机房接地方案

机房接地系统是涉及多方面的综合性信息处理工程，是机房建设中的一项重要内容。

接地系统是否良好是衡量一个机房建设质量的关键性问题之一。

机房一般具有四种接地方式：交流工作地、安全保护地、直流工作地和防雷保护地。

以下主要介绍机房防雷保护地：
一、防雷分类和定义
机房雷电分为直击雷和感应雷。

对直击雷的主要由建筑物所装的完成；机房的防雷（包括机房电源系统和弱电信息系统防雷）工作主要是防感应雷引起的雷电浪涌和其他原因引起的过电压。

直击雷是指：雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应等混合力作用，直接摧毁建筑物、构架以及引起人员伤亡等。

感应雷是指：雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的、埋地线路、金属管线或类似的传导体上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。

感应雷击对微电子设备，特别是监控设备、通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷击引起。

过压是指：1、直击雷经过接闪器（如、避雷带、避雷网等）而直放入地，导致地网地电位上升，高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。

2、电流经引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压。

3、大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。

二、机房防雷设计方案依据：
电子设备雷击保护导则 (GB7450-87)，
计算机机房防雷设计规范（GB50174-93）。

计算站场站安全要求(选)(GB9361-88)
电信专用房屋设计规定
三、解决方案：
1、具体防雷措施：
在计算机房的配电屏的低压输出端加防雷器，作为机房电源部分的一级保护；次电屏中加防雷器作为电源部分的二级保护；UPS前端配电屏中加防雷器作为电源部分的三级保护。

2、什么是电源防雷器？它有什么作用？
电源防雷器是一种低压电源的保护设备。

当市电因雷击或其他因素引致产生高脉冲电压时，将会损坏电路上的设备。

电源防雷器的功用，就是在最短时间内释放电路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量到安全地线上，从而保护电路上用户的设备。

3、防雷器并联式工作原理：
以三相四线制系统为例，电源防雷器并联于三火一零线上。

在正常情况下，防雷器处于高阻状态。

当电网由于雷击或开关操作出现瞬时脉冲电压时，防灼髟诩奔淠诘纪ǎ擅爰叮龀宓缪苟搪返降匦狗牛佣；び没猩璞浮５甭龀宓缪构螅览灼饔直涑勺枳刺佣挥跋煊没璞傅墓┑纭?br> 4、防雷器详解：
防雷器在相线与零线之间的限压采用三个氧化锌压敏电阻模块，使过电压箝位至非常低的幅值，与此同时，压敏电阻在极短的响应时间内（<25ns）释放出较大的放电电流。

在零线和地线的保护上，该型号采用一个高能量的间隙放电模块用来限制零线与地线之间的过电压，当由于在电网长期使用或经过多次过电压引起防雷器老化情况发生时，模块内部内置的动态及热感断路器会随即发生动作，使防雷器安全地从主电路脱离开来，与此同时，显示视窗适时地从绿色转变为红色。

同时，由于防雷器采取了新型结构，使得防雷器在由于市电或负载原因引起防雷器过载时，其前端保险丝（或空开）能够及时而安全动作，避免了其它类型之防雷器因内部结构不合理而引发防雷器内部压敏电阻持续短路造成的严重后果。

四、接地方案：
由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作时优先考虑专设防雷接地，随后是交流工作接地、直流工作接地、安全;其次考虑让上述四种接地方式共用。

并采用毫米长100 平方毫米直径的钢管, 壁厚不小于4毫米,三根相间5～6米并打入地下,用4×40毫米扁铁或12平方毫米镀锌圆钢焊接在垂直接地体上并引出
五、测试方法：
操作方法：E端钮接5m、P－20m、C－40m导线，导线另一端分接被测E，，电位探棒P，和电流探棒C，，且E，、P，、C，应保持直线，其距离为20m。

将“倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到120r/min。

当检流计向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点，此时刻度盘上度数乘上倍率档，即为被测电阻值。

