校園網(wǎng)絡(luò)機(jī)房綜合防雷工程設(shè)計方案

摘 要通過介紹校園網(wǎng)絡(luò)機(jī)房綜合防雷工程的設(shè)計方案，說明雷電防護(hù)工程是保護(hù)通信線路、設(shè)備及人身安全的重要技術(shù)手段，是確保通信線路、設(shè)備運(yùn)行不可缺少的技術(shù)環(huán)節(jié)，以及如何建立起符合國家有關(guān)規(guī)范的防雷體系。

關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)機(jī)房；防雷；設(shè)計

中圖分類號 G481 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1671-489X（2008）08-0076-03

在當(dāng)今的電子信息時代，雷災(zāi)出現(xiàn)的特點與以往有極大的不同，可以概括為：

1）受災(zāi)面大大擴(kuò)大，從電力、建筑這2個傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè)，特別是與高新技術(shù)關(guān)系最密切的領(lǐng)域。

2）從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落，無孔不入地造成災(zāi)害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應(yīng)雷進(jìn)入防雷電電磁脈沖（LEMP），即雷電災(zāi)害的空間范圍擴(kuò)大了。

3）雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了。它襲擊的對象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時并不太大，而由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響難以估計。

4）雷災(zāi)的主要對象已集中在微電子器件設(shè)備上。微電子技術(shù)的應(yīng)用滲透到各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，微電子器件極端靈敏這一特點很容易受到無孔不入的LEMP的作用，造成微電子設(shè)備的失控或者損壞。

為此，當(dāng)今時代的防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性大大增加，雷電的防御已從直擊雷防護(hù)到系統(tǒng)防護(hù)。防雷的基本途徑就是要提供一條雷電流（包括雷電電磁脈沖輻射）對地泄放的合理路徑，而不能讓其隨機(jī)性選擇放電通道，簡言之就是要控制雷電能量的泄放與轉(zhuǎn)換。

現(xiàn)代防雷保護(hù)一般設(shè)3道防線：

1）外部保護(hù)——將絕大部分雷電流直接引入地下泄散；

2）內(nèi)部保護(hù)——阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號線引入的侵入波危害設(shè)備；

3）過電壓保護(hù)——限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過電壓幅值。

這3道防線相互配合，各盡其職，缺一不可。

現(xiàn)以沈陽醫(yī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)機(jī)房為例，簡述校園網(wǎng)絡(luò)機(jī)房綜合防雷工程設(shè)計方案。

1 網(wǎng)絡(luò)機(jī)房條件

學(xué)院網(wǎng)絡(luò)機(jī)房所在教學(xué)樓周邊較為空曠，土質(zhì)比較潮濕，該地區(qū)屬于多雷區(qū)，易遭受雷擊。教學(xué)樓已安裝有防直擊雷的避雷帶，但沒有建立整體、綜合的防雷系統(tǒng)，致使校園網(wǎng)的服務(wù)器、交換機(jī)及其他教學(xué)設(shè)備容易遭受感應(yīng)雷的危害，造成損失。

1.1 供電系統(tǒng)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)機(jī)房位于教學(xué)樓北樓的3層，機(jī)房內(nèi)安裝有多個網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜和交換機(jī)機(jī)柜，機(jī)柜中分別安裝20臺服務(wù)器、2臺核心交換機(jī)、防火墻、路由器及大功率UPS等設(shè)備。

機(jī)房供電系統(tǒng)未安裝任何電源浪涌保護(hù)裝置，如果遇有雷電波侵入，將通過供電系統(tǒng)對服務(wù)器、核心交換機(jī)、防火墻、路由器、大功率UPS等設(shè)備造成損害。

1.2 網(wǎng)絡(luò)線路 學(xué)院網(wǎng)絡(luò)機(jī)房與學(xué)院內(nèi)其他建筑的信號線均為光纜，在很大程度上避免了感應(yīng)雷的入侵，但在教學(xué)樓內(nèi)的網(wǎng)線主要為六類線，這些網(wǎng)線仍然可能成為感應(yīng)雷的入侵途徑，使服務(wù)器等設(shè)備遭受感應(yīng)雷的侵害。

1.3 接地系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)機(jī)房沒有專用的接地系統(tǒng)，所有設(shè)備的外殼也未能與接地系統(tǒng)做等電位連接，機(jī)房靜電地板下沒有均壓環(huán)，不能有效地保護(hù)各種設(shè)備。

2 防雷設(shè)計依據(jù)

1）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057—94）2000版；2）《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JGJ/T16—92）；3）《電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》（GB50174—93）；4）《計算站場地安全要求》（GB9361—88）；5）《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》（GB7450－87）；6）《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》；7）《雷電電磁脈沖的防護(hù)》；8）《過電壓保護(hù)器》。

3 整體防雷工程設(shè)計及施工方案

依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，學(xué)院網(wǎng)絡(luò)機(jī)房所在教學(xué)樓為三類防雷建筑物。依據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，該建筑物所含的電子信息系統(tǒng)按D級設(shè)防。依據(jù)已確定保護(hù)級別，采取如下相應(yīng)的保護(hù)措施：

