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计算机机房综合防雷方案河北德实科技有限公司目 录目 录- 2 -第一部：知识部分第一章、雷电的形式和危害- 3 -第二章、河北雷灾案例- 7 -第三章、防雷相关法规- 8 -第四章、避雷原理- 10 -第二部：技术部分第五章、设计依据- 13 -第六章、防雷设备的选型及应用原则- 14 -第七章、计算机机房防雷设计指导思想 - 16 -第八章、计算机机房防雷方案- 22 -第三部：商务部分第九章、选用产品介绍- 25 -第十章、施工安装说明- 28 -第十一章、质量保证与服务- 28 -第十二章、工程公司简介- 29 -第一部：知识部分第一章、雷电的形式和危害雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间的迅猛放电，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪光并伴随巨大的声音。云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响；云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大。雷击有三种主要形式：其一是带电的云层与大地上某一点之间的发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”。其二是带电云层由于静电感应作用，使地面某些范围带上异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以致出现局部高电压，或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”。其三是“球形雷”，它发生的机会很少，而且它存在的时间十分短，所以十分缺乏严谨的科学数据和分析，要对它进行研究十分困难。因而，目前还不能完满地解释这种现象，或通过实验完满地重现这种现象。虽然它发生的几率很小，但发生的次数也相当多。每一次雷闪释放能量可高达数百兆焦耳（MJ）,强大的雷电流可使放电通道中瞬时温度升高到600010000C，其产生的热效应、机械效应和电效应具有极大的破坏性，会致死人命，摧毁房屋建筑。据有关部门估计，全世界平均每分钟发生雷电2000次，全球每年因雷击造成的人员伤亡超过1万人，所导致的火灾、爆炸等时有发生。此外，随着科技的发展，特别是电子技术从本世纪六十年代的电子管元器件发展到八十年代的大型集成电路以来，人类于1973年可将1万个元件安置在1cm2上。元件的耐受能量的能力已由0.110J降至10-810-6J，与一次雷闪所产生的能量相差悬殊。雷电产生的强大电磁脉冲(LEMP)，更具破坏性。一次雷击可释放能量：数百兆焦耳（MJ），而敏感电子设备耐受能量：毫焦耳（MJ）。例如：由于LEMP的干扰，对无屏蔽的计算机当LEMP感应强度达到0.03GS时，计算机会误动；当LEMP感应强度达到0.75GS时，计算机会假性损坏；当LEMP感应强度达到2.4GS时，计算机会设备会永久性损坏。因此，随着信息产业的迅猛发展，自动控制、通信和计算机网络等微电子设备和电子系统在气象行业内外得到日益增加的广泛应用，雷击事故带来的损失和影响也越来越大，常常使计算机网络、自动控制、微电子设备、通讯设备系统等现代化设备遭到损毁。尤其是在经济发达国家和地区，雷击造成的电子设备直接经济损失达雷电灾害总损失的80%以上。雷电灾害已成为联合国公布的10种最严重的自然灾害之一。雷电灾害被列为“电子时代的一大公害”。过电压及雷击（直接、间接）造成的损失雷电灾害，也是目前中国十大自然灾害之一。据统计，我国有21个省、区、市雷暴日在50天以上，最多的可达134天。1998年和1999年两年，中国因雷击造成的直接经济损失达百万元以上的有38起。每年因雷电灾害伤亡的人员约为3000-5000人，造成的财产损失在70100亿元左右。我国的雷电灾害损失80%以上涉及电子、通讯和配电系统。如：证卷交易所、卫星地面站机房、通信基站遭雷击，不仅会造成巨大的经济损失，也给社会带来难以估量的间接损失，对社会影响很大。雷电流有以下几种破坏作用：雷电危害雷击电磁脉冲直击雷电磁脉冲雷电反击电磁感应静电感应电效应热效应机械力1雷电流的热效应在雷云对地放电时，强大的雷电流从雷击点注入被击物体，由于雷电流幅值高达数十至数百千安，其热效应可以在雷击点局部范围内产生高600010000C，甚至更高的温度，能够使金属熔化，树木、草堆引燃；当雷电波侵入建筑物内低压供配电线路时，可以将线路熔断。这些由雷电流的巨大能量使被击物体燃烧或金属材料熔化的现象都属于典型的雷电流的热效应破坏作用，如果防护不当，就会造成灾害。2雷电冲击波效应作用由于雷电通道中空气受热急剧膨胀，并以超声速度向四周扩散，其外围附近的冷空气被强烈压缩形成“激波”。被压缩空气的外界被称为“激波波前”。“激波波前”到达的地方，空气密度、压力和温度都会突然增加。