六、地阻的测量原理
影响接地电阻的因素很多：接地桩的大小（长度、粗细）、形状、数量、埋设深度、周围地理环境（如平地、沟渠、坡地是不同的）、土壤湿度、质地等等。

为了保证设备的良好接地，利用仪表对地电阻进行测量是必不可少的，常用的测量仪器是手摇式地阻表。

手摇式地阻表测量原理
手摇式地阻表是一种较为传统的测量仪表，它的基本原理是采用三点式电压落差法，如上图所示。

其测量手段是在被测地线接地桩（暂称为E）一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本在一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩（称为P）距离被测地桩２０米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩（称为C）距离被测地桩４０米左右。

测试时，按要求的转速转动摇把，测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩E和较远的辅助测试桩（称为C）之间“灌入”电流，此时在被测地桩E和辅助地桩P之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。

计算机网络机房防雷方案
一、概述
随着现代信息化建设的步伐不断加快,电子设备被广泛应用于的网络运行系统中.
这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS半导体集成模块,耐过电压过电流能力
极低.而湖南地处雷电活动频繁、雷暴天气多的广东沿海环境中,极易遭雷电损害.
虽说雷电是随机性事件,但为了保障良好的信息畅通,建筑物系统机房在防雷方面
应按电磁兼容的原则系统综合防雷.重点投入,防患未然.
1、设计思想
雷击的分配模型及分类
雷击一般分为直击雷和感应雷击:
1)直击雷是指:雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上,由于电效应、热效
应等混合力作用,直接摧毁建筑物、构架以及引起人员伤亡等.
2)感应雷是指:雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空及埋地线路、金属管线或类似传导体上产生感应电压,该电压通过传导体传送至设备,间接摧毁微电
子设备.感应雷击对微电子设备,特别是通讯设备和计算机网络系统的危害最大,据资料显示,微电子设备遭雷击损坏,80%以上是由感应雷击引起.
2、雷电传播途径
雷电过压对大楼内部电子设备的损害主要有以下三个途径(如下图):
1)直击雷经过接闪器(如避雷针、避雷带、避雷网等)而直放入地,导致地网地电位
上升,高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击.
2)电流经引下线入地时,在引下线周围产生磁场,引下线周围的各种金属管(线)上
经感应而产生过电压.
3)大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及
过电流沿线窜入,入侵电子设备.
按照国家规范,本方案按第三类防雷设施进行设计
1、电源系统防雷防过压保护措施
1)电源第一级防雷保护:选用我司TP100B/4(标称放电电流60KA,最大通流容量100KA,8/20波形,响应时间≤25ns)模块式防雷器,安装在学校总配电箱处,其前端
应加装C63-3P空气开关保护,让非雷电脉冲事故时自动隔离主电路和防雷器;
2)电源第二级防过压保护:选用我司TP40B/4(标称放电电流20KA,最大通流容量
40KA,8/20波形,响应时间≤25ns)过压器组合模块,分别安装机房所在楼层分配电
箱处,前加C32-3P空气开关保护;
3)第三级为防雷防过压组合保护:选用TP40B/2防雷模块,安装在机房UPS与机房视频机柜,网络机柜,通讯机柜,光端机等前,作为末端设备的电源防护.电源电涌抑制
器的接地端子与独立接地地线连接学校子分配线间及网络中心重点设备前,作过电
压精细保护.
4) 第四级为防雷精细压保护:选用LGA101Z单相并联型电源防浪涌插座,安装于各
室电脑主机前,作为终端设备的电源防护.电源电涌抑制器的接地端子与独立接地
地线连接.在正常情况下电源电涌抑制器为断开状态,保证正常电路供电;当遇过电
压时电源电涌抑制器在纳秒级时间内自动导通,将强大的瞬态电涌安全导入大地,
从而对室内的弱电设备及设备使用人员进行安全有效的保护.
1、信号系统防雷措施
从室外进入机房的ADSL通信线路,大都暴露户外,而且走线较长,最容易遭受雷电感
应产生强大的感应电流,从而通过线路损害连接设备及其后接设备.为此,我们在通
讯设备连接线的端口前加装LGX-RJN5-I网络信号防雷器来对设备进行保护.
2、等电位连接措施
在网络中心机房防静电地板下,沿着地面上布置30×4紫铜排,形成闭合环接地汇流
母排.并采用等电位连接线4-10mm2铜芯线及螺栓紧固的线夹作为连接材料,将配电
箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、服务器外壳、UPS外壳、金属屏蔽线
槽、门窗等穿过各防雷区交界的金属部件和系统(设备的外壳),以及对防静电地板
下的隔离架进行多点等电位接地就进至汇流排.同时将人工地及在机房找出建筑物
主钢筋,经测试确与避雷带连接良好,用f14镀锌圆钢通过铜铁转换接头将接地汇流
母排与之连接起来.
为有效阻止地电位反击给设备带来冲击,需在等电位母排与大楼主钢筋间采用地电位反击器.
接地措施
不论是防直击雷还是感应雷,不论是采用避雷针还是采用专用防雷器,都必须有良
好的接地装置,因此接地技术是安全管理工作的重要环节.根据学校的实际地形,我
们在靠近机房的大楼旁做一套人工接地体,具体如下:
1)接地装置的选择:
接地体采用长DN40×6的热镀锌圆钢,接地带采用40×4的热镀锌扁钢.
接地干线采用40×4的热镀锌扁钢.
2)接地装置的施工:
接地体间间距=3m,接地体顶端埋深>,接地体距建筑物间距>3m.
接地体与接地带要可靠焊接,并作防腐处理.
计算机网络设备防雷方案
一、设计参照的标准
1、GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》
2、GB50174—93 《电子计算机房设计规范》
3、GB7450—87 《电子设备雷击保护导则》
4、国际电工委员会标
准 IEC61312-1 IEC60364-5-534
IEC61024-1
二、防雷环境及分析
1、XXX有限公司位于?市?镇，办公楼共八层，已做直击雷措施，但天面的大型广告牌未与避雷带连接，且该大楼的防雷设施多年未进行检测及维修，天面水池顶有一卫星接收天线，未有防雷措施对其进行保护。

