機(jī)房防雷與接地文檔編制序號：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

機(jī)房防雷與接地摘要伴隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科技建設(shè)的高速發(fā)展，計算機(jī)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的快速普及，計算機(jī)機(jī)房得到了快速發(fā)展。機(jī)房接地系統(tǒng)涉及多方面的綜合性信息處理工程，是機(jī)房建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。接地系統(tǒng)是否良好是衡量一個機(jī)房建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵性問題之一。先進(jìn)的電子設(shè)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(hù)技術(shù)措施，成為困擾廣大電氣設(shè)計人員的問題之一。機(jī)房供電系統(tǒng)通常采用TN-S運(yùn)行方式。工程上采用較為常見和經(jīng)濟(jì)的等電位連接做法，避免發(fā)生雷電反擊而損耗設(shè)備?？刂平拥仉娮栊∮?歐姆，就可以保證接地線不產(chǎn)生電位差，避免相互干擾，保證計算機(jī)設(shè)備及人員的安全運(yùn)行要求。建筑物防雷作為一個綜合系統(tǒng)工程，考慮不同的防雷分區(qū)在等電位連接的原則下以及根據(jù)不同電氣設(shè)備耐壓值等級等因素，對機(jī)房防雷按照外部防雷，內(nèi)部防雷和電涌保護(hù)作為一個整體進(jìn)行綜合分析和設(shè)計。文章通過一個工程中的案例，詳細(xì)剖析機(jī)房防雷和接地的具體做法。理論和機(jī)房實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，該方式是安全可靠的。隨著計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是智能化大廈，智能化城市的出現(xiàn)，使人們對接地技術(shù)產(chǎn)生了新的關(guān)心。尤其在計算機(jī)機(jī)房、通訊機(jī)房的工程建設(shè)中，接地技術(shù)更是被提到了較高的高度。關(guān)于接地問題的爭論，尤其是對電子設(shè)備、信息系統(tǒng)的接地問題的爭論，在國內(nèi)或者國外都屢屢發(fā)生?？梢哉f，一個國家的接地標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程的配備情況代表了該國家的科技發(fā)展水平和社會基礎(chǔ)設(shè)施的配備程度。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，如《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GBGB50057-94-2000的局部修改，和《計算機(jī)信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防護(hù)規(guī)范》GA267-2000的出臺與實(shí)施，以及新的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004和新的國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《電子信息系統(tǒng)機(jī)房工程設(shè)計與安裝》09DX009P30-34的出臺等，都標(biāo)志著我國對接地和防雷的重視以及技術(shù)的進(jìn)步。如何更高效、更安全地管理這些服務(wù)器和計算機(jī)，成為機(jī)房管理人員及操作維護(hù)人員必須面對的課題。機(jī)房防雷與接地系統(tǒng)是機(jī)房建設(shè)中很重要的兩個子系統(tǒng)，接地系統(tǒng)是否良好是衡量一個機(jī)房建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵性問題之一；同時，先進(jìn)的電子設(shè)備包括電子計算機(jī)耐受過電壓、過電流的能力相對較低，缺乏必要的雷害防護(hù)技術(shù)措施，因此必須要引起足夠的重視。、機(jī)房接地防雷與接地需求分析低壓配電系統(tǒng)的接地方式直接關(guān)系到人身、設(shè)備安全及設(shè)備的正常運(yùn)行。從機(jī)房建設(shè)來看，既需要建立可靠的接地系統(tǒng)，乂需要建設(shè)完善的防雷系統(tǒng)，而接地系統(tǒng)和防雷系統(tǒng)二者之前存在著密不可分的關(guān)系?！督ㄖ镫娮有畔⑾到y(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343—2004⑴，電子信息系統(tǒng)應(yīng)采用外部防雷和內(nèi)部防雷綜合防護(hù)如圖1-1所示圖1-1電子信息系統(tǒng)應(yīng)采用外部防雷和內(nèi)部防雷綜合防護(hù)由圖1-1可知，接地裝置的設(shè)置，接地系統(tǒng)的選擇，等電位連接都是防雷措施的一部分。因此，防雷與接地兩個系統(tǒng)是一個相互交織的綜合系統(tǒng)，密不可分。按照目前現(xiàn)行《電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93[2]，機(jī)房電氣接地系統(tǒng)有四種：交流工作接地，接地電阻不應(yīng)大于0安全工作接地，接地電阻不應(yīng)大于&直流工作接地，接地電阻應(yīng)按計算機(jī)系統(tǒng)具體要求確定。防雷接地，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057——1994(2000版)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》⑶執(zhí)行。