机房防雷及接地等电位方案设计
山西捷力通防雷科技有限公司
1、防雷体系概况
雷电防护设计是一项系统工程，系统结构愈合理，系统的各个部分之间才可以有机结合，相互之间的作用就愈协调，从而使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。在本机房系统防雷保护设计中主要的目的是将防雷与计算机信息系统的客观实际条件进行有机的结合，通过合理配置，使之溶为一体，确保系统的稳定工作，从而发挥出系统防护工作的最佳效果。
依据IEC-61024雷击区域划分（室外区，室内区，设备区）的要求，建筑物必须安装有防直击雷装置的避雷针或避雷带（在本设计方案中不考虑直击雷的防护）；电源线和信号线安装防雷电感应的避雷器；以及采用各种接地、屏蔽手段在防雷区界面处进行等电位联结，达到消除防雷区内各设备之间电位差的目的。
2、综合防雷系统如图
3、雷电防护内容
雷电侵害主要是通过线路侵入。高压部分电力局有专用高压避雷装置，电力传输线把对地的电力限制到小于6000伏（IEC62.41），而线对线则无法控制。所以对380v低压线路应进行过电压保护，按国家规范应分三部分：建议在高压变压器后端到楼宇总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加避雷器，作一级保护；在楼宇总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端应对地加装避雷器，作二级保护；在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应对地加装避雷器，作为三级保护。目的是用分流（限幅）技术即采用高吸收能量的分流设备（避雷器）将雷电过电压（脉冲）能量分流泄入大地，达到保护目的，所以，分流（限幅）技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系网络防护的关键，因此，选择合格优良的避雷器至关重要。
4、信号部分保护：
对于信息系统，应分为粗保护和精细保护。粗保护量级根据所属保护区的级别确定，精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定。其主要考虑的如：卫星接收系统、电话系统、网络专线系统、监控系统等。建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端，应对地加装避雷器，电缆中的空线对应接地，并做好屏蔽接地，其中应注意系统设备的在线电压、传输速率、按口类型等，以确保系统正常的工作。
5、接地系统
在计算机机房的建设中，一定要求有一个良好的接地系统，因所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地，从而保护设备和人身安全。如果机房接地系统做得不好，不但会引起设备故障，烧坏元器件，严重的还将危害工作人员的生命安全。接地装置由接地极及一些附件、辅助材料组成。接地装置的选材和施工主要决定于土质结构，即土壤的地阻率ρ。不同层土质结构不同，因而地阻率ρ不同，为增加接地装置使用效率，应使用长效降阻剂。
6、国际标准、规范设计
GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》（2010版）
GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
GB50174-2011《电子计算机机房设计规范》
IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》
IEC61646《SPD电源防雷器》
GB50052-2008《供配电系统设计规范》
机房防雷设计实施
1、电源防护部分
电源一级防雷
根据GB50054-2011《低压配电设计规范》和GB50174《电子计算机机房设计规范》有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器。必须做到在电源的进入瑞安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全。
作为系统电源进线端的主级防雷器，在雷击多发地带至少应有100-60KA的通流容量，可将数万甚至数十万伏的雷击过电压限制到数千伏，防雷器可并联安装在总配电柜内的电源进线处输出端。
具体措施办法
在总配电柜低压输出端并联安装一套TSPD-A350电源一级防雷器，用于动力机房配电设备的电源第一级的防雷保护。型并联式SPD电源浪涌保护器,产品性能优越，密封性好、外观美观、安装接线方便，具有防尘、防腐蚀、阻燃等功能。用于交流三相380V低压配电系统中，能防止雷击、工业噪声或其它原因产生的感应过电压、过电流现象和其它瞬间浪涌电压对系统或设备造成永久性损坏或瞬间中断等危害。
加强型并联模块式电源浪涌保护器（SPD）属于三相并联型SPD，浪涌保护器前内置空气开关。用并联瞬态浪涌释放方式，当供电线路遭受过电压、过电流时将雷电能量或其它干扰过电压、过电流有效抑制，使各线路间的电位差基本保持不变，雷击后自动恢复，确保电气设备安全运行。所有接线用16mm2股铜线连接，地线用25mm2多股铜线连接。
电源二级防雷：
设计依据、根据GB50054《低压配电设计规范》和GB50174《电子计算机机房设计规范》有关低压防雷的有关规定，机房UPS分配电柜的电源防雷器，对通过电源初级防雷器的雷电能量进一步泄放，可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，防雷器可并联安装在分配电柜处。
具体措施：
在机房内UPS前端或分配电箱处安装壹套TSPD-B+C80RM用于电路设备的电源二级防雷保护。
第三级防雷系统：
第三级防雷即用电设备的末级防雷，这也是系统防雷中最容易被忽视的地方，现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件，如服务器、交换机等，这些器件的击穿电压往往只是几十伏，最大允许工作电源也只是mA级的，若不做第三级的防雷，由经过一级防雷而进入设备的雷击残压仍将有千伏之上，这将对后接设备造成很大的冲击，并导致设备的损坏。应在网络交换机或服务器，处安装电源防雷插座作为第三级室内设备的末级防雷保护，保护楼机房内电子设备的单向供电设备。供电设备安全保护要求有20KA以上的通流容量。根据规范要求建筑中所使用设备的实际情况，考虑到交换机、服务器等高价位设备的重要性，将配电系统末级防雷保护设计为：使用8/20μs波形、通流容量10KA的箱式电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到1000V以下。
