机房防雷接地系统知识讲解
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机房防雷接地系统
（5）机房防雷接地系统
●按照《民用建筑电气设计规范》要求。机房设直流工作地、交流工作
地、安全保护地及防雷保护地共用一组接地装置，采用大楼共用接地
系统，接地电阻不大于1欧姆。如大楼共用接地系统不能满足上述要
求，需要与大楼防雷接地系统分开单独做接地网，两接地网距离需大
于10米。
●系统静电泄放接地，在机房地板下采用600mm*600mm网格均压等电位
网，接地网采用30x3铜带连接而成，并绝缘架空安装，将各机房内的
设备、机架、机柜与等电位带进行最短距离连接，使各机房设备在同
一个等电位上。
●直流接地采用40*3铜排在机柜位置安装。
1)防雷原理
雷击是年复一年的严重自然灾害之一。随着我国现代化建设的不断提高，通信设备越来越多，规模越来越大。一方面大型电子计算机网络，程控交换机组等系统设备耐过电流，耐雷电压的水平越来越低，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。
2)雷击的分类
雷击一般分为直击雷击和感应雷击。
直击雷击——指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。
感应雷击（又称二次雷击）——指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，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%以上是由感应雷引起的。
另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。
3) 雷电防护区的划分
按照IEC1312-1及GB50057-94要求，应将要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和指明各区交界处的等电位连接点的位置。各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。防雷区宜按以下分区：
1、LPZ OA区：直击雷非防护区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；本区内的电磁场没有衰减。
2、LPZ OB区：直击雷防护区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区内的电磁场没有衰减。
3、LPZ 1区：屏蔽防护区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ OB更小；本区内的电磁场可能衰减，这取决于屏蔽措施。
4、LPZ 2区等：后续防雷区，当需要进一步减小导入的电流和电磁场时，应引入后续雷区，并按照需要保护的系统所要求的环境选择后续防雷区的要求条件。通常，防雷区的数越高电磁环境的参数越低。
在两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接，并宜采用屏蔽措施。
4)设计依据
依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB 标准与部委颁发的设计规范的要求，大楼和大楼内之计算机房、程控机机房等设备都必须有完整完善之防浪涌保护措施，保证该系统能正常运作。这包括电
源供电系统、不间断供电系统，电脑网络、卫星通信设备等装置，均应有SPD 防护装置保护。设计依据包括有：
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94
《电子计算机房设计规范》 GB50174-93
《防雷器材指标要求》 GB11032-89
《雷电电磁脉冲的防护》 IEC1312-3
《电器装置安装工作盒接地装置施工及验收规范》GB50169-92
《计算机信息系统防雷保安器》 GA473-1998
《通讯系统过电压过电流防护技术要求》YD/T695-93
《计算机信息系统防雷保安器》行业标准 GA173-1998
《通讯局（站）雷电过电压保护工程设计规范》行业标准YD/T5098-2001 《民用建筑电气设计规范》行业标准 JGJ/T16-92
《等电位连接安装》图集02D501-2
《利用建筑物金属体做防雷与接地装置安装》图集03D501-3
《建筑物防雷设施安装》图集03D501-3
5)总体设计方案
①方案设计原则
严格按照国标、部颁标准以及相关的国际标准实施防雷工程。
根据电子及电气设备的不同功能及保护程度确定防护要点，作分类保护。
在做好系统防雷的基础上，达到最大节约资金的目的。
②常见雷击原因分析
一般情况下，某种设备与外界的联系可分为三种（如下图），电源线、信号线及设备地线，因而，无论浪涌过电压产生的形式如何，其最终会通过这三个途径中一种或几种对设备放电，造成设备损坏。因此对于任何一个需要保护的空间内的设备，只要截断该需要保护的空间与外界浪涌过电压的途径，即可达到防护的要求。
因此，设备因雷击损坏，其损坏的原因可归纳为两点：线路传导过电压及地电位反击。
6)沿线路传导的过电压的防护
A、线路传导过电压的形成
线路传导过电压的形成可分为二种：
雷电磁场感应
电感、电容性负载的起动
近点雷电磁场感应是近年通信系统设备损坏的主要途径。当建筑物遭受雷击或在建筑物近旁发生雷击时，强大的脉冲电流会在周围空间产生交变磁场(以雷电
中心1.5km-2km的范围内都可产生危险的过电压)，处于磁场中的导体因此而感应出高电压，沿线路产生的过电压窜入设备，造成设备损坏。其形成过程如下。
电感或电容性负载起动，即通常所说的开关操作过电压。电压在极短的时间内发生瞬变，电压时间特性曲线的陡度(du/dt)较高，形成幅值较高的脉冲电压加载在供电线路上，沿线路窜入设备，造成设备损坏。其形成原理如下图。
U0
L
R
U L
当U0取值为24V时，适当的L与CS，加载在设备上端的脉冲电压幅值即可达4000V，这远远超过了脆弱电子设备的耐受能力。
B、线路传导过电压的防护