《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004指出，防雷接地應(yīng)與交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)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(shè)備中要求的最小值確定。目前數(shù)據(jù)中心機(jī)房常見和經(jīng)濟(jì)的做法是將交流接地與安全工作接地合二為一，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(wǎng)，從而形成等電位，避免發(fā)生雷電反擊而損耗設(shè)備。只要接地電阻小于1歐姆，就可以保證接地線不產(chǎn)生電位差，避免相互干擾。若防雷接地必須設(shè)置單獨(dú)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(yīng)大于其中最小值，并應(yīng)按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的要求采取雷電反擊措施，使防雷接地和其他兩種接地間有一定的距離，否則量系統(tǒng)在形式上分開了，而實(shí)際(電氣上)仍未分開，許多工程實(shí)際情況已經(jīng)證明采用統(tǒng)一接地體是解決多系統(tǒng)接地的最佳方案。機(jī)房等電位連接不同低壓配電系統(tǒng)的接地方式?jīng)Q定了系統(tǒng)中低壓保護(hù)電氣選擇和供電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式。根據(jù)最新修訂的《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-95皿］，將配電系統(tǒng)分為TN，TT，IT三類系統(tǒng)。機(jī)房供電系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有干擾少，適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器要求。由一個系統(tǒng)的諸外露導(dǎo)電部分做等電位連接的導(dǎo)體所組成的網(wǎng)絡(luò)稱等電位連接網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的諸外露導(dǎo)電部分是指：電源線、信號線、金屬管道、大尺寸金屬物架、建筑物柱內(nèi)鋼筋都必須通過電涌保護(hù)器或直接進(jìn)行等電位連接，各保護(hù)區(qū)界面處同樣要彼此進(jìn)行局部等電位連接，各局部等電位相互連接后，最后與主等電位相連，構(gòu)成一個完整的等電位連接網(wǎng)絡(luò)⑸。等電位連接是當(dāng)今世界防雷理論的前沿，是雷電防護(hù)前沿重要的技術(shù)措施。等電位理論的提出基于國內(nèi)外眾多對閃電過程的觀測結(jié)果：閃電電流不是一個電壓源而是一個電流源，嚴(yán)格講是一個電流波。雷電的破壞力在于強(qiáng)大的電流特性而不在于放電時產(chǎn)生的高壓，當(dāng)雷電流在泄放的渠道上一旦沖擊設(shè)備時，雷擊也就發(fā)生了。如果在所有設(shè)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(shè)計要求入地，設(shè)備防雷也就實(shí)現(xiàn)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(shè)備防雷的重要技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)措施的手段就是等電位連接?，F(xiàn)行《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94：信息系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)建立一等電位網(wǎng)絡(luò)，而且信息系統(tǒng)的各種箱體、殼體、機(jī)架等金屬組件與建筑物的共用接地系統(tǒng)也要進(jìn)行等電位連接?！队嬎銠C(jī)信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防護(hù)規(guī)范》GA267-2000⑹也明確規(guī)定：所有進(jìn)入計算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備機(jī)房建筑物的外來導(dǎo)電物體，都應(yīng)在建筑物面做等電位連接。以上國家強(qiáng)制性規(guī)范都提到等電位連接，說明了等電位連接的重要性。它是信息機(jī)房綜合防雷體系中必須的環(huán)節(jié)。而且對于IT設(shè)備來說，在共用同一等電位接地系統(tǒng)并實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)后，IT裝置是以等電位連接系統(tǒng)的電位為參考電位，而不是以大地為參考電位。在機(jī)房內(nèi)采用25X3的銅排（橫截面積大于50mm2），制作成一個均壓網(wǎng)（等電位連接網(wǎng)），并把機(jī)房內(nèi)電涌保護(hù)器的接地、靜電地板龍骨架、機(jī)柜外殼以共地不共線的方式連接到匯流排上。機(jī)房內(nèi)等電位連接示意圖［71-2所示圖1-2機(jī)房內(nèi)等電位連接示意圖設(shè)備所在建筑物的主要金屬構(gòu)件和進(jìn)入建筑物的金屬管道，供電線路含外露可導(dǎo)電部分防雷裝置，由電子設(shè)備構(gòu)成的信息系統(tǒng)實(shí)行等電位連接的連接體為金屬連接導(dǎo)體和無法直接連接時而做瞬態(tài)等電位連接的電涌保護(hù)器（SPD）通過星型（網(wǎng)形M型）結(jié)構(gòu)把設(shè)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(jī)房宜選S型，在大型機(jī)房宜選M型結(jié)構(gòu)。