數(shù)據(jù)中心的雷電綜合防護-建筑電氣2009.11
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數(shù)據(jù)中心的雷電綜合防護-建筑電氣2009.11
【摘要】數(shù)據(jù)中心是電子設(shè)備集中設(shè)置的場所，容易受雷電電磁脈沖的損害。從保障數(shù)據(jù)中心的可靠運行以及設(shè)備、人員安全的角度出發(fā)
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數(shù) J據(jù) J中 J心 J設(shè) J計 J專 j欄 』(上)
數(shù) 據(jù) 中 心 的 雷 電 綜 合 防 護
曹承屬 涂 強 王 曄 (華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海市 200002)
Synthelical Protection against Lightning for Data Centers
Cao Chengshu Tu Qiang Wang Ye(East China Architectural Design&Research Institute Co．，Ltd．，
Shanghai 200002，China)
Abstract Data center iS centralized setting site of 術(shù)手段保持 LPS部件與金屬結(jié)構(gòu)的間隔距離 (電氣絕
electronic equipm ents， which is easy suffer from the 緣)和必要的等電位聯(lián)結(jié)．其作用在于避免由于雷電
damage of lightning electromagnetic impulse．From the 流進入外部防雷裝置或建筑物內(nèi)其他接地的金屬導(dǎo)電
angle of reliable operation of data centers， equipments 部件時 ．導(dǎo)致的建筑物內(nèi)金屬部件產(chǎn)生危險火花和接
and personnel safety， solution scheme of synthelical 觸電壓。
protection against lightning in data centers is expatiated． 雷電防護系統(tǒng)主要的作用是減少雷電流對實體
Key words Data center Lightning electro— 的損害和人身傷害 對于數(shù)據(jù)中心室外設(shè)備 (天線
magnetic impulse Synthelical protection against 及其附屬設(shè)施 、通風(fēng)設(shè)備及其附屬設(shè)施 、其他金屬
lightning 管道 、金屬屋面等金屬類設(shè)施)的保護 ．IJPS是不
可或缺的
摘 要 數(shù)據(jù) 中心是電子設(shè)備集中設(shè)置的場所．
2 雷電電磁脈沖防護系統(tǒng) (LMPS)的構(gòu)成
容易受雷電電磁脈沖的損害。從保障數(shù)據(jù)中心的可靠
運行以及設(shè)備、人員安全的角度出發(fā)，闡述 了數(shù)據(jù)中
雷電電磁脈沖 (LEMP)會危及電氣和電子系統(tǒng)，
心實現(xiàn)雷電綜合防護的解決方案
數(shù)據(jù)中心內(nèi)應(yīng)設(shè)置雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)．對大量電
關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù) 中心 雷電電磁脈 沖 雷電綜合
子設(shè)備和附屬設(shè)施就雷電電磁脈沖產(chǎn)生的浪涌和電磁
防護
場輻射進行防護。LMPS包括以下基本防護措施。
2。1 接地和等電位聯(lián)結(jié)
雷電是 自然界的天氣現(xiàn)象 ，屬小概率事件．但其
在設(shè)有數(shù)據(jù)中心的建筑物內(nèi)．接地裝置宜采用環(huán)
一 旦發(fā)生 ，所造成的損失卻是巨大的。據(jù)美國有關(guān)部 形接地體．接地裝置將雷電流泄放入地 為了避免數(shù)
門的保守估計．由雷電電磁脈沖導(dǎo)致的計算機網(wǎng)絡(luò)失
據(jù)中心區(qū)域設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)危險的電位差．必須使用低
效或損壞 ，平均每年約 占全部雷擊事故的 70％：而
阻抗的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)．同時也能減小磁場
據(jù)我國一些省市的不完全統(tǒng)計，電子信息系統(tǒng)設(shè)備因
2．2 磁屏蔽和布線
雷擊造成的直接損失約占雷擊總損失的 80％ 雷擊
a． 空間屏蔽 ．可以衰減雷電直擊建筑物或其附
所造成的間接損失與政治、經(jīng)濟影響更是無法估量。 近而在雷電防護區(qū) (LPZ)內(nèi)部產(chǎn)生的磁場 ．并減少
