机房防雷接地系统方案参考
一前言
二方案设计依据
三防雷设计思路
四电源防雷
五接地系统
（1）计算机机房接地系统
（2）机房内等电位接地具体做法
（3）交流工作地
（4）安全保护地
六防雷保护地
七防雷设计方案
（1）直击雷的防护
（2）电源系统的防雷
（3）信号系统的防雷
（4）机房等电位连接
（5）接地网制作设计
伴随着通信技术, 以及计算机网络技术, 迅猛地发展, 计算机, 还有网络, 愈发深入人们的生活, 以及工作之中, 与此同时, 也预告着数字化, 以及信息化时代的降临。这些微电子网络设备, 普遍地应用, 让防雷的问题呈现得愈发重要。鉴于微电子设备具备高密度, 以及高速度, 还有低电压, 以及低功耗等特性, 这致使其对各类诸如雷电过电压, 以及电力系统操作过电压, 还有静电放电, 电磁辐射等电磁干扰十分敏感。要是防护措施欠缺力度, 随时随地都可能蒙受重大损失。引起我们重视的是, 雷电能破坏系统设备, 雷电能致使系统通讯中断, 雷电能造成系统工作停顿, 这还不够, 雷电能让系统声誉受损, 而且值得留意之处在于, 雷电所带来的间接损失大到无法预计 , 这很关键得予以考察！
通常来讲, 存在这样一种情况, 网络集成系统被构建而成, 它是靠主服务器, 以及中心交换机, 搭配各分交换机, 再加上路由器、服务器, 还有数目颇为可观的终端给拼凑起来的。处于主机房内部的中心交换机, 借助广域网路由器跟外界达成联系, 经由光纤同各分交换机予以连接, 而分交换机凭借集线器跟各用户终端相互关联。
二、方案设计依据
1．GB50174－93《电子计算机机房设计规范》
2．GB50057－94《建筑物防雷设计规范》
3．GB50054－95《低压配电设计规范》
4．GA173－1998《计算机信息系统防雷保安器》
5．GB3482－3483－83《电子设备雷击试验》
6．IE1312－1∶1995《雷电电磁脉冲的防护通则》
7．国际电信联盟电信标准化部门的K20∶1990标准, 名为《电信交换设备耐过电压和过电流能力》。
8．ITT的TS的K21, 是1998年的那个, 名为《用户终端耐过电压和过电流能力》。
三、防雷设计思路
因网络集成系统防护呈现出点多的特性, 且覆盖范围极为广泛, 所以出于保护建筑物以及建筑物内各个方向电子网络设备之目的, 避免其遭受雷电损害, 或者将雷击损害尽可能降低至最低限度, 进行防雷方案设计时应当从整体防雷的视角着手。当下普遍采取综合防雷举措, 综合防雷设计方案涵盖两个层面, 分别是直击雷的防护以及感应雷的防护, 倘若缺失任何一个方面, 那么此方案便是不完整的, 存在缺陷的, 并且潜藏着危险的。
（1）、直击雷的防护
要是没有直击雷防护, 依据IEC1312进行估算, 近乎所有雷电流都会通过进出建筑物的导体型线路, 像电源线、信号线这类 , 侵入到设备之中, 这种损害是极为严重的, 所以做好直接雷击防护是开展感应雷击防护的前提条件；直击雷防护依照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》来进行设计及施工, 主要运用避雷针、网、线、带以及良好的接地系统, 其目标是保护建筑外部不遭受雷击的破坏，给建筑物内人员或设备营造一个相对安全的环境。
（2）、电源系统的防护
经由统计得出的数据资料显示, 微电子网络系统之中, 超过80%的雷害事故, 皆是源于和系统相连接的电源线路之上, 感应所产生的雷电冲击过电压而形成的。所以, 将电源线的防护工作做好, 乃是整体防雷里头, 不容被忽视的一个环节。
（3）、信号系统的防护
虽然于电源以及通信线路这般的外接引入线路那儿装了防雷保护装置, 可是雷击出现在网络线像双绞线这类上面感应到过电压, 依旧会对网络正常运行业造 成影响, 甚而将网络系统彻底破坏掉。遭到雷击时, 会产生巨大的瞬变磁场, 使得在1公里范围以内的金属线路, 像网络金属连线之类的地方, 都会感应到非常强的感应雷击。此外, 当电源线或者通信线路送过来雷击电压时, 又或者建筑物的地线系统在泻放雷击之际, 这种情况下所生成的强大瞬变电流, 对于网络传输线路而已, 产生的过电压已经能够达到一次性就破坏网络的程度。就算过电压并不是特别高, 无法一次性就破坏设备, 但是每一回过电压产生的冲击, 都加快了网络设备的老化速度, 对数据的传输以及存储造成了影响, 甚至会导致死机现象, 如果持续下去, 最终将会彻底损坏设备。所以, 网络信号线防雷, 对于网络集成系统的防雷而言, 是极其重要的环节。
