淺析機房防雷系統(tǒng)探究

摘要：隨著電力系統(tǒng)事業(yè)的發(fā)展，設(shè)備對瞬間過電壓的承受能力大幅降低，原有的防雷擊過電壓系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足這些設(shè)備的要求了，這些設(shè)備逐漸成為受雷電各過電壓損害的主要原因，本文就現(xiàn)代防雷技術(shù)對其進行防雷建設(shè)探究，希望能提供幫助。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；防雷設(shè)計；措施

蕭山位于浙江省北部，杭州灣南岸，地處山區(qū)，多雨水，這樣的自然條件易發(fā)生雷暴天氣。根據(jù)當?shù)貧v年氣象資料的統(tǒng)計，蕭山地區(qū)的年平均雷暴日為43天左右，屬雷電高發(fā)自然環(huán)境區(qū)域。目前XX供電公司各供電所內(nèi)電源線路尚未安裝電涌保護器件，機房內(nèi)未設(shè)置均壓環(huán)形接地母線，每年雷雨季節(jié)，雷電都可能對所內(nèi)的設(shè)備造成不同程度的損壞。

1、現(xiàn)代防雷技術(shù)要點

現(xiàn)代防雷技術(shù)強調(diào)全方位防護、綜合治理、層層設(shè)防。信息系統(tǒng)（國際電工委員會標準將各種類型的電子系統(tǒng)，如計算機、大樓設(shè)備、工業(yè)和商業(yè)自動化控制系統(tǒng)等歸納為信息系統(tǒng)）的防雷及過電壓保護是一種系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護思想，綜合運用分流（泄流）、均壓（等電位）、屏蔽、接地和保護（箝位）等各項技術(shù)，構(gòu)成一個完整的防護體系，才能取得明顯的效果。

雷電過電壓保護的基本原理是在瞬態(tài)過電壓的極短時間內(nèi)，在被保護區(qū)域內(nèi)的所有導(dǎo)電部件之間建立一個等電位，這種導(dǎo)電部件包括了供電系統(tǒng)的有源線路和信號傳輸線，也就是說為了保證信息系統(tǒng)免遭雷擊，要在極短的時間內(nèi)，將高達數(shù)倍于十千安的雷電流從電源傳輸線和信號傳輸線分流或傳導(dǎo)入地。組成雷電防護的外部防雷、內(nèi)部防雷兩大部分是相互配合、各行其責、缺一不可的。如下圖：

2、防雷建設(shè)的設(shè)計分析

2.1設(shè)計原則

現(xiàn)代防雷技術(shù)綜合運用攔截（接閃）、分流（泄流）、均壓（等電位）、屏蔽、接地和保護（箝位）等各項技術(shù)，構(gòu)成一個完整的防雷體系。本方案主要為某供電公司供電所電源防雷、信號防雷、信息機房接地環(huán)母及接地網(wǎng)的設(shè)計。

2.2防雷區(qū)劃分

（1）建筑物防雷區(qū)劃分原則

根據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，將需要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)（如下圖），是為了規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位連接點的位置，從而決定位于該區(qū)域內(nèi)的電子設(shè)備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現(xiàn)與共用接地體等電位聯(lián)結(jié)。

LPZ0A區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到雷擊和導(dǎo)走全部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場強度沒有衰減。

LPZ0B區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾珠半徑對應(yīng)的雷電流直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場強度沒有衰減。

LPA1區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)更??；本區(qū)內(nèi)的電磁場強度可能衰減，這取決于屏蔽措施。

LPZn+1：后續(xù)防雷區(qū)：當需要進一步減小流入的電流和電磁場強度時，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)，并按照需要保護的對象所要求的環(huán)境區(qū)選擇后續(xù)防雷區(qū)的要求條件。（n=1、2…）

（2）供電公司供電所防雷區(qū)劃分

供電公司供電所具體防雷區(qū)確定如下：引入供電所總配電箱的供電線路處于LPZOB 和LPZ1區(qū)交界處；引入供電所各樓層配電箱的供電線路處于LPZO1 和LPZ2區(qū)交界處；機房的供電線路處于LPZO2 和LPZ3區(qū)交界處；由室外引入室內(nèi)的信號線路（如數(shù)據(jù)通訊線）處于LPZOB 和LPZ1區(qū)交界處；引入機房內(nèi)的光纜處于LPZOB 和LPZ1區(qū)交界處；

2.3信息系統(tǒng)設(shè)備耐雷電沖擊值與設(shè)備的分類

參考國標GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，信息系統(tǒng)設(shè)備根據(jù)安裝地點條件和額定工作電壓的不同，耐沖擊過電壓額定值指標可分為4類，具體劃分如下圖表：

配電線路各種設(shè)備耐沖擊過電壓額定值：

設(shè)備位置配電變壓器

處的設(shè)備電源切換屏

動力電源柜整流電源

UPS電源特殊需要保護

的電子信息設(shè)備

耐沖擊過電壓類別Ⅳ類Ⅲ類Ⅱ類Ⅰ類

耐沖擊過電壓額定值6KV4KV2.5KV1.5KV

信息系統(tǒng)設(shè)備分類表（見下圖）：

2.4電源線路的過電壓防護

過電壓是在雷電放電、開關(guān)過程以及靜電放電時形成并沿線竄入的，其可能對信息系統(tǒng)造成危害的入侵渠道主要是：電源線、信號線和接地線。雷電過電壓保護的基本原理是在瞬態(tài)過電壓的極短時間內(nèi)，在被保護區(qū)域內(nèi)的所有導(dǎo)電部件之間建立一個等電位，這種導(dǎo)電部件包括了供電系統(tǒng)的電源線路和信號傳輸線，也就是說為了保證信息系統(tǒng)免遭雷擊，要在極短的時間內(nèi)，將高達數(shù)十千安的雷電流從電源傳輸線和信號傳輸線分流傳導(dǎo)入地。

供電公司供電所的雷擊電涌過電壓防護具體措施就是在需要保護的電源線路根據(jù)分區(qū)和分類的情況，安裝相應(yīng)的電涌保護器（SPD），運用SPD的過壓分流箝位原理來達到泄流限壓的目的，從而將過電壓降到設(shè)備能夠承受的水平。

2.5供電所機房等電位接地建設(shè)措施

接地，在電氣技術(shù)中是指用導(dǎo)體與大地相連。在電子技術(shù)中的接地，可能就與大地毫不相關(guān)，它只是電路中的一等電位。如收音機、電視機中的地，它只是線路里的一電位基準點。而在智能建筑中的接地不但包含上述兩種接地，還有其它的接地。由于在智能建筑中安裝有多個子系統(tǒng)如通信自動化系統(tǒng)，火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，辦公自動化系統(tǒng)，閉路電視系統(tǒng)等，各個子系統(tǒng)對接地的理解和要求都不太相同。按接地的作用可分為功能性接地和保護性接地。為保證電氣設(shè)備正常運行或電氣系統(tǒng)低噪聲接地，稱為功能性接地，功能性接地又有工作接地、邏輯接地、信號接地和屏蔽接地等。為了防止人、畜或設(shè)備因電擊而造成傷亡或損壞的接地稱為保護性接地，保護性接地有保護接地、防雷接地和防靜電接地。在一個智能大樓中，這幾種接地類型都會遇到。

3、結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)事業(yè)的發(fā)展，技術(shù)不斷更新，電力系統(tǒng)二級信息機房防雷建設(shè)必須根據(jù)實際情況，只有這樣，才能構(gòu)成一個完整的雷電防護體系，達到保護人員安全和保障設(shè)備正常運行的良好效果。