网络机房防雷系统设计方案

一、防雷概述

随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展，计算机和网络越来越深入人们生活和工作中，同时也预示着数字化、信息化时代的来临。 这些微电子网络设备的普遍应用，使得防雷的问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性，这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时随地可能遭受重大损失。值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备，更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损，其间接损失无法估量。

一般来说，网络集成系统是由主服务器及中心交换机和各分交换机以及路由器、服务器、相当数量的终端构成。位于主机房内的中心交换机通过广域网路由器与外界联系，通过光纤与各分交换机连接，分交换机通过集线器与各用户终端相连。

二、防雷设计

由于网络集成系统防寺点多面广，因此，为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度，应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。现在都采取综合防雷，综合防雷设计方案应包括两个方面：直击雷的防护和感应雷的防护，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潜在危险的。

1、 直击雷的防护

如果无直击雷防护，按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路（电源线、信号线等到），这样的损害就非常之严重，因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提；直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统，其目的是保护建筑短短的 不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。

2、 电源系统的防护

统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。

3、 信号系统的防护

尽管在电源和通信线路等外接引入线路上安装了防雷保护装置，由于雷击发生在网络线（如双绞线）感应到过电压，仍然会影响网络的正常运行，甚至彻底破坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场，在1公里范围内的金属环路，如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击；另外，当电源线或通信线路传输过来雷击电压时，或建筑物的地线系统在泻放雷击时，所产生强大的瞬变电流，对于网络传输线路来说，所感应的过电压已经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压，不能够一次性破坏设备，但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至DOWN机，直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说，是非常重要的环节。

4、 等电位连接

集成网络系统主干交换机所在的中心机房应设置均压环，将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接，并接至均压环上，以均衡电位。

5、 接地

防雷地网的制作，地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。

三、机房防雷设计（一）

对于网络集成系统的电源线防护，首先，进入系统总配电房的电源进线，应采用金属铠装电缆敷设，电缆铠装层的两端应良好接地；如果电缆没有铠装层，则就将电缆穿钢管埋地，钢管两端接地，埋地的长度应不小于15米。由总配电房至各大楼的配电箱以及机房楼层配电箱的电力线路，均应采用金属铠装电缆进行敷设。这样可以大大减少电源线感应过电压的可能性。

其次，在电源线路上安装电源防雷器，是必不可少的防护措施。根据IEC防雷规范中有关防雷分区的要求，将电源系统分为三级保护。可在系统总配电房的配电变压器低压侧安装最大流通容量100KA~150KA，一级电源防雷保护型号TB120-385/4模块式电源防雷器或ZGSD-120电源防雷箱；在各大楼的总配电箱安装通流容量为60KA~80KA的二级电源防雷；型号TB80-385/4模块式电源防雷器或ZGSD-80电源防雷箱；在机房的重要设备（如交换机、服务器、UPS等）的电源进线处安装最大通流容量40KA的三级电源防雷器；型号TC40-385/4模块式电源防雷器或ZGSD-40电源防雷箱；根据情况可在在机房的重要设备UPS电源或设备供电前安装单相电源防雷插座。所有防雷器均应良好接地。

网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施，但若室外的铠状光纤是架空的，那么需要将光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较差，因此感应雷击的可能性比较大，应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地；也可穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地。

在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。对于网络集成系统，可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装专用信号防雷器；在系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口处分别安装TN-RJ45或ZGXH-2R-5，RJ45接口的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。所有防雷器均应良好接地。

三、机房雷电防护总体设计方案（二）

1．电源系统的防雷与过电压保护

由于贵处机房电力供给是由大楼的建筑物主配电引入。电源高压端的防雷保护已由电力供电部门实施。因此，对于机房UPS电源系统的雷电防护，我们采取以下的防雷保护方案 

从机房目前的情况来分析，供电线路穿越各级防雷区，考虑到机房各种不同用电设备的耐过压的能力，我们建议采用如下的电源系统防雷方案，以达到最佳的防护效果和最经济的投入。由于机房UPS不间断电源设备是用于为机房内系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量的用电环境唯一的重要设备，并且是由市电供电输入机房的主要途径，所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的保护上。

