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数据中心机房防雷如何设计?思路是什么?

计算机机房隔离拥有大量的电子设备,是各类网络(信息)中心的核心所在。然而,由于机房内的电子设备耐过电压能力较差,加上这些电子设备绝大部分都是通过各种传输线相互连接的。


当雷电引起传输线上产生过电压时,与线缆连接的设备接口部分、甚至整个设备都容易受到损坏。



因此,可以通过合理屏蔽、交流配电系统防雷、通信弱电系统防雷和均压等电位接地等措施来保护机房及各类设备免遭雷击。


一、屏蔽防雷


屏蔽措施可以屏蔽掉一部分沿空间传播的感应电磁脉冲,这一措施需要机房建筑物在建设初期时体现。


将建筑物的主钢筋网焊接连通,并与建筑物防雷接地的地网相连接,以形成屏蔽网。如果建筑物钢筋的数量较少或钢筋分布难以形成网状,则考虑在数据机房的各个建筑面上安装屏蔽网,并与设备保护地的地网相连接。


屏蔽网不仅可以防御感应雷,而且还可以防止外界其他电磁干扰。


值得注意的是,室内金属门窗应与屏蔽连通。


二、交流配电系统防雷


在各种各样的传输线中,机房电源线是分布最广的传输线,其受雷电感应的几率最高,也最容易引入感应雷。


事实证明,60~80%的感应雷和雷电波入侵均来自电力传输线。


根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》规定,建筑物电子信息系统防雷等级分为A、B、C、D四个等级,根据防雷等级采取多级保护,逐级泄流降压最终使配电线路中的过电压(过电流)降到设备能承受的范围内。


图1建筑物电子信息系统防雷等级


针对交流配电系统的部分防雷设置需要根据被保护信息系统的使用用途及重要程度确定防雷等级。根据图2指示,交流配电系统宜采用三级防雷:


第一级在大楼低压配电室内加装防雷器,实现第一级防雷(由大楼实现)。


第二级在UPS输入配电柜内加装B级防雷器,实现第二级防雷。


第三级在机房UPS输出列头配电柜内加装C级防雷器,实现第三级防雷。



图2机房防雷设计示意图


交流配电系统的防雷措施最好在机房及建筑物建设的初期体现,但如果初期未考虑到,后期逐步完善也是比较容易实现的。


三、通信弱电系统防雷


由于与信号传输线相连的设备接口的工作效率较低,而且耐压水平也很低,这些机房设备对于信号传输线引入的感应雷电波特别敏感,极易受到损坏。


因此,非常有必要在设备的信号接口处安装具有抗过电压保护能力、工频过电流保护功能,以及响应速度快、防雷性能优越的信号防雷设备。


通信弱电系统的防雷根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》要求,应针对通信线路的种类、工作电压、线路屏蔽情况以及传输速率等条件选择相应的浪涌保护器,保护线路及传输设备的安全。


通信弱电系统防雷一般在机房使用过程中根据设备投入使用情况不断完善。


四、均压等电位接地防雷


均压等电位连接是防止地电位反击的有效方法。


在建筑物的一定范围内把进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做成等电位连接,形成一个封闭的均压环,以消除可能存在的破坏力极强的电位差。


常用的接地方式有共用接地、独立接地和混合接地三种。根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》和GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》要求,计算机机房的接地系统推荐采用共用接地方式。


即把建筑物防雷地、设备保护地、交流工作地、直流工作地连在一起(优先使用建筑物自然地,即建筑物基础接地),建立等电位系统,以避免各地网间的电位差对设备进行反击,如图4所示。


图3机房等电位接地示意图


均压等电位接地应在机房建设时实现,后期机房设备、机柜等到位投入使用后,施工难度相对较大。

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