2023年计算机电子信息系统雷电防护设计方案重点.doc

防雷中国 :// spdbbs 电子信息系统防雷工程的设计重点 电子信息系统综合防雷工程的设计决不是拿几个SPD一安装就解决问题，设计要把握的重点按GB50343的规定有以下方面：等电位连接与共用接地系统、屏蔽及布线、防雷与接地、安装电涌保护器。 现分别重点介绍如下： 以业内人员多年的经验以及国家标准、国际标准的规定与表述。可以说，接地、等电位连接、屏蔽是重中之重的措施，对信号传输、信号控制线的防护、电磁屏蔽、接地装置尤为重要。近几年来由于较为广泛的防雷电电磁脉冲，安装了不少电源信号SPD，好似只要安装电涌保护器就可以保平安，殊不知安装SPD知识雷电防护的一个局部内容，国际、国家标准大量标准了等电位与共用接地和电磁屏蔽与综合布线，因此作为一个综合防雷工程首先要做好根底的建筑物外部、内部防雷工程。 1、 等电位连接与共用接地系统 GB50343标准中作为强制性条文做出了如下表述： 条文5.1.2“需要保护的电子信息系统采取等电位连接与接地保护措施。〞 5.2.5中规定“防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻必须按接入设备中要求的最小值确定。〞 5.2.6中规定“接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。〞 关于建筑物的接地在建筑施工图设计审核时应以GB50057－94为准进行设计、计算、施工，本文不多讲述。重点介绍等电位连接网络。 等电位连接网络的主要任务是消除建筑物上及建筑物内所有设备间危险的电位差并减小建筑物内的磁场强度。通过将建筑物上及建筑物内所有金属部件多重联结从而建立一个三维的网络形的等电位网络而实现。 等电位连接线应从地网引出，通过接地干线接至建筑物总等电位接地端子板，再通过接地干线接至楼层等电位接地端子板并于楼层建筑预留的结构钢筋接地端子相连。再从楼层等电位接地端子板通过接地干线与电子信息系统机房内的局部等电位接地端子板或等电位接地网络相连，并与机房内建筑物预留的接地端子相连，形成一个等电位连接的共用接地系统。 5.2.1　电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器〔SPD〕接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。 等电位连接网络的结构形式有：S型和M型或两种结构形式的组合〔见条文说明中的图1、图2〕。 5.2.1条电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管〔槽〕、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地和安全保护接地及浪涌保护器接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。其要求“以最短距离〞系指连接导线应最短，过长的连接导线将构成较大的环路面积会增大对防雷空间内LEMP的耦合机率，从而增大LEMP的干扰度。连接导线过长，将增大线路感抗，造成泄放雷电流不畅，从而降低了可靠性。 电子信息系统等电位连接网络结构如图2、图3所示： S Ss M M m S型星形结构 M型网状结构 ERP 组合1 组合2 ERP 接至共用接地系统的等电位连接 根本的等电位连接网 接至共用接地系统的等电位连接 ERP 图3 电子信息系统等电位连接方法的组合 图2 电子信息系统等电位连接的根本方法 ：建筑物的共用接地系统； ： 等电位连接网； ：设备 ERP： 接地基准点； ：等电位连接网与共用接地系统的连接。 1 S型结构一般宜用于电子信息设备相对较少或局部的系统中，如消防、建筑设备监控系统、扩声等系统。当采用S型结构等电位连接网时，该信息系统的所有金属组件，除等电位连接点ERP外，均应与共用接地系统的各部件之间有足够的绝缘〔大于10kV，1.2/50μs〕。在这类电子信息系统中的所有信息设施的电缆管线屏蔽层，均必须经该点〔ERP〕进入该信息系统内。S型等电位连接网只允许单点接地，接地线可就近接至本机房或本楼层的等电位接地端子板，不必设专用接地线引下至总等电位接地端子板。 2 对于较大的电子信息系统宜采用M型网形结构 如计算机房、通信基站、各种网络系统。当采用M型网形结构的等电位连接网时，该电子信息系统的所有各金属组件，不应与共用接地系统的各组件之间绝缘。M型网形等电位连接网应通过多点组合到共用接地系统中去，并形成Mm型等电位连接网络。而且在电子信息系统的各分项设备〔或分组设备〕之间敷设有多条线路和电缆，这些分项设备和电缆，可以在Mm型结构中由各个点进入该系统内。 3 对于更复杂的电子信息系统，宜采用S型和M型两种结构形式的组合式 如图3所示的组合方式。这种等电位连接方法更为方便灵活，接线简便，安全、可靠性高。 4 电子信息系统的等电位连接网采用S型还是M型，除考虑系统设备多少和机房面积大小外，还应根据电子信息设备的工作频率来选择等电位连接网络型式及接地型式，从而有效地消除杂讯干扰 5.2.2 在直接雷非防护区〔LPZ0A〕或直击雷防护区〔LPZ0B〕区与第一防护区〔LPZ1〕交界处应设置总等电位接地端子板；每层楼宜设置楼层等电位接地端子板；电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板。