数据中心的雷电综合防护-建筑电气2009.11
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【摘要】数据中心是电子设备集中设置的场所，容易受雷电电磁脉冲的损害。从保障数据中心的可靠运行以及设备、人员安全的角度出发
文本预览
数 J据 J中 J心 J设 J计 J专 j栏 』(上)
数 据 中 心 的 雷 电 综 合 防 护
曹承属 涂 强 王 晔 (华东建筑设计研究院有限公司，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 术手段保持 LPS部件与金属结构的间隔距离 (电气绝
electronic equipm ents， which is easy suffer from the 缘)和必要的等电位联结．其作用在于避免由于雷电
damage of lightning electromagnetic impulse．From the 流进入外部防雷装置或建筑物内其他接地的金属导电
angle of reliable operation of data centers， equipments 部件时 ．导致的建筑物内金属部件产生危险火花和接
and personnel safety， solution scheme of synthelical 触电压。
protection against lightning in data centers is expatiated． 雷电防护系统主要的作用是减少雷电流对实体
Key words Data center Lightning electro— 的损害和人身伤害 对于数据中心室外设备 (天线
magnetic impulse Synthelical protection against 及其附属设施 、通风设备及其附属设施 、其他金属
lightning 管道 、金属屋面等金属类设施)的保护 ．IJPS是不
可或缺的
摘 要 数据 中心是电子设备集中设置的场所．
2 雷电电磁脉冲防护系统 (LMPS)的构成
容易受雷电电磁脉冲的损害。从保障数据中心的可靠
运行以及设备、人员安全的角度出发，阐述 了数据中
雷电电磁脉冲 (LEMP)会危及电气和电子系统，
心实现雷电综合防护的解决方案
数据中心内应设置雷电电磁脉冲防护系统．对大量电
关键词 数据 中心 雷电电磁脉 冲 雷电综合
子设备和附属设施就雷电电磁脉冲产生的浪涌和电磁
防护
场辐射进行防护。LMPS包括以下基本防护措施。
2。1 接地和等电位联结
雷电是 自然界的天气现象 ，属小概率事件．但其
在设有数据中心的建筑物内．接地装置宜采用环
一 旦发生 ，所造成的损失却是巨大的。据美国有关部 形接地体．接地装置将雷电流泄放入地 为了避免数
门的保守估计．由雷电电磁脉冲导致的计算机网络失
据中心区域设备内部出现危险的电位差．必须使用低
效或损坏 ，平均每年约 占全部雷击事故的 70％：而
阻抗的等电位联结网络．同时也能减小磁场
据我国一些省市的不完全统计，电子信息系统设备因
2．2 磁屏蔽和布线
雷击造成的直接损失约占雷击总损失的 80％ 雷击
a． 空间屏蔽 ．可以衰减雷电直击建筑物或其附
所造成的间接损失与政治、经济影响更是无法估量。 近而在雷电防护区 (LPZ)内部产生的磁场 ．并减少
因此．对数据中心而言．加强雷电的综合防护措施显
了内部浪涌
得尤为重要 b． 内部线路屏蔽 ．使用屏蔽电缆或屏蔽电缆管
道内部线路，可最大限度地减少感应浪涌。
1 雷电防护系统 (LPS)的构成
合理布线 ．内部线路合理布线能够最大限度
C．
雷电防护系统由外部防雷装置和内部防雷装置组 地减少感应回路．从而减小内部浪涌。
成。外部防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置 d。 进入建筑物的外部线路屏蔽减少 了传导到内
组成 ．其作用在于截获击向建筑物的直击雷 (包括侧 部系统的浪涌
击雷)，把雷电流从雷击点引导并分散泄放入大地 ． 空间屏蔽、内部线路屏蔽、合理布线可以同时使
避免产生热效应和机械损坏，以及危险火花、接触电 用。也可以单独使用。磁屏蔽能够减小电磁场内部感
压和跨步电压。而内部防雷装置则主要是通过现场技 应浪涌的幅值 ：内部线路的合理布线可以减小内部感
数据中心的雷电综合防护(蕾承属 潦强 王晔建 电丢
-_——_____——__—__——__ I BU1LDING
2口口9年第1 1期I ELECTRlCITY
应浪涌的幅值 基础上，可依据系统流程图进行详细的雷电综合防
2．3 协调配合的 SPD (浪涌保护器)防护 护体系设计，见图2。
在数据中心的电气和电子系统中．电源和信号回 梆置戬防一T一 上一一 离阊
路都必须考虑选择安装合适的协调配合的SPD防护 受保护建筑物的防雷分类
SPD防护协调配合有以下几种 ：SPD的能量配合：电
风险评估和防护等级的确定
