计算机防雷接地设计

银行机房防雷方案一、前言当今人类科学技术的发展已进入了高信息化的发展阶段。

基于近些年来电子技术的飞速发展，各种先进的测量、保护监控、电信和计算机等电子产品正日益广泛的应用于各行各业中。

随着金融电子化建设的步伐不断加快，电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。

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，普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏；重要的是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。

为此，我们认为对雷电电磁脉冲（LEMP）的防护，不但是必要的，而且是必须实施的。

电涌保护器（防雷器，简称SPD）在保障电子设备的运行安全性方面起到的作用和地位，是随着电子设备的广泛应用，雷击设备事故概率的增加及人们防雷意识的增强，日趋显示了防雷器的重要性。

长沙市年平均雷暴日49.3天，属于高雷区，防雷接地系统的设计就显得必不可少。

根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中第2.0.3条规定，银行应为第二类防雷建筑物，并应按第二类防雷建筑物采取相应的防雷措施。

按GB50057-94中第3.3.1条规定：“第二类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器”。

银行大楼内弱电系统有各种信息设备，大楼的智能化程度很高。

大楼供电系统的正常与否直接关系到各系统中的工作顺利进行、网络系统的稳定性和数据存储的安全性，以及通讯系统的正常工作，系统的防雷有着很重要的作用。

因此应对建筑物作好直击雷和感应雷的防护。

在IEC－1024《建筑物防雷》和IEC－1312《雷电电磁脉冲的防护通则》标准中，重点提出了防雷分区和等电位连接的概念。

根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区域，并在不同的防雷区域的界面上进行等电位连接，能直接连接的金属物就直接相连，不能直接连接的如：电力线路和通信线路等，则必须依据不同的防雷区域的科学划分，采用不同防护等级的防雷设备器件，对后续被保护设备进行有效的保护且必须实施等电位连接。

实践证明，这种分区分级等电位均压连接，并以防雷设备来确保被保护设备的防护措施是实现有效防护的主要方法。

在明确防雷区划分的基础上，结合我们拟进行保护的区域来分析，主要由以下几部分构成：（1）直击雷防护（2）电源系统（3）通讯、网络系统（4）接地系统对银行大楼的各个功能区进行分区防雷击保护，某功能区出故障不影响其他区域的正常工作。

据用户总电源和各机房的防雷要求，参照我们以往的实践经验，将提出以下方案实施该工程项目。

二、设计依据本方案在编写过程中主要参考了以下标准及规范：《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《建筑防雷》IEC1024－1∶1990《雷电电磁脉冲的防护通则》IEC1312－1∶1995《通信电源防雷设计规范》YD5078-98《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》（YD/T5098-2001）《计算机场地安全要求》GB2887－89《电子计算机机房设计规范》GB50174－93《低压配电设计规范》GB50054－95《计算机信息系统防雷保安器》GA173－1998《电子设备雷击试验》GB3482－3483－83《交流无间隙避雷器》GB11032－89《电信交换设备耐过电压和过电流能力》ITU.TS.K20∶1990《用户终端耐过电压和过电流能力》ITU.TS.K21∶1998《建筑物防雷设施安装》99D562(99年版)《电子设备雷击保护导则》GB7450-87《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GB64-83同时借鉴了有关IEC、ITU及UL标准及规范，确保本方案建议书的科学性及合理性要求。

三、系统总体设计规划防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。

雷电防护是一项系统工程，防雷应从工程的系统设计，选择性能可靠的产品，合理可靠的工程安装，适时适量的运行维护及工程的管理水平等诸多因素来保证。

为此我们的设计指导思想的主旨是，本着“安全、经济、实用”的原则，在遵照执行国家有关行业标准的基础上，还参考和引入IEC国际电工委员会的有关防雷技术标准要求，以期达到更好的防护效果。

