【導(dǎo)讀】雷電防護(hù)工作的重點(diǎn)是保障計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)備的安全。許多SPD 沒有正式通過國家電力公司[原電力部]的認(rèn)證，擔(dān)心供電部門會(huì)強(qiáng)行拆除SPD。如果SPD出現(xiàn)問題造成建筑物斷電怎么辦?許多機(jī)房是租用的場(chǎng)地，業(yè)主更不允許隨意在配電系統(tǒng)安裝SPD。用戶要求實(shí)施雷電防護(hù)只能在機(jī)房內(nèi)完成。集中式計(jì)算機(jī)機(jī)房雷電防護(hù)方法滿足了用戶的要求，同時(shí)滿足了國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在過去的幾年里成功實(shí)施了2000 個(gè)大、小計(jì)算機(jī)機(jī)房雷電防護(hù)工程，效果良好。下面就簡單介紹一下關(guān)于計(jì)算機(jī)中心機(jī)房雷電防護(hù)實(shí)施方案。
計(jì)算機(jī)中心機(jī)房雷電防護(hù)
1、主電源防護(hù)
計(jì)算機(jī)機(jī)房配電系統(tǒng)一般采用三相五線的供電制式[或單相三線制]運(yùn)行，由于電力線采用戶外線路直接引入建筑物總配電室，再由配電室單獨(dú)引入電纜為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備提供有效的能源支持，電力線是重要的引雷途徑，必須進(jìn)行有效的防護(hù)。根據(jù)IEC和GB的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，需在計(jì)算機(jī)機(jī)房不間斷電源輸入端實(shí)施三級(jí)保護(hù)，第一級(jí)使用火間隙放電器(對(duì)10/350μS 直接雷電進(jìn)行90%的吸收)，第二級(jí)使用半導(dǎo)體過電壓保護(hù)器(對(duì)第一級(jí)火*間隙放電器吸收雷電后，殘余部分感應(yīng)雷電進(jìn)行吸收，使雷電的能量基本吸收完畢)第三級(jí)使用半導(dǎo)體過電壓保護(hù)器(對(duì)第二級(jí)半導(dǎo)體吸收后，殘余的雷電雜波及其它操作過電壓、容性負(fù)載感性負(fù)載引起的浪涌過電壓實(shí)施進(jìn)一部的吸收，并對(duì)電力線出現(xiàn)的差模干擾、共模干擾實(shí)施有效的抑制和吸收)，如有條件，應(yīng)使第一級(jí)防雷器件與第二級(jí)防雷器件之間拉開直線距離10 米以上、第二級(jí)與第三級(jí)之間拉開直線距離5米以上，利用電力線上的自由電感、自由電阻進(jìn)行級(jí)級(jí)解偶配合，以達(dá)到級(jí)級(jí)保護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間相互配合，實(shí)現(xiàn)真正意義上的多級(jí)保護(hù)。
如不能實(shí)現(xiàn)利用電力線實(shí)施距離解偶時(shí)，應(yīng)該采用人為的電阻、電感實(shí)施LC延遲解偶，以達(dá)到多級(jí)保護(hù)的目的。三級(jí)保護(hù)完成后，能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備的電源輸入端提供安全、可靠的用電環(huán)境。在大部分場(chǎng)所根本無法實(shí)現(xiàn)距離解偶配合，就必須實(shí)現(xiàn)全面的集中式保護(hù)。集中式保護(hù)的最大困難就是凱文接線設(shè)計(jì)和解偶器的設(shè)計(jì)，下面簡介如下：
如不能實(shí)現(xiàn)利用電力線實(shí)施距離解偶時(shí)，應(yīng)該采用人為的電阻、電感實(shí)施LC延遲解偶，以達(dá)到多級(jí)保護(hù)的目的。三級(jí)保護(hù)完成后，能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備的電源輸入端提供安全、可靠的用電環(huán)境。在大部分場(chǎng)所根本無法實(shí)現(xiàn)距離解偶配合，就必須實(shí)現(xiàn)全面的集中式保護(hù)。集中式保護(hù)的最大困難就是凱文接線設(shè)計(jì)和解偶器的設(shè)計(jì)，下面簡介如下：
圖1：凱文接線電路
