數據中心的雷電綜合防護-建筑電氣2009.11
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數據中心的雷電綜合防護-建筑電氣2009.11
【摘要】數據中心是電子設備集中設置的場所，容易受雷電電磁脈沖的損害。從保障數據中心的可靠運行以及設備、人員安全的角度出發(fā)
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數 J據 J中 J心 J設 J計 J專 j欄 』(上)
數 據 中 心 的 雷 電 綜 合 防 護
曹承屬 涂 強 王 曄 (華東建筑設計研究院有限公司，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 術手段保持 LPS部件與金屬結構的間隔距離 (電氣絕
electronic equipm ents， which is easy suffer from the 緣)和必要的等電位聯結．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其他接地的金屬導電
angle of reliable operation of data centers， equipments 部件時 ．導致的建筑物內金屬部件產生危險火花和接
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 對于數據中心室外設備 (天線
magnetic impulse Synthelical protection against 及其附屬設施 、通風設備及其附屬設施 、其他金屬
lightning 管道 、金屬屋面等金屬類設施)的保護 ．IJPS是不
可或缺的
摘 要 數據 中心是電子設備集中設置的場所．
2 雷電電磁脈沖防護系統 (LMPS)的構成
容易受雷電電磁脈沖的損害。從保障數據中心的可靠
運行以及設備、人員安全的角度出發(fā)，闡述 了數據中
雷電電磁脈沖 (LEMP)會危及電氣和電子系統，
心實現雷電綜合防護的解決方案
數據中心內應設置雷電電磁脈沖防護系統．對大量電
關鍵詞 數據 中心 雷電電磁脈 沖 雷電綜合
子設備和附屬設施就雷電電磁脈沖產生的浪涌和電磁
防護
場輻射進行防護。LMPS包括以下基本防護措施。
2。1 接地和等電位聯結
雷電是 自然界的天氣現象 ，屬小概率事件．但其
在設有數據中心的建筑物內．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。據美國有關部 形接地體．接地裝置將雷電流泄放入地 為了避免數
門的保守估計．由雷電電磁脈沖導致的計算機網絡失
據中心區(qū)域設備內部出現危險的電位差．必須使用低
效或損壞 ，平均每年約 占全部雷擊事故的 70％：而
阻抗的等電位聯結網絡．同時也能減小磁場
據我國一些省市的不完全統計，電子信息系統設備因
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、經濟影響更是無法估量。 近而在雷電防護區(qū) (LPZ)內部產生的磁場 ．并減少
因此．對數據中心而言．加強雷電的綜合防護措施顯
了內部浪涌
得尤為重要 b． 內部線路屏蔽 ．使用屏蔽電纜或屏蔽電纜管
道內部線路，可最大限度地減少感應浪涌。
1 雷電防護系統 (LPS)的構成
合理布線 ．內部線路合理布線能夠最大限度
C．
雷電防護系統由外部防雷裝置和內部防雷裝置組 地減少感應回路．從而減小內部浪涌。
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 了傳導到內
組成 ．其作用在于截獲擊向建筑物的直擊雷 (包括側 部系統的浪涌
擊雷)，把雷電流從雷擊點引導并分散泄放入大地 ． 空間屏蔽、內部線路屏蔽、合理布線可以同時使
避免產生熱效應和機械損壞，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部感
壓和跨步電壓。而內部防雷裝置則主要是通過現場技 應浪涌的幅值 ：內部線路的合理布線可以減小內部感
數據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
應浪涌的幅值 基礎上，可依據系統流程圖進行詳細的雷電綜合防
2．3 協調配合的 SPD (浪涌保護器)防護 護體系設計，見圖2。
在數據中心的電氣和電子系統中．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調配合的SPD防護 受保護建筑物的防雷分類
SPD防護協調配合有以下幾種 ：SPD的能量配合：電
風險評估和防護等級的確定
壓限制型 SPD間的配合： 電壓開關型和電壓限制型 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》 (GB／T 21714．4—2008／IEC 62305—
4：2006)。
接閃器系統
3 雷電綜合防護系統框圖及設計流程圖 囊線蓋網墨格巢系統曩II Il接接責閃囊器桿桿Il II接接 閃器懸線線Il II 天然終端
綜上所述 ． 雷電綜合防護系統的實施 可以按
引下線系統
圖 1所示的框圖執(zhí)行。在雷電綜合防護系統框圖的
引下線設計l I隱藏或暴露I【要求數量 I I天然組件
雷電防護
接地裝置
雷電防護系統(LPS) LEMP防護系統(LPMS)
B型基礎接地體I I A或B型基礎接地體 天然組件
外部
防雷裝置
內部LPS—LEMP設計
_●______●___。-。-●●_。?！?。_-●——
¨ lI l l萎 iI菱
．．． ．． 接． ．．．．．． 閃J【．．． 器．．．．一 等電位聯結和屏蔽 I I距離和電纜布線 SPD
(鐘、嘲、帶>
LPS設計圖紙和說明
戮下線 I l等電位聯結 等電位聯結
圖 2 雷電綜合防護體系設計流程圖
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)能技術論壇”
2009年9月 12日．由中國建筑學會建筑電氣分會、中國 著特點．在產品整個設計過程中探索節(jié)能，從產品細節(jié)處關注
建筑學會建筑電氣分會節(jié)能專業(yè)委員會共同主辦的 “2009中國 節(jié)能．從產品制造階段引入節(jié)能。成功應用于眾多國家級重點
數 據 中 心 的 雷 電 綜 合 防 護
曹承屬 涂 強 王 曄 (華東建筑設計研究院有限公司，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 術手段保持 LPS部件與金屬結構的間隔距離 (電氣絕
