机房电源防雷器的选择方法

2017-09-08 温州创捷防雷电器有限公司 146
  1.防雷系统发展
电的遍及应用促成为了防雷产品的发展,当高压输电网为千家万户供给能源和照明时,雷电也大量危险高压输变电设备。高压线架设高、距离长、穿梭地形烦复,容易被雷击中。接闪器的保护范畴有余以保护上千千米的输电线,是以避雷线作为保护高压线的新型接闪器就应运而生。在高压线失掉保护后,与高压线衔接的发、配电设备如故被过电压毁坏,人们发明这是因为 “认为雷”在捣蛋。(认为雷是因为直击雷放电而认为到四处的金属导体中的,认为雷可通过两种不同的认为形势侵入导体,一是静电认为:当雷云中的电荷堆集时,四处的导体也会认为上相反的电荷,当雷击放电时,雷云中的电荷迅速释放,而导体中正本被雷云电场解放住的静电也会沿导体静止探求释放通道,就会在电路中构成电脉冲。二是电磁认为:在雷云放电时,迅速变化的雷电流在其周围产生壮大的瞬变电磁场,在其四处的导体中产生很高的感生电动势。研讨标明:静电认为形势诱发的电涌数倍于电磁认为诱发的电涌。雷电在高压线上认为起电涌,并沿导线撒播到与之相连的发、配电设备,当这些设备的耐压较低时就会被认为雷毁坏,为抑制导线中的电涌,人们发清楚明了路线避雷器。
晚期的路线避雷器是凋谢的空气间隙。空气的击穿电压很高,约500kV/m,而当其被高电压击穿后就只要几十伏的低压了。把持空气的这一个性人们方案出了晚期的路线避雷器,将一根导线的一端连在输电线上,另外一根导线的一端接地,两根导线的另外一审察隔确定距离构成空气间隙的两个电极,间隙距离确定了避雷器的击穿电压,击穿电压应略高于输电线的任务电压,这样当电路失常任务时,空气间隙至关于开路,不会影响路线的失常任务。当过电压侵入时,空气间隙被击穿,过电压被箝位到很低的程度,过电流也通过空气间隙泄放上天,完成为了避雷器对路线的保护。凋谢间隙有太多的漏洞,如击穿电压受环境影响大;空气放电会氧化电极;空气电弧构成后,需经过多个交流周期才气熄弧,这便可以形成避雷器阻止或路线阻止。当前研制出的气体放电管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上阻止了这些马脚,但他们如故是创立在气体放电的原理上。气体放电型避雷器的固出漏洞:袭击击穿电压高;放电时延较长(微秒级);残压波形陡峭(dV/dt较大)。这些漏洞决定了气体放电型避雷器对敏感电气设备的保护手段不强。半导体技术的发展为咱们供给了防雷新材料,例如稳压管,其伏安个性是切合路线防雷要求的,只是其通过雷电流的手段弱,使得巨大的稳压管不能直接用作避雷器。晚期的半导体避雷器是以碳化硅材料做成的阀式避雷器,它具备与稳压管类似的伏安个性,但通过雷电流的手段很强。无非很快人们又发清楚明了金属氧化物半导体变阻器(MOV),其伏安个性更好,并具备响应时间快、通流容量大等许多益处。是以,现在遍及给与MOV路线避雷器。随着通信的发展,又产生了许多用于通信路线的避雷器,因为受通信路线传输参数的约束,这一类避雷器要思索电容和电感等影响传输参数的目标。但其防雷原理与MOV根本同等。
雷击的危险:
雷击的危险重要有三个方面:
第一是直击雷。
是指雷云对大地某一点产生凶猛的放电。它可以直接击中设备,也可以击中架空线,如电力线、电话线和天线等,雷电流沿导线进入设备,从而形成破碎摧毁。
第二是认为雷。它可以分为静电认为及电磁认为。
