摘要：雷击是年复一年的严重自然灾害之一，随着我国微电子设备内部结构高度集成化（VLSI芯片），从而造成设备耐过电压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压）浪涌的承受能力下降。本文主要介绍计算机房防雷设计依据、原则以及防雷技术设计方案。

第1页:防雷概述 第2页:机房防雷技术设计方案

    二．设计依据

    1.建筑物防雷设计规范《GB50057- 94》
    2.NFC-107
    3.International Standard IECU1643-1 Surge Protection Devices
    4.《IEL1024-1》（国际建筑物防雷规范）

    三．设计原则

    1.严格按照有关规范设计
    2.系统防雷采用等电位结构

    四．技术方案

    主机是针对于机站内设备的感应雷的防护和设备的接地系统。
    (一) 雷电灾害是自然灾害中较为严重的一种。
    由于雷电是一个随机过程，它的能量相当强大，而且它是一个瞬间过程，在很短的时间内把巨大的能量放出来对周围的设备产生很大的破坏作用。在雷电灾害中直击雷的威力相当大,但感应雷电流的破坏程度相当广泛。根据资料统计显示，在雷击微电子设备事故当中，80%以上是由于感应雷所引起的。

    感应雷是由于在雷电闪击过程（能量高达100KA、200KA）中在它周围很大面积的线路上感应出一个强大的雷电过电压，这个过电压随着线路向两个方向进行传输进入设备就会击坏设备。往往几公理或十几公理外的雷闪产生的过电压沿线路进入设备，就会击坏设备。感应雷的预防分电源部分和信号部分。

    （1）电源防雷
    防雷最重要的就是等电位连接，把各种设备利用防雷器、线材、钢筋和铜排进行设备的电气处理。使各种设备在雷电流入侵时行成等电位体，这样设备与设备、设备与大地、设备与大楼整体结构之间就不会产生电位差。利用这些材料和设备把雷电流引入大地，从而保护设备。

    由于雷电流的能量很大，在电源线路上通过配置不同等级能量的防雷器，逐级把强大的雷电流分流到大地，以达到设备能承受电压，从而保护设备。

    电源防雷应保护配电系统、UPS、用电设备等。电源防雷一般采用三级分流法。 

    第一级采用100KA（或70KA）的防雷器，将较大部分的雷电源分流到地下。它安装在进线的总配电柜的后面。机站的线跟一般是架空到机房内的，很容易遭受感应雷的入侵，鉴于机站的特殊情况，德国OBO的防雷器我们选用V25-B+C/3+NPE（单相则选用V25-B/2），在较大的通流容量的情况下能够使保电平达到3000以下，以更好的保护后端设备的用电。

    第二级防雷采用40KA的防雷器，它能进一步的衰减雷电流。它的安装位置在分配电柜后面。用德国OBO的防雷器就选用V20-C/3+NPE（单相则选用V20-C/2）。

    第三级防雷选用防雷插座C9640B，它能更进一步的衰减雷电流。它带有故障显示，一但防雷器损坏或发生故障上面会有红灯显示，告之相关人员及进更换防雷器，比较明显观，不影响设备的正常运行。它的安装位置在设备的用电前端。

    （2）信号防雷
信号防雷主要针对通信线路、电话线路、计算机专用DDN接口、有线电视等等外线进行防雷接地。

    （3）数据专线：
    DDN专线的工作电压为12V，传输速率为9600Bit和56K Bit 选用OBO　 RJ45-V24T/4做为专线防雷器，具体技术参数见后。

    （4）控制线路：
    控制线路采用RS485传输方式，所以选用OBO FLD12做为控制线路的防雷器，具体技术参数见后。

    （5）视频信号：
    在一些室外的摄像机采用OBO KoaxB-E2/MF-F 防雷器做保护，以保证室外摄像机的安全运行。具体技术参数见后。
注：但一般现在大楼数据线大多为光纤进线，不出楼层线缆可以不作防雷保护。

　对于防雷器的选型有两个很重要的参数，一个是工作电压，另一个是保护电平（残压）。这两个参数的选定决定了防雷效果的好坏和系统运行的保障。

　工作电压（Uc）的选择是关系到防雷器运行稳定的关键参数。在选择防雷器的最高持续工作电压值时，要符合相关标准要求外，还应考虑到安装电网可能出现正常波动以及可能出现的最高持续故障电压。我们国家用的电为220V，按照IEC-61643-2的说明，在TT交流供电系统中，相线对地线的最高持续故障电压，可能达到标称电压（Un=220V）R 1.5倍,即有可能达到330V。建议选择CITEL电源防雷器的最大持续工作电压值为400V的模块。

    保护电平（残压）的选择

    单纯考虑防雷器残压越低越好，并不全面，并且容易引起误导。首先，不同产品标称的残压数值，必需注明测试电流的大小，才能有一个共同比较的基础。一般以20KA（8/20μs）测试电流下记录残压，作为比较，其次，对于压敏电阻防雷器选用残压越低时，通常意味其最大持续工作电压越低。

故此，过分强调低残压，是需要会出降低最大持续工作电压的代价，换来的后果，可能是在市电不稳定地区，防雷器容易因长时间持续工作而损坏。其实在压敏电阻型的防雷器，选择最合适的最大持续工作电值和最合适的残压，就好像天平的两边，不可侧重任何一边。按照以往的经验，残压在2KV以下（8/20μs），就能对用户设备提供足够的保护。

    （二）接地系统

    在考虑到现场的一些施工条件和成本，以常用的方法置入单根的接地体，检测接地电阻，电阻如果小于4欧姆，则不用另外再置入接地体，如大于4欧姆则需加装另外加装多根接地体或加入降阻剂(接地模块)以达到预期的效果。

    注：要求接地体离大楼15至20米以上为宜，接地体采用50mm×50mm×2500mm镀锌角钢及50mm×5mm扁钢组成矩阵接地网，确保接地电阻小于4欧姆。采用25mm2国标铜芯线连接接地体与一楼机房接地铜母排。直流接地与其他接地绝缘，并作单点接地。