IDC數據機房雷電防護解決方案

1 概述：
IDC數據中心的基礎設施係統主要分電源、環境控製、接地與防雷和機房監控管理係統。由於IDC數據中心承載企業、機構的核心業務，重要性較高。因而IDC數據中心一般根據TIA942標準的Tier4和Tier3標準建設，可靠性要求99.999％以上，以保證大部分異常故障和正常維護情況下，數據中心正常工作，核心業務不受影響。

當數據中心機房所在的建築物附近出現雷雨雲時，雷電通過數據中心機房內建築物頂部的接閃器等