武鋼資訊系統防雷設計

摘要：隨著武鋼信息化管理的發展，信息系統得到了普遍應用，但由于信息系統電磁兼容的特殊性，其抗電磁干擾的能力和耐過電壓的水平都比較低，特別是信息網絡線長、面廣、點多，受雷電的侵入、感應在系統中時有發生，且具有不小的概率，因此對武鋼資訊系統進行綜合防雷設計與施工是非常有必要的。

關鍵詞：防雷；等電位；屏蔽；均壓環；地網；電涌保護器

中圖法分類號:TP311文獻標識碼: A 文章編號：1009-3044(2008)36-3022-02

Lightning Protection Design of Wu Gang Information System

TAN Yu-hua， LE Jian-bin， SONG Zhong-dong

(Wuhan Gangxun network engineerring Co.， Ltd.， Wuhan 430080，China)

Abstract: With the development ofWu Gang information management ，information system has been widely used. However， electromagnetic compatibility information systems are unique， its anti-electromagnetic interference ability and over-voltage tolerance level is low.In particular the information network lines long， wide， multi-point.By lightning invasion， sometimes the sensors occur in the system in great probability. So it’s very necessary for comprehensive mine design and construction of Wu Gang information system.

Key words: lightning protection; equipotential; shielding; equal to the voltage of the ring earthing network; surge protective device

1 前言

現代化電子系統的防雷是一個復雜的問題，防雷系統目前是所有弱電系統中重要的組成部分之一，特別是在雷雨季節其間，因此防雷系統的設計必須講究科學性，經濟實用，耐久可靠的原則，采用綜合治理的辦法，根據特殊情況對癥下藥，將可能產生雷擊的因素排除，才能將雷電威脅減小到最低的限度。

2 武鋼資訊系統防雷設施的現狀和存在的問題

武鋼資訊系統網絡設備或大或小處在不同的建筑物的機房或生產線上，目前共有13個二級機房和一個中心機房，它們起著對整個武鋼的信息管理的作用。在信息網絡得到充分的應用同時，也帶來了設備的隱患，如PLC、服務器、交換機、PC等網絡控制設備因內部電子電路集成化程度愈來愈高，設備耐過電壓、過電流的水平大幅度下降，其對雷電（包括雷電感應）和操作過電壓浪涌的承受能力也大幅度減弱。即使是微弱的雷電感應也能對其造成危害，還可能在微電子芯片中留下潛伏性的隱患，使電子設備運行不穩定和加速老化，更不用說直擊雷了。

3 武鋼資訊系統防雷設計方案

針對武鋼資訊系統機房的實際情況和可能雷擊災害成因，除計算機局域網核心機房有符合標準的接地外，各二級節點交換機有的地阻超標、引下線線徑太小、有的則無保護接地，存在著雷電感應或地電位反擊對各二級機房網絡設備的危害和容易造成公司資訊指揮生產系統的破壞。

其中大多數機房電源采用UPS雙回路就近接入，無防浪涌保護措施；與外部相連的數據線路也沒有專用的防護措施；機房也無專用的接地系統。按照國家標準規范原則，良好的防護應采取接閃、均壓、搭接、分流、屏蔽接地、布線，加裝防雷設備等綜合防護措施，全面防止雷電、操作過電壓、過電流以各種方式對建筑物及設備造成危害。根據IEC61312-19雷電保護區的概念劃分，從EMC（電磁兼容）的觀點來看，該系統機房由外到內可分為幾級保護區，最外層是0級，是直擊雷區域，危險性最高，越往里，則危險程度越低，過壓主要是沿線串人的，保護區的界面通過外部防雷裝置、鋼筋混凝土及金屬管道等構成的屏蔽層而形成，電氣通道等則經過這些界面。對于電源系統，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ級，從而將過電壓降到設備能承受的水平，對于信息系統，則分為粗保護和精細保護，粗保護量級根據保護區的級別，而精細保護則要根據信息系統的敏感度來進行選擇。如下圖：

由于14個機房工程情況相似，在此僅列舉大型站點二級機房和中心機房防雷工程設計方案防雷工程設計方案，其它的就不再贅述。

3.1 大型站點二級機房防雷設計方案

大型站點機房位于該廠4層辦公樓的1樓，無接地系統，無防雷保護措施，與各用戶層間連接為22根光纖利用光纖收發器進行通訊。在短距離范圍和樓內用40根超五類線連接，部分雙絞線的布線距離較長，線路復雜。它還是一個雙路電源供電系統。根據以上闡述，結合二級計算機機房網設施布局具體情況，本方案主要從雷電綜合防護、計算機信息系統防雷設備安裝設計與雙電源箱防雷接線設計三方面進行設計。