“激波波前”过后，该区域内空气压力下降，直到低于大气压力。这种“激波”在空气中传播，会使附近的建筑物受到破坏，人、牲畜受到伤害，这种冲击波的作用就如同炸药在爆炸时对附近的建筑物、人和牲畜的损害一样。雷雨云的庞大体积因迅速放电而收缩，当雷雨云内电应力突然解除时，在一部分带电雷云的流动压力将减少到0.3mm汞柱的程度，这样就形成了稀疏区和压缩区，它们以零点几Hz到几Hz的频率向外传播，这就形成了次声波，次声波对人、牲畜有伤害作用。3 静电感应和电磁感应作用雷电放电时，在附近的导体上产生静电效应和电磁感应，使导体产生火花引起爆炸或火灾。当金属屋顶、输电线路或其他导体处于雷云和大地之间所形成的电场中时，导体上就会感应出与雷云性质相反的大量电荷（简称束缚电荷）。雷云放电后，云与大地间的电场突然消失，导体上的电荷来不及立即流散，因而产生很高的对地电位。这种对地电位称为“静电感应电压”。当空间有带电的雷云出现时，雷云下的地面及建筑物等，都由于静电感应的作用而带上相反的电荷。由于从雷云的出现到发生雷击(主放电)所需要的时间相对于主放电过程的时间要长得多，因此大地可以有充分的时间积累大量电荷。当雷击发生后，雷云上所带的电荷，通过闪击与地面的异种电荷迅速中和，而某些局部，例如架空导线上的感应电荷，由于与大地间的电阻比较大，不能在短的时间内消失，这样就会形成局部感应高电压。这种由静电感应产生的过电压对接地不良的电气系统有破坏作用 。 图1.2雷云下架空线路 图1.3 雷云下架空线路的感应电荷积聚 感应过电压波由于雷电流有极大峰值和陡度，在它周围的空间有强大的变化的电磁场，处在这电磁场中的导体会感应出较大的电动势。由于雷电流有极大峰值和陡度，在它周围的空间出现瞬变电磁场，处于这瞬变电磁场之中的导体会感应出较大的电动势。图1.4电磁感应作用原理图5高电位引入与反击：雷电引入高电位是指直击雷或间接雷从输电线、通信电缆、无线电天线等金属的引入线引入建筑物内，发生闪击而造成的雷击事故。高电位沿导线输入是用电设备被雷击的原因。高电位输入造成的雷击事故，占雷击事故的大多数，所以凡是有用电装置的地方，都必须对高电位输入加以防备。雷电反击：雷电反击通常是指接受直击雷的金属体(包括接闪器、接地引线和接地体)在接闪瞬间与大地间存在很高的电压U，这电压对与大地连接的其他金属物品发生闪击(又叫闪络)的现象称为反击。此外，当雷击到树上时，树木上的高电压与它附近的房屋、金属物品之间也会发生反击。 第二章、河北雷灾案例据河北省气象局防雷中心统计，河北省大部分城市年雷暴日在三四十天左右，其中又以承德、张家口两市为多。从雷暴日的数字及雷灾损失上看，河北省的雷电灾害比南方各省要小得多，但由于气候原因，雷击事故往往在七月中下旬至八月中上旬之间密集高发，因而显得相当触目惊心。据气象资料显示，2006年全省共发生雷击事故392起，因雷灾造成死亡23人，伤18人，引起火灾或爆炸5起，损坏建筑物15处，损坏电力设施、电梯、电子电器设备、家用电子电器设备、加油站、加油机、程控交换机等通信设施数千件，直接经济损失高达1085万元。以下是摘选的2006年我省部分雷灾案例：7月30日午夜，工商银行某县级市支行12层大厦遭受雷电袭击。据值班人员回忆，当夜雷声一直响个不停，24时左右，在睡梦中忽然感觉眼前闪过一个火球，起身时屋里已经停电，整个大厦只剩应急灯照明，监控设备也失灵了。当时以为是跳闸了，第二天一早才发现，整个大厦金融联网系统、电子监控系统、消防报警系统、电梯、电视、空调、自动感应门、点钞机等电子电器设备大部分瘫痪，造成直接财物损失30多万元，并影响到当日市内部分单位工资发放，一部分数据资料至今未能恢复。事后据气象部门调查发现，该大厦没有采取任何雷电感应方面的防护措施。2006年6月6日下午4时10分许，张家口五一东大街北龙中学附近，7根万伏高压线被雷电击中，迅速起火，造成人民影院至五一东大街、建国路北部2000余户用电大户及居民停电。2006年6月12日早晨6：00左右，宣化县多处有线电视设施遭雷击，一些传输设备如：放大器，分支器，供电电源和电视机等受到不同程度的损坏。2006年6月14日14时40分左右，承德市某宾馆遭雷击，宾馆监控系统多数监控头、24台电视、5部电话、2部电梯全部损坏，直接经济损失7万元。据分析原因为强直击雷及感应电波侵入。2006年6月14日14时40分左右承德市某单位遭雷击，文物库机房电脑电机被击坏，监控机房击坏一个解码器，两个分码器和一个监视器，直接经济损失2万元。据分析由于强直击雷及感应电波侵入造成。2006年6月23日15时左右，滦平建龙铁矿遭雷击，造成6个监控头、3台电脑、核子秤主板和变压器油箱起火，直接经济损失5万元，据分析灾害造成原因是强直击雷及感应雷电波侵入造成。第三章、防雷相关法规中华人民共和国气象法1999年10月31日第九届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过了中华人民共和国气象法，第一次将防雷减灾工作提升到了法律高度。