（4）、等电位连接
构成了集成网络系统主干交换机所在之处属于的那个中心机房, 这个位置应当设置均压环。此操作要把机房范围以内的所有金属物体, 涵盖了电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳还有所有属于进出大楼类型的金属管道等金属构件, 实施电气连接, 然后连接至均压环上, 以此达成均衡电位的目的。
（5）、接地
在机房之中, 采用联合接地能够有效地解决地电位升高所带来的影响, 而合格的地网乃是有效防雷的关键所在。机房的联合地网一般是由机房建筑物基础（包含地桩）、环形接地（体）装置、工作（电力变压器）地网等共同组成的。针对敏感的数据通讯设备进行防雷工作时, 接地系统的情形优劣, 直接关联到防雷的效果与质量。要是地网不符合要求, 那就应当改善地网的条件, 适度扩大地网的面积并且改善地网的结构, 从而让雷电流能够更为快速地进行泄放, 缩短雷电流所引发的高过电压的保持时间, 以此达成防雷的需求。
四、电源防雷
电源系统防雷选用三级防雷的形式, 对于机房配电箱的防雷要采取不少于二级保护（细保护）, 也就是在机房主配电箱的输入处安装一套二级防雷器, 在机房配电箱的输出端往每一路都安装三级防雷器, 具体是在配电柜里总开关的前端装二级防雷器, 这种做法既有节省空间的功效, 兼具达到了美观、易于维护的效用, 并且分别于市电配电柜、UPS配电柜各自的总开关前端安设三级防雷器, 以此实现保护机房内设备的目的。
五、接地系统
此机房存有四种接地类型, 分别便是: 供计算机使用的专用直流逻辑地, 交 流工作地, 但不限于它 , 安全保护地, 以及防雷保护地。
（1）、计算机机房接地系统
在机房活动地板的下方, 进行铜排网的安装操作。把机房里所有计算机系统的非带电壳体, 接入至铜排网, 再经过此引入大地。机房的接地系统, 采用的是专用接地系统, 该专用接地系统由大楼予以提供, 其接地电阻小于或等于1Ω。
（2）、机房内等电位接地具体做法：
选用3mm×30mm的铜带, 于机房活动地板下方, 使其交叉排列成方格状, 其交叉点与活动地板支撑位置呈交错排列状态, 在交点处将它们压接在一起, 且于铜带下利用垫绝缘子予以固定。在机房距离墙体400mm的地方, 沿着墙壁采用3mm×30mm紫铜条打造一个M型或者S型的地网, 紫铜条之间的接驳位置经10mm镙母压接后进行烧铜焊, 借助35mm2铜缆引下线与建筑物的联合接地体实施驳接, 如此便形成一个法拉第笼式接地系统, 同时确保接地电阻不超过1Ω。
针对机房等电位连接, 要把天花龙骨进行相关操作, 将墙身龙骨也予以对应的处理, 让活动地板支架同样参与其中, 包含非计算机系统的管, 还有金属的门以及窗等, 都要做到全面的等电位连接操作, 而且各自选定多个点位, 借助16m m2的地线来实现接入机房接地铜排网的行为。
（3）、交流工作地
电力系统运行所需接地, 像配电柜中性点接地, 阻值要不大于 4 欧姆。与变压器或发电机直接接地的中性点相连的中性线叫零线；把零线上的一点或多点同地再次进行电气连接称作重复接地。交流工作地是中性点稳稳可靠地接地。当中性点不接地之际, 若有一相碰地, 且人又触及另一相, 那么人体所受的接触电压会超过相电压。而当中性点接地时, 且中性点的接地电阻极小, 此时人体受到的电压等同于相电压。并且如果中性点不接地, 因中性点对地的杂散抗阻极大, 所以接地电流很小。相应地, 保护设备无法迅速切断电源, 会对人及设备造成危害。反之, 情况则不同。
（4）、安全保护地
使得机房里头所有机器设备的外壳, 还有电动机、空调机等辅助设备的机体（外壳）与着地之处之间达良好接地状态, 其阻值应不超4欧姆被称作安全保护地。一旦出现机房以内各类电器设备的绝缘体坏掉的情况时, 则会对设备以及操作与维修人员的安全造成威胁了, 所以呢应该将设备的外壳进行可靠接地。
六、防雷保护地
