基于集中式計算機機房雷電防護解決方案

引言

計算機機房實施雷電防護的資金是機房主管部門申請的，所以雷電防護工作的重點是保障計算機機房設(shè)備的安全。

在建筑物總配電柜內(nèi)安裝第一級SPD，在樓層分配電箱內(nèi)安裝第二級SPD，在室內(nèi)配電箱內(nèi)安裝第三級SPD。這種做法不允許實施，因為許多SPD 沒有正式通過國家電力公司[原電力部]的認證，擔心供電部門會強行拆除SPD。如果SPD出現(xiàn)問題造成建筑物斷電怎么辦?許多機房是租用的場地，業(yè)主更不允許隨意在配電系統(tǒng)安裝SPD。用戶要求實施雷電防護只能在機房內(nèi)完成。集中式計算機機房雷電防護方法滿足了用戶的要求，同時滿足了國家的相關(guān)標準。在過去的幾年里成功實施了2000 個大、小計算機機房雷電防護工程，效果良好。下面就簡單介紹一下實施方案。

1.計算機中心機房雷電防護

1.1 主電源防護

計算機機房配電系統(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，再由配電室單獨引入電纜為計算機信息系統(tǒng)設(shè)備提供有效的能源支持，電力線是重要的引雷途徑，必須進行有效的防護。根據(jù)IEC和GB的有關(guān)標準的規(guī)定，需在計算機機房不間斷電源輸入端實施三級保護，第一級使用火間隙放電器(對10/350μS 直接雷電進行90%的吸收)，第二級使用半導(dǎo)體過電壓保護器(對第一級火*間隙放電器吸收雷電后，殘余部分感應(yīng)雷電進行吸收，使雷電的能量基本吸收完畢)第三級使用半導(dǎo)體過電壓保護器(對第二級半導(dǎo)體吸收后，殘余的雷電雜波及其它操作過電壓、容性負載感性負載引起的浪涌過電壓實施進一部的吸收，并對電力線出現(xiàn)的差模干擾、共模干擾實施有效的抑制和吸收)，如有條件，應(yīng)使第一級防雷器件與第二級防雷器件之間拉開直線距離10 米以上、第二級與第三級之間拉開直線距離5米以上，利用電力線上的自由電感、自由電阻進行級級解偶配合，以達到級級保護器的響應(yīng)時間相互配合，實現(xiàn)真正意義上的多級保護。如不能實現(xiàn)利用電力線實施距離解偶時，應(yīng)該采用人為的電阻、電感實施LC延遲解偶，以達到多級保護的目的。三級保護完成后，能夠為計算機信息系統(tǒng)設(shè)備的電源輸入端提供安全、可靠的用電環(huán)境。

在大部分場所根本無法實現(xiàn)距離解偶配合，就必須實現(xiàn)全面的集中式保護。

集中式保護的最大困難就是凱文接線設(shè)計和解偶器的設(shè)計，下面簡介如下：

凱文接線電路：

保護電路特點：

1)考慮到許多安裝現(xiàn)場電路復(fù)雜，有些已幾經(jīng)更改而用戶配點負責人無法提供正確電路走向，配電系統(tǒng)存在諸多問題。為了萬無一失的實施雷電防護工作，只有采取一次性到位的解決方法。本電路屬于全模式防護系統(tǒng)，不論雷電高壓何處侵入，都實行三級保護。安裝十分簡單，具備一般電氣知識都可以安裝。

2)本電路真正體現(xiàn)等電位雷電保護的優(yōu)勢，是徹頭徹尾的凱文接線，完全符合國家、國際標準。

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]，而是高頻自動調(diào)節(jié)感抗器，在無雷電流時沒有損耗，當雷電來臨時呈現(xiàn)高感抗同時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火式火間隙放電器，其自動點火電壓為800V，不是簡單空氣間隙型放電器，系統(tǒng)配合電壓為200—500V，可以單獨使用，也可以集中使用。前級響應(yīng)時間快于后級保護元件，這是最大的特點。

5)本電路成本低，安裝簡易，不受場地限制，經(jīng)過7年實踐檢驗，效果非常好!

6)解偶器[退偶元件]的關(guān)鍵是前級的配合時間，只要提高前級器件的響應(yīng)速度和響應(yīng)時間，就可以制造大電流的解偶器了。提高前級的響應(yīng)速度就必須使用升壓放電系統(tǒng)技術(shù)，達到快速擊穿空氣的時間，只有這樣，才能達到系統(tǒng)配合及能量配合的雙重作用。

1.2 終端電源防護

在配電室電源處雖然安裝了集中式三級保護雷電防護系統(tǒng)，但是由于計算機機房面積較大或電源室距機房較遠，雷電襲擊建筑物，雷電流沿建筑物主鋼筋瀉放雷電流，雷電流入地時產(chǎn)生快速運動磁場污染機房內(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、服務(wù)器、磁盤陣列、系統(tǒng)存儲器、系統(tǒng)前置機、通信設(shè)備、核心交換機)實施感應(yīng)雷擊的末級防雷保護。由于新機房配電執(zhí)行GB50303-2002-9-1 標準，在UPS 電源輸出端中性線直接與主零線排進行了重復(fù)接地[斷零保護用]，所以，終端防護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。嚴格執(zhí)行等電位凱問接線防護系統(tǒng)，電路如圖：