在机房专用配电柜、UPS电源做两级输入防雷保护。具体的防护措施为：

一级保护：在机房配电柜前装三相电源防雷器（单相电源防雷器）。型号TB120-385/4

二级保护：在UPS电源前装三相电源防雷器（单相电源防雷器）。型号TC40-385/4

三级保护：在重要设备处装电源防雷插座。型号TD-106PDU

2、网络通信系统的防雷与过电压保护

通讯系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路,主要线路包括网络通讯线路、专线、微波通信线（天馈线）、视频线路等；根据贵方提供的机房情况信号线路都可能用光纤传输，所以可以不做保护，但光纤两端要接地。如有*，*需保护。如不选用光纤则需按信号线路种类选取防雷器。

计算机网络机房内都是高度集成化电子设备，如服务器、UPS、交换机、精密电子设备等，在这些先进的设备内含有大量的集成电路模块，对雷击电流引起的脉冲电磁场和感应雷电流极为敏感，其低工作电平和小工作电流的特点，带来抗扰度及耐过电压、过电流能力差的致命弱点。美国研究报告【AD-722675】指出：当雷电活动时，磁感应强度达到0.07GS时，计算机发生误动作，当磁感应强度超过2.4GS时，计算机发生永久性损坏。因此，计算机机房做好全面的综合防雷十分重要局域网信号系统防雷的重点是做好局域网网线的屏蔽，同时加强终端设备局域网端口的雷电防护。局域网通常以双绞线传输数据，无屏蔽保护，布线也往往不尽规范，除了有可能遭受感应雷雷击的袭击外，交流线路的干扰也会对网络系统造成影响。在局域网络的两端安装避雷器，可有效地防止雷电流及各种过电压对设备造成的破坏。局域网的网口应该采取雷电防护措施，个人计算机、服务器、网络交换机、集线器等端口应加装计算机网络信号防雷器。电话、电话交换机等端口应加装电话避雷器。

具体措施：

1、在ADSL路由器的进线端安装一套电话避雷器TT-RJ11或ZGXL-1H，用于ADSL路由器的防雷保护。

2、在局域网进线处安装一套网络信号防雷器型号TN-RJ45或ZGXH-2R，用于局域网线路的保护。在局域网线路进入网络交换机前安装一套机架式24口网络避雷器TN-RJ45-24或ZGWJ-1，用于网络交换机的防雷保护。

3、在服务器、个人计算机等终端设备处各安装一套插头式二合一防雷器或插板式综合防雷器，用于终端设备的防雷保护，型号ZGJ；同时具有电源第三级防雷和信号系统防雷综合防护。

4、网络间传输使用的光纤无需进线防护，但是光纤的金属加强筋需要接地。

四、防雷器安装注意事项 

1.防雷器起到的作用是对雷电流的吸收和泄放作用。所有的防雷产品必须接地。

2.防雷器串联/并联在被保护设备与信号通道之间；

3.信号防雷器的输入端(IN)与信号通道相连，输出端(OUT)与被保护设备相连并紧靠被保护设备安装，不能接反；

4.把防雷器的接地线与防雷系统接地排可靠连接，接线越短越好，最长不能超过1m。

五、等电位接地连接

通常在机房内沿墙敷设非闭合等电位铜带一周，材料采用30×3mm紫铜排，用φ8绝缘子作支撑；或选用40×0.1mm铜带放入防静电地板支架下，在各机房内网络机柜处，分别安装一块等电位汇流排，规格为40×30mm的紫铜板坐等电位汇流排，并多点与设备或铜带排连接，利用大楼接地各机房内建筑物主钢筋柱子开凿，利用铜铁接头与柱筋焊接后，与汇流排连接；将机房内的所有信号屏蔽线槽接与等电位汇流排或等电位铜带连接。另外，将电源PE线、机房内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接，连接线采用25mm2多股铜芯线。网络机房的防雷接地与信号接地、直流接地、工作接地等共用同一个接地系统，接地电阻小于1欧姆。如实测接地电阻达不到国家相关标准需增加人工接地极，如果防雷接地无法与其他接地共用一个地网，而又无法与其它接地远离一定的距离，则需要在防雷接地和其他接地网之间安装一个地极保护器。