机房防雷系统的接地, 那是一般通过水平连线与垂直接地桩埋设在地下的, 其主要目的在于, 把雷电电流从受雷装置引到接地装置, 而且接地电阻应不大于10欧姆。
防雷装置能够划分成三个基本部分, 这三个部分分别是接闪器、引下线以及接地装置, 其中, 接闪器是那种能接受雷电电流的金属导体。在这个方案里, 仅仅是把加装防雷器的引下线和动力配电柜内部的接地铜排进行连接。并且要求接地电阻小于或等于4Ω。
七、防雷设计方案
（1）、直击雷的防护
有着避雷针、避雷带等外部防雷设施的机房所在大楼, 不再进行外部防雷的补充设计。要是先前没有直击雷防护, 那么需要在机房顶层设置避雷带或者避雷网。倘若机房处于空旷地带, 根据实际情况还得安装避雷针。避雷针、避雷带一定要做好引下线, 然后接入地网。
（2）、电源系统的防雷
1）先要对网络集成系统的电源线展开防护, 首先呢对于那个进入系统总配电房的电源进线, 得采用金属铠装电缆来敷设, 敷设的时候电缆铠装层的两端要良好接地才行, 哎要是这电缆并没有铠装层的话, 那就得把电缆穿进钢管然后埋地, 钢管的两端也要接地，而且埋地的长度不能小于十五米。从总配电房去往各大楼的配电箱以及还要去往到机房楼层配电箱的电力线路, 全部都应该采用金属铠装电缆去进行敷设。如此呢就能极大地降低电源线感应过电压存在的可能性了。
2）给电源线路安装电源防雷器这一行为, 属于绝对不能缺少的防护举措。按照IEC防雷规范里针对防雷分区提出的相关要求, 电源系统被划分成了三级保护。
下面这种安装方式是可行的, 即在系统总配电房当中, 于配电变压器的低压侧开展安装操作, 所安装的是一级电源防雷箱, 其流通容量处于80KA至100KA这个范围, 举例来说像是ZS150E - 400这样的规格。
② 在各个大楼的总配电箱这里, 要安装通流容量呢, 是在六十五成千安到七十成千安之间的二级电源防雷箱, 就像那种型号为ZS150E - 300的。
③ 在机房的重要设备, 这种设备比如交换机、服务器、UPS等, 其电源进线的地方, 安装通流容量处于20至40KA范围的三级电源防雷器, 像ZSPD TT20KC/2这种。
④于机房控制中心部位, 针对硬盘刻录机电源之处, 以及电视墙设备电源之处, 采用插座式防雷器, 比如FACP - 10。
任何一个防雷器, 都必须确保接地状况良好。在挑选防雷器时, 对于接口形式以及接地可靠性方面的注意事项, 是需要着重考量的。处于重要场所的情况下, 应当专门设置用于接地的线路。绝对不能把和防雷相关的接地线路, 与避雷针的接地线路进行并接操作。并且, 要尽可能让两者保持较远的距离, 分别接入地面。
（3）、信号系统的防雷
1）网络传输线主要用到的是光纤与双绞线, 光纤无需特别的防雷举措, 然而要是室外的光纤是架空的, 那就要把光纤的金属部分接地, 双绞线屏蔽效果欠佳, 所以感应雷击的可能性比较高, 此类信号线应敷设在屏蔽线槽内, 屏蔽线槽要良好接地, 也能够穿金属管敷设, 金属管要全面维持电气上的连通状况, 而且金属管两端也得良好接地。
2）安装信号防雷器于信号线路上, 这对防感应雷而言是一种有着有效作用的办法, 对于网络集成系统, 在网络信号线进入广域网路由器之前, 能够安装专用信号防雷器, 于系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口地方, 分别安装RJ45接口的信号防雷器像RJ45-E100, 信号防雷器的选型需进行综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等方面, 避雷器主要是串接在线路两端设备的接口处。
于服务器的100M输入端口那里, 安装单口RJ45端口信号避雷器, 像RJ45-E100这种, 以此来对服务器起到保护作用。
② 将24口网络交换机与具有24口的RJ45端口信号避雷器, 像RJ45 - E100/24这样的, 进行串联设置, 以此来防止因雷击感应或者电磁场干扰顺着双绞线侵入进而导致设备被毁坏。
③ 在DDN专线接收那里的相关设备之上予以安装, 安装单口RJ11端口的信号避雷器, 此避雷器型号为(RJ11 - TELE/2) , 又或者是（RJ45 - DDN/4）, 借由这般操作来保护DDN专线上的那些设备。