压限制型 SPD间的配合： 电压开关型和电压限制型 工 屏蔽
外部防雷装置的选择
SPD间的配合 ：电压开关型 SPD问的配合 各种配
合的原则详见 《雷电防护 第 4部分 ：建筑物内电气 材料类型 尺寸的确定 ll II 天然组件”
(考虑防腐等问题)
和电子系统》 (GB／T 21714．4—2008／IEC 62305—
4：2006)。
接闪器系统
3 雷电综合防护系统框图及设计流程图 囊线盖网墨格巢系统曩II Il接接责闪囊器杆杆Il II接接 闪器悬线线Il II 天然终端
综上所述 ． 雷电综合防护系统的实施 可以按
引下线系统
图 1所示的框图执行。在雷电综合防护系统框图的
引下线设计l I隐藏或暴露I【要求数量 I I天然组件
雷电防护
接地装置
雷电防护系统(LPS) LEMP防护系统(LPMS)
B型基础接地体I I A或B型基础接地体 天然组件
外部
防雷装置
内部LPS—LEMP设计
_●______●___。-。-●●_。。●-。_-●——
¨ lI l l萎 iI菱
．．． ．． 接． ．．．．．． 闪J【．．． 器．．．．一 等电位联结和屏蔽 I I距离和电缆布线 SPD
(钟、嘲、带>
LPS设计图纸和说明
戮下线 I l等电位联结 等电位联结
图 2 雷电综合防护体系设计流程图
共 用 接 地 装 置 Fig．2 Flow diagram of synthelical protection again‘st
lightning system design
图 1 雷电综合防护系统框图
2009—06—15来稿
Fig．1 Block diagram of synthelical protection
against lightning system 2009—11—04修回
∥ 。
节能新篇章 泰永新使命
泰永科技参加 “2009中国 (国际)建筑电气节能技术论坛”
2009年9月 12日．由中国建筑学会建筑电气分会、中国 著特点．在产品整个设计过程中探索节能，从产品细节处关注
建筑学会建筑电气分会节能专业委员会共同主办的 “2009中国 节能．从产品制造阶段引入节能。成功应用于众多国家级重点
数 据 中 心 的 雷 电 综 合 防 护
曹承属 涂 强 王 晔 (华东建筑设计研究院有限公司，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 术手段保持 LPS部件与金属结构的间隔距离 (电气绝
electronic equipm ents， which is easy suffer from the 缘)和必要的等电位联结．其作用在于避免由于雷电
damage of lightning electromagnetic impulse．From the 流进入外部防雷装置或建筑物内其他接地的金属导电
angle of reliable operation of data centers， equipments 部件时 ．导致的建筑物内金属部件产生危险火花和接
and personnel safety， solution scheme of synthelical 触电压。
protection against lightning in data centers is expatiated． 雷电防护系统主要的作用是减少雷电流对实体
Key words Data center Lightning electro— 的损害和人身伤害 对于数据中心室外设备 (天线
magnetic impulse Synthelical protection against 及其附属设施 、通风设备及其附属设施 、其他金属
lightning 管道 、金属屋面等金属类设施)的保护 ．IJPS是不
可或缺的
摘 要 数据 中心是电子设备集中设置的场所．
2 雷电电磁脉冲防护系统 (LMPS)的构成
容易受雷电电磁脉冲的损害。从保障数据中心的可靠
运行以及设备、人员安全的角度出发，阐述 了数据中
雷电电磁脉冲 (LEMP)会危及电气和电子系统，
心实现雷电综合防护的解决方案
数据中心内应设置雷电电磁脉冲防护系统．对大量电
关键词 数据 中心 雷电电磁脉 冲 雷电综合
子设备和附属设施就雷电电磁脉冲产生的浪涌和电磁
防护
场辐射进行防护。LMPS包括以下基本防护措施。
2。1 接地和等电位联结
雷电是 自然界的天气现象 ，属小概率事件．但其
在设有数据中心的建筑物内．接地装置宜采用环
一 旦发生 ，所造成的损失却是巨大的。据美国有关部 形接地体．接地装置将雷电流泄放入地 为了避免数
门的保守估计．由雷电电磁脉冲导致的计算机网络失
据中心区域设备内部出现危险的电位差．必须使用低
效或损坏 ，平均每年约 占全部雷击事故的 70％：而
阻抗的等电位联结网络．同时也能减小磁场
据我国一些省市的不完全统计，电子信息系统设备因
2．2 磁屏蔽和布线
雷击造成的直接损失约占雷击总损失的 80％ 雷击
