網(wǎng)絡機房防雷方案

　　一、前言

　　隨著通信技術、計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，計算機和網(wǎng)絡越來越深入人們生活和工作中，同時也預示著數(shù)字化、信息化時代的來臨。 這些微電子網(wǎng)絡設備的普遍應用，使得防雷的問題顯得越來越重要。由于微電子設備具有高密度、高速度、低電壓、和低功耗等特性，這就使其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感。如果防護措施不力，隨時隨地可能遭受重大損失。值得我們關注的是雷電不僅僅破壞系統(tǒng)設備，更為重要的是使系統(tǒng)的通訊中斷、工作停頓、聲譽受損，其間接損失無法估量。

　　一般來說，網(wǎng)絡集成系統(tǒng)是由主服務器及中心交換機和各分交換機以及路由器、服務器、相當數(shù)量的終端構成。位于主機房內(nèi)的中心交換機通過廣域網(wǎng)路由器與外界聯(lián)系，通過光纖與各分交換機連接，分交換機通過集線器與各用戶終端相連。

　　二、方案設計依據(jù)：

　　1.GB50174-93《電子計算機機房設計規(guī)范》

　　2.GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》

　　3.GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》

　　4.GA173-1998《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》

　　5.GB3482-3483-83《電子設備雷擊試驗》

　　6.IE1312-1∶1995《雷電電磁脈沖的防護通則》

　　7.ITU.TS.K20∶1990《電信交換設備耐過電壓和過電流能力》

　　8.ITU.TS.K21∶1998《用戶終端耐過電壓和過電流能力》

　　三、防雷設計思路

　　由于網(wǎng)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(nèi)各向電子網(wǎng)絡設備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，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(jīng)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(wǎng)、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(nèi)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(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)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(wǎng)絡線(如雙絞線)感應到過電壓，仍然會影響網(wǎng)絡的正常運行，甚至徹底破壞網(wǎng)絡系統(tǒng)。雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬線路，如網(wǎng)絡金屬連線等都會感應到極強的感應雷擊;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(chǎn)生強大的瞬變電流，對于網(wǎng)絡傳輸線路來說，所感應的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞網(wǎng)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(wǎng)絡設備的老化，影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲，甚至死機，直至徹底損壞。所以網(wǎng)絡信號線的防雷對于網(wǎng)絡集成系統(tǒng)的整體防雷來說，是非常重要的環(huán)節(jié)。

　　4、等電位連接

　　集成網(wǎng)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(nèi)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(wǎng)是有效防雷的關鍵。機房的聯(lián)合地網(wǎng)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(wǎng)等組成。對于敏感的數(shù)據(jù)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(wǎng)不合要求，應改善地網(wǎng)條件，適當擴大地網(wǎng)面積和改善地網(wǎng)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

　　機房所在大樓已有避雷針、避雷帶等外部防雷設施，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(wǎng)，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(wǎng)。

　　2、電源系統(tǒng)的防雷

　　(1)對于網(wǎng)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，是必不可少的防護措施。根據(jù)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。

　　1、在總配電柜處安裝三相電源防雷箱，通流容量為80KA-100KA的一級電源防雷器(型號：ZS150E-400，數(shù)量一套);

　　2、在機房分配電柜安裝三相電源防雷箱，通流容量為40KA~60KA的二級電源防雷相(型號：PRAC-380C，數(shù)量一套);

　　3、在機房分配電柜安裝單相電源防雷器，通流容量為20KA~40KA的三級電源防雷相(型號：ZSPD TT20K C/2，數(shù)量一套);

　　4、在配電系統(tǒng)，額定電壓500V及以下BBNBBN 的低壓供電系統(tǒng)中，串聯(lián)安裝退耦器，用于增加導線感抗，彌補導線長度不足，協(xié)調不同規(guī)格防雷器之間的配合問題(型號： LS-63A，數(shù)量一套)

　　5、在機房內(nèi)的重要設備(如交換機、服務器、UPS、硬盤刻錄機及電視墻設備)的供電電源進線處安裝通流容量10KA的插座式末級電源防雷插排(型號：FACP-10，數(shù)量一個，做為三級防雷保護);