防雷减灾管理办法中国气象局2004年6月26日发布了第8号令，即防雷减灾管理办法，其中部分条款如下：第三条 防雷减灾工作，实行安全第一、预防为主、防治结合的原则。第五条 国家鼓励和支持防雷减灾的科学技术研究和开发，推广应用防雷科技研究成果，加强防雷标准化工作，提高防雷技术水平，开展防雷减灾科普宣传，增强全民防雷减灾意识。”北京市防御雷电灾害若干规定北京市政府2002年7月16日第50次常务会议审议通过了北京市防御雷电灾害若干规定，自2002年9月1日起施行。其中部分条款如下：“违反第六条规定，应当安装防雷装置而拒不安装的，由市或者区、县气象局责令限期改正；逾期不改的，可以处万元以下罚款；导致雷击发生重大或者特大安全事故的，依法追究法律责任。第十四条违反本规定第十条规定，拒不接受防雷检测或者经检测不合格拒绝整改的，由市或者区、县气象局责令改正，可以处万元以下罚款。”河北省防雷减灾管理办法2007年9月29日由省政府第90次常务会议讨论通过了河北省防雷减灾管理办法，自2008年1月1日起施行。其中部分条款如下：“第十五条下列建（构）筑物、场所或者设施必须安装防雷装置：（一）建筑物防雷设计规范规定的一、二、三类防雷建（构）筑物；（二）石油、化工等易燃易爆物品的生产或者储存场所；（三）电力生产设施和输配电系统；（四）航空、通信设施、广播电视系统、计算机信息系统；（五）国家战略物资储备及其他重要物资的仓储场所，尚存地上建筑的各级文物保护单位；（六）学校、宾馆、大型娱乐场所等人口聚集场所；（七）法律、法规和规章及国家和本省技术规范规定应当安装防雷装置的其他场所和设施。”近几年，全国各省、市、县的政府都作出了关于防雷减灾工作的规定，对规范防雷减灾工作，加强全民防雷意识创造了良好的氛围。第四章、避雷原理雷云对大地的电压低则几百万V，高则千万V，甚至更高，雷云对大地一次闪击放电的的峰值电流平均为30多KA，它的瞬时功率为1091012W以上，由于瞬时功率很大，所以它的破坏力是相当大的。到现在为止，防直击雷都是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器，把雷电流接收下来，然后通过良好的接地装置迅速而安全把它送回大地。所有的避雷装置都只是把雷击的几率和强度大大地降低，百分之百可靠的避雷装置即使做出来，造价也是十分昂贵的。常用的接闪装置，如避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等，它们都是金属做成，安装在建筑物的最高点，如屋脊或屋角等最易受雷击的地方。避雷网是用金属线造成的网，架在建筑物顶部空间，然后用截面积足够大的金属物让它与大地连接。当高空出现雷云的时候，大地上由于静电感应的作用，必然带上与雷云相反的电荷，然而接闪设备（避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等）都处于地面上的建筑物的最高处，与雷云的距离最近，而且与大地有良好的电气连接，所以它与大地有良好的电位，以致接闪设备附近空间电场强度比较大，比较容易吸引雷电先驱，使主放电集中到它上面，因而在它附近尤其是比它低的物体受雷击的几率就大大减少。而接闪器被雷击的几率却大大提高，所以就接闪器本身而言，它不但不能避免雷击，相反是招来更多的雷击，它以自身受雷击而使周围免受雷击。由于接闪器都与大地有良好的电气连接，使大地积存的电荷能量迅速与雷云的电荷中和。这样由雷击而造成的过电压的时间大大地缩短，雷击危害性就大大减少。雷击的时候，雷云通过接闪器向大地放电的过程，可以近似用RC放电过程来模拟。因为大地与雷云之间相当于一个充了电的电容器，图2.1所示。图中雷云与大地之间的电容用电容器C表示，雷云内部和雷电流通道的电阻用R1表示，接闪器和它与大地之间连接的电阻（包括连接线的电阻和接地体的散流电阻）用R2表示。 避雷针 引下线 R1 - - - - - - - - - - - UC UC R2 UC+ + + + + + + + + + + R 接地电阻 图2.1雷击时的电气原理由等效电路图可知，雷击时电流i与R及接闪器上的高电压相互关系适合RC放电方程：iRUc=0其中 R= R1+ R2式中：R1雷云内部和雷电流通道的电阻；R2接闪器和它与大地之间的连接电阻。又因I = - C（dUc/dt）故 RC（dUc/dt）+Uc=0解此微分方程得：Uc=Ae-(1/RC)t （2.1）由式（2.1）可知，当t =0时，A=Uc为最大值，所以A就是刚刚发生闪击那一瞬间接闪器对大地的电压，也就是雷云对大地的电压。并且R越小，Uc衰减得越快，表示雷击时散流得越快。雷电流源的电阻包括主放电通道的电阻，大约几千，如果我们把带电的雷云当作电源，接闪器到大地看作负载。那么，放电的时候就相当于一个几千内阻的电源，与一个仅有几接地电阻和少许引线的阻抗的负载连接（图2.1），这电源一般为几百万V到几千万V，甚至更高。雷击时接闪器对大地的电压就是雷云的电压，在雷云内阻（包括通道电阻）与接地电阻（包括引线电阻）的分压，接地电阻越小，其分压值越小，相对来讲就越安全。