導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

機房電源防雷系統(tǒng)設計

文檔作者：劉冬喜文檔來源：南車成都機車車輛有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月04日
下載地址：點擊這里	文件大?。?225.97 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：225.97 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：計算機信息系統(tǒng)安全防雷研究

上一篇：淺議電視播控機房的安全管理策略

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

技術與方法
rE( HN JoI』F AND ME I II(，1)
0卷 9 jfJj
V01．2O NO．9
艾 編”-j：1005．8451(2Ol 1)09．0054—03
槐腐電源防雷系統(tǒng)設計
劉冬喜
(南車成都機車車輛有限公司 信息中心，成都 610051)
摘 嚶：分析雷電對信息系統(tǒng)及設備的危害，結合信息中心機房電源防雷系統(tǒng)的設計和實施，詳細闡
述系統(tǒng)設計原則及實施方法。
火鍵 ： 雷電危害； 防雷保護；避雷器；接地摸塊
IllI剞分類I，，1_：U285．64 乏I}jJc標 5：A
Design of l,ightening PJ‘otection System for power supply of computer 1700111
LIU Dong—xi
(Information Center ofCSR CHENGDU CO．，LTD，Chengdu 610051，China)
Abstract：It was analyzed the damage of Information Systems and instruments caused by lightning．Combined with the design
and implementation of Lighting Protection System for power supply of computer room in inform ation center，the design
principle and implementation method was described in detail．
Key words：lightening damage；Lightening Protection System；lightening protector；grounding module
在信息中心的主機房里，裝備有很多服務器
和交換機以及大量網(wǎng)絡系統(tǒng)的設備，這些設備普
遍存在著絕緣強度低，過電壓耐受能力差等致命
弱點，一旦遭受雷擊過壓的沖擊，輕則造成這些電
腦系統(tǒng)的運行中斷，設備永久性損壞，重則使這些
系統(tǒng)所承擔的須實時運行的應用系統(tǒng)中斷和癱瘓，
將造成不可估量的直接或間接的影響以及巨大的
經(jīng)濟損失。為此，有必要、也必須對關鍵的系統(tǒng)和
設備進行防雷害和過電壓保護。
1 系統(tǒng)沒汁
1．I 沒汁原則
防雷工程的系統(tǒng)設計、電涌保護器選型、安裝
和維護對所保護的設備關系重大，對業(yè)務正常運
行具有非常重要的作用。防雷工程設計及防雷器
件的選擇應遵從以下的原則。
(1)安全性和可靠性原則
防雷工程的設計應考慮的首要問題就是科學
性、合理性、安全性和可靠性。防護產(chǎn)品應是成熟
可靠的產(chǎn)品。
(2)先進性原則
采用先進和成熟的工業(yè)設計技術，使系統(tǒng)能
收稿日期：2010—12—31
作者簡介：劉冬喜，高級工程師。
201 1．9總 I 74 圓
夠最大限度地適應技術發(fā)展和業(yè)務發(fā)展的需要。
根據(jù)信息中心的設備特點， 系統(tǒng)總體設計的先進
性原則，主要體現(xiàn)在防護設計中的梯度性，能滿足
將來擴充的需要。
(3)實用性原則
本著安全最大化原則，配置防雷保護系統(tǒng)的
投入與安全的期望值成正比，投入所帶來的經(jīng)濟
效益是顯著的，能減少每年的運行維護費用、提高
和延長設備工作時間、避免雷電災害或重大事故
造成的經(jīng)濟損失，為用戶的系統(tǒng)設備增值，有效保
護用戶的投資，保證整個系統(tǒng)正常運行。實用性就
是能夠最大限度地滿足用戶的需要。
(4)開放性，可擴充性和可維護性原則