静电认为:当带电雷云(一般带负电)显而今导线上空时,因为静电认为作用,导线上解放了大量的相反电荷。一旦雷云对某方针放电,雷云上的负电荷便瞬间消散,此时导线上的大量正电荷依然存在,并以雷电波的模式沿导线经设备上天,诱发设备毁坏。
电磁认为:当雷电流沿着导体流入大地时,因为频率高、强度大,在导体四处便产生很强的交变磁场。假若设备在这个磁场中,便会认为出很高的电压,以至毁坏。对付天真的电子设备,特别如此。
第三是地电位还击。
咱们重大举例阐发,当10KA的雷电疏通过引入导体上天时,咱们假若接地电阻为10Ω,凭证欧姆定律,咱们可知在上天点处电压为100KV,因上天点与导线、设备接地相连,以是这几点电压都为100KA。而有楼内接地点电压为0,楼内设备就会产生100KV的电位差,足以使设备毁坏。
雷电过电压对机房电子设备形成危害的重要路径:
2            ·网络数据路线在远端遭遇直接或认为雷击,沿网络路线进入设备
2            ·有线通信路线在远端遭遇直接或认为雷击,沿通信路线进入设备
2            ·建筑物外部的各类路线,通过认为雷击电磁脉冲辐射,进入设备
2            ·电源供电路线在远端遭遇直接或认为雷击,沿供电路线进入设备
2            ·地电压太高,还击进入设备
2            ·天线遭遇直接雷击或认为雷击
2            ·接闪器引下线,在接闪器接闪泄放雷电流时,产生LEMP电磁脉冲辐射
2            ·临近建筑物或四处空中、树木等遭遇雷击,同时带来LEMP和四处空中的跨步电压(地电压还击)
·95%的闪电产生在云对云之间,产生几百千安的电流和极强的LEMP
雷电保护的全部概念
1、 IEC防雷分区定义
雷电保护区LPZ0A(0A区):  该区内的各物体均可以遭遇直接雷击,同时在该区内雷电产生的电磁场能清闲撒播,没有衰减.
雷电保护区LPZ0B(0B区):  该区内的各物体在接闪器保护范畴内,不会遭遇直接雷击,但该区内的雷电电磁场因没有樊篱装配,雷电产生的电磁场也能清闲撒播,没有衰减。
雷电保护区LPZ1(1区):该区内的各个物体因在建筑内,不会遭遇直接雷击,电流经各导体的电流比LPZ0B区更小,本区内的雷电电磁场可以衰减(雷电电磁场与LPZ0A、LPZ0B区可以纷歧致),这取决于樊篱办法。
后续防雷区LPZ2等(2区等):当需求进一步缩小雷电流和电磁场时,应引入后续防雷区,并凭证需求保护的系统所要求的环境决定后续防雷区的要求前提。
二、防雷器分级保护原理
IEC61312定义了防雷的保护分区,凭证保护分区的要求需求在每个分区的接壤处,安装绝对应的电涌保护器,在LPZ0B区与LPZ1区的接壤处安装B级(即第一级)电涌保护器,在LPZ1区与LPZ2区的接壤处安装C级(即第二级)电涌保护器,在LPZ2区内的备前端安装D级(即第三级)电涌保护器。
其任务原理为把持分级的电涌保护器,层层泄放雷电认为的能量,遂级减低电涌电压,从而保护用户端设备。
凭证VDE 0675组织,对B、C、D三级电涌保护器保护程度的要求下列:
电涌保护器安装等第
电涌保护器
保护程度
B级电源防雷器
<4KV
C级电源防雷器
<2.5KV
D级电源防雷器
<1.5KV
B级电涌保护器一般给与具备较大通流量的电涌保护器,可以将较大的雷电流泄放上天,达到限流的目的,同时将过电压减小到确定的程度.
