某部队机房防雷工程

现代防雷技术，包括防止直接雷击、防止和抑制雷电电磁脉冲两大方面，基本内容就是令雷击能量安全的泄放与转换，单独一种防雷保护措施不能解决雷击问题，良好的防护应采取接闪、均压、搭接、分流、屏蔽接地、布线等综合防雷措施， 全面防止雷电以各种方式对建筑物及设备造成危害。

将建筑物需要保护的空间划分为几个防雷保护区，有利于指明对防雷电电磁脉冲（LEMP）有不同敏感度的空间。有利于根据设备的敏感性确定合适的连接点。

区域划分为：

防雷保护区LPZO——在本区内的物体处于直接雷击下，这里的导体可能传导全部的雷电流。LPZO区内产生未衰减的电磁场。

防雷保护区LPZI——在本区内的物体不处于直接雷击下，区内导体传导的雷电流与LPZO区比较将减小（取决于建筑物本体结构的屏蔽效果）。LPZI区内的电磁场可能被衰减。

防雷保护区LPZ2——本区内是具有更高屏蔽要求的空间，如屏蔽室内或金属机壳内。

此外，如果要求进一步的屏蔽和联结，可设置更高层次的保护区。

一、项目说明

机房主要设备均采用微机、交换机、服务器和路由器等新型微电子设备。这些设备对电磁干扰、浪涌电压、静电、防雷电冲打击和雷电电磁脉冲（LEMP）等防护能力提出了更高的要求。由于全球气候的变化，需要建立完善的防雷体系。

应甲方要求，我公司对某部队机房进行雷电防护工程设计，主要包括电源线路的防护和接地的设计。

二、设计依据

1、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》；

2、GB50343 2000版《建筑物电子信息系统防雷技术规范》；

三、现场情况

机房内的设备为24口交换机二台，IBM服务器二台，UPS电源功率为10kW，网络信号进线为光纤进线，电脑数台。

四、方案设计

（一）国际电工委员会在IEC61312《雷电磁脉冲防护》和IEC-5-534《过电压保护器件》标准中提出了雷电保护区的划分问题，强调用在雷电保护区0-1区（暴露区域和暴露区与非暴露区的界面）的雷电过电压保护器（SPD）要求采用10/350µs的冲击电流波形进行耐模拟直击雷测试，该类雷电过电压保护器件，一般由高性能火花隙组成，它的特点是放电能力强，可最大限度地消除电网后续电流，疏导10/350µs的模拟雷电冲击电流（无论这些电流是远处的雷电过电压还是直击雷引起的）。

雷电侵入的形式如前言所述

以一方程式为例

当雷击只与线路的垂直距离为S时，导线上的感应过电压最大值是Ug为

Ug=25×I×Ha/S

其中

I——雷电流峰值

ha——导线平均高度

可知，Ug与I成正比，Ug与Ha成正比。Ug与S成反比，S增大时，感应过电压就减少。科学通过实践可知，以雷击中心1.5KM的范围内都会产生危险过电压。

从防雷保护区LPZO区到最内层保护区LPZZ区，必须实行分级保护，从而将过电压降到设备能承受的水平，对于信息系统则分为粗保护和精细保护。

在机房所在楼层电源配电箱进线前端安装一台一级电源防雷模块HY-MI4AC100，作为电源线路的一级防护。

在机房UPS电源电源进线前端安装一台二级电源防雷模块HY-MII2AC80，作为电源线路的二级防护。

（二）等电位联结是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置，建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体、电气装置、电信装置等连接起来。

可采用以下方法完成等电位连接：

1、在那些自然连接不能保证电气贯通的地方用连接导线连接。

2、在那些不允用连接导线的地方，采用过电压保护器跨接。

3、必须尽可能在靠近进户点处对外来导体作等电位连接，预计大部分雷电流将流过这些连接点。

电力线路的所有导体本身应做直接或非直接等电位连接。相线应仅通过过电压保护器连到避雷接地装置上。在TN系统中，PE线或PEN线应直接连到避雷接地装置上。

在网络中心应构成一个闭合的、环形的等电压连接网络，所有的接地端口应就近，以最短和最直的途径与这个网络连接。

在机箱内设置接线排，将电源、信号SPD的接地线接至接线排上，采用35mm2铜线作为接地环线将各汇集排连接，并就近接至接地端子。采用4mm2铜线将机房内各设备金属外壳连接至于汇集排上。

（三）接地装置的优劣不仅与接地电阻值有关，还与接地方式有关，环形接地方式优于独立式接地方式。环形接地的冲击阻抗小于独立式接地的阻抗，并有利于改善建筑物内的地电位分布，减少跨步电压。此外，环形接地便于与各种入户金属管道相连，并可利用自然接地体降低综合的接地电阻。

防雷和电力设备接地的目的均以安全为主，其手段是降低接地阻抗和维持等电位。防雷接地的阻抗必须考虑冲击阻抗，尽量采用环网的接地形式，凡是能够与防雷共用接地的电气设备均宜直接将两个系统的接地导体相连，这是维持等电位的最好方法。

如果在联合接地系统中，防雷接地系统中的杂散电流干扰信号侵入微电子接地系统，影响了微电子设备的运行。则可采取暂态联系接地方式，即在微电子接地系统与防雷接地系统之间用一地网电位均衡器连接起来，常态时两地网之间是断开的。在雷击时自动连接，防止闪络和击穿放电，粗保护量级根据所属保护区的级别，而精细保护则要根据电子设备的敏感度来进行选择。

在机房外采用40×4热镀锌扁钢作为水平接地体，沿可开挖处布设，采用铜包钢接地棒作为垂直接地体，与扁钢做可靠焊接。增加1套接地模块和降阻剂作为降阻主材料。