2、该公司的网络主机房设置在办公楼的五楼（办公楼共八层）。

该网络由光纤引入，通过一台中心交换机用光纤接到二级交换机（四台），其中两台直接与工作站连接，另两台通过双绞线连接到集线器（四个）后再与工作站连接。

3、根据气象资料表明，地区年雷暴日近90天，是雷电高发区。

经过计算，预期雷击次数N=次/年，根据GB50057－94《建筑物防雷设计规范》有关规定及结合该建筑物的使用性质，该楼属三类防雷建筑物。

4、随着社会的发展，雷电对社会造成的损害越来越大，特别是已经进入了电子时代的今天，雷电事故当中有90％以上是感应雷造成的。

值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备，更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损，其间接损失无法估量。

因此，对雷电的防护，不仅仅是直击雷的防护，更重要的是感应雷的防护，在弱电设备（特别是计算机网络）日益增加的今天，显得尤其重要。

三、雷害的防护措施
为了保护建筑物和建筑物内各类设备不受雷电损害或使雷击损害降到最低程度，现在都采取综合防雷。

综合防雷设计方案应包括两个方面：直接雷击的防护和感应雷击的防护，缺少任何一方面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。

1、直接雷击的防护
主要使用避雷针、网、带及良好的接地系统，其目的是保护建筑不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。

2、感应雷的防护
目前，计算机等电子设备受到雷电感应高压损坏主要途径有二种，一是辐射性的感应雷击是强雷电磁场通过辐射或感应造成设备损坏。

二是由供电线路、信号线路和控制线路等由各种线路传导进来的感应雷电高压脉冲损坏电子设备的。

因此采取的相应措施为：1）、采取电磁屏蔽措施。

2）、安装浪涌过电压保护器，包括供电系统和信号系统。

3）、等电位处理。

4）、良好接地。

四、设计方案
根据XXX公司的要求，我中心所设计的方案主要对大楼内的网络系统进行保护。

1、直击雷
（1）、全面检测办公楼的原有防击雷措施，对不合格的部分防雷设施进行整改，测量防直击雷装置的接地电阻。

（2）、为了使计算机网络系统有一个良好的接地系统，需整个防雷地网应小于1欧姆，因此在办公楼后面的草地上加人工地网约40米，深800mm，用φ14镀锌圆钢作水平接地体，L5*50*2000镀锌角钢作垂直接地体，用XS防腐型长效接地降阻剂回填，以确保接地电阻可以小于1欧姆。