C、D级电涌保护器给与具备较低残压的电涌保护器,可以将路线中渣滓的雷电流泄放上天,达到限压的结果,使过电压减小到设备能经受的程度。
雷电防护方案的理论根据
在咱们规划方案任务中除了依照实验相关的国家标准要求外,咱们还参考和引入IEC/TC-81无关标准的核心内容作为咱们方案的向导头脑和理论根据。IEC/TC-81是在国内电工委员会防雷技术菁华的基础上,制定的各类防雷技术标准、规范,对咱们的理论任务具备向导意义。
如:在IEC1024-1《建筑物防雷》和IE1312《雷电电磁脉冲的防护公例》标准中,重点提出了防雷分区和等电位衔接的概念。凭证雷击在不同地区的电磁脉冲强度划分防雷地区,并在不同的防雷地区的界面上举办等电位衔接,能直接衔接的金属物就直接相连,不能直接衔接的如:电力路线和通信路线等,则必须根据不同的防雷地区的科学划分,给与不同防护等第的防雷设备器件,对后续被保护设备举办无效的保护且必须实验等电位衔接。理论证明,这类分区分级等电位均压衔接,并以防雷设备来确保被保护设备的防护办法是最佳的处置题目,完成无效防护的要领。
从严峻的意义上讲,现在我方已举办的智能系统雷电防护任务,在实验的历程必须思索应用环境的稀罕环境。比方,地点的建筑物的主楼供电系统、主变配电室能否属于专门应用。虽然大楼的建筑物避雷装配可确保建筑物本人免遭雷击毁坏和人身恬适,但出于大楼的综合管线,如上下水管、电力供电线等等的综合衔接题目,市政建树管线与大楼的互相相干,如入户线的樊篱题目等启事,加入大楼内其它部门所作的改善、塔接,实难于逐一考证,就整幢建筑物能否为一完满的均压系统就难以确定。为此,咱们将重点保护的范畴会集确定在LPZ0B防雷区—打算机信息系统中神思房的范畴内,并且以LPZ0A防雷区与机房范畴的界面为一樊篱,在这里将悉数可以雷电入侵渠道全数割断。应用实验DBSE技术,并公允选用防雷设备,来完成咱们的目的----即对打算机信息系统中神思房完成系统雷电防护。
电涌保护器设备选型
在雷电高发地区,网络设备均为周到电子设备。假若不属意防雷办法,轻则设备任务异样,重则毁坏设备,形成确定的经济损失。是以,咱们在方案智能化系统时必须思索系统防雷办法。住手雷击是一个系统的工程,必须综合应用外部防护、外部防护和瞬态过压防护等各类手段,特别必须应用优秀的SPD。
凭证应用性子、信号种类、安装形势、电压级别的不同,上海思博供给下列种类的产品:
电源的防雷及电涌保护
用于历程掌握范畴中的防雷及电涌保护
用于数据网络和标准接口的防雷及电涌保护
用于无线收发系统的防雷及电涌保护
用于电信系统的防雷及电涌保护
均压等电位衔接和防雷箱箱体
测试设备
电源防雷组织规划
本名目录要思索机房的电源防雷系统,机房电源系统的防雷须惬心《建筑物防雷方案规范》的要求,凭证设备被保护的重要程度,需求给与主级防雷或主次级两级防雷。
咱们凭证本名目理论环境,我方创议给与“SurgeGate”三级防雷系统,在楼层电缆竖井或楼层配电柜处加装B级智能防雷箱,在机房配电箱进线处配置C级智能防雷箱,在终端设备前配置D级智能防雷插排。
1、一级(B级)智能防雷终端 40KA
切合IEC与VDE标准要求,凭证VDE0675对电涌保护器的分类定义,40KA是属建筑物外部的第一级(B类)电源防雷器,可供给220/380V供电路线的防雷过电压保护。防雷过电压保护是缩小被保护设备或建筑物毁坏、失火、爆炸和人员恬适的重要办法。
二、二级(C级)电涌保护器20k A
LS三、三级(D级)电涌器
机房办事器及核心交换机前端安装三级(D级)电涌吸引器。
型号:(防雷电源插座)