首先, 在卫星接收设备前端进行安装操作, 安装的是什么? 是同轴端口天馈线避雷器, 其型号为CoaxB - N - JK , 这么做的目的是什么? 是为了保护接收设备。
3）、对于监控系统机房的防雷保护
加装视频信号防雷器(CoaxB - CCTV)于硬盘录像机的视频线出线端 , 或者采用机架式视频信号防雷箱(CoaxB - CCTV/12) , 该防雷箱12口全保护 , 其安装便利。
② 要使得控制信号防止雷击, 在矩阵与视频分割器的控制线进入的端口位置, 加装防雷器, 此防雷器为DB - RS485/422。
③ 机房的电话线, 采用的是(RJ11 - TELE/2)音频信号防雷器, 它要串接在电话机往前的那端的电话线处，这样安装起来是比较便利的, 而且易于进行维护。
在报警器前端信号线接入的地方, 安装控制信号防雷器，也就是DB-RS485/422, 来对报警器信号线进行有效的防雷保护。
请注意, 全部防雷器都应当要有良好的接地状况, 挑选防雷器的时候需要留意接口的形态以及接地的可靠性能, 重要的场所应该设置专门的接地线, 绝对不可以把防雷接地线和避雷针接地线进行并接, 并且要尽可能做到远离, 分开接入到地下。
（4）、机房等电位连接
在机房的防静电地板下方, 顺着地面布局 40*3 的紫铜排, 使其构成闭合环从而形成接地汇流母排。配电箱的金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗以及穿过各防雷区交界的金属部件、系统设备的外壳, 还有针对木地板下方的隔离架都会接受多点等电位接地, 就近连接至汇流排。同时采用等电位连接线, 其中是 4 - 10mm2 的铜芯线, 通过螺栓紧固的线夹这类连接材料。首先, 在机房以内部分需要去找出建筑物主钢筋, 接着去进行一翻测试, 测试的结果是确定其与避雷带连接效果良好, 之后, 选用14mm镀锌圆钢, 使用铜铁转换接头把它和接地汇流母排连接起来, 以此来形成等电位, 然后它运用联合接地网, 核心目的是把各地网之间存在的电位差给消除掉, 进而保证设备不会因为雷电的反击情况而造成损坏。
（5）、接地网制作设计
避雷技术里, 接地属于极为重要的环节其一, 不管是直击雷还是感应雷, 最终都是要将雷电流引到大地。所以, 对于敏感的数据也就是信号通信设备来讲, 要是没有合理还良好的接地系统, 是无法可靠避雷的。所以, 对于接地电阻大于1Ω的大楼地网, 必须按照规范要求整改, 从而提高机房接地系统的可靠性。依据具体情况, 借助沿机房大楼构建不同形式的接地网, 这当中涵盖水平接地体、垂直接地体, 以此来扩大接地网的有效面积并且改善地网的结构。
采用共用接地装置的情形下, 共用接地的电阻数值不应当大于1Ω , 采用专用接地装置的时候, 其接地的电阻数值不应该大于4Ω。
基本要求如下：
在大楼周边开展接地网作业时, 选用数量较少的材料, 以较低的安装成本投入, 从而达成最为有效的接地装置效果。
（ 1 ）接地电阻值要求 R ≤1Ω ；
（ 2 ）接地体应离机房所在主建筑物 3~5m 左右设置；
水平接地体应埋入地下约 0.8m , 垂直接地体长 2.5m, 每隔 3m 至 5m 设置一个这样的垂直接接地体, 用于垂直接地体的是 50×50×5mm 的热镀锌角钢, 而水平接地体选用的是 50×5mm 的热镀锌扁钢。
在地网进行焊接操作的时候，焊接的覆盖面应当大于或等于六倍的接触点, 并且对于焊点要开展防腐蚀以及防锈的处理措施。
各地的网呀, 要放在地面往底下零点六米到零点八米的那个位置, 去跟多根建筑立柱的钢筋进行焊接操作, 并且还要做防腐蚀这方面的措施, 以及防锈的处理。
（6）当土壤导电性能差的时候, 采用敷设降阻剂的方法, 以此让接地电阻小于或等于1Ω。
（7 ）回填土必须是导电状态较好的新粘土；
（ 8 ）与大楼基础地网多点焊接，并预留接地测试点。
上述乃是一种传统的, 具备廉价且实用特性的接地方式, 依据实际情形, 接地网材料能够选用新型技术接地装置, 像免维护电解离子接地系统, 或低电阻接地模块之类, 还有长效铜包钢接地棒等等。
2019/1/17