具体措施：
在机房设备前端安装防雷插座TKA-GZ/PDU106用于电路设备的电源三级防雷保护。
2、机房等电位系统
IEC61312中指出：“等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。在一个防雷区内部的金属部件和系统都应在防雷区交界处，采用等电位连接线做等电位连接”；国家标准
GB50057-94局部修订条文中指出：“穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做等电位连接”。
机房等电位选用规格为40*4mm的铜箔，沿静电地板成网格状敷设，并在机房内设置等电位汇流排，规格不小于300*100*5mm,从机房引至接地装置的接地干线选用规格不小于35m㎡多股铜芯导线。
备注：机房等电位连接，防静电地板下面敷设铜排与铜箔。
三、防雷接地系统
接地是防雷的重要组成部分是防雷装置的基础，使雷电流更好的泻入大地，为保证机房或系统的接地阻值，还应尽量减小引下线的电阻值。依据防雷规范要求，此次引下线选用载面积为35平的铜芯地线电缆。接地体的具体位置和引下线的具体路由，在施工时以尽可能的减少引下线的长度。通过增大导线载面和减小引下线长度的措施，来尽量减小接地引线的电阻值。
1、垂直接地体材料
垂直接地体可采用烧制型YBD-01T非金属接地体、铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）、离子接地棒、锌包钢或其它新型接地材料。
2、水平接地体材料
水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等。
3、接地材料有以下要求：
a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;
b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;
c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;
d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;
e、非金属接地模块分为烧制型与压制型，常用规600mm*150mm*100mm,
f、铜包钢接地棒，镀铜厚度；≤0.25mm，ф16*1500mm型号：YBD-01B
g、离子接地棒时，YBD-Lф50*1500mm
h、采用物理降阻剂时，电阻率R=0.45，降阻率在60-95%之间，石墨含量70%，型号：YBD-Z25与YBD-Z10
4、地网施工布置
地网布置依据地形设计为L型、口型、一字、H型或圆型。
5、地网挖掘
接地地网挖掘深度大于0.8米，根据土壤如：石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况，北方城市一定要达到冻土层以下。
6、焊接与防腐处理
接地体（线）的连接应采用焊接，焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度，常见的焊接分为：电焊与放热焊接。焊接不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处的药皮敲净后，刷沥青做防腐处理。
采用搭接焊时，其焊接长度如下：1）镀锌扁钢不小于其宽度的2倍，三面施焊。（当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的为准）。敷设前扁钢需调直，煨弯不得过死，直线段上不应有明显弯曲，并应立放。2）、镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍并应双面施焊（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准）。3）镀锌圆钢与镀锌扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。4）镀锌扁钢与镀锌钢管焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接处，还应直接将扁钢本身弯成弧形与钢管焊接
防雷设备与施工材料清单：
序号名称型号数量
单价
（元）1电源一级防雷TSPD-A3501台
2电源二级防雷TSPD-B+C80RM1台
3电源三级防雷TKA-GZ/PDU1681台
4铜包钢接地棒YBD-01B60根
5防雷接地模块YBD-01T82块
6降阻剂YBD-Z25400袋
7等电雷电计数箱YBOX582台
8接地铜排30mm*3mm242米
9等电位铜皮40mm*02mm2210米
10接地扁钢40mm*4mm24米
11室内导线6平方铜线60米
12多股铜芯绝缘导
线
50mm240米
13施工辅材螺栓、铜鼻等1批
14施工费防雷器材安装1批
15挖掘费
16运输费
17合计
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技术支持及售后服务
为了不断满足顾客的需求，达到优质服务的目的。坚持“质量第一，用户至上，终身免费维修。为客户提供专业、及时、优质、令您满意”的服务宗旨，特制定以下售后服务细则：
1、我公司确保其提供的货物是全新的、未使用过的，采用的是最佳材料和第一流的工艺，并在各个方面符合招标文件规定的质量、规格和性能要求。我公司保证其货物经过正确安装、合理操作和维护保养，在货物寿命期内运转良好。
2、我公司按每台或每套设备给甲方提供至少一套完整的技术资料随货物包装发运，其中包括设备的中文使用说明书、操作手册或产品彩页等内容。
3、质量保证期为防雷接地系统工程竣工验收合格交付使用，工程质量保证五年内免费保修、更换，系统终身维护。交付使用后，我公司每年巡查一次，除人为破坏或不可抗拒力，属生产、安装及材料质量问题所造成的一切责任和损失由我公司负责。
4、维修响应时间：收到业主维修要求半小时内响应，八小时内到达设备安装现场，要求中标人必须提供详细的响应保障措施（杨利涛：151********）。
5、维修工程师接到客户通知后，按上述时间内到达指定地点；
6、五年跟踪维护，定期电话回访，必要时现场检查，终身免费咨询
7、我公司免费为客户培训3~5名该防雷系统的技术人员，培训地点在乙方专用培训办公室或甲方项目办公室培训日期在1日
8、培训内容为：
①防雷产品的工作原理；②接地系统的检查和维护；
③地网的接地电阻的测量；④避雷器的检查和维护。