参数:起动时间<25ns,雷电通流量(max):5kA,任务电压:220V,有劣化批示。
信号系统防雷
信号系统因为自己的稀罕性,机房内信号路线种类许多,它蕴含有线信号、打算机网络数据线、遥控、遥测信号线、电话线、无线通信机模仿/数字信号线,监控视频线等等。并且往常布线上还存在一些题目,加入这些数据设备的耐压又很低,常成为雷电打击的方针。
用电磁阐发来阐明,0.07GS的磁场强度,便可以形成打算机原件的误行径。2.4GS的磁场强度便可以使芯片齐全报废。咱们某些同道以为设备在建筑内不会遭雷击,这类概念需求纠正。雷击设备次如果通过空间电磁脉冲,它是具备至关穿透性的,一般的建筑只能起到确定的衰减作用,要真正做到担保设备的恬适,必须用金属板将设备樊篱起来,同时将金属樊篱层接地,这类办法针对一些小部门、部分设备可以给与,并且结果还不错,但绝大多半设备不可以照此办理,同时与金属樊篱层以皮毛连的线缆照旧需求加SPD设备。
是以,在重要设备,对付核心网交换机、HUB、长线MODEM、程控交换机、摄像甲等信号接口上都需求安装相应的信号避雷器以担保设备的恬适。因为信号避雷器数量泛滥就纷歧一枚举。
信号避雷器的决定和安装可拜会“智能系统防雷透露施展阐发图”:
该机房重要信号电涌抑制器为RJ45电涌保护器
接地系统防雷
作为大楼的接地,蕴含防直击雷接地、强电接地、强电保护地、弱电保护地、弱电任务地、弱电逻辑地、防静电地等各类类型的接地线。若何措置好这些接地线是一个很关键的题目。
凭证GB50174-93标准及IEC1312标准,各类接地线应给与分类衔接形势,给与汇流形势一点接地,同时各类接地线在公开又衔接在同一个地网中。所谓分类衔接:即接地线按其用途,应用的系统、扼守严峻区分开,严禁不同类型的接地线连在一根接地线上省得构成还击前提。所谓汇流形势一点接地:即同类设备的接地线均衔接到一个汇流点上中央不混接,再由此汇流点用一根线引至地网中。这样可住手构成回路电流。如图
这类接处所式现在遍及应用于打算机、数据通信行业,已被理论证明是一种恬适无效的接处所式。其联合地网的接地电阻按悉数接地要求中最低数值来拔取。电涌保护器的安装阐明
安装避雷器时的引线应给与截面积不小于25mm2的多股铜导线,并尽可以短(引线长度不宜超过0.5m)。当引线长度超过0.5m时,应加大引线的截面积。引线应紧凑并排或绑扎布放。
电源避雷器的接地线应应用不小于16~35mm2的多股铜导线,并尽可以就近与交流保护地汇流排、总汇流排、接地网直接稳定衔接,且不能折弯或萦绕。
电涌保护器失常任务的前提必须惬心: 电网供电电压必须不超过电涌保护器的最大任务电压,对付电压变化较大的电网,应当选用最大任务电压更高的电涌保护器;电涌保护器的任务环境(如:温度)必须合乎其技术规范的要求。
安装前应做好充实的筹办,如衔接导线的长度、线饵和螺丝的大小等应先凭证安装地位和衔接位确定好。严禁带电安装电源避雷器。
安装各级电源避雷器时,应做美意外环境的应对要领(如:停电时间太长)。
在中断市电来安装第1、二级保护用电源避雷器的同时,应确保备用电源供电失常。在电力室交流配电屏上安装电源避雷器时,应在短期内完成。
在UPS交流配电屏上安装电源避雷器时,先搜索和确保UPS供电满载在稳定的放电时间前提下,安装时应在只管短的时间内完成。
电涌保护器安装时应当公允走线,住手二次认为景遇的产生。
如原配电箱有空间,电涌保护器可装入配电柜内;如原配电箱内无渣滓空间,电涌保护器其它给与防雷箱就近装在配电柜阁下。
接地工程
接地系统是担保机房电气及打算机设备恬适稳定运转的重要办法。本工程方案的三相五线制供电形势。三火一零一地(保护地)进户。