银行大楼内置弱电子系统设备有：计算机网络系统、卫星接收等若干系统，依据国家规范，采用第二类建筑物的防雷措施。

防雷工程分为直击雷和雷电感应两大部分。

直击雷防御系统的主要作用，是捕捉雷电闪击点，保护建筑物及室外部份设备免受雷电的直接打击。

直击雷防御系统的主要组成部分为：接闪器（避雷针、带、网）、引下线、接地装置。

雷电感应防御系统的主要作用，是降低雷击时的冲击电位差和雷电电磁感应强度，保护电子设备免受雷击过电压和雷电电磁脉冲的危害。

雷电感应防御系统的主要组成部分为：电磁屏蔽、电涌保护器、等电位连接。

在防雷工程设计时应系统地、因地制宜地将直击雷防御和雷电感应防御有机地结合起来，才能保证整体防雷工程的有效性,因此整体防雷工程应从以下几个要素着手。

1）捕捉雷电闪击：在大楼顶部安装接闪器，让雷电按指定的途径泄放入地。

避免微波接收天线等直接接受雷电流而受损。

2）雷电流的安全输送：利用引下线引导强大的雷电流安全入地。

3）雷电能量的对地安全释放：利用良好的接地网系统尽快地泄放雷电能量。

降低雷电流的落地电位差，尽可能降低地电位反击能量。

4）雷电电磁波的屏蔽：利用建筑物的钢筋混凝土墙体、专用屏蔽罩及各种设备自身的金属屏蔽层，衰减雷电电磁脉冲产生的强大磁场对设备中的电子芯片的电磁危害。

5）防止雷电波通过电力线缆、通信线缆、天馈线缆及其他金属线缆对设备造成的过电压损害：利用相应的电涌保护器，在线路的入口处，进行雷电能量拦截。

使到达设备的雷电过电压，在设备可承受的范围之内。

6）防止不同地网及相邻金属导体之间产生电位差：采用共地、等电位连接、地网均压等措施。

防止雷击电位差对设备的危害。

总结上述六点要素可归纳为：接闪、引流、泄放、屏蔽、箝位、均压。

防雷保护的主要原则防雷器安装位置离被保护设备越近越好等电位连接所有外接线路需进行防雷保护工程设计原则是综合治理，整体防御，多重保护，层层设防。

对整个弱电系统进行完整的防雷接地设计。

四、系统方案具体设计该项目防雷保护系统工程可分为直击雷防护、电源线路防雷保护、信号线路防雷保护和接地系统。

1、直击雷防护直击雷的防护都是采用避雷针、避雷带、避雷网等作为接闪器，然后通过良好的接地装置迅速而安全把它送回大地。

因大楼本身设计已考虑了直击雷防护，故在本方案中不另行设计。

对于高出屋面的各种金属构件及金属管道，均应就近与接闪器可靠电气连接。

2、电源系统的雷电防护目前，经实际运行经验验证，由电源系统耦合进入的感应雷击造成设备的损坏占雷击灾害损失60％以上的概率。

因此，对电源系统的防雷保护措施是整个防雷工程中必不可少的一个环节。

要防止由外输电线路的感应雷电波和雷电电磁脉冲的侵入，使其在进入机房电子设备之前将其泄放入地。

因此，对于机房的电源系统的雷电防护，我们采取以下的防雷保护方案：第一级电源防雷保护：在大楼配电室的总开关输出端，安装B级电源防雷器。

主要作用是将雷电流的大部分能量泻放入地。

第二级电源防雷器：在UPS的输入端，安装C级电源防雷器。

泻放线路上剩余的雷电流，并进一步限制线路上的浪涌过电压在UPS电源的承受能力之内。

第三级电源防雷器：对UPS的输出保护，在输出端安装电源精细防雷器。

数量由UPS的输出路数决定。

精细防雷器是用于计算机等电子设备的电源供给部分的精细保护装置，限制线路上的浪涌过电压在电子设备承受范围之内，防止它们受到雷电或开关操作引起的浪涌过电压的损坏。

3、通讯、网络系统的防雷与过电压保护服务器、小型机：在小型机、服务器的网卡处，安装RJ45以太网防雷器，保护小型机服务器的正常工作。

数量由网卡数量决定。

机房DDN专线及X.25各采用RJ45数据专线防雷器进行保护，安装于设备端口的前端，有效地防止通讯线路上引入的雷电过电压损坏设备。

数量由专线数量决定。

在室内的卫星接收设备前端，采用天馈防雷器进行防护，由于具有高通信能力，可适用于0-2区域的防雷保护，内部采用附加电容很低的防雷器件和低的插入损耗，可应用于高2.5GHZ频率的传输馈线。

DS-N能够有效防止雷电流通过同轴电缆进入室内破坏设备。

数量由同轴电缆数量决定。

24端口的网络交换机的保护，在网络交换机的前端，安装网络交换机防雷器。

数量由24口交换机数量决定。

电话拨号线采用电话线防雷器进行保护，安装于设备端口的前端，有效地防止电话线上引入的雷电过电压损坏设备。

数量由拨号线数量决定。

4、接地系统4.1、接地方式大楼中弱电系统众多，各个系统都有独自的接地要求，按功能分有防雷地、静电接地、屏敝接地、机房直流接地、工作交流地（N线）、安全保护地等，为了各接地装置之间不能经土壤击穿和避免相互干扰，防雷接地与其它接地装置在土壤中需隔开较大的距离（如20m）。

由于城市中大楼的接地装置受到场地的限制，无法实现上述距离间隔，因此按照现行的国家相关防雷标准，应将上述接地实现共用接地系统。

明确地讲，所说的共用接地系统是将防雷地、工作交流地（N线）、静电接地、屏敝接地、机房直流接地、安全保护地等做在一个接地装置上（通常是大楼基础地），接地电阻值取其中的最低值。

完全的共地系统不仅采用公共的接地装置，而且采用公共的接地系统，共地使电子设备无法受到地电位反击。

智能建筑必须有良好的接地装置以及良好的接地系统。

在智能建筑的共用接地系统是以大楼基础接地为接地装置，以暗装的法拉第笼中的钢筋笼栅为接地系统的骨架，并将各种已与此笼栅做了等电位连接的设备金属外壳、金属管道、电气和信号线路的金属护套、桥架等连接到一起，构成了多种大小不同的金属接地（等电位连接）网络。

在垂直方向上，最下层为大楼基础地，向上是各个楼层的楼层地，在楼层内设有机房接地母排（环形或接地线），信息系统首先接到机房接地母排上，然后由此引向楼层地，再经大楼接地骨架接到最底层的接地装置上。

4.2、机房接地各大楼内机房电子设备的接地方式按下述进行：根据GB50174-93标准要求，计算机机房接地装置应满足下列接地要求：交流工作接地，接地电阻不大于4Ω；安全保护接地，接地电阻不大于4Ω；直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；防雷接地，接地应接现行国标50057<<建筑物防雷设计规范>>执行。

交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。