因此．對數(shù)據(jù)中心而言．加強雷電的綜合防護措施顯
了內(nèi)部浪涌
得尤為重要 b． 內(nèi)部線路屏蔽 ．使用屏蔽電纜或屏蔽電纜管
道內(nèi)部線路，可最大限度地減少感應(yīng)浪涌。
1 雷電防護系統(tǒng) (LPS)的構(gòu)成
合理布線 ．內(nèi)部線路合理布線能夠最大限度
C．
雷電防護系統(tǒng)由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組 地減少感應(yīng)回路．從而減小內(nèi)部浪涌。
成。外部防雷裝置主要由接閃器、引下線和接地裝置 d。 進入建筑物的外部線路屏蔽減少 了傳導(dǎo)到內(nèi)
組成 ．其作用在于截獲擊向建筑物的直擊雷 (包括側(cè) 部系統(tǒng)的浪涌
擊雷)，把雷電流從雷擊點引導(dǎo)并分散泄放入大地 ． 空間屏蔽、內(nèi)部線路屏蔽、合理布線可以同時使
避免產(chǎn)生熱效應(yīng)和機械損壞，以及危險火花、接觸電 用。也可以單獨使用。磁屏蔽能夠減小電磁場內(nèi)部感
壓和跨步電壓。而內(nèi)部防雷裝置則主要是通過現(xiàn)場技 應(yīng)浪涌的幅值 ：內(nèi)部線路的合理布線可以減小內(nèi)部感
數(shù)據(jù)中心的雷電綜合防護(蕾承屬 潦強 王曄建 電丟
-_——_____——__—__——__ I BU1LDING
2口口9年第1 1期I ELECTRlCITY
應(yīng)浪涌的幅值 基礎(chǔ)上，可依據(jù)系統(tǒng)流程圖進行詳細的雷電綜合防
2．3 協(xié)調(diào)配合的 SPD (浪涌保護器)防護 護體系設(shè)計，見圖2。
在數(shù)據(jù)中心的電氣和電子系統(tǒng)中．電源和信號回 梆置戩防一T一 上一一 離閶
路都必須考慮選擇安裝合適的協(xié)調(diào)配合的SPD防護 受保護建筑物的防雷分類
SPD防護協(xié)調(diào)配合有以下幾種 ：SPD的能量配合：電
風(fēng)險評估和防護等級的確定
壓限制型 SPD間的配合： 電壓開關(guān)型和電壓限制型 工 屏蔽
外部防雷裝置的選擇
SPD間的配合 ：電壓開關(guān)型 SPD問的配合 各種配
合的原則詳見 《雷電防護 第 4部分 ：建筑物內(nèi)電氣 材料類型 尺寸的確定 ll II 天然組件”
(考慮防腐等問題)
和電子系統(tǒng)》 (GB／T 21714．4—2008／IEC 62305—
4：2006)。
接閃器系統(tǒng)
3 雷電綜合防護系統(tǒng)框圖及設(shè)計流程圖 囊線蓋網(wǎng)墨格巢系統(tǒng)曩II Il接接責(zé)閃囊器桿桿Il II接接 閃器懸線線Il II 天然終端
綜上所述 ． 雷電綜合防護系統(tǒng)的實施 可以按
引下線系統(tǒng)
圖 1所示的框圖執(zhí)行。在雷電綜合防護系統(tǒng)框圖的
引下線設(shè)計l I隱藏或暴露I【要求數(shù)量 I I天然組件
雷電防護
接地裝置
雷電防護系統(tǒng)(LPS) LEMP防護系統(tǒng)(LPMS)
B型基礎(chǔ)接地體I I A或B型基礎(chǔ)接地體 天然組件
外部
防雷裝置
內(nèi)部LPS—LEMP設(shè)計
_●______●___。-。-●●_。?！?。_-●——
¨ lI l l萎 iI菱
．．． ．． 接． ．．．．．． 閃J【．．． 器．．．．一 等電位聯(lián)結(jié)和屏蔽 I I距離和電纜布線 SPD
(鐘、嘲、帶>
LPS設(shè)計圖紙和說明
戮下線 I l等電位聯(lián)結(jié) 等電位聯(lián)結(jié)
圖 2 雷電綜合防護體系設(shè)計流程圖
共 用 接 地 裝 置 Fig．2 Flow diagram of synthelical protection again‘st
lightning system design
圖 1 雷電綜合防護系統(tǒng)框圖
2009—06—15來稿
Fig．1 Block diagram of synthelical protection
against lightning system 2009—11—04修回
∥ 。
節(jié)能新篇章 泰永新使命
泰永科技參加 “2009中國 (國際)建筑電氣節(jié)能技術(shù)論壇”
2009年9月 12日．由中國建筑學(xué)會建筑電氣分會、中國 著特點．在產(chǎn)品整個設(shè)計過程中探索節(jié)能，從產(chǎn)品細節(jié)處關(guān)注
建筑學(xué)會建筑電氣分會節(jié)能專業(yè)委員會共同主辦的 “2009中國 節(jié)能．從產(chǎn)品制造階段引入節(jié)能。成功應(yīng)用于眾多國家級重點
數(shù) 據(jù) 中 心 的 雷 電 綜 合 防 護
曹承屬 涂 強 王 曄 (華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海市 200002)
Synthelical Protection against Lightning for Data Centers