所以，理论上要求避雷装置接地电阻越小越好，但是如果要求做到接地电阻很小，势必造价很高，工程上往往只要求做到足够安全范围即可，以上说明避雷装置必须有足够可靠和足够小接地电阻的接地装置，否则它不但起不到避雷的作用，反而增加雷击的危险。需要指出的是，大气变化是大规模的，雷云的发生也是大规模的，而且雷云的移动受很多可变因素支配，很多条件是随机的，因此认为有了避雷装置就万无一失的想法是错误的。避雷装置只能让被保护的建筑物大大地减少被雷击的可能性，同时增加了被保护范围内落雷的可能性和产生感应雷的可能性。第二部：技术部分第五章、设计依据1 设计依据l 建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）l 建筑物电子信息系统防雷设计规范GB50343-2004l 计算机信息系统防雷保安器 GA 173-1998l 计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范 GA 267-2000l 计算站场地技术文件 GB2887-89l 计算站场地安全要求 GB9361-88l 电子计算机房设计规范 GB 50174-93l 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 CECS 72-97l 民用电气设计规范JGJ/T16-1992l 通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范YD/T5098-2001l 国际电工委员会 IEC系列标准l 建设单位提供的资料，及设计人员现场勘察和收集的资料。第六章、防雷设备的选型及应用原则防雷设备的正确选择和应用，将直接关系到整个系统防雷的质量。如果选择不当，不但难以起到防雷的作用，甚至还会对设备造成不必要的影响，因此，防雷设备的选型和应用将是至关重要。一 防雷设备的应用原则 由于机房雷电防护系统对所保护系统的业务正常运行具有非常重要的作用，因此，防雷保护系统应具备先进性、可靠性、易维护、易升级等方面的突出特性。防雷工程设计及设备的选择应遵从以下的原则：(1)一切为客户着想原则无论是多大或多小的系统防护工程，都应以一切为用户着想的原则做事，以用户需求作为准绳, 本着务实, 不追求豪华的思想, 但又具扩展性, 通过相互间诚恳的交流, 协助用户, 使其需求最终达到尽善尽美。(2)可靠性原则设计系统防雷保护工程应最先考虑的问题就是可靠性。在工程的设计中不一定要求最先进，但一定要用最成熟可靠的产品和技术，有些新技术确实在某些方面有优势，但还需用更多的时间去考验，在网络系统的防雷保护中尽选择被广泛应用和证实的可靠产品和技术。一个中大型计算机系统每天处理数据量一般都较大,系统每个时刻都要采集大量的数据,并进行处理,因此,任一时刻的系统故障都有可能给用户带来不可估量的损失,这就要求系统具有高度的可靠性。提高系统可靠性的方法很多,一般的做法如下: 选用备份回路，出现故障时能够迅速恢复并有适当的应急措施； 采用雷电计数功能,对雷电进行监测； 采用热插拔功能，故障处理无须停机； 采用声光报警功能；(3)先进性原则 采用当今国内、国际上最先进和成熟的技术,使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要,从目前国内发展来看,系统总体设计的先进性原则主要体现在以下几个方面： 采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构； 采用的技术应当是先进的,可扩充的，能满足今后日益扩充的需要； (4)实用性原则 本着一切从用户实际角度出发，配置防雷保护系统不是给用户花钱，而是在保护用户的投资，保证网络系统的正确运行；实用性就是能够最大限度地满足实际工作要，从实际应用的角度来看,这个性能更加重要。(5)开放性，可扩充、可维护性原则 防雷保护技术是不断发展变化的，为了保证用户的投资，所选产品必须符合国际标准及流行的工业标准。这样才能对网络的未来发展提供保证。(6)经济性原则 整个防雷保护的建设要坚持实用为主，根据投资的强度选择有实用价值，在满足系统需求的前提下,应尽可能选用性能价格最好，可靠性高,可维护性好的产品，选用性能价格比高的设备,尽快投入使用,并使整个系统能安全可靠地运行，以便节省投资,以最低成本来完成计算机网络系统防雷保护的建设。二、电源避雷器的选型1.考虑到电源负荷电流容量的问题，为了安全起见及使用和维护方便，电源系统的多级防雷，原则上均选用并联型电源避雷器。2.电源避雷器的保护模式为共模和差模方式。共模保护指相线-地线（L-PE）、零线-地线（N-PE）间的保护；差模保护指相线-零线（L-N）、相线-相线（L-L）间的保护。3.残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，保护效果越好，但对电网的稳定性要求越高。考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时，必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。