本名目给与联合接地系统。在机房设等电位接地端子箱,内置2条等电位端子接地紫铜板。从接地板用1根ZR-VV-1x25mm2 沿线槽或穿桥架经强电竖井明敷到公开室低压配电房,与大楼的总接地端子板衔接。
系统接地与大楼防雷接地共用接地体,机房等电位接地端子箱处的接地电阻不大于4Ω。
给与交流220V供电的消防设备,其金属外壳和金属支架应与PE线衔接。分外值得一提的是,UPS系统三孔插座,其接地端子接逻辑地网,此规划是按打算机系统设备要求接逻辑地思索的,如设备有稀罕要求,按厂家要求做施工规划。在室内恬适保护地线与电源中性线(零性)要分袂接在开关柜和配电箱相应接线排上。保护地(PE)与配电柜体有稳定的电气衔接。PE线引至户外,可与中性线重复接地,接在一个接地极上。厚玻璃隔绝距离金属框及防静电地板支脚应最多有两点稳定接地,是为防静电接地。
机房等电位衔接规划
1、等电位衔接的作用
(1)低落预期接触电压
(2)消除自建筑物外沿PEN线或PE线窜入的危害阻止电压
(3)缩小保护装配据拒动带来的危险
在打算机防雷安装等电位衔接排,设备通过等电位衔接带和等电位衔接排相连,接地装配通过地线衔接到等电位衔接排上。
机房设部分等电位衔接系统,给与3x20紫铜排构成“田”子型等电位接地网络。由等电位端子排引到各机柜的公用接地干线和机房内各电子设备的公用接地干线给与,穿电线管MT25明敷设。
对付其它用电设备例如:给与交流220V供电的消防设备,UPS设备,空调,PC等等具备金属外壳和金属支架应与PE线衔接。金属槽(管)两端及中央每隔5米应接地;机房内金属门、窗及其金属构件等,均应稳定接地。
二、等电位联合导体决定
类别
取值
总等电位联合线
部分等电位联合线
辅佐等电位联合线
一般值
不小于0.5×进线PE(PEN)线截面
不小于0.5×部分场所最大PE线截面
两电气设备外露可导电部分间
较小PE线截面
电气设备与装配外导电部分间
0.5×PE线截面
最小值
6 mm2  铜线
无机器保护时
2.5mm2铜线
无机器保护时
2.5mm2铜线
16mm2 铝线(无机器保护,担保衔接处恒久导通)
无机器保护时
4 mm2铜线
无机器保护时
4 mm2铜线
50mm2  铁
16 mm2  铁
16 mm2  铁
最大值
35 mm2 铜线或类似电导值导线(若为铝线时则无机器保护,并担保衔接处恒久导通)
35 mm2 铜线或类似电导值导线(若为铝线时则无机器保护,并担保衔接处恒久导通)
凭证以上所述,咱们创议等电位衔接排,记接地装配和室内等电位衔接排之间给与35 mm2 铜质线缆衔接。在部分等电位衔接,即设备和等电位衔接带之间应用6mm2 的铜线衔接。并作镀锡措置。
机房公用接地体施工规划
本名目给与联合接处所式。假若大楼不能供给接地端子,可以供给的接地端子经测试不符总打算机机房需求,则机房需求给与公用接地体施工。
在大楼外部的草地上完成机房公用接地体施工,并引一条ZR-BV 35 mm2接地线引入到机房等电位接地箱,接地引线与大楼的钢筋网及各类金属管道绝缘。我方理睬直流地的接地电阻小于1欧姆。
我方将严峻凭证《建筑物防雷方案规范》 GB50057—94中的请务实验接地工程,接地电阻达到1欧姆下列。细心施工规划下列:
1、首先决定接地地表
(a)、接地地表由甲方指定处所和范畴,我公司将在给出的范畴内施工。接地地表范畴内应不含各类管道,如水管、煤气管、下水道等,若大楼物业方面事没有分外阐明或出具施工范畴内的管道图,因为我方施工所形成的其它管道破碎摧毁,我方应不承当责任。