Cao Chengshu Tu Qiang Wang Ye(East China Architectural Design&Research Institute Co．，Ltd．，
Shanghai 200002，China)
Abstract Data center iS centralized setting site of 術(shù)手段保持 LPS部件與金屬結(jié)構(gòu)的間隔距離 (電氣絕
electronic equipm ents， which is easy suffer from the 緣)和必要的等電位聯(lián)結(jié)．其作用在于避免由于雷電
damage of lightning electromagnetic impulse．From the 流進入外部防雷裝置或建筑物內(nèi)其他接地的金屬導(dǎo)電
angle of reliable operation of data centers， equipments 部件時 ．導(dǎo)致的建筑物內(nèi)金屬部件產(chǎn)生危險火花和接
and personnel safety， solution scheme of synthelical 觸電壓。
protection against lightning in data centers is expatiated． 雷電防護系統(tǒng)主要的作用是減少雷電流對實體
Key words Data center Lightning electro— 的損害和人身傷害 對于數(shù)據(jù)中心室外設(shè)備 (天線
magnetic impulse Synthelical protection against 及其附屬設(shè)施 、通風(fēng)設(shè)備及其附屬設(shè)施 、其他金屬
lightning 管道 、金屬屋面等金屬類設(shè)施)的保護 ．IJPS是不
可或缺的
摘 要 數(shù)據(jù) 中心是電子設(shè)備集中設(shè)置的場所．
2 雷電電磁脈沖防護系統(tǒng) (LMPS)的構(gòu)成
容易受雷電電磁脈沖的損害。從保障數(shù)據(jù)中心的可靠
運行以及設(shè)備、人員安全的角度出發(fā)，闡述 了數(shù)據(jù)中
雷電電磁脈沖 (LEMP)會危及電氣和電子系統(tǒng)，
心實現(xiàn)雷電綜合防護的解決方案
數(shù)據(jù)中心內(nèi)應(yīng)設(shè)置雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)．對大量電
關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù) 中心 雷電電磁脈 沖 雷電綜合
子設(shè)備和附屬設(shè)施就雷電電磁脈沖產(chǎn)生的浪涌和電磁
防護
場輻射進行防護。LMPS包括以下基本防護措施。
2。1 接地和等電位聯(lián)結(jié)
雷電是 自然界的天氣現(xiàn)象 ，屬小概率事件．但其
在設(shè)有數(shù)據(jù)中心的建筑物內(nèi)．接地裝置宜采用環(huán)
一 旦發(fā)生 ，所造成的損失卻是巨大的。據(jù)美國有關(guān)部 形接地體．接地裝置將雷電流泄放入地 為了避免數(shù)
門的保守估計．由雷電電磁脈沖導(dǎo)致的計算機網(wǎng)絡(luò)失
據(jù)中心區(qū)域設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)危險的電位差．必須使用低
效或損壞 ，平均每年約 占全部雷擊事故的 70％：而
阻抗的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)．同時也能減小磁場
據(jù)我國一些省市的不完全統(tǒng)計，電子信息系統(tǒng)設(shè)備因
2．2 磁屏蔽和布線
雷擊造成的直接損失約占雷擊總損失的 80％ 雷擊
a． 空間屏蔽 ．可以衰減雷電直擊建筑物或其附
所造成的間接損失與政治、經(jīng)濟影響更是無法估量。 近而在雷電防護區(qū) (LPZ)內(nèi)部產(chǎn)生的磁場 ．并減少
因此．對數(shù)據(jù)中心而言．加強雷電的綜合防護措施顯
了內(nèi)部浪涌
得尤為重要 b． 內(nèi)部線路屏蔽 ．使用屏蔽電纜或屏蔽電纜管
道內(nèi)部線路，可最大限度地減少感應(yīng)浪涌。
1 雷電防護系統(tǒng) (LPS)的構(gòu)成
合理布線 ．內(nèi)部線路合理布線能夠最大限度
C．
雷電防護系統(tǒng)由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組 地減少感應(yīng)回路．從而減小內(nèi)部浪涌。
成。外部防雷裝置主要由接閃器、引下線和接地裝置 d。 進入建筑物的外部線路屏蔽減少 了傳導(dǎo)到內(nèi)
組成 ．其作用在于截獲擊向建筑物的直擊雷 (包括側(cè) 部系統(tǒng)的浪涌
擊雷)，把雷電流從雷擊點引導(dǎo)并分散泄放入大地 ． 空間屏蔽、內(nèi)部線路屏蔽、合理布線可以同時使