如果最大连续工作电压偏低，则易造成避雷器自毁。4.电源系统低压侧有不同的保护级别，应根据保护级别的不同，选择合适通流容量和电压保护水平的电源避雷器，并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。原则上，每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上，都应做该级相应的保护。5.电源避雷器必须具有阻燃功能，在工作时不能产生火花，在失效、或自毁时不能起火；且必须具有失效分离装置，在失效时，能自动与电源系统断开，而不影响电源系统的正常供电。6.电源避雷器的连接端子，必须至少能适应25mm的导线连接。安装避雷器时的引线应采用截面积不小于10mm的多股铜导线并尽可能短（引线长度不宜超过0.5m）。7.电源避雷器的接地：接地线应使用不小于1035mm的多股铜导线，并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接。三、信号防雷器的选型1. 通讯设备接口种类繁多，传输速率各不相同。本方案根据各设备工作电压、速率，接口形式选择工作电压、速率、接口形式合适的信号防雷器。尽量少通过接口转接的方式来达到与设备物理接口的相连，以免增加插损，影响信号传输。2. 根据设备接口的抗雷电要求，应选择有足够大的耐雷电冲击能力的信号防雷器。信号防雷器的接地必须有可靠的接地连接线，该接地线应与被保护的通讯设备的地线就近可靠连接，接地线不应小于2.5mm。3. 信号防雷器必须选择工作时不能产生电火花，在失效或自毁时不能起火；在失效时，可以很容易与系统断开，恢复原系统，而不影响系统的正常使用。第七章 、计算机机房防雷设计指导思想系统防雷保护的应用涉及很多行业，在这里我们重点描述的是“计算机信息系统”的雷电防护设计原则。系统雷电防护设计是一项系统工程，那么从系统论的角度上讲，系统结构愈合理，系统的各个部分（要素）之间的有机结合就越合理，相互之间的作用就愈协调，从而才能使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。具体到系统防雷保护设计工作中，我们认为防雷设计工作主要的目的是将第一个工作单元系统的防雷设计工作与第二个工作单元计算机信息系统根据客观实际条件有机的结合在一起。通过第一工作单元要素，与第二工作单元相应的要素合理配置，同时还应保障不能造成对第二个工作单元有任何的影响，使之溶为一体，从而发挥出系统防护工作最佳效果。具体地说，防护工作的第一步就是首先应确认雷害侵入计算机系统的各种途径，（即了解客户的实际需求），在这个基础上，依据系统防雷的科学理论和我们丰富的防雷设计安装经验，采取相应的防护措施，进行有针对性的防护，从而达到在雷电入侵时能够保障系统安全运行的目的。为此，首先对于计算机信息系统的雷电入侵和危害，我们分别从以下几点进行分析：1）电力线是雷电入侵电子设备的重要渠道：11雷电远点袭击电力线：我国电力线输电方式是由发电厂通过升压变压器升压后，输电至低压变压器，经低压变压器的输出给用户。由于我国的电压基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲线，在电力线上形成每秒50次的交变磁场。如遇雷害发生时，在雷电未击穿大气时，将呈现出高压电场形式。根据电学基本原理，磁场与电场之间是相互共存可逆变化的，那么，雷击高压电场通过静电吸收原理，向大地方向运动。假设电力线杆有5米高，那么在相对湿度25时，要击穿5米空气，需要15106V雷击高压（3000V/mm）。如果在相对湿度95时（下雨时），击穿5米空气需要5106V雷击高压（1000V/mm）。电力线上的交变磁场对雷云的吸引小于大地的静电吸引。如果，雷云击穿5米空气入地，需要很高的电压，雷电首先击在电力线上，并从电力线的负载保护地线入地释放，这样就击穿了设备。在高压线上的表现为击穿变压器的绝缘，在变压器低压端与负载的连线上遭雷击，损失的是用电器。由于变压器低压输出端是三条相线，做一条地线，当作零地合一线，变成三相四线制零地合一方式给用电器供电，雷电击在火线与大地放电，就等于火线与零线放电通过电力线直接击穿用电器的电子元件。一般电子设备线与外壳的耐压为每分钟VAC1500V，火线与零线耐压为工业级Vdc550650V，这么低的耐压一旦遭受远点雷击，必将击坏用电器。为此，在选择防雷器时，首先考虑远点雷击。12雷电近点电力线的侵入：所谓雷电近点袭击电力线，实际上是雷电袭击用电器所在的建筑物避雷针，从而引起的雷电电磁脉冲的保护问题。雷电打在建筑物避雷装置上，按照GB5005794建筑物防雷设计规范规定，定义大楼接闪电能力为波形10350mS三角波，雷击电流为150KA。避雷针引下线由于线路电感的作用，IEC1312定义最多只能将50的电流引入大地。