泰兴燃气站机房信息系统防雷设计

【摘要】针对雷电危害知识及其侵入信息系统的一般途径，进而根据泰兴气门站的实际情况，结合对此次防雷设计的基本要求对机房的信息系统作出严格规范的风险评估，最终决定采取B级保护。并且在机房布置时，按照规范结合实际提出了等电位连接，屏蔽，安全保护接地等措施，机房内系统防护主要分为电源系统防护和信号系统防护两部分，进一步通过在线路中加装SPD等措施使得整个系统达到预计的保护效果。

【关键词】雷电防护 风险评估 等电位连接 屏蔽 安全保护接地

1.引言

雷电灾害古已有之，它给人类带来了许多惨痛的教训。目前，信息技术得到了飞速发展，其应用领域也越来越广，但信息系统抗LEMP（雷电电磁脉冲）过电压的能力十分脆弱，因雷击造成的危害屡见不鲜。通过对许多单位机房雷击事故进行分析时所发现的问题进行总结后，对泰兴燃气门站机房防雷工程进行设计。

2.现场勘测

机房所处楼共有两层，占地面积100m²，高度15m，机房于一楼，面积约75 m²，地面铺设600×600全钢防静电地板，机房内主要设备为两台单网卡服务器和一台网络机柜；实测现场的土壤电阻率约为30Ω·m，配电系统PE的工頻电阻为1.5Ω·m；机房供电为一路TN-C-S系统。大楼内通常有n≥20人，每年（每人）大约有3000小时停留在大楼内。该处于LPZ2区，同时建设方仅要求对其初房内的设备进行保护，因此在设计中仅针对其的信息系统进行防护设计。

3.方案设计依据

（1）《物防雷设计规范》GB50057-94

（2）《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

（3）《建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

（4）《地安全要求》GB9316-B8

（5）《机信息系统防雷保安器》GAl73-1998

（6）《电磁脉冲的防护》IEC61312-2

（7）《物电子信息系统防雷设计规范》GB50343-2004

4.工程具体设计

4.1线路的电磁兼容。可以如下做：①机房在购置设备时应该考虑其对周围环境的电磁干扰水平及其自身的抗扰性是否在规定的标准范围内，有关标准可参考GB国家标准或IEC/CISPR有关标准的要求。②提高系统中每一台设备的抗扰性，从而使整个系统抗扰性下限值得以提高，增强设备抗扰能力的手段很多，最常用的不外乎屏蔽、滤波、接地三种。③采取适当措施以保证机房同一频率的干扰跌加不超过一定的限值。④将机房供电系统分为主、辅两个子系统，将计算机系统连接在专用的电源线路上。如果所有的外共用一条电源线时，应尽量降低各设备或各组件之间潜在的噪声干扰。

4.2等电位连接。机房的等电位连接可以如下做：①引出多个接地点。②作环形带。③作网格。④与抗静电地板作连接。⑤与电源的连接。

4.3屏蔽。屏蔽是减少电磁干扰的重要措施之一。为减少感应效应，机房屏蔽由高密度铜网和高密度钢网构成，钢网接地，内部铜网不接地形成悬空地威内部铜网单独接地。其主要原理是应用铜网和钢网组合构成的双基板电容的滤波效应，以达到屏蔽雷电电磁脉冲的作用。

4.4供电系统的防雷保护措施。（1）本大楼采用TN-C-S供电形式，电源线路线电压为380V。（2）供电电源保护接地采用大楼的联合接地。（3）该彻房内供电线路采用三级保护（SPD低压过电压保护器）。

4.5信号线的过电压保护

服务器网络通信口服务。为了防止由网络线感应到的雷电浪涌过电压损坏服务器，宜于2台服务器的网络通信口处加装UGKF/RI45 4TP网络防雷器，其雷电流通流能力为5kA（8/20us），数据传输速率最大为155Mbit/s。

4.6安全保护接地。根据IEC标准，一个建筑物内最好只有一个接地系统，即在建筑物内各种用途的接地极都应纳入等电位连接范围而形成的一个共用接地系统。IEC推荐的等电位连接和共用接地系统是信息系统接地的最佳方案。

4.6.1机房设备安全保护地建设方案。在建立独立接地体的做法：经实地测量土壤电阻率和理论计算。为满足联合接地电阻≤1Ω的要求，需用2根（定长L=2.5米）铜包钢的垂直接地极T3—20（基体材料直径Φ20mm），垂直接地极间距5米，接地极间用X3—12铜包钢水平接地连接。接地体埋深0.6米。垂直接地极与水平接地线间的连接用交叉连接器LT3—12/20，水平接地线间的连接用直线连接器LZ3—12/12连接。水平接地线两端各连接一段16mm铜棒作为接地引线与机房静电地板下的40*4铜排连接。

4.6.2机房设备接地保护接地方案。（1）本机房采用40*4mm的铜带于静电地板下沿四周连成等电位接地母排，此母排敷设于地板下机房内大楼的主钢筋用16mm的铜线相连。将进出机房的金属管、槽、设备及机柜的金属外壳，配电箱的PE线采用4mm的铜线就近与附近的等电位连接带连接，防静电地板的（部分）金属支架等用铜芯线就近接于铜排上。最后，采用35mm的铜线与室外的接地装置相连，形成电气连通，防止雷电反击。（2）为了防止机房内设备安全保护接地装置与另一大楼引进的供电系统PE间的电位差，影响设备的正常工作，需将两地进行等电位连接，本方案采用德国DEHN公司的TFE等电位连接将两个接地系统进行等电位连接，TFS安于S036金属盒内并固定于静电地板下。

5.结语

本方案简述了雷电对机房系统的危害以及防雷的重要性，针对泰兴燃气站机房的特点，依据相关标准和规范，综合运用了接闪、分流、均压、屏蔽、接地等措施，主要从内部进行信息系统防雷的保护设计。