保護(hù)電路特點(diǎn)：
1)考慮到許多安裝現(xiàn)場(chǎng)電路復(fù)雜，有些已幾經(jīng)更改而用戶配點(diǎn)負(fù)責(zé)人無法提供正確電路走向，配電系統(tǒng)存在諸多問題。為了萬無一失的實(shí)施雷電防護(hù)工作，只有采取一次性到位的解決方法。本電路屬于全模式防護(hù)系統(tǒng)，不論雷電高壓何處侵入，都實(shí)行三級(jí)保護(hù)。安裝十分簡單，具備一般電氣知識(shí)都可以安裝。
2)本電路真正體現(xiàn)等電位雷電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)，是徹頭徹尾的凱文接線，完全符合國家、國際標(biāo)準(zhǔn)。
3)本電路使用的解偶器[退偶元件]，不是簡單的金屬材料繞制的空心電感[空心電感無法做到較大的工作電流]，而是高頻自動(dòng)調(diào)節(jié)感抗器，在無雷電流時(shí)沒有損耗，當(dāng)雷電來臨時(shí)呈現(xiàn)高感抗同時(shí)具有阻尼和展寬雷電流波形的功能，全面降低雷電流峰值的作用。適合大電流工作，目前可以做到工作電流500A。
4)本電路使用的低壓點(diǎn)火式火間隙放電器，其自動(dòng)點(diǎn)火電壓為800V，不是簡單空氣間隙型放電器，系統(tǒng)配合電壓為200—500V，可以單獨(dú)使用，也可以集中使用。前級(jí)響應(yīng)時(shí)間快于后級(jí)保護(hù)元件，這是最大的特點(diǎn)。
5)本電路成本低，安裝簡易，不受場(chǎng)地限制，經(jīng)過7年實(shí)踐檢驗(yàn)，效果非常好!
6)解偶器[退偶元件]的關(guān)鍵是前級(jí)的配合時(shí)間，只要提高前級(jí)器件的響應(yīng)速度和響應(yīng)時(shí)間，就可以制造大電流的解偶器了。提高前級(jí)的響應(yīng)速度就必須使用升壓放電系統(tǒng)技術(shù)，達(dá)到快速擊穿空氣的時(shí)間，只有這樣，才能達(dá)到系統(tǒng)配合及能量配合的雙重作用。
2 、終端電源防護(hù)
在配電室電源處雖然安裝了集中式三級(jí)保護(hù)雷電防護(hù)系統(tǒng)，但是由于計(jì)算機(jī)機(jī)房面積較大或電源室距機(jī)房較遠(yuǎn)，雷電襲擊建筑物，雷電流沿建筑物主鋼筋瀉放雷電流，雷電流入地時(shí)產(chǎn)生快速運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)污染機(jī)房內(nèi)設(shè)備的電源線產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，在重要的終端(小型機(jī)、服務(wù)器、磁盤陣列、系統(tǒng)存儲(chǔ)器、系統(tǒng)前置機(jī)、通信設(shè)備、核心交換機(jī))實(shí)施感應(yīng)雷擊的末級(jí)防雷保護(hù)。由于新機(jī)房配電執(zhí)行GB50303-2002-9-1 標(biāo)準(zhǔn)，在UPS 電源輸出端中性線直接與主零線排進(jìn)行了重復(fù)接地[斷零保護(hù)用]，所以，終端防護(hù)必須采取火線與大地、火線與零線(N極)、零線與大地的全模防護(hù)。嚴(yán)格執(zhí)行等電位凱問接線防護(hù)系統(tǒng)，電路如圖：
圖2：等電位凱問接線防護(hù)電路
3、網(wǎng)絡(luò)通信的雷電保護(hù)
網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)雷電保護(hù)分為：廣域網(wǎng)雷電防護(hù)、局域網(wǎng)雷電防護(hù)、無線通信系統(tǒng)雷電防護(hù)、光纜通信雷電防護(hù)和機(jī)房內(nèi)部設(shè)備之間的串口雷電防護(hù)等。
3.1 廣域網(wǎng)雷電防護(hù)