100余米高的大楼它的引下线电感为155mH左右（1.55mH/米），IEC1312定义电感大于37.5mH，则发生测闪雷击，也就是说，10350mS直击雷引下线只能引下50%的电流，余下的电流将通过电力线屏蔽槽、水管、暖气管、金属门窗等与地面有连接的金属物质联合引雷，但也只引下少部分雷电流，余下总电流的25在大楼流窜至UPS输入输出负载的电源线、局域网线等，击穿小型机局域网端，最终由逻辑地线处下泄入地。对设备而言，部分雷电流将由UPS输入电源线对交流地线进行LPE、NPE泄放，UPS输出LPE（逻辑地、NPE泄放，小型机LPE N-PE泄放，局域网线对逻辑地线等进行泄放。最终结果，将击穿UPS输出对地线和输入对地线端、小型机电源对逻辑地线、网口对逻辑地线。为此，必须对UPS输入输出火线零线对交流地和直流逻辑地进行保护，必须对小型机、服务器及其它重要终端进行等电位保护，对网口进行保护，只有堵死一切雷电导入的端口，才能有效的保护设备免受雷电的侵害。13错相位雷害美国空军电磁兼容手册中，描述雷电发生时用肉眼可识别闪电为一组雷击，每次不少于26个雷，它有大小和发生先后的区别，如果一个高能量雷打在一条火线上，而另一个低能量雷打在另一条火线上，线线之间就会产生一个电压差，侵入设备。这种侵害设备的现象，称错相位雷击，又称雷电的二次破坏，对三相UPS而言，它的输入和输出端，应安装线与线之间的保护，才能更全面更立体的保护电子设备。堵死雷电由电力线入侵电子设备，应该从远点雷击、近点雷击和错相位雷击三种雷击现象入手，实施全方位的保护，才能在发生雷击时，有效的保护设备。2）雷电作用下，建筑物内感应雷害雷电击在建筑物避雷针上，由避雷针通过引下线，将雷电流泄放大地，引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场，建筑物内的电源线、网络线等相对切割磁力线，产生感应高压并沿线路传输击毁设备。以天津某银行机房为例，假设大楼避雷针引下线或大楼主钢筋距主机房10米，假设机房为77m2。di=75KA dt=10mS则感应高压U21077Ln 52500V由此可知由雷电产生的感应电压无孔不入，它可以危及机房内所有的用电器，在上海一座邮电智能大厦一次雷击，4台服务器遭受雷击，80多条广域网络线端口及4台网络交换机的RJ45端口全部损坏；广东省1996年计算机系统遭受雷击损失五亿元人民币。感应雷的能量虽小，但电压较高。所以，对感应雷害的防护，应该是全面的防护，但防护的级别可以低一些。3）、雷电作用下的网络雷害3.1、广域网络一般讲，广域网络通常不遭受直击雷的破坏，1mm2的铜线遭受10KA的雷电袭击，它自身就断了。所以，广域网的雷害主要是感应雷害，击穿方式为线对线和线对机壳（地），在GA173-1998计算机信息系统防雷保安器标准中，广域网保护的最大雷电流为5KA，连接广域网一般有以下几类，一类是DDN租用专线，一类是ISD专线，一类是帧中继以及微波通讯方式 ，还有一类是光纤。对于专线的接收端口，它的耐压应为5倍工作电压，即Vdc25V，传输速率小于等于2M，插入保安器，使之在雷电作用下，短路保护5KA电流，而端口残压小于25V；而对于话线备份来说，它的工作电压为48V加93V振铃电压共计175V，插入保安器，保安器的启动电压185V，残留电压小于Vdc330V，因为调制解调器的耐压为Vdc330V；光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈，将成为现在和未来融合话音、数据和视频的单一网络结构保护模式，光纤由于自身的物理特性不会感应雷电流，但其金属屏蔽线和支撑金属线两端要做好接地处理。广域网遭受雷击的概率较大，一般在28左右。3.2局域网在局域网的传输电缆中，常常采用UTP电缆，UTP电缆的4对线中两对线（1-2，3-6线对）一对 线接收一线发送，采用RJ45接口方式。既然局域网电缆采用RJ45型是一收一发，那么，就应按两对线进行雷电保护。我们做过一次试验，在一条连接服务器的网线旁边，约距网线0.5米处，采用雷击发生器对网线0.5米处一条金属线发射雷电流。由小到大，发射电流为10KA，周边磁场污染了网线，瞬间服务器端口、芯片被击穿，这时，示波器记忆感应高压为100V。在机房的综合布线中，施工人员为了布线工程的美观漂亮，把很多网线放在墙壁内，没有考虑对UTP电缆的屏蔽处理，一旦大楼某些钢筋泄放雷击电流都将引起感应高压，从而击毁设备。另外，对于网络系统，由于雷电引起的电磁脉冲，在机房内产生3Gs的变化电磁场，必然引起网卡端口芯片的烧毁。3.3综合布线从防雷角度上考虑，布线一定要明确表示：3.3.1电源线不要与网络线同槽架设，数据插座与电源插座保持一定距离；3.3.2广域网线缆不要与局域网线缆同槽架设；3.3.3网线与墙壁布置时，有条件应远距离安装；3.3.4屏蔽槽有厚度要求，并要求两点接地；4）雷电作用下的二次效应-雷电高压反击雷雷电袭击建筑物避雷针，由引下线将雷电流引入大地，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和，必然引起局部地电位升高，交流配电地和直流逻辑地将这种高电位引入机房，UPS输出、输入端被击穿，小型机及其他网络设备连接断口被击穿。