各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。 建筑物内应设总等电位接地端子板，每层竖井内设置楼层等电位接地端子板，各设备机房设置局部等电位接地端子板〔见图4建筑物防雷区等电位连接及共用接地系统示意图〕。 当建筑物采取总等电位连接措施后，各等电位连接网络均与共用接地系统有直通大地的可靠连接，每个电子信息系统的等电位连接网络，不宜再设单独的接地引下线接至总等电位接地端子板，而宜将各个等电位连接网络用接地线引至本楼层或电气竖井内的等电位接地端子板。 等电位连接与共用接地系统是内部防雷措施中两种不同而又密切相关的重要措施，其目的都是为了防止在需要防雷的空间内发生生命危险，减小电子信息系统因雷击而损坏或中断正常工作、发生火灾等事故。 5.2.3 接地线应从共用接地装置引至总等电位接地端子板，通过接地干线引至楼层等电位接地端子板，由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。接地干线宜采用多股铜芯导线或铜带，其截面积不应小于16 mm2。接地干线应在电气竖井内明敷，并应与楼层主钢筋作等电位连接。 接地干线，宜采用截面积大于16mm2的铜质导线敷设，在施工中一般宜采用截面积大于35mm2的铜质导线敷设，其目的是使导线阻抗远远小于建筑物结构钢筋阻抗，为楼层、局部等电位接地端子板上可能出现的雷电流提供了一个快速泄放的低阻抗通道。 接地系统的接地干线与各楼层等电位接地端子板及各系统设备机房内局部等电位接地端子板之间的连接关系，可参见图4、图5、图6、图7 地面 图5 电子信息系统机房M型等电位历史凝结网络系统图 图4 建筑物防雷区等电位连接及共用接地系统示意图 ：配电箱 PE：保护接地线 SI：进出电缆金属护套接地 MEB：总等电位接地端子板 楼层等电位接地端子板 LPZ0 A 电视天线 卫星天线 LPZ0B 避雷带 有线电视 前端箱 楼板内钢筋 等电位连接 利用柱内 主筋做引 下线 预留检测 点 利用根底及柱内钢筋做接地装置 700mm ≥300mm 预留检 测 点 计算机网络线 电缆 = ∽ 通讯 计算机 总配线架 2层 1层 电源PE线 楼宇 消防 监控 变配电 D1层 电源进线 水泵 水池 总等电位接地端子板 MEB D2层 N层 电气竖井接地干线 配线架 LPZ2 LPZ1 无线通信 顶层 接地干线 电气竖井 电气竖井楼层 接地端子板 ○ ○○ ○ S型等电位连接网络 接地线 直流地接地线 设备保护接地线 SPD接地线 防静电地板接地线 屏蔽设施接地线 金属槽等电位连接线 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 图5 电子信息设备机房S型等电位连接网络示意图 电子信息设备 单台设备 D C 本层竖井 M型等电位连接网络 设备机房示意 B A B 线槽 ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ 图中：A 电气竖井内等电位接地端子板 B 设备机房内等电位接地端子板 C 防静电地板接地线 D 金属线槽等电位连接线 电气竖井接地干线 图6 电子信息系统机房M型等电位连接网络系统图 防静电地板接地线 图7 电子信息系统机房等电位连接系统图 计算机柜接地示意图 安全保护地 计算机柜 直流工作接地线 接地线 接地线 屏蔽设施接地线 SPD接地线 直流工作地接地线 设备保护接地线 5.2.4 不同楼层的综合布线系统设备间或不同雷电防护区的配线交接间应设置局部等电位接地端子板。楼层配线柜的接地线应采用绝缘铜导线，截面积不小于16 mm2。 每一楼层的配线柜的接地线都应采用截面积不小于16mm2的绝缘铜导线单独接至局部等电位接地端子板。规定连接导体截面积的范围基于如下根据： 建筑物防雷设计标准GB50057-94表6.3.4各种连接导体的最小截面积规定，等电位连接带之间和等电位连接带与接地装置之间的连接导体，铜材最小截面积为16mm2； 建筑与建筑群综合布线系统工程设计标准GB/T50311-2023表3接地导线选择表中规定，楼层配线设备至大楼总等电位接地端子板的距离≤30m时，接地导线截面积为6—16 mm2；距离≤100m时，接地导线截面积为16—50 mm2。 考虑到导线本身的电感效应及雷电电磁脉冲在导线上的趋表效应等因素，最后综合起来选用截面积不小于16 mm2的规定。 5.2.5　防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。 此条文为强制性条文。在建筑物电子信息系统防雷设计时必须坚决执行。共用接地系统是由接地装置和等电位连接网络组成。接地装置是由自然接地体和人工接地体组成。采用共用接地系统的目的是到达均压、等电位以减小各种接地设备之间、不同系统之间的电位差。其接地电阻因采取了等电位连接措施，所以按接入设备中要求的最小值确定。没有必要规定共用接地系统的接地电阻要小于1Ω。 建筑物外部防雷装置是直接安装在建筑物外部，防雷装置与各种金属物体之间的安全距离不可能得到保证。为防止防雷装置与邻近的金属物体之间出现高电位还击，减小其间的电位差，除了将屋内的金属物体做好等电位连接外，应将各种接地〔交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等〕共用一组接地装置。上述四种接地的接地引出线可与环形接