网络机房防雷方案
发布时间：
2017年2月9日
一、前言
随着通信技术和计算机网络技术的快速发展，计算机和网络越来越深入人们的生活和工作，也预示着数字和信息时代的到来。 这些微电子网络设备的普遍应用，使得防雷的问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速、低压、低功耗等特点，对雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等各种电磁干扰非常敏感。若防护措施不力，随时随地都可能遭受重大损失。值得注意的是，雷电不仅破坏了系统设备，而且破坏了系统的通信中断、工作停顿和声誉，其间接损失是不可估量的。
一般来说，网络集成系统由主服务器、中央交换机、分支交换机、路由器、服务器和相当数量的终端组成。主机房的中央交换机通过广域网路由器与外界连接，通过光纤与分支交换机连接，分支交换机通过集线器与用户终端连接。
二、方案设计依据：
1．GB50174-93《电子计算机房设计规范》
2．GB《建筑防雷设计规范》50057-94
3．GB50054-95《低压配电设计规范》
4．GA计算机信息系统防雷保安器173-1998
5．GB电子设备雷击试验3482-3483-83
6．IE1312－1∶《雷电电磁脉冲防护通则》1995年
7．ITU.TS.K20∶1990《电信交换设备耐过电压和过电流能力》
8．ITU.TS.K21∶1998《用户终端耐过电压和过电流能力》
三、防雷设计思路
由于网络集成系统有许多保护点和广泛的领域，为了保护建筑物和建筑物内的各向电子网络设备不受雷电损坏或最大限度地减少雷电损坏，应从整体防雷的角度设计防雷方案。现采用综合防雷，综合防雷设计方案应包括直接防雷和感应防雷两个方面，缺乏不完整、缺陷和潜在危险。
1.防护直击雷
若无直击雷防护，按下IEC据估计，几乎所有估计，几乎所有的雷电流都通过进出建筑物的导线（如电源线、信号线等）侵入设备，损坏非常严重。因此，直接雷击防护是感应雷击防护的前提；直接雷击防护按国家标准进行GB50057《建筑防雷设计规范》主要采用防雷针、网、线、带、接地系统良好，其目的是保护建筑物外部不受雷击破坏，为建筑物内的人或设备提供相对安全的环境。
2.保护电源系统
统计数据显示，80%以上的微电子网络系统雷击事故是由与系统相连的电源线路上的雷击过电压引起的。因此，保护电源线是整体防雷中不可忽视的一部分。
3.保护信号系统
虽然防雷保护装置安装在电源、通信线路等外部引入线路上，但由于网络线路（如双绞线）的雷击感应过电压，仍会影响网络的正常运行，甚至完全损坏网络系统。雷击产生巨大的瞬态磁场，1公里范围内的金属线路，如网络金属线路，会感觉到强烈的感应雷击；此外，当电源线或通信线路传输雷击电压时，或建筑地线系统产生强大的瞬态电流，对于网络传输线路，感应的过电压足以一次性破坏网络。即使过电压不是特别高，设备也不能一次损坏，但每次过电压冲击都会加速网络设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至崩溃，直到完全损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说，是非常重要的环节。
4.等电位连接
集成网络系统主要交换机所在的中心机房应设置均压环，电气连接机房内的所有金属部件，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳和进出大楼的所有金属管道，并连接到均压环，以平衡电位。
5、接地
联合接地可有效解决地电位升高的影响，合格的地网是有效防雷的关键。机房联合地网通常由机房建筑基础(含地桩)、环形接地(体)装置、工作(电力变压器)地网等组成。对于敏感数据通信设备的防雷，良好的接地系统与防雷效果和质量直接相关。如果地网不符合要求，应改善地网条件，适当扩大地网面积，改善地网结构，尽快释放雷电流，缩短雷电流引起的高过电压维护时间，以满足防雷要求。
四、防雷设计方案
1.防护直击雷
机房所在大楼有避雷针、避雷带等外部防雷设施，不再进行外部防雷补充设计。如果以前没有直接防雷保护，则需要在机房顶层制作避雷带或避雷网。如果机房在开放区域，则根据情况安装避雷针。避雷针和避雷带必须引下线并接入地网。
2.电源系统防雷