a． 空间屏蔽 ．可以衰减雷电直击建筑物或其附
所造成的间接损失与政治、经济影响更是无法估量。 近而在雷电防护区 (LPZ)内部产生的磁场 ．并减少
因此．对数据中心而言．加强雷电的综合防护措施显
了内部浪涌
得尤为重要 b． 内部线路屏蔽 ．使用屏蔽电缆或屏蔽电缆管
道内部线路，可最大限度地减少感应浪涌。
1 雷电防护系统 (LPS)的构成
合理布线 ．内部线路合理布线能够最大限度
C．
雷电防护系统由外部防雷装置和内部防雷装置组 地减少感应回路．从而减小内部浪涌。
成。外部防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置 d。 进入建筑物的外部线路屏蔽减少 了传导到内
组成 ．其作用在于截获击向建筑物的直击雷 (包括侧 部系统的浪涌
击雷)，把雷电流从雷击点引导并分散泄放入大地 ． 空间屏蔽、内部线路屏蔽、合理布线可以同时使
避免产生热效应和机械损坏，以及危险火花、接触电 用。也可以单独使用。磁屏蔽能够减小电磁场内部感
压和跨步电压。而内部防雷装置则主要是通过现场技 应浪涌的幅值 ：内部线路的合理布线可以减小内部感
数据中心的雷电综合防护(蕾承属 潦强 王晔建 电丢
-_——_____——__—__——__ I BU1LDING
2口口9年第1 1期I ELECTRlCITY
应浪涌的幅值 基础上，可依据系统流程图进行详细的雷电综合防
2．3 协调配合的 SPD (浪涌保护器)防护 护体系设计，见图2。
在数据中心的电气和电子系统中．电源和信号回 梆置戬防一T一 上一一 离阊
路都必须考虑选择安装合适的协调配合的SPD防护 受保护建筑物的防雷分类
SPD防护协调配合有以下几种 ：SPD的能量配合：电
风险评估和防护等级的确定
压限制型 SPD间的配合： 电压开关型和电压限制型 工 屏蔽
外部防雷装置的选择
SPD间的配合 ：电压开关型 SPD问的配合 各种配
合的原则详见 《雷电防护 第 4部分 ：建筑物内电气 材料类型 尺寸的确定 ll II 天然组件”
(考虑防腐等问题)
和电子系统》 (GB／T 21714．4—2008／IEC 62305—
4：2006)。
接闪器系统
3 雷电综合防护系统框图及设计流程图 囊线盖网墨格巢系统曩II Il接接责闪囊器杆杆Il II接接 闪器悬线线Il II 天然终端
综上所述 ． 雷电综合防护系统的实施 可以按
引下线系统
图 1所示的框图执行。在雷电综合防护系统框图的
引下线设计l I隐藏或暴露I【要求数量 I I天然组件
雷电防护
接地装置
雷电防护系统(LPS) LEMP防护系统(LPMS)
B型基础接地体I I A或B型基础接地体 天然组件
外部
防雷装置
内部LPS—LEMP设计
_●______●___。-。-●●_。。●-。_-●——
¨ lI l l萎 iI菱
．．． ．． 接． ．．．．．． 闪J【．．． 器．．．．一 等电位联结和屏蔽 I I距离和电缆布线 SPD
(钟、嘲、带>
LPS设计图纸和说明
戮下线 I l等电位联结 等电位联结
图 2 雷电综合防护体系设计流程图
共 用 接 地 装 置 Fig．2 Flow diagram of synthelical protection again‘st
lightning system design
图 1 雷电综合防护系统框图
2009—06—15来稿
Fig．1 Block diagram of synthelical protection
against lightning system 2009—11—04修回
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节能新篇章 泰永新使命
泰永科技参加 “2009中国 (国际)建筑电气节能技术论坛”
2009年9月 12日．由中国建筑学会建筑电气分会、中国 著特点．在产品整个设计过程中探索节能，从产品细节处关注
建筑学会建筑电气分会节能专业委员会共同主办的 “2009中国 节能．从产品制造阶段引入节能。成功应用于众多国家级重点
AIGC"内容描述：在2009年11月的《建筑电气》期刊中，有一篇文章详细探讨了数据中心的雷电综合防护技术。随着信息技术的飞速发展和数据中心规模的不断扩大，建筑物内电子信息设备对安全性的要求日益提高，特别是对于防止由于雷击引发的数据中心电力系统故障、通信网络中断以及设备损坏等问题的关注度提升。该文章从数据中心的地理位置选择、建筑物外部防雷设计（如避雷针、接闪器等）、建筑物内部电力系统保护（包括SPDs— surge protective devices 防雷器件的安装与配置）以及信号线缆的过电压防护等多个角度，全面阐述了如何构建一个有效的雷电综合防护体系，确保数据中心稳定、高效、安全地运行。这对于现代数据中心的设计、建设和运营具有重要的指导意义和技术参考价值。"
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