（3）、在化工楼及旧计量办公楼侧重新布置一组地网，约30米，供分机房接地用。

（4）、在天面水池安装一支3米避雷针，并与避雷带连接。

（5）、将天面广告牌不少于两处与天面避雷带连接。

2、防感应雷部分
（1）屏蔽
在主机房，将所有的金属门窗与天花龙骨多次连接，用作电磁屏蔽。

（2）、等电位处理
①在主机房内引出两条主筋，并在引出点用铜板制作一汇流排，供设备和避雷器接地用，用3*30扁铜作水平环型体，将两主筋引出点连接，将金属门窗、各种线路的屏蔽金属管、各种电子设备的金属外壳、机架均与汇流排连接。

②在主机房布置一条70mm2的铜芯线，在每层的一个柱筋旁边凿一孔，将线引到一楼与地网直接相连。

如施工困难，可将铜芯线穿墙出室外引至地面接入地网，需套水管作屏蔽。

③分机房设置等电位环，做法与主机房相同，65mm2的铜芯线引出室外连到地面与地网连接。

④将各种信号线的屏蔽管在进入大楼时等电位处理；在进入主机房后，再次将屏蔽管与汇流排作接地处理。

⑤户外光纤进入室内，接入服务器时，光纤内的金属芯要作与等电位带连接，作接地处理。

（3）、过电压保护(避雷器牌子不便列出，只列举参数）
①办公大楼的总配电箱处安装一个40KA的电源避雷器。

②在办公楼五楼的配电箱处安装一个20KA的电源避雷器。

③在办公楼五楼的主机房UPS电源入端安装一个10 KW的串式抗干扰电源避雷器。

④各分机房所在的楼层配电箱处安装一个20KA的电源避雷器。

⑤在各分机房安装一个5KW的串式抗干扰电源避雷器。

⑥在PSTN线进入室内，路由器的输入端安装一电话线路避雷器。

⑦在INTERNET线进入室内，防火墙的输入端安装一网络避雷器。

⑧在路由器连接到防火墙的线路，防火墙入口处安装一网络避雷器。

⑨在服务器与中心交换机之间，防火墙与中心交换机之间，交换机入口处均安装一网络避雷器。

⑩在二级交换机（或集线器）与工作站之间，交换机（或集线器）的输出端安装与工作站对应数量的网络避雷器。

（如果交换机或集线器与工作站在同一室内可不安装）
计算机网络设备防雷方
案
一、概述
雷电灾害古已有之，它给人类带来了许多惨痛的教训。

随着现代科学技术的推广和普及，各种高、精、尖的设备已来到我们的身边，计算机网络也正以惊人的速度延伸至世界的每一个角落，置身于网络时代，使我们与世界的联系变得更加的紧密，享受着网络带来的新感觉，也品尝了许多早已遗忘的烦恼，雷电这些已被我们所克服的困难，雷电尤其是感应雷开始“照顾”这些“娇嫩”的
设备。

因雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失。

雷电灾害和防雷又成为社会各界关注的焦点。

雷电还是和二百多年前相同，并未发生任何的变异，只不过它的某些物理效应在新技术产品上发生作用，自富兰克林发明避雷针以来，科学技术有了突飞猛进的进步，但防雷技术却始终停滞不前，避雷针只是用于保护建筑物本体，防范直击雷击中建筑物，避雷针对于感应雷和通过其它线路进入建筑物的雷电过电压是无能为力的。

雷电科学的发展需要和社会文明的进步相适应。

必须用新的视角去关注雷电这一自然现象。

根据《电力设备过电压保护设计技术规程》中的规定，将年平均雷暴日超过40天的地区称为多雷区，而超过90天作为强雷区，多、强雷地区的企事业单位应予以重点的防护。

雷电流的时间虽然短暂，但它巨大的破坏性是目前人类还无法控制的，现阶段通过人力主动化解雷电的危害，还是不现实的，我们只能通过努力被动地将雷击的能量给予阻挡并将它泄放入大地，以避免所带来的灾害。

雷击和线路过电压会出现多种有害的效应，基本上会有以下几种表现形式：直击雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷电过电压侵入和反击。