这种反击电压少则数千伏，多则数万伏，直接烧坏用电器的绝缘部分。在通过具体分析了雷害入侵计算机信息系统的各种途径后，我们得出的结论是：防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。为此我们的设计指导思想的主旨是，本着“经济、实用、高标准严要求、高起点、高可靠性”的原则，在遵照执行国家有关标准，国家有关行业标准的基础上，还参考和引入IEC国际电工委员会的有关防雷技术标准要求，以期达到更好的防护效果。附注：防雷区的划分根据IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护标准，防雷保护区分为四个区域，各区交界处应作相应的防雷处理。各区划分如下：LPZ0A区：直击雷作用区，处于建筑物避雷针系统保护区以外的区域，由于本区内所有物体均有可能遭受直接雷击，并可能导走全部雷电流；另外本区内所有物体均处于雷电电磁场最强处，故对于雷电的感应最强。LPZ0B区：感应雷主作用区，处于建筑物避雷针系统保护区内，但未经空间电磁屏蔽，雷电作用电磁场并不衰减，处于此空间的所用可导电物体均可感应较强雷电流的区域。LPZ1区：建筑物屏蔽区，本区内各物体不可能遭受直击雷，流往各导体的雷电流比0B区进一步减小，本区内电磁场也可能会衰减，取决于建筑物的屏蔽措施。LPZ2区：房间屏蔽区，对于计算机主机房所处空间，应采用屏蔽措施，以进一步减小空间电磁场的干扰。当金属导线（电源线、信号线等）穿越不同的保护分区时，因电磁感应的作用，会产生较高的过电压，影响室内设备的安全。因此，需安装相应的过电压保护器，对设备进行保护。在不同的保护分区，所采用的防雷器级别是不同的。同时，需要作相应的等电位处理。 防雷保护分区和防雷器的分级应用如下图所示： 第八章、计算机机房防雷方案1电源系统的防雷与过电压保护在机房所在楼宇的总配电开关处安装一套雷电通流容量Isn60kA（波形8/20s）三相电源防雷箱,作为电源一级保护。 在机房配电开关处安装雷电通流容量Isn20kA（波形8/20s）的电源防雷箱或电涌保护器,作为电源第二级保护。 在机房内各个设备前端安装雷电通流容量Isn10kA（波形8/20s）的单相电涌保护器或防雷插座,作为第三级保护。在无线接收机天馈线前端安装雷电通流容量Isn5kA（波形8/20s）的天馈电涌保护器，作为天馈线保护。其他信号线路如果是光纤输入输出，则不需考虑信号线路的防雷，但要注意做好光纤内钢芯的接地。如若是同轴电缆引入，则需要考虑信号线路的防雷。即在设备前安装雷电通流容量Isn5kA（波形8/20s）的计算机网络信号防雷器。2、接地系统理想的建筑物避雷系统的接地装置，包括从接闪器及引下线的理想状态最好是无任何电阻，一旦雷击发生，避雷针接闪时，不论雷电流有多大，接地装置上任何一点对大地的电势差为零，因此，接地的阻值应尽可能的小。依据国家标准GB5017493电子计算机机房设计规范规定，交流工作接地和安全保护接地，接地电阻均不应大于4W，直流工作接地中，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；（GBJ79-85中规定电信站接地电阻要求1W）。据IEC1024标准机房交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置。但是由于某些计算机设备的工作状态差异不同，接地系统共地很难实现时，我们建议应该采用等电位理论，达到瞬间等电位方式，常态独立接地方式（即机房接地系统与其他交流地、安全保护地、防雷地进行软连接）。机房设备对接地系统的要求安装要求UPS电源输入为三相四线制，输出为三相五线制，输出端为隔离变压器型，保证中线对地线电压小于1V，满足计算机系统的需要。均压等电位连接关于机房设备的金属外壳接地在相关的国标与部标中均提出：机房设备的金属（导电）外壳必须接地的规定（通常称为保护接地，也就是用导线将外壳与PE线相连）。这一要求的目的是将设备外壳与地线（PE）进行等电位连接，这样不但保证了操作人员的安全（触摸外壳时不会发生触电的危险）；同时还将被保护设备的外壳（对于输入、输出线）的电位处于相对稳定的状态，并将电磁干扰的大部分杂散电流导入大地。线路的屏蔽关于均压等电位带的实施，我们建议在机房的地板下设均压等电位地线带，以25mm3mm的紫铜带，在各室内分别形成网型（M型）结构的均压等电位带，且作好此带的绝缘支撑，最终以星形（S型）形式与机房的直流逻辑地线接通，另外机房UPS供电系统电源插座及信号地均在最近的距离内与均压等电位带相连，避免因设备间电势差而使设备损坏。关于线路的屏蔽情况我们是这样考虑的：感应雷击很多是由于传输线路在交变磁场中产生感应高压，使计算机系统遭到破坏，对传输线路采取屏蔽措施，是降低感应雷击破坏的有效方法。目前机房内的大部分线路采用穿管布线（金属软管或硬管），但从实际情况看，综合布线的金属护管的屏蔽接地需改进，使每根护管两端有效接地，并与均压等电位带连接，最大限度的减少感应雷击侵入的渠道。