避免產(chǎn)生熱效應(yīng)和機械損壞，以及危險火花、接觸電 用。也可以單獨使用。磁屏蔽能夠減小電磁場內(nèi)部感
壓和跨步電壓。而內(nèi)部防雷裝置則主要是通過現(xiàn)場技 應(yīng)浪涌的幅值 ：內(nèi)部線路的合理布線可以減小內(nèi)部感
數(shù)據(jù)中心的雷電綜合防護(蕾承屬 潦強 王曄建 電丟
-_——_____——__—__——__ I BU1LDING
2口口9年第1 1期I ELECTRlCITY
應(yīng)浪涌的幅值 基礎(chǔ)上，可依據(jù)系統(tǒng)流程圖進行詳細的雷電綜合防
2．3 協(xié)調(diào)配合的 SPD (浪涌保護器)防護 護體系設(shè)計，見圖2。
在數(shù)據(jù)中心的電氣和電子系統(tǒng)中．電源和信號回 梆置戩防一T一 上一一 離閶
路都必須考慮選擇安裝合適的協(xié)調(diào)配合的SPD防護 受保護建筑物的防雷分類
SPD防護協(xié)調(diào)配合有以下幾種 ：SPD的能量配合：電
風(fēng)險評估和防護等級的確定
壓限制型 SPD間的配合： 電壓開關(guān)型和電壓限制型 工 屏蔽
外部防雷裝置的選擇
SPD間的配合 ：電壓開關(guān)型 SPD問的配合 各種配
合的原則詳見 《雷電防護 第 4部分 ：建筑物內(nèi)電氣 材料類型 尺寸的確定 ll II 天然組件”
(考慮防腐等問題)
和電子系統(tǒng)》 (GB／T 21714．4—2008／IEC 62305—
4：2006)。
接閃器系統(tǒng)
3 雷電綜合防護系統(tǒng)框圖及設(shè)計流程圖 囊線蓋網(wǎng)墨格巢系統(tǒng)曩II Il接接責(zé)閃囊器桿桿Il II接接 閃器懸線線Il II 天然終端
綜上所述 ． 雷電綜合防護系統(tǒng)的實施 可以按
引下線系統(tǒng)
圖 1所示的框圖執(zhí)行。在雷電綜合防護系統(tǒng)框圖的
引下線設(shè)計l I隱藏或暴露I【要求數(shù)量 I I天然組件
雷電防護
接地裝置
雷電防護系統(tǒng)(LPS) LEMP防護系統(tǒng)(LPMS)
B型基礎(chǔ)接地體I I A或B型基礎(chǔ)接地體 天然組件
外部
防雷裝置
內(nèi)部LPS—LEMP設(shè)計
_●______●___。-。-●●_。?！?。_-●——
¨ lI l l萎 iI菱
．．． ．． 接． ．．．．．． 閃J【．．． 器．．．．一 等電位聯(lián)結(jié)和屏蔽 I I距離和電纜布線 SPD
(鐘、嘲、帶>
LPS設(shè)計圖紙和說明
戮下線 I l等電位聯(lián)結(jié) 等電位聯(lián)結(jié)
圖 2 雷電綜合防護體系設(shè)計流程圖
共 用 接 地 裝 置 Fig．2 Flow diagram of synthelical protection again‘st
lightning system design
圖 1 雷電綜合防護系統(tǒng)框圖
2009—06—15來稿
Fig．1 Block diagram of synthelical protection
against lightning system 2009—11—04修回
∥ 。
節(jié)能新篇章 泰永新使命
泰永科技參加 “2009中國 (國際)建筑電氣節(jié)能技術(shù)論壇”
2009年9月 12日．由中國建筑學(xué)會建筑電氣分會、中國 著特點．在產(chǎn)品整個設(shè)計過程中探索節(jié)能，從產(chǎn)品細節(jié)處關(guān)注
建筑學(xué)會建筑電氣分會節(jié)能專業(yè)委員會共同主辦的 “2009中國 節(jié)能．從產(chǎn)品制造階段引入節(jié)能。成功應(yīng)用于眾多國家級重點
AIGC"內(nèi)容描述：在2009年11月的《建筑電氣》期刊中，有一篇文章詳細探討了數(shù)據(jù)中心的雷電綜合防護技術(shù)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大，建筑物內(nèi)電子信息設(shè)備對安全性的要求日益提高，特別是對于防止由于雷擊引發(fā)的數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)故障、通信網(wǎng)絡(luò)中斷以及設(shè)備損壞等問題的關(guān)注度提升。該文章從數(shù)據(jù)中心的地理位置選擇、建筑物外部防雷設(shè)計（如避雷針、接閃器等）、建筑物內(nèi)部電力系統(tǒng)保護（包括SPDs— surge protective devices 防雷器件的安裝與配置）以及信號線纜的過電壓防護等多個角度，全面闡述了如何構(gòu)建一個有效的雷電綜合防護體系，確保數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定、高效、安全地運行。這對于現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的設(shè)計、建設(shè)和運營具有重要的指導(dǎo)意義和技術(shù)參考價值。"