electronic equipm ents， which is easy suffer from the 緣)和必要的等電位聯結．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其他接地的金屬導電
angle of reliable operation of data centers， equipments 部件時 ．導致的建筑物內金屬部件產生危險火花和接
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 對于數據中心室外設備 (天線
magnetic impulse Synthelical protection against 及其附屬設施 、通風設備及其附屬設施 、其他金屬
lightning 管道 、金屬屋面等金屬類設施)的保護 ．IJPS是不
可或缺的
摘 要 數據 中心是電子設備集中設置的場所．
2 雷電電磁脈沖防護系統 (LMPS)的構成
容易受雷電電磁脈沖的損害。從保障數據中心的可靠
運行以及設備、人員安全的角度出發(fā)，闡述 了數據中
雷電電磁脈沖 (LEMP)會危及電氣和電子系統，
心實現雷電綜合防護的解決方案
數據中心內應設置雷電電磁脈沖防護系統．對大量電
關鍵詞 數據 中心 雷電電磁脈 沖 雷電綜合
子設備和附屬設施就雷電電磁脈沖產生的浪涌和電磁
防護
場輻射進行防護。LMPS包括以下基本防護措施。
2。1 接地和等電位聯結
雷電是 自然界的天氣現象 ，屬小概率事件．但其
在設有數據中心的建筑物內．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。據美國有關部 形接地體．接地裝置將雷電流泄放入地 為了避免數
門的保守估計．由雷電電磁脈沖導致的計算機網絡失
據中心區(qū)域設備內部出現危險的電位差．必須使用低
效或損壞 ，平均每年約 占全部雷擊事故的 70％：而
阻抗的等電位聯結網絡．同時也能減小磁場
據我國一些省市的不完全統計，電子信息系統設備因
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、經濟影響更是無法估量。 近而在雷電防護區(qū) (LPZ)內部產生的磁場 ．并減少
因此．對數據中心而言．加強雷電的綜合防護措施顯
了內部浪涌
得尤為重要 b． 內部線路屏蔽 ．使用屏蔽電纜或屏蔽電纜管
道內部線路，可最大限度地減少感應浪涌。
1 雷電防護系統 (LPS)的構成
合理布線 ．內部線路合理布線能夠最大限度
C．
雷電防護系統由外部防雷裝置和內部防雷裝置組 地減少感應回路．從而減小內部浪涌。
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 了傳導到內
組成 ．其作用在于截獲擊向建筑物的直擊雷 (包括側 部系統的浪涌
擊雷)，把雷電流從雷擊點引導并分散泄放入大地 ． 空間屏蔽、內部線路屏蔽、合理布線可以同時使
避免產生熱效應和機械損壞，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部感
壓和跨步電壓。而內部防雷裝置則主要是通過現場技 應浪涌的幅值 ：內部線路的合理布線可以減小內部感
數據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
應浪涌的幅值 基礎上，可依據系統流程圖進行詳細的雷電綜合防
2．3 協調配合的 SPD (浪涌保護器)防護 護體系設計，見圖2。
在數據中心的電氣和電子系統中．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調配合的SPD防護 受保護建筑物的防雷分類
SPD防護協調配合有以下幾種 ：SPD的能量配合：電
風險評估和防護等級的確定
壓限制型 SPD間的配合： 電壓開關型和電壓限制型 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》 (GB／T 21714．4—2008／IEC 62305—
4：2006)。
接閃器系統
3 雷電綜合防護系統框圖及設計流程圖 囊線蓋網墨格巢系統曩II Il接接責閃囊器桿桿Il II接接 閃器懸線線Il II 天然終端
綜上所述 ． 雷電綜合防護系統的實施 可以按
引下線系統
圖 1所示的框圖執(zhí)行。在雷電綜合防護系統框圖的
引下線設計l I隱藏或暴露I【要求數量 I I天然組件
雷電防護
接地裝置
雷電防護系統(LPS) LEMP防護系統(LPMS)
B型基礎接地體I I A或B型基礎接地體 天然組件
外部
防雷裝置
內部LPS—LEMP設計
_●______●___。-。-●●_。?！?。_-●——
¨ lI l l萎 iI菱
．．． ．． 接． ．．．．．． 閃J【．．． 器．．．．一 等電位聯結和屏蔽 I I距離和電纜布線 SPD
(鐘、嘲、帶>
LPS設計圖紙和說明
戮下線 I l等電位聯結 等電位聯結
圖 2 雷電綜合防護體系設計流程圖
共 用 接 地 裝 置 Fig．2 Flow diagram of synthelical protection again‘st
lightning system design
圖 1 雷電綜合防護系統框圖
2009—06—15來稿
Fig．1 Block diagram of synthelical protection
against lightning system 2009—11—04修回
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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)能技術論壇”
2009年9月 12日．由中國建筑學會建筑電氣分會、中國 著特點．在產品整個設計過程中探索節(jié)能，從產品細節(jié)處關注
建筑學會建筑電氣分會節(jié)能專業(yè)委員會共同主辦的 “2009中國 節(jié)能．從產品制造階段引入節(jié)能。成功應用于眾多國家級重點
AIGC"內容描述：在2009年11月的《建筑電氣》期刊中，有一篇文章詳細探討了數據中心的雷電綜合防護技術。隨著信息技術的飛速發(fā)展和數據中心規(guī)模的不斷擴大，建筑物內電子信息設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)的數據中心電力系統故障、通信網絡中斷以及設備損壞等問題的關注度提升。該文章從數據中心的地理位置選擇、建筑物外部防雷設計（如避雷針、接閃器等）、建筑物內部電力系統保護（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，全面闡述了如何構建一個有效的雷電綜合防護體系，確保數據中心穩(wěn)定、高效、安全地運行。這對于現代數據中心的設計、建設和運營具有重要的指導意義和技術參考價值。"
