由于網絡集成系統(tǒng)防護點多、面廣,因此,為了保護建筑物和建筑物內各向電子網絡設備不受雷電損害或使雷擊損害降低到程度,應從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計?,F(xiàn)在都采取綜合防雷,綜合防雷設計方案應包括兩個方面:直擊雷的防護和感應雷的防護,缺少任何一方面都是不完整的,有缺陷的和有潛在危險的。
1、直擊雷的防護
如果無直擊雷防護,按iec1312的估算幾乎所有雷電流都流經進出建筑物的導體型線路(如電源線、信號線等)侵入設備,這樣的損害就非常之嚴重,因此做好直接雷擊防護是做感應雷擊防護的前提;直擊雷防護按照國標gb50057《建筑物防雷設計規(guī)范》設計和施工,主要使用避雷針、網、線、帶及良好的接地系統(tǒng),其目的是保護建筑外部不受雷擊的破壞,給建筑物內的人或設備提供一個相對安全的環(huán)境。
2、電源系統(tǒng)的防護
統(tǒng)計數據資料表明,微電子網絡系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應的雷電沖擊過電壓造成的。因此,做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。
3、信號系統(tǒng)的防護
盡管在電源和通信線路等外接引入線路上安裝了防雷保護裝置,由于雷擊發(fā)生在網絡線(如雙絞線)感應到過電壓,仍然會影響網絡的正常運行,甚至破壞網絡系統(tǒng)。雷擊時產生巨大的瞬變磁場,在1公里范圍內的金屬線路,如網絡金屬連線等都會感應到的感應雷擊;另外,當電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時,或建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷擊時,所產生強大的瞬變電流,對于網絡傳輸線路來說,所感應的過電壓已經足以一次性破壞網絡。即使不是特別高的過電壓,不能夠一次性破壞設備,但是每一次的過電壓沖擊都加速了網絡設備的老化,影響數據的傳輸和存儲,甚至死機,直至損壞。所以網絡信號線的防雷對于網絡集成系統(tǒng)的整體防雷來說,是非常重要的環(huán)節(jié)。
4、等電位連結
集成網絡系統(tǒng)主干交換機所在的中心機房應設置均壓環(huán),將機房內所有金屬物體,包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼以及所有進出大樓的金屬管道等金屬構件進行電氣連接,并接至均壓環(huán)上,以均衡電位。
5、接地
機房采用聯(lián)合接地可有效的解決地電位升高的影響,合格的地網是有效防雷的關鍵。機房的聯(lián)合地網通常由機房建筑物基礎(含地樁)、環(huán)形接地(體)裝置、工作(電力變壓器)地網等組成。對于敏感的數據通訊設備的防雷,接地系統(tǒng)的良好與否,直接關系到防雷的效果和質量。如果地網不合要求,應改善地網條件,適當擴大地網面積和改善地網結構,使雷電流盡快地泄放,縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間,以達到防雷要求。
四、防雷設計方案
1、直擊雷的防護
機房所在大樓如已有避雷針、避雷帶等外部防雷設施,本方案不再作外部防雷補充設計。如之前無直擊雷防護,需在機房頂層做避雷帶或是避雷網,若機房在空曠地帶,視情況還需安裝避雷針,避雷針、避雷帶必須做好引下線,接入地網。
(1)對于網絡集成系統(tǒng)的電源線防護,首先,進入系統(tǒng)總配電房的電源進線,應采用金屬鎧裝電纜敷設,電纜鎧裝層的兩端應良好接地;如果電纜沒有鎧裝層,則就將電纜穿鋼管埋地,鋼管兩端接地,埋地的長度應不小于15米。由總配電房至各大樓的配電箱以及機房樓層配電箱的電力線路,均應采用金屬鎧裝電纜進行敷設。這樣可以大大減少電源線感應過電壓的可能性。
(2)在電源線路上安裝電源防雷器,是的防護措施。根據iec防雷規(guī)范中有關防雷分區(qū)的要求,將電源系統(tǒng)分為三級保護。參考iec1312的描述,在lpz0b區(qū),雖然不會被直接雷擊擊中,但遠端雷電閃擊沿電力線傳來雷電電磁脈沖的強度沒有衰減,本區(qū)內的電磁場也沒有減弱。在三級防雷保護中,級防護為粗保護,選用大通流容量60-100ka的電源防雷器對整個電源系統(tǒng)進行防護,吸收大約50%的大能量感應雷電流;第二級為中級保護,選用通流量為30-60ka的電源防雷器,對雷電流進一步吸收;第三級為ups電源的防護,選用通流容量20-40ka電源防雷器,對ups作重點保護;鑒于機房機柜內還有大量的網絡系統(tǒng)終端設備,考慮到這些終端設備的耐壓范圍非常的低,因此對于機房內的終端設備做精細保護,采用通流容量為5-10ka的機柜專用pdu防雷插排,將殘余的雷電流基本吸收,通過地線泄入大地。
具體措施:
①在系統(tǒng)總配電房的配電變壓器低壓側并聯(lián)安裝流通容量60ka~100ka的一級三相電源防雷器(型號:xy-b100/4);
②在各樓層的配電柜并聯(lián)安裝通流容量為30-60ka的二級電源防雷器(型號:單相xy-b60/2或三相xy-b60/4)根據電壓進行選擇;
③由于機房ups不間斷電源設備是用于為機房內計算機信息系統(tǒng)各用電設備提供穩(wěn)定、可靠和高質量的用電環(huán)境的重要設備,并且是由市電供電輸入機房的主要途徑,所以我們將電源系統(tǒng)防護的重點放在了對ups不間斷電源的保護上。在ups的電源輸入端配電箱并聯(lián)安裝通流容量為20ka~40ka的三級電源防雷器(單相型號:xy-c40/2,三相型號:xy-c40/4);
④在機房機柜內的重要設備(如交換機、服務器、硬盤錄像機及電視墻設備)的供電電源進線處安裝通流容量5-10ka的插座式末級電源防雷插排(型號:pdu防雷插排xy-pdu6/10a)作精細保護。
所有防雷器均應良好接地。選用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠性,重要場所應設置專用的接地線,切不可將防雷接地線與避雷針接地線并接,且要盡量遠離、分開.