3.1 供電線路防感應(yīng)雷保護(hù)措施供電線路是一個互通的配電網(wǎng)絡(luò)，一旦電源線的某處感應(yīng)到了雷電，則雷電會沿供電線路傳到很遠(yuǎn)的用電設(shè)備，電源浪涌從電源線路竄入設(shè)備，造成設(shè)備損壞。在供電線路上安裝電源浪涌保護(hù)器，目的是為了將線路上的電壓限制在一個安全的水平。正常情況下，電源浪涌保護(hù)器處于高阻狀態(tài)，對電源傳輸不造成任何影響，當(dāng)有雷電、浪涌電壓或其他過電壓產(chǎn)生時，電源浪涌保護(hù)器自動導(dǎo)通接地，雷電過后自動恢復(fù)，從而使過高的電壓不致加到設(shè)備造成損壞或誤操作。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房實際情況，依據(jù)上述規(guī)范特設(shè)計如下方案：

電源部分按三級設(shè)防，對學(xué)院網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供電系統(tǒng)防感應(yīng)雷采取三級防護(hù)措施：

1)在1樓配電室向3樓網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供電的空氣開關(guān)的輸出端并聯(lián)安裝三相電源浪涌保護(hù)器(雷霆LTP380-80KA)一臺為第1級防護(hù)；

2)在2樓配電柜中向3樓網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供電的空氣開關(guān)的輸出端并聯(lián)安裝三相電源浪涌保護(hù)器 (雷霆LTP380-40KA)一臺為第2級防護(hù)；

3)在3樓網(wǎng)絡(luò)機(jī)房隔壁配電柜中向網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供電的空氣開關(guān)的輸出端并聯(lián)安裝三相電源浪涌保護(hù)器 (雷霆LTP380-20KA)一臺為第3級防護(hù)。如圖1所示。

3.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防感應(yīng)雷保護(hù)措施 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品均系微電子產(chǎn)品，這些設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性，它們對雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感，這就使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備極易遭受雷擊、過電壓破壞，并造成經(jīng)濟(jì)損失和安全方面的風(fēng)險。

本方案對雷電防護(hù)重點在于網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的保護(hù)。在20臺服務(wù)器的接口端，分別串連安裝一臺LTP—N—RJ45信號浪涌保護(hù)器。對服務(wù)器進(jìn)行防雷保護(hù)。所有避雷器都要與地網(wǎng)連接。如圖2所示。

3.3 地網(wǎng)工程 防雷的基本途徑就是要提供一條雷電流對地泄放的合理路徑，對所有建筑而言，如沒有良好的接地系統(tǒng)，就不能建立雷電流泄放的通道，導(dǎo)致遭受雷電侵害。本方案在網(wǎng)絡(luò)機(jī)房所在建筑外的地面建一處接地系統(tǒng)（地網(wǎng)），要求接地電阻小于1歐姆。

考慮學(xué)院四周主要土壤電阻率不可預(yù)知及地網(wǎng)作業(yè)環(huán)境的實際情況，地網(wǎng)施工將采用傳統(tǒng)做法（鋼材為主）結(jié)合防雷高科技降阻材料（降阻模塊）的施工工藝，在保證接地電阻滿足要求的前提下，最大限度使接地電阻長期有效。

3.4 地網(wǎng)作法 在地面挖長35 m，寬500 mm，深800 mm的條型地溝，在地溝中每隔5 m夯入垂直地極，然后將水平地極敷設(shè)到地溝中，并與垂直地極焊牢，添加降阻模塊，在焊接處涂抹瀝青防腐，再添加降阻劑，最后將地面填平夯實。（水平地極采用4 mm×40 mm熱浸鍍鋅扁鋼，垂直地極采用2 m長DN50熱浸鍍鋅管鋼。）

接地系統(tǒng)通過BV35銅纜作為引上線，接入網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，供信號避雷器接地及設(shè)備外殼接地用。接地電阻小于1歐姆。

3.5 等電位連接 針對網(wǎng)絡(luò)機(jī)房抗靜電地板下未安裝均壓環(huán)，機(jī)房所有設(shè)備未做等電位連接的實際情況，本次對此機(jī)房安裝一個均壓環(huán)。具體做法是：在距機(jī)房圍墻500 mm處，用30 mm×3 mm紫銅帶制作環(huán)形均壓環(huán)，均壓環(huán)通過200 mm×300 mm×8 mm紫銅板制成的匯流排與接地系統(tǒng)連接，機(jī)房內(nèi)部全部設(shè)備的外殼均用BV16銅線連接到均壓環(huán)上。

同時將各機(jī)房內(nèi)設(shè)備的外殼、金屬門窗等均用BV16銅線連接到等電位匯流排上，再由等電位匯流排與接地系統(tǒng)連接，形成有效的等電位連接系統(tǒng)，可有效地為所有設(shè)備的靜電干擾提供泄放通道，保證設(shè)備的安全，同時避免與建筑物等相連的其他設(shè)備的浪涌對機(jī)房設(shè)備的反沖。

綜上所述，在實施以上防雷系統(tǒng)工程后，將建立起符合國家有關(guān)規(guī)范的防雷體系，可以對較大的雷電起到防護(hù)作用。

說明：

1）圖3為地網(wǎng)安裝位置圖。

2）水平地極采用4 mm×40 mm熱浸鍍鋅扁鋼。

3）垂直地極采用DN50熱浸鍍鋅管鋼。

4）地網(wǎng)作法：在地面挖寬500 mm、深800 mm的條型地溝，在地溝中每隔5 m夯入垂直地極，然后將水平地極敷設(shè)至地溝中，并與垂直地極焊牢，在焊接處涂抹瀝青，添加適量常效降阻劑、接地模塊，最后將地面填平夯實。

5）進(jìn)入室內(nèi)的接地引線用BV35銅纜與地網(wǎng)相連，室外留有測試盒。

6）地網(wǎng)接地電阻值小于1歐姆。