防雷保護技術是不斷發(fā)展變化的，所選產(chǎn)品
必須滿足行業(yè)的有關技術標準；符合國家或國際
有關標準。為信息中心的發(fā)展提供保證。
因為系統(tǒng)雷電防護設計是一項系統(tǒng)工程， 系
統(tǒng)結構越合理，系統(tǒng)的各個部份(要素)之間的有
機結合就越合理，相互之間的作用就越協(xié)調(diào)，從而
才能使整個系統(tǒng)在總體上達到最佳的運行狀態(tài)。
1．2 IU危 分析
1．2．1 “ I 遠點袋．f l
我國電力線輸電方式是由發(fā)電廠通過升壓變
壓器升壓后，輸電至低壓變壓器，經(jīng)低壓變壓器
的輸出給用戶。由于我國的電壓基本波形是50
學兔兔 www.xuetutu.com
1}=JLf 『 f ； l } 系統(tǒng) 殳l『 技術與方法
Hz／s的正弦波形曲線，在電力線上形成50次／s的
交變磁場。如遇雷害發(fā)生時，在雷電未擊穿大氣
時，將呈現(xiàn)出高壓電場形式。根據(jù)電學基本原理，
磁場與電場之間是相互共存可逆變化的，那么，
雷擊高壓電場通過靜電吸收原理，向大地方向運
動。雷電首先擊在電力線上，并從電力線的負載
保護地線入地釋放，這樣就擊穿了設備。在高壓
線上的表現(xiàn)為擊穿變壓器的絕緣，在變壓器低壓
端與負載的連線上遭雷擊，損失的是用電設備。
為此，在選擇防雷器時，首先考慮遠點雷擊。
1．2．2 ! I 趣 · I LL n0f 人
所謂雷電近點襲擊電力線，實際上是雷電襲
擊被保護設備所在的建筑物避雷針或金屬屋面，
從而引起雷電電磁脈沖的保護問題。雷電打在建
筑物避雷裝置上，按照GB50057 94 建筑物防
雷設計規(guī)范))規(guī)定和IEC61312定義，避雷針引下
線由于線路電感的作用，最多只能將50％ 的電流
引入大地，余下電流的一小部分將通過電力線屏
蔽槽、水管、暖氣管、金屬門窗等與地面有連接
的金屬物質(zhì)聯(lián)合引雷，還有部分電流從大樓流竄
至不間斷電源(UPS)輸入輸出負載的電源線、局
域網(wǎng)線、各類信號線等。結果將擊穿UPS輸出對
地線和輸入對地線、終端設備電源對邏輯地線、
網(wǎng)口對邏輯地線等。
1．2．3 ．： l也I J 反 f (義枸：地I fl，=反 b)
雷電襲擊建筑物避雷針、金屬頂面、女兒墻
的避雷帶，由引下線將雷電流引入大地， 由于大
地電阻的存在，雷電電荷不能快速全部地與大地
負電荷中和，必然引起局部地電位升高，這種反
擊電壓少則數(shù)千伏， 多則數(shù)萬伏，直接燒壞用電
器的絕緣部分。
值得注意的是：防雷的概念不僅僅是對雷電
災害的防護， 由于大型設備起停，切投等引起的
電網(wǎng)波動而產(chǎn)生的浪涌過電壓是目前電子系統(tǒng)最
大的威脅，其危害的比例絕對高于自然雷擊的比
例。雷電過電壓，浪涌過電壓，均歸于瞬態(tài)過電
壓(瞬態(tài)浪涌電流)的范疇之內(nèi)。
通過具體分析雷害入侵被保護系統(tǒng)的各種途
徑可知，防雷保護設計工作不是簡單的避雷設施
的安裝和堆砌，而是一項要求高、難度大的系統(tǒng)
工程，涉及多方面的因素。為此，我們的設計指
導思想是：在遵照和執(zhí)行國際有關標準，國家有
關行業(yè)標準的基礎上，參考和引入IEC國際電工委
員會的有關防雷技術標準要求，以期達到更好的防
護效果。
2 系統(tǒng)構成
2．1 I 源系統(tǒng)防 卅施
對雷擊事故的分析表明，從供電線路入侵的雷
電過電壓占雷擊事故的大部分，可直接損害計算機
和通信設備，而變壓器、UPS等設施不能消除雷電
過電壓，因此按IEC6l312的原則，此系統(tǒng)(計算
機、通信和各類電子系統(tǒng))的供電線路上應設置多
級防雷保護措施，一般為三級配置，從而將過電壓
降到設備能承受的水平。
另外，雷電流主要是由首次雷擊電流和后續(xù)雷
擊電流所組成。因此，雷電過電壓的保護必須考慮
到如何抑制(或分流)首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電
流。所以設計供電線路雷電過電壓保護方案時要采
取多級保護措施。
根據(jù)信息中心的具體位置以及內(nèi)部的供電系統(tǒng)
情況， 電源感應雷電防護采取三級防護：
(1)在位于大樓總配電柜總供電的開關輸出端
口安裝三相電源避雷器1臺(V25一B／3+NPE)作為
機房電源供電的第一級保護。該型號的電源避雷器
采用模塊式設計和專用的NPE接地模塊，性能可
靠，外形美觀，安裝方便。作為機房電源供電的第
一級保護，該防雷器不僅能有效消除高強度雷電流
對電源系統(tǒng)及設備的沖擊，同時對因電壓波動過大
特別是供電線路中存在的浪涌過電壓也具有明顯的