(b)、若接地地表为绿地,则咱们首先将绿地内的动物移出,作好现场保护后再施工,施工竣事将再将动物移植返来,并作好现场回覆;若接地地表为水泥地,则咱们首先将水泥路布破碎摧毁,闪现泥土后施工,施工竣过后,回覆水泥路面。以上现场保护和回覆的费用蕴含在我方施工费报价中,但其它可以显现的一些费用,如:绿地占用费、空中损坏费等,这些费用不蕴含在我公司本次工程报价中。
注:接地施工图下列
二、在接地地表处挖出宽为0.5米,深为1米,的长为20米,“口”字型地槽(长度视地表导电率而定),尔后每隔3米左右开挖一个小坑,每坑深0.4-0.5米。
三、将一根1.5米长的铜包钢垂直打在圆坑处。深度1.5m。
四、坑处添补降阻剂,在沟内铺设一层后15厘米宽10厘米的降阻剂。鄙人面铺设热镀锌扁钢。
五、用镀锌扁铁衔接悉数铜包钢,应用火泥焊接技术 。
六、将接地线与地网衔接,引至机房。接地线可以为铜芯电线或镀锌铜排,假若选用镀锌铜排衔接至机房,则接地全部结果较好,接地电阻能做到小于1欧姆,但材料费和施工费都较低廉,较少给与。是以,在接地工程中一般给与35-70平方电源线,并思索樊篱措置。
七、施工竣事并做好现场初步回覆后,该当即应用公用仪器测试。测试时,工程甲方或监理方应有代表在场。接地工程施工完成时最便于测试,不然,一旦现场齐全回覆,当前做第二次测试时极其费事,需从新开挖土地,找到接地体或接地线后才气做测试,是以,接地工程完后该立即开端测试和验收。
防雷接地系统施工规划
电源防雷器施工工序
配电电涌保护器安装工序:钻孔——打澎胀螺丝——安稳防雷箱——作避雷器及空启迪线——衔接路线及接地
接地系统施工工序
1、机房等电位铜母排安装:墙面、空中、母排钻孔——打澎胀螺丝——上绝缘子——装母排
二、机房等电位衔接:裁导线——两端做线耳——穿金属软管——将母排同设备等衔接——将母排与地线衔接。
三、母排箱安装:钻孔——安稳箱体——裁导线——作线耳——接线。
四、母排地阻检测:打地桩——接导线——摇测——读数——记录。
接地系统施工工艺
1、施工前的环境和器材搜索:
交接间、设备间的接地钢板已完工。
屋宇预留地的地位、尺寸均应切合方案要求。
本系统的方案图纸已完成。
材料的品质切合方案要求。
无关施工对象已到位。
二、接地施工工艺的标准:
设备、器具和可拆卸的其它非带电金属部件接地的分干线,必须直接与接地干线相连,严禁勾串衔接。
螺栓衔接慎密安稳,有防松办法。
接地线及保护线与设备,应担保有稳定的电气接触。
接地线与接地线衔接给与焊接如搭接时,其搭接长度不小于扁钢宽度的2倍。
三、细心施工要领:
凡与接地引出点之间的衔接均给与双金属过渡讨论衔接。
前端设备机柜、掌握箱、配电箱的框架与干线衔接。
室内配电装配的金属构架、线槽、布线的桥架、布线的机柜。
各类路线的金属保护管、各类金属接线盒(如BA的DDC箱、门禁掌握箱)应给与多股铜线6mm2衔接到就近接地端子。
电子设备的外壳给与保护接地。
大型电子打算机给与共用接处所式与防雷接地系统共用接地极。
四、金属混合讨论制作工艺:
将铜排和扁钢需焊接的端部打好坡口。
焊接前焊口需清理打磨。
四处把持铜合金焊举办电焊施焊。
每施焊一遍后举行抛光,吊销氧化物及焊碴。
焊接完成后,用沥青防堕落防腐清理。
五、接地装配施工属意事变:
凡外露的失常状态下不带电的电子打算机系统设备金属壳体必须与保护接地装配稳定衔接。
各类接地装配的安装及其接地电阻值应切合方案要求, 衔接正确。
接地装配焊接必须安稳, 需涂复部分涂层必须无缺。
交流电源路线不得与直流任务地线紧贴平行敷设