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數據中心機房防雷如何設計?思路是什么?

計算機機房隔離擁有大量的電子設備,是各類網絡(信息)中心的核心所在。然而,由于機房內的電子設備耐過電壓能力較差,加上這些電子設備絕大部分都是通過各種傳輸線相互連接的。


當雷電引起傳輸線上產生過電壓時,與線纜連接的設備接口部分、甚至整個設備都容易受到損壞。



因此,可以通過合理屏蔽、交流配電系統防雷、通信弱電系統防雷和均壓等電位接地等措施來保護機房及各類設備免遭雷擊。


一、屏蔽防雷


屏蔽措施可以屏蔽掉一部分沿空間傳播的感應電磁脈沖,這一措施需要機房建筑物在建設初期時體現。


將建筑物的主鋼筋網焊接連通,并與建筑物防雷接地的地網相連接,以形成屏蔽網。如果建筑物鋼筋的數量較少或鋼筋分布難以形成網狀,則考慮在數據機房的各個建筑面上安裝屏蔽網,并與設備保護地的地網相連接。


屏蔽網不僅可以防御感應雷,而且還可以防止外界其他電磁干擾。


值得注意的是,室內金屬門窗應與屏蔽連通。


二、交流配電系統防雷


在各種各樣的傳輸線中,機房電源線是分布最廣的傳輸線,其受雷電感應的幾率最高,也最容易引入感應雷。


事實證明,60~80%的感應雷和雷電波入侵均來自電力傳輸線。


根據GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》規定,建筑物電子信息系統防雷等級分為A、B、C、D四個等級,根據防雷等級采取多級保護,逐級泄流降壓最終使配電線路中的過電壓(過電流)降到設備能承受的范圍內。


圖1建筑物電子信息系統防雷等級


針對交流配電系統的部分防雷設置需要根據被保護信息系統的使用用途及重要程度確定防雷等級。根據圖2指示,交流配電系統宜采用三級防雷:


第一級在大樓低壓配電室內加裝防雷器,實現第一級防雷(由大樓實現)。


第二級在UPS輸入配電柜內加裝B級防雷器,實現第二級防雷。


第三級在機房UPS輸出列頭配電柜內加裝C級防雷器,實現第三級防雷。



圖2機房防雷設計示意圖


交流配電系統的防雷措施最好在機房及建筑物建設的初期體現,但如果初期未考慮到,后期逐步完善也是比較容易實現的。


三、通信弱電系統防雷


由于與信號傳輸線相連的設備接口的工作效率較低,而且耐壓水平也很低,這些機房設備對于信號傳輸線引入的感應雷電波特別敏感,極易受到損壞。


因此,非常有必要在設備的信號接口處安裝具有抗過電壓保護能力、工頻過電流保護功能,以及響應速度快、防雷性能優越的信號防雷設備。


通信弱電系統的防雷根據GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》要求,應針對通信線路的種類、工作電壓、線路屏蔽情況以及傳輸速率等條件選擇相應的浪涌保護器,保護線路及傳輸設備的安全。


通信弱電系統防雷一般在機房使用過程中根據設備投入使用情況不斷完善。


四、均壓等電位接地防雷


均壓等電位連接是防止地電位反擊的有效方法。


在建筑物的一定范圍內把進入建筑物的各種金屬管道和線纜的屏蔽層做成等電位連接,形成一個封閉的均壓環,以消除可能存在的破壞力極強的電位差。


常用的接地方式有共用接地、獨立接地和混合接地三種。根據GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》和GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》要求,計算機機房的接地系統推薦采用共用接地方式。


即把建筑物防雷地、設備保護地、交流工作地、直流工作地連在一起(優先使用建筑物自然地,即建筑物基礎接地),建立等電位系統,以避免各地網間的電位差對設備進行反擊,如圖4所示。


圖3機房等電位接地示意圖


均壓等電位接地應在機房建設時實現,后期機房設備、機柜等到位投入使用后,施工難度相對較大。

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