（1）对于网络集成系统的电源线保护，首先，进入系统总配电室的电源线应敷设金属铠装电缆，电缆铠装层两端接地良好；如果电缆没有铠装层，电缆应埋在钢管两端，埋长不小于15米。金属铠装电缆应敷设从总配电室到各建筑的配电箱和机房地板配电箱的电力线路。这可以大大降低电源线感应过电压的可能性。
(2)在电源线上安装电源防雷器是必不可少的保护措施。IEC防雷规范中对防雷分区的要求将电源系统分为三级保护。
1.三相电源防雷箱安装在总配电柜内，通流容量80KA-100KA一级电源防雷器(型号:ZS150E-400，一套数量)；
2.机房配电柜安装三相电源防雷箱，通流容量40KA~60KA二次电源防雷相(型号:PRAC-380C，一套数量)；
3.单相电源防雷器安装在机房配电柜内，通流容量为20KA~40KA三级电源防雷相(型号:ZSPD TT20K C/2，数量一套)；
4.配电系统额定电压500V及以下BBNBBN 在低压供电系统中，串联安装退耦器，增加导线感抗，弥补导线长度不足，协调不同规格防雷器之间的配合(型号:LS-63A，数量一套)
5.机房内的重要设备(如交换机、服务器、UPS、硬盘刻录机及电视墙设备)电源进线安装通流容量10KA的插座式末级电源防雷插排(型号：FACP-一个数量，作为三级防雷保护)；
所有防雷装置都应接地良好。选择防雷装置时，应注意接口的形式和接地的可靠性。重要场所应设置专用接地线。防雷接地线不得与避雷针接地线并接，并应尽可能远离和分离。
3、信号系统防雷
网络传输线主要采用光纤和双绞线。其中，光纤不需要特殊的防雷措施，但如果室外光纤是架空的，则需要接地光纤的金属部分。双绞线屏蔽效果较差，因此更有可能感应雷击。此类信号线应敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应接地良好；也可敷设金属管。金属管应保持电气连接，金属管两端应接地良好。
1、 串联计算机网络、服务器或交换机设备的进出线端 RJ45 端口网络信号避雷器(型号:RJ45-E100，一台)，避免因雷击感应或电磁场干扰而损坏设备。
注：所有防雷装置均应接地良好。选择防雷装置时，应注意接口的形式和接地的可靠性。重要场所应设置专用接地线。防雷接地线不得与避雷针接地线并接，应尽量远离并分开进入地面。
4、机房等电位连接
在机房防静电地板下，沿地面布置40层*3.铜排形成闭合环接地汇流母排。通过各防雷区交界处的金属部件和系统设备的外壳，如配电箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等，以及防静电地板下隔离架的多点等电位接地，进入汇流排。等电位连接线4-10mm2铜芯线螺栓紧固线夹作为连接材料。同时，在机房找到建筑物的主钢筋，经测试与避雷带连接良好，使用14mm镀锌圆钢通过铜铁转换接头连接接地汇流母排。形成等电位。采用联合接地网，目的是消除各地网之间的电位差，保证设备不因雷电的反击而损坏。
5、接地网生产设计
接地是避雷技术中最重要的环节之一，无论是直接击雷还是感应雷，最终都会将雷电流引入大地。因此，对于敏感的数据(信号)通信设备，没有合理良好的接地系统是不可靠的。因此，对接地电阻 >1Ω 为提高机房接地系统的可靠性，应按规范要求对建筑物地网进行整改。根据具体情况，通过建立不同形式的接地网（包括水平接地体和垂直接地体），扩大接地网的有效面积，改善地网的结构。
使用共用接地装置时，共用接地电阻值不得大于1Ω；使用专用接地装置时，接地电阻值不得大于4Ω
基本要求如下：
( 1 )在建筑物周围做接地网，用较少的材料和较低的安装成本，完成最有效的接地装置；
( 2)接地电阻值要求 R ≤1Ω ；
( 3)接地体应离开机房主楼 3~5m 左右设置；
(4 )水平和垂直接地应埋在地下 0.8m 左右，垂直接地长 2.5m ，每隔 3~5m 设置垂直接地，采用垂直接地 50×50×5mm 热镀锌角钢，水平接地体 50×5mm 热镀锌扁钢；
( 5)地网焊接时，焊接面积应为 ≥6 双接触点，焊点防腐防锈；
( 6)各地网应在地下 0.6~0.8m 与多根建筑柱钢筋焊接，防腐防锈；
( 7)当土壤导电性差时，采用敷设降阻剂法使接地电阻 ≤1Ω ；
(8)回填土必须是导电性好的新粘土；
( 9 )多点焊接建筑基础网，预留接地试验点。
以上是一种传统的廉价实用的接地方法。根据实际情况，接地网材料也可选择免维护电解离子接地系统、低电阻接地模块、长铜包钢接地棒等新技术接地装置
