数据中心防雷措施应用说明

PUXIN 作者:普信网资讯组 来源:普信网 2011-08-09 [评论]

   随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展,医院的信息化、数字化的程度不断加深。中心机房作为医院信息系统的中心,网络设备的普遍应用,使得防雷的问题在日常工作中极为重要。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。一旦遭受雷击过压的冲击,轻则造成这些电子系统的运行中断,重则使网络主机损坏,导致网络瘫痪,正常的医疗工作工作无法进行,更严重的是这些系统所担负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。

    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。

    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。

    防雷施工

    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的一级电源防雷箱;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;根据情况可在在机房的重要设备UPS电源前安装单相两级联动串联式电源防雷箱。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。

    机房雷电防总体方案

    一、 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UPS电源系统的雷电防护,我们采取以下的防雷保护方案:

    1、 UPS电源系统的防雷保护

    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)。

    二级保护:在UPS电源前装三相电源防雷器(单相电源防雷器)。

    三级保护:在重要设备处装电源防雷插座。在机柜等处均装有防雷电插座,以确保服务器、交换机等安全稳定的运行。

    2、等电位连接

    等电位连接是防雷中的关键步骤,将防雷器、金属机柜和机房设备用BVR6的多股铜导线可靠连接到等电位铜排上,使整个机房处于同一电位之下,避免雷击时各设备之间相互放电,击坏设备。等电位连接采用S 型结构。

    3、合理布线

    将电源线路和信号线路分别用金属桥架分开布线,避免电源线路干扰信号线路。各桥架可靠连接到等电位铜排上。

    4、接地

    雷电的最终去处就是接地网,所以一定要有一个好的接地,按照国家规范,接地电阻要求小于4 欧姆。接地优先采用自然接地体,如果自然接地体达不到要求,追加人工接地体。一般采用非金属接地模块PTD-3,抗腐蚀性强,50 年不变质。接地线与等电位汇流铜排可靠连接。

 标签:数据中心 防雷
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