　　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、分開入地。

　　3、信號系統(tǒng)的防雷

　　網(wǎng)絡傳輸線主要使用的是光纖和雙絞線。其中光纖不需要特別的防雷措施，但若室外的光纖是架空的，那么需要將光纖的金屬部分接地。而雙絞線屏蔽效果較差，因此感應雷擊的可能性比較大，應將此類信號線敷設在屏蔽線槽中，屏蔽線槽應良好接地;也可穿金屬管敷設，金屬管應全線保持電氣上的連通，并且金屬管兩端應良好接地。

　　1、　在計算機網(wǎng)絡、服務器或交換機設備的進線端和出線端串聯(lián) RJ45 端口網(wǎng)絡信號避雷器(型號：RJ45-E100，數(shù)量一臺)，避免因雷擊感應或電磁場干擾沿雙絞線竄入而毀壞設備。

　　注意：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、分開入地。

　　4、機房等電位連接

　　在機房防靜電地板下，沿著地面上布置40*3紫銅排，形成閉合環(huán)接地匯流母排。將配電箱金屬外殼、電源地、避雷器地、機柜外殼、金屬屏蔽線槽、門窗等穿過各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)設備的外殼，以及對防靜電地板下的隔離架進行多點等電位接地就進至匯流排。并采用等電位連接線4-10mm2銅芯線螺栓緊固的線夾作為連接材料。同時在機房找出建筑物主鋼筋，經(jīng)測試確與避雷帶連接良好，用14mm鍍鋅圓鋼通過銅鐵轉換接頭將接地匯流母排與之連接起來。形成等電位。采用聯(lián)合接地網(wǎng)，目的是消除各地網(wǎng)之間的電位差，保證設備不因雷電的反擊而損壞。

　　5、接地網(wǎng)制作設計

　　接地是避雷技術非常重要的環(huán)節(jié)之一，無論是直擊雷或感應雷，最終都是把雷電流引入大地。因此，對于敏感的數(shù)據(jù)(信號)通信設備而言，沒有合理而良好的接地系統(tǒng)是不能可靠避雷的。因此，對接地電阻 >1Ω 的大樓地網(wǎng)，需按照規(guī)范要求整改，以提高機房接地系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)具體情況，通過沿機房大樓建立不同形式的接地網(wǎng)(包括水平接地體、垂直接地體)來擴大接地網(wǎng)的有效面積和改善地網(wǎng)的結構。

　　采用共用接地裝置時，共用接地電阻值不應大于1Ω;采用專用接地裝置時，其接地電阻值不應大于4Ω

　　基本要求如下：

　　( 1 )在大樓周圍做接地網(wǎng)，用較少的材料和較低的安裝成本，完成最有效的接地裝置;

　　( 2 )接地電阻值要求 R ≤1Ω ;

　　( 3 )接地體應離機房所在主建筑物 3~5m 左右設置;

　　( 4 )水平和垂直接地體應埋入地下 0.8m 左右，垂直接地體長 2.5m ，每隔 3~5m 設置一個垂直接接地體，垂直接地體采用 50×50×5mm 的熱鍍鋅角鋼，水平接地體則選 50×5mm 的熱鍍鋅扁鋼;

　　( 5 )在地網(wǎng)焊接時，焊接面積應 ≥6 倍接觸點，且焊點做防腐蝕防銹處理;

　　( 6 )各地網(wǎng)應在地面下 0.6~0.8m 處與多根建筑立柱鋼筋焊接，并作防腐蝕、防銹處理;

　　( 7 )土壤導電性能差時采用敷設降阻劑法，使接地電阻 ≤1Ω ;

　　( 8 )回填土必須是導電狀態(tài)較好的新粘土;

　　( 9 )與大樓基礎地網(wǎng)多點焊接，并預留接地測試點。

　　以上是一種傳統(tǒng)的廉價實用的接地方式，根據(jù)實際情況，接地網(wǎng)材料也可以選用新型技術接地裝置，如免維護電解離子接地系統(tǒng)、低電阻接地模塊、長效銅包鋼接地棒等等

防雷地網(wǎng)制作示意圖