抑制作用。
(2)在該機房的樓層配電箱向機房電源進線的
端口處安裝電源避雷器1臺(V20一C／3+NPE)，作
為二級保護。此級防雷器完全達到保護下端設備電
源，并通過保護自身而達到粗保護其它設備電源免
遭感應雷電和浪涌過電壓侵害的目的。
(3)由于機房內(nèi)精密設備較多，因此方案設計
在所有終端設備電源前的UPS設備輸出端安裝末
級電源避雷器1臺(V20一C／1+NPE)，作為向終端
電源設備的精保護。該級防雷保護能吸收低能雷電
流和浪涌過電壓，從而有效地達到終端電源設備尤
其是交換機等核心設備免遭一切感應雷電和浪涌過
電壓侵害的目的。
學兔兔 www.xuetutu.com
技術與方法 20卷筇9期
2．2 II-心村【房 l f 連梭
為了保證機房內(nèi)部人員和設備的安全，在機
房的防靜電地板下，用4 mm ×40 ITI1TI的銅帶制
成等電位連接帶，并用6 mm 的BVR銅芯電纜將
機房內(nèi)的設備機殼、機柜及其他各種入戶管線的
金屬屏蔽層都與等電位連接帶連接起來，使整個
機房設備形成一個有效的等電位連接平臺， 同時
用25 mm 的BVR銅芯電纜穿管將這個等電位連
接平臺與機房地網(wǎng)連接起來，從而切實有效地防
止傳導雷從外界侵入，保證中心機房工作人員和
設備的安全。
2．3 接地系統(tǒng)
接地種類有防雷按地(避雷針、避雷帶、避雷
網(wǎng)的接地)、交流工作接地(電源零線)、安全保護
接地(機殼接地、防靜電接地)、直流工作接地(邏
輯接地、信號接地)四大類。它們根據(jù)各種不同用
途，有不同的技術要求。在制作接地裝置時，應嚴
格按各類技術規(guī)范執(zhí)行。
按中華人民共和國公共安全行業(yè)標準GB371-
2001計算機信息系統(tǒng)實體安全技術要求的規(guī)定，
接地可分為聯(lián)合接地和獨立接地兩種方式。聯(lián)合
接地是把需要接地的各系統(tǒng)統(tǒng)一接到一個地網(wǎng)上，
這種接地方式可以最大限度地減小各設備地線之
間的地電位反擊。獨立接地是把需要接地的各設
備系統(tǒng)分別接到各自的地網(wǎng)上，這種接地方式是
針對有特殊要求接地的設備和不能建造聯(lián)合接地
的地方，它能滿足各自接地的要求。
根據(jù)具體情況，信息中心采用專用地網(wǎng)，以符
合計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)接地要求。其具體的設計
施工方案如下：
在信息中心大樓背后2 m左右處的綠化帶建
設一個人工輔助接地網(wǎng)，其形狀根據(jù)施工現(xiàn)場的
情況確定為“L”型。先開挖總長度為25 m，深
0．6 m，寬0．5 m的接地溝槽，溝槽內(nèi)每隔5 m安
裝一個非金屬接地極，接地極之間用4 mm ×40
mm的熱鍍鋅扁鋼焊接。然后，將新地網(wǎng)與建筑物
地網(wǎng)用熱鍍鋅扁鋼連接， 同時用25 mm 的BVR
銅芯電纜穿管將地網(wǎng)連接線引到機房適宜位置處
與機房等電位連接帶有效連接。以上工程完工后，
將所有焊接點做防銹處理，再向地網(wǎng)溝槽內(nèi)回填
充實土壤并用水泥對地面恢復處理，完成地網(wǎng)的
建設工程，使其達到≤ 1 Q的規(guī)范要求，從而符
0～F 】_ — 一 豳
合計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)安全標準的要求。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
3．1 I 源防餅實施
按圖1實施，選用OBO V25一B／3+NPE電源防
雷器和OBO V20一C／3+NPE電源防雷器，執(zhí)行三
級防雷，有效保護終端設備的安全。
3十NrE 3十NPE 3+NPE
圖1 電源防譬器安裝示意圖
3-2 地線安裝
地網(wǎng)采用非金屬接地模塊ABJ—II一1產(chǎn)品，它
是一種以非金屬材料為主的接地體， 由導電性和
穩(wěn)定性較好的非金屬礦物和電解物組成，增大了
接地體本身的散流面積，減小了接地體與土壤之
間的接觸電阻，具有強吸濕保濕能力，使其周圍附
近的土壤電阻率降低，介電常數(shù)增大，層間接觸電
阻減小，耐腐蝕性增強，因而能獲得較小的接地電
阻和較長的使用壽命。
地網(wǎng)與機房及設備連接方法如圖2。
圖2 地嘲與機房及設備連接示意圖
本系統(tǒng)投入使用后，有效地解決了中心機房
設備遭電源雷擊的問題，通過兩個雷雨季節(jié)的考
驗，達到設計要求，效果良好。
責任編輯 楊利明

網(wǎng)友評論 more

電力安全論文最新內(nèi)容

03-05