廣域網(wǎng)線一般為：租用郵電專用線路和共用郵電話線線路。機(jī)房通信設(shè)備使用的專線：X .25、V.11、V.24、ISDN、DDN 。機(jī)房通信設(shè)備話線備份線：PSTN等。根據(jù)上述的特點(diǎn)，廣域網(wǎng)遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)通信，目前最大速度小于等于2M-16M[16M為視頻系統(tǒng)]，從四通八達(dá)的戶外引進(jìn)機(jī)房，是雷電的重點(diǎn)襲擊對(duì)象，所以，在進(jìn)入機(jī)房設(shè)備(調(diào)制解調(diào)器、采集卡等設(shè)備)前端安裝具備二級(jí)保護(hù)的防雷保安器(第一級(jí)為惰性氣體火*間隙放電器，通過PTC 解偶，進(jìn)入第二級(jí)TVS過電壓保護(hù)器)。需要防護(hù)線與線之間、線與大地之間的雷電入侵，保安器的損耗指標(biāo)應(yīng)該適應(yīng)計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信協(xié)議(IEEE 標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議)要求。電路如圖：
圖3：系統(tǒng)電路圖
保護(hù)電路的特點(diǎn)：
a.等電位凱文接線防護(hù)，主要體現(xiàn)在地線上是否凱文接線，在地線端子上(同一點(diǎn)上)接兩條線，一條接大地，另一條接設(shè)備外殼上(如果調(diào)制解調(diào)器是塑料外殼，那么在接下一個(gè)金屬外殼的設(shè)備，依次類推)。
b.實(shí)行線間防護(hù)和線地防護(hù)相互結(jié)合，由于數(shù)據(jù)線是正弦波信號(hào)傳輸系統(tǒng)，有一條信號(hào)線在電信部門是接地的， 在用戶端是懸空的，當(dāng)雷電來臨時(shí)，雷電產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以造成兩線之間產(chǎn)生感應(yīng)高壓，燒毀設(shè)備。100%的普通電話機(jī)都沒有接地，機(jī)身采用絕緣材料，但依然遭受雷電的侵襲，就是這個(gè)道理。
c.較低的寄生電容，數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)牟迦霌p耗體現(xiàn)在阻抗配合和寄生電容上。
0.4歐姆的高分子PTC熱敏電阻和小于40PF的寄生電容，可以制造100M頻率的數(shù)字信號(hào)防雷系統(tǒng)，關(guān)鍵是降低寄生電容的優(yōu)秀設(shè)計(jì)。
3.2 局域網(wǎng)的雷電保護(hù)
建筑物內(nèi)部或機(jī)房內(nèi)部計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是局域網(wǎng)雷電防護(hù)的重要部分，做好局域網(wǎng)網(wǎng)線的屏蔽，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)終端設(shè)備的局域網(wǎng)端口的雷電防護(hù)(小型機(jī)、服務(wù)器、前置機(jī)、集線器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī))，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度水平網(wǎng)：10M、100M，主干線1000M，多數(shù)主干線網(wǎng)為垂直布線。
垂直的網(wǎng)線不會(huì)切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。網(wǎng)絡(luò)接口為RJ45 接線端子，在雷電防護(hù)中，主要實(shí)施網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)RJ45 端口、級(jí)聯(lián)RJ45 端口、核心路由器RJ45端口、小型機(jī)RJ45 端口、服務(wù)器RJ45 端口等。必須提到：在許多重要機(jī)房經(jīng)常發(fā)生網(wǎng)線戶外飛線連接，飛線在戶外可以遭受較大的雷擊，有部分雷擊是一般100M 局域網(wǎng)防雷器件無法抵御的，問題有兩個(gè)方面：一是飛線必須3mm 金屬穿管埋地，金屬管兩頭接地，再加防雷器件。二是目前的防雷器件制造廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和書面指導(dǎo)安裝資料中，沒有很好的產(chǎn)品和安裝方案。要想抵御飛線遭雷擊問題，必須實(shí)施新的分步防護(hù)手段。
3.3 無線通訊防護(hù)系統(tǒng)
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