雷击及过电压的保护是一项系统的工作，需要根据不同的特性给予相应而全面的防护。

通过设计思路的介绍和分析阐述设计思想及方法。

完备系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:
外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。

内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。

在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。

将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。

当雷电发生在距离网络机房大楼较近的地方，通过避雷针将可能击中于建筑物本体的雷电吸引并通过避雷针泄放入大地时，所产生的感应电动势会对内部所有的金属线路均产生起破坏作用的感应电流，正是由于电源、网络、通讯等线路出现感应雷电流，增加了网络机房内部较为敏感的计算机网络设备的破坏，安装避雷针时没有做好完备的内部防护感应雷的措施，将会大大增加雷击损坏事故的机会，此时的避雷针就真正成为了引雷针。

当网络机房所在的建筑物附近出现雷雨云时，雷电不通过网络机房内建筑物顶部的避雷带等泄放雷电流时，也会在内部的计算机及大型设备的电源和网络系统中产生感应雷电流，导致设备的损坏。

因此机房内部通过电源、网络和通讯线路相连接的计算机系统设备，期望通过较为传统的方法：安装避雷针以避免感应雷击的事故是不可能的，其作用是不充分的。

只有针对感应雷击损坏设备的特性，采用防范感应雷击的解决方法，才能避免雷电对设备的侵袭。

由于感应雷产生的途径有许多种，在距离带电雷雨云较近所有的金属回路中均会产生破坏性的可能，只是有些的雷电过电压较小，不会对设备产生明显的破坏力而已，但过电压的存在对设备的长期使用的寿命必然产生影响，因此感应雷防范的难度远大于直击雷的防范，而且所需要投入的费用也高于直击雷的防护。

因此作为网络机房全面的防护方案，必须充分考虑其设备遭受感应雷侵袭并发生事故的可能性，根据感应雷的特性，加以专项的防护，才能做到充分的防护。

从可能引雷的三条途径：电源系统、网络系统和通讯线路。

针对计算机网络设备和通讯的特性、需要的防雷等级程度，选用性价比合适的防雷产品，做到以合理的价格达到充分的防护。

确保设备对直击雷和感应雷以及线路操作过电压的全面防护。

二、设计依据：
1．电子计算机机房设计规范 GB 50174-93
2．通信行业标准《电信专用房屋设计规范》
3．邮电部部标准《通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分）》YDJ26-89 4．国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
5．军用标准《电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》
6．国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92
7.《Protection of Structures against Lighting》IEC1024-1:1993
8.《Protection against lighting electromagnetic impulse》雷电电磁肪冲的防护 IEC 1312-1-2-3 ：1995-02
三、防雷设计方案
1．网络机房接地系统的检测
根据电子计算机机房设计规范 GB 50174-93，针对接地可以采用独立接地或者采取联合接地。

对于网络机房正在使用的地线，其数值未经过测量，不知是否符合国标的要求。

在实际的防雷工程安装之前，首先要对接地系统进行进行检测，电阻必须在4
欧姆以下，若不符合以上接地的要求，必须要对机房接地系统进行整改，此项工作由我司人员在贵公司的人员的配合下进行。

2．电源系统防雷
根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。

只做单级防雷可能会带来，因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。

电源系统多级保护，可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。

第一级防雷系统：
由于机房大楼的电源线路基本由外部架空进入，而架空线路为防雷大忌，根据国家有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器。

埋地15米以上的距离，实际上是很难做到的，必须做到在电源的进入端安装低压总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全。

作为机房大楼整体系统电源总进线端的主级防雷器，在雷击多发地带至少应有大于100KA的通流容量，可将数万甚至数十万伏的雷击过电压限制到数千伏，防雷器可并联安装在大楼配电房内的总电源进线处，选用雷光的电源防器
LGA603-II，此级防雷器并联安装，对后接设备的功率不限。

具体措施：
在办公大楼配电房内的总电源配电柜旁，并联安装电源一级LGA603-II箱式防雷器1套，作为机房大楼总电源的防护。

第二级防雷：
根据在第一级防雷中所引用的电源防雷的要求，进入建筑物内部的电源线路必须安装低压防雷器，虽然已经在机房大楼的总电源的进入端安装了第一级的防雷。