法拉第笼的问题当机房的均压等电位带与大楼的钢筋网相连时，形成一个稀疏的法拉第笼。或着我们建议机房装修时做防静电处理，墙壁采用防静电铝塑板，并与机房共地系统相连。使机房的形成一个法拉第笼。注：1.接地引下线的连接必须在防雷配电柜前进行；2.UPS电源插座必须就近与均压等电位相连接。 3、推荐设备选型计算机房的总配电开关处安装三相电涌保护器DASHER M-100/4（若配电箱内无空间，则安装三相电源防雷箱DASHER 3P60AMW，技术指标相同），雷电通流容量Isn60kA（波形8/20s）, 额定工作电压380V，In时的保护电平2500V，响应时间25 ns，作为中心监控设备总电源保护。 在UPS前安装单相或三相电源防雷器DASHER M-40/2或者M-40/4，（若配电箱内无空间，则安装单相电源防雷箱DASHER 1P20AMW或者三相电源防雷箱DASHER 3P20AMW，技术指标相同）雷电通流容量Isn20kA（波形8/20s）, 额定工作电压220V，In时的保护电平1800V，响应时间25 ns，作为第二级保护。 在机柜设备前安装机柜型防雷插座DASHER 1P20AS-6，雷电通流容量Isn10kA（波形8/20s）, 额定工作电压220V，In时的保护电平800V，响应时间25 ns，作为第三级保护。在服务器前端安装三口防雷插座DASHER 1P20AS-3，雷电通流容量Isn10kA（波形8/20s）, 额定工作电压220V，In时的保护电平800V，响应时间25 ns，作为第三级保护。在无线接收机天馈线前端安装天馈电涌保护器DASHER 7F2500-F，雷电通流容量Isn5kA（波形8/20s），FL10接头，工作频率0-2500MHz,特性阻抗75，插入损耗0.6dB,作为天馈线保护。 如若没采用光纤，则在百兆交换机前端安装网络信号防雷箱8TR4504-DH/24每路标称放电电流Isn（8/20s）5KA, 标称工作电压UnDC 12V, 驻波比1.2, 接线方式RJ45接口。在服务器前端安装网络信号防雷器8TR4508-LH（百兆）每路标称放电电流Isn（8/20s）5KA, 标称工作电压UnDC 12V, 驻波比1.2, 接线方式RJ45接口。注：上述产品均采用石家庄德实防雷技术有限公司生产的德绅DASHER系列防雷产品，该系列产品通过多项国家级专业检测，并投保产品质量责任险。第三部：商务部分第九章、选用产品介绍1.三相电源防雷箱DASHER3P60AMW本保护器随箱附件包括安装挂板、内六角扳手、螺丝。本保护器内部已配置空气开关，无需另外加装。本保护器外壳为防水箱体，可室外安装。本保护器连接导线必须保证牢固及可靠电气连接，接地线尽量 做到短而直，接地电阻至少10。本保护器故障指示灯变为红色时，即该保护器内部出现损坏，请立即通知专业人员检修更换。在雷雨季节前、雷雨天后、空气开关跳闸、线路短路等情况下应及时检查本产品的工作情况，并作好记录，出现故障应及时由专业人员检修。2. 三相电源防雷器DASHER M-100/4 插拔式设计，更换方便核心器件采用高质量压敏电阻（MOV），通流容量大， 输出残压低，响应速度快每只模块都设置两组脱扣装置，其中一组芯片老化时，另一组正常的芯片可继续使用脱扣装置隔仓式设计，确保保护器因过热过流、击穿失效时，自动脱离电网外壳采用高阻燃性材料，符合电气安全要求可附加声光报警遥信3.三相电源防雷器DASHERM-40/4标准模块化设计，标准35MM导轨安装，使用方便插拔式设计，更换方便核心器件采用高质量压敏电阻（MOV），通流容量大，输出 残压低，响应速度快脱扣装置隔仓式设计，确保保护器因过热过流、击穿失效时，自动脱离电网外壳采用高阻燃性材料，符合电气安全要求可附加声光报警遥信模块4. 机柜型防雷插座DASHER 1P20AS-6放电电流In 10KA，Imax 20KA精细保护，残压低独立接地端子，可靠接地全保护模式，安全可靠设计工作、接地、故障指示灯19”标准机架式，适用于机柜5. 计算机信号防雷箱 DASHER8TR4504-DH/24主材采用高质量气体放电管和进口半导体器件，质量稳定集成式设计，可同时保护24路信号，方便使用采用全保护模式（共模、差模），保护全面采用两级防护，保护精细，安全可靠通流容量大，输出残压低，插入损耗小，响应速度快独立接地端子，保证接地效果标准19”机架式安装铝合金外壳，坚固、美观6. 天馈信号防雷器DASHER7F2500-F 连接器：FL10工作频率：DC-2500驻波比小于1.5传输功率小于5/500W雷电通流量10KA铝合金外壳，坚固、美观7. 铜包钢接地棒 低碳钢芯外部粘合高纯度电解铜，铜层厚度至少0.25 mm，钢芯抗拉强度600N/ mm2，两端有标准螺纹，方便连接 高导电性和耐腐蚀性，使用寿命长，可达30年 结构精简，安装方便、快捷，大大降低工程量 适用于粘土、沙土等土壤 特别适用于城市建造地网，或无法破土做地网而 又必须接地的设备和系统。8. 接地附件与镀铜接地棒配套适使用标准化配件，专业制造 种类丰富，使用