淺析機房防雷系統探究

摘要：隨著電力系統事業的發展，設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已經不能滿足這些設備的要求了，這些設備逐漸成為受雷電各過電壓損害的主要原因，本文就現代防雷技術對其進行防雷建設探究，希望能提供幫助。

關鍵詞：電力系統；防雷設計；措施

蕭山位于浙江省北部，杭州灣南岸，地處山區，多雨水，這樣的自然條件易發生雷暴天氣。根據當地歷年氣象資料的統計，蕭山地區的年平均雷暴日為43天左右，屬雷電高發自然環境區域。目前XX供電公司各供電所內電源線路尚未安裝電涌保護器件，機房內未設置均壓環形接地母線，每年雷雨季節，雷電都可能對所內的設備造成不同程度的損壞。

1、現代防雷技術要點

現代防雷技術強調全方位防護、綜合治理、層層設防。信息系統（國際電工委員會標準將各種類型的電子系統，如計算機、大樓設備、工業和商業自動化控制系統等歸納為信息系統）的防雷及過電壓保護是一種系統工程，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，構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過電壓的極短時間內，在被保護區域內的所有導電部件之間建立一個等電位，這種導電部件包括了供電系統的有源線路和信號傳輸線，也就是說為了保證信息系統免遭雷擊，要在極短的時間內，將高達數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入地。組成雷電防護的外部防雷、內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、防雷建設的設計分析

2.1設計原則

現代防雷技術綜合運用攔截（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，構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、信息機房接地環母及接地網的設計。

2.2防雷區劃分

（1）建筑物防雷區劃分原則

根據GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》，將需要保護的空間劃分為不同的防雷區（如下圖），是為了規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，從而決定位于該區域內的電子設備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現與共用接地體等電位聯結。

LPZ0A區：本區內的各物體都可能遭到雷擊和導走全部雷電流；本區內的電磁場強度沒有衰減。

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

LPA1區：本區內的各物體不可能遭到雷擊，流經各導體的電流比LPZOB區更小；本區內的電磁場強度可能衰減，這取決于屏蔽措施。

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

（2）供電公司供電所防雷區劃分

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

2.3信息系統設備耐雷電沖擊值與設備的分類

參考國標GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》的規定，信息系統設備根據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：

配電線路各種設備耐沖擊過電壓額定值：

設備位置配電變壓器

處的設備電源切換屏

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

信息系統設備分類表（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過電壓的極短時間內，在被保護區域內的所有導電部件之間建立一個等電位，這種導電部件包括了供電系統的電源線路和信號傳輸線，也就是說為了保證信息系統免遭雷擊，要在極短的時間內，將高達數十千安的雷電流從電源傳輸線和信號傳輸線分流傳導入地。

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分區和分類的情況，安裝相應的電涌保護器（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備能夠承受的水平。

2.5供電所機房等電位接地建設措施

接地，在電氣技術中是指用導體與大地相連。在電子技術中的接地，可能就與大地毫不相關，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如通信自動化系統，火災報警及消防聯動控制系統，樓宇自動化系統，監控系統，辦公自動化系統，閉路電視系統等，各個子系統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。為保證電氣設備正常運行或電氣系統低噪聲接地，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、結語

綜上所述，電力系統事業的發展，技術不斷更新，電力系統二級信息機房防雷建設必須根據實際情況，只有這樣，才能構成一個完整的雷電防護體系，達到保護人員安全和保障設備正常運行的良好效果。