機(jī)房防靜電架空地板沿機(jī)房四邊墻線用20mm*4mm扁鋼（要求高的機(jī)房采用30mm*3mm銅帶）敷設(shè)，并將活動地板金屬支撐管腳做多點(diǎn)重復(fù)接地焊接，在近電源管理間一側(cè)用6mm2以上的銅芯絕緣線穿銅管或PVC管，接入電源管理間內(nèi)的輔助等電位接地母排，連同沿墻敷設(shè)的扁鋼帶共同構(gòu)成安全可靠的等電位平面。從而在機(jī)房地板下形成了屏蔽保護(hù)各種信號線路免受電磁干擾。二、機(jī)房防雷機(jī)房電源系統(tǒng)的防雷設(shè)計必須滿足GB50057-1994（2000版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》和GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求。根據(jù)防雷分區(qū)的劃分可知，除屋頂天線以外的智能化設(shè)備大都在LPZ1以內(nèi)，一般情況下機(jī)房處于防雷分區(qū)LPZ2區(qū)域內(nèi)。建筑物防雷分區(qū)如圖2-1所示。圖2-1建筑物防雷分區(qū)IEC的防雷分級問題正是考慮不同的防雷分區(qū)在等電位連接的原則下

以及根據(jù)不同電氣設(shè)備耐壓值等級等因素對防雷等級進(jìn)行區(qū)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(hù)分級LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界處LPZ1與LPZ2、LPZ2與LPZ3區(qū)交界處直流電源標(biāo)稱放電電流（kA）第一級標(biāo)稱放電電流（kA）第二級標(biāo)稱放電電流（kA）第二級標(biāo)稱放電電流（kA）第四級標(biāo)稱放電電流（kA）8/20us10/350us8/20us8/20us8/20us8/20usN10A級N20N80N40N20N10直流配電系統(tǒng)中根據(jù)線路長度和工作電壓選用標(biāo)稱放電電流N10kA適配的SPDB級N15N60N40N20C級NN50N20D級NN50N10注：SPD的外封裝材料應(yīng)為阻燃型材料。機(jī)房應(yīng)采取三級防雷措施，即在電源配電柜電源進(jìn)線處安裝間隙放電避雷器作為一級防護(hù)，安裝B級防浪涌避雷器作為二級防護(hù)，在分配電柜內(nèi)安裝C級避雷器作為三級防護(hù)。若有金屬線纜式的外接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線入機(jī)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(yīng)大于1Q。TN-S系統(tǒng)浪涌電壓保護(hù)原理圖如圖2-2所示。圖2-2TN-S系統(tǒng)浪涌電壓保護(hù)原理圖三、工程實(shí)例接地設(shè)計方案某數(shù)據(jù)中心機(jī)房位于大樓三層，面積約1000m2。1）本工程配電采用TN-S系統(tǒng)，獨(dú)立設(shè)置接地線（PE）。采用大樓聯(lián)合接地系統(tǒng)，并且要求接地小于1歐姆。2）機(jī)房內(nèi)設(shè)有功能性接地和保護(hù)性接地，共用一組接地裝置。A）保護(hù)接地，防雷保護(hù)接地延引大樓的接地B）機(jī)房內(nèi)做M網(wǎng)型結(jié)構(gòu)均壓等電位網(wǎng)格。機(jī)房室內(nèi)等電位做法在機(jī)房地板下沿機(jī)柜一周敷設(shè)等電位銅帶30X3mm2（均壓環(huán)），銅帶用ZR-BVR6mm2與各機(jī)房動力配電柜PE排相連，并設(shè)置100*2銅箔等電位網(wǎng)格。機(jī)房動力設(shè)備的地線、動力設(shè)備的外殼、不帶電的金屬管道、金屬線槽外殼、計算機(jī)設(shè)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(wǎng)絡(luò)就近可靠相連。機(jī)房內(nèi)設(shè)置等電位端子箱，機(jī)房內(nèi)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(jī)房等電位接地示意圖如圖3-1所示。圖3-1機(jī)房等電位接地示意圖防雷設(shè)計方案一個完整的防雷方案包括防直接部分和防感應(yīng)雷擊兩部分，中心機(jī)房所在的建筑物已具備防直接雷擊防護(hù)措施，因此本方案只對機(jī)房電子設(shè)備的配電系統(tǒng)采取相應(yīng)的防感應(yīng)雷擊措施。工程計算機(jī)交流配電系統(tǒng)采用三級防雷：第一級在大樓低壓配電室內(nèi)加裝防雷器，實(shí)現(xiàn)第一級防雷（由大樓實(shí)現(xiàn)）。第二級在UPS輸入配電柜內(nèi)加裝B級防雷器，實(shí)現(xiàn)第二級防雷。第三級在機(jī)房UPS輸出列頭配電柜內(nèi)加裝C級防雷器，實(shí)現(xiàn)第三級防雷。本工程選用國際某知名品牌防雷器，機(jī)房防雷設(shè)計示意圖如圖3-2所示：圖3-2機(jī)房防雷設(shè)計示意圖結(jié)論隨著科技的飛速發(fā)展，信息會在我們的生活中扮演越來越重要的角色，而數(shù)據(jù)中心作為加速信息傳遞的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，建設(shè)規(guī)模越來越大，數(shù)量不斷增加，而數(shù)據(jù)中心的安全性往往關(guān)系到國計民生，應(yīng)該引起高度重視。數(shù)據(jù)中心的安全性牽涉面很廣，機(jī)房防雷和接地系統(tǒng)關(guān)系機(jī)房能否安全運(yùn)行的一個重要組成部分。文章從機(jī)房供電系統(tǒng)運(yùn)行方式和機(jī)房所處防雷分區(qū)為切入點(diǎn)。采用工程上較為常見和經(jīng)濟(jì)的等電位連接做法。通過理論和工程實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，該接地方式是安全可靠的。建筑物防雷是一個綜合系統(tǒng)工程。考慮不同的防雷分區(qū)在等電位連接的原則下以及根據(jù)不同電氣設(shè)備耐壓值等級等