套MIGRT-100网络线路浪涌保护器，用于服务器网络通信线路的防雷保护。
共2个。
4.3.3等电位连接及接地
弱电系统的核心设备都放置在机房机柜内，属于LPZ2区，做好等电位连接是保证弱电系统安全运行的重要措施。
按GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》5.2等电位连接与共用接地系统设计的规定，电子信息系统的机房应设等电位连接网络。
电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、电涌保护器接地端等均以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。
为了防止雷击电压对电子计算机系统设备产出反击，采用共用一组接地体，可以降低雷击时的电位差，接地电阻应小于4欧姆。
4.3.3.1等电位连接
由于雷电泻放存在趋肤效应，建筑外层钢筋泻放的雷电流通常为建筑内部钢筋的数倍。
对精密、贵重设备尤为有害，因此设置均压带均衡各钢筋柱间的电压。
通常在机房内沿墙敷设非闭合等电位铜带一周，材料采用-40×3mm紫铜排，
用φ8绝缘子作支撑；在各机房内靠近柱子的角位处，分别安装一块等电位汇流排，规格为40×3×200mm的紫铜板，将各机房内的所有信号屏蔽线槽接与等电位汇流排或等电位铜带连接。
另外，将电源PE线、机房内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接，连接线采用6mm2多股铜芯线。
机房没有安全接地系统，本着弱电和强电要分离安装的原则，建议在室外增设信息接地系统，接地电阻≤4Ω。
具体措施如下：
①、用40×3mm铜排制作环形等电位均压带，用200×0.5mm制作等电位接地网来供设备和防雷保护器接地用，将与均压带连接，将金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、各种电子设备的金属外壳、机架等与环形等电位均压带连接。
②、将机房均压带用16mm2多股铜芯线穿金属屏蔽管与室外接地网连接。
③、将各种信号线的屏蔽管在用6mm2多股铜芯线做等电位连接处理。
4.3.3.2接地系统
地网布置依据地形进行设计。
水平接地体使用40×4mm镀锌扁钢，埋深0.6米；垂直接地体使用L50×50×5×2000mm镀锌角钢；垂直接地体间使用平板型非金属接地模块或者使用降阻剂。
地网引出地网测试极到地面上，以便以后检测地网情况，接地电阻达到≤4Ω。
第五章防雷产品简介
5.1MIGM-40/1+N防雷器
MIGM-40/1+N电源防雷器性能简介：
依据IEC标准设计，具有失效检测指示，可带遥信报警接口，标准模块化安装，可插拔更换防雷模块，具备大的雷电流泄放能力，额定电压220V，最大持续运行电压385V，标称放电电流20kA，最大放电电流40kA，限制电压＜1800V，35mm标准导轨安装，维护极为方便。
5.2MIGD-600防雷插座
MIGD-600防雷插座性能简介：
依据GB标准设计，插座式配置将防雷器与电源插板完美组合，可吸收浪涌延长设备正常工作期限，降低长期运行成本。
具备电源、保护、错相、接地失效指示，过流过载自动保护。
额定电压250V，最大持续运行电压320V，额定负载电流10A，额定功率2000W，标称放电电流10kA，最大放电电流20kA，限制电压＜1000V。
5.3MIGRT-100网络线路防雷器
MIGRT-100网络线路电涌保护器依据IEC通讯网络防雷器的标准设计，适用于10BASET或10/100M自适应以太网的防雷保护,产品的接口形式为标准RJ45接口,即插即用,安装维护极为便捷。
通流容量高达5kA,反应时间皮秒级充分保护,采用最新SIDACTOR半导体器件,适用高速互联网络的雷击以及浪涌保护。
第六章运行维护
6.1、避雷器安装之后，应检查所有接线是否正确安装，然后运行测试，看系统和设备是否正常工作，有无异常情况，如有，应及时检查，直至整个系统均正常运作。
6.2、每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。
主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。
6.3、每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，如检测发现异常应及时处理。
第七章销售服务及质量保证
7.1、由本公司销售的产品由保险公司承担产品质量保险。
7.2、工程中所使用的防雷器件，从工程验收合格之日起一年内免费保修，超过保修期两年内维修只收取工本费，终身负责维修。
7.3、保修期内，若防雷系统出现故障，公司技术人员在接到通知后的24小时内赶到现场。
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