3.1.1雷電綜合防護設計

1）均壓環敷設在靜電地板下，用絕緣基座支撐固定。

2）均壓環需與靜電地板支撐龍骨每隔5m進行連接，連接線大于2.5 mm2

3）機房內防靜電地板下敷設的電源線，地線機沿立柱敷設網線的金屬線都應穿鋼管或軟管保護，其駁接點采用6 m?跳接，保持電路的暢通，并且應采取多點連接方式與機房靜電地板下的均壓環相連，所有設備都接入該均壓環。充分發揮等電位連接效應。

4）均壓環采用BV1*35 mm2多股銅線引下到地網，并在均壓環主筋加裝等電位連接器

5）在所有的電源外端入口處穿鐵管保護，室內等線用金屬橋架，地板下用金屬軟管和鋼管。

3.1.2雙電源箱防雷接線設計

1）在機房專線配電箱兩路輸入端并聯安裝兩套CST－100B/3+1一級帶計數器防雷箱

2）總配到各分配處用安裝GUARD 275/2防雷保護器，并在前端安裝空氣開關。安裝在專用定做的防雷箱內。

3）在服務器，交換機，光端機設備前端電源處安裝MS-103電源保護器。

4）避雷器接地必須與電網（4歐姆）可靠連接。

3.2 中心機房防雷設計方案

資訊中心機房因接地較好且又不能停電，有很多不利于施工的問題，且電源系統原來就已經一定的防護措施，因此只是對中心機房的設備做等電位連接，在精密設備電源前加裝防雷保護插座和對無線的兩個電臺的銅軸端口做保護。

3.2.1精密設備的保護設計

1）在中心機房的部分精密設備電源處安裝SPD電涌保護器。其作用是能對浪涌進行個初步瀉放，使保護設備的電涌電壓盡量降低到設備所能承受的電壓電流。保證設備和線路安全，SPD可選用8/20μs， Up≤1.0KA，或其殘壓一般不應大于設備額定電壓的1.5—2.2倍，每線額定電流5KA—10KA的電源SPD。考慮到實用及維護方面，這一級防雷器選用防雷插座MS-103防雷保護器直接裝于需保護設備即服務器、交換機等設備電源前端。

2）在與外部相連的兩個無線電臺的4個銅軸端口安裝4只DEHN VGA AGN銅軸保護器 和26根光纖接地處理.

3.2.2屏蔽措施設計。

1）對有大量重要微電子設備的機房要采取屏蔽措施，使這些設備處于無干擾的環境中。屏蔽的有效性不僅與房間加裝的屏蔽網和儀器金屬外殼——屏蔽體本身有關，還與微電子設備的電源線和信號線接口的防過電壓、等電位聯結和接地等措施有關。

2）為了防止球雷的入侵，將中心機房門窗的金屬柜接地。為了防止雷擊線路時高電位侵入建筑物造成危險，低壓線路采用金屬鎧裝電纜埋地引入，長度不小于2（ρ）1/2（ρ為土壤電阻率）至少不應小于15m。當難于全長采用鎧裝電纜時，允許從架空線上換接一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管引入地。

3）信號線穿金屬管或金屬槽入室，管、槽必須兩端接地，在機房內的走線架應每隔5M作一次接地。

3.2.3 等電位連接設計。

等電位是用連接導線或過電壓保護器將處在需要防雷的空間內的防雷裝置，建筑物的金屬構架、金屬裝置、外來的導體、電氣裝置、電信裝置等連接起來。可采用以下方法完成等電位連接：

1）在那些自然連接不能保證電氣貫通的地方用連接導線連接。

2）在那些不允用連接導線的地方，采用過電壓保護器跨接。

3）必須盡可能在靠近進戶點處對外來導體作等電位連接，因為大部分雷電流將流過這些連接點。

4）電力線路的所有導體本身應做直接或非直接等電位連接。相線應僅通過過電壓保護器連到避雷接地裝置上。在TN系統中，PE線或PEN線應直接連到避雷接地裝置上。

所有的等電位連接線、防雷地、邏輯地、安全地就近接地，此均壓網與原設計中的大樓聯合地線排相接。

3.2.4 環形等電位帶

1）在機房內應敷設環形等電位母線，因各接地線大小不同，電阻值不同，對防雷很不利，所以本期選用40 x 4 mm扁銅排沿機房墻壁敷設等到電位母線，并與主接地線良好連接，安裝位置在機房墻邊下面，那么需40 x 4 mm扁銅排數量為中心機房130m。

2）機房的各避雷器、靜電地板、設備接地與機房環型接地母線連接，材料用6 mm2～16 mm2 BVR銅線。

4 結束語

以上是武鋼資訊系統13個二級機房和中心機房防雷設計與施工方案，是我們對武鋼的特有情況做的有針對性的工作。雷電為自然現象，雷電的防護工程是一個復雜的工程，因此我們只能是盡可能的把雷電的災害降低到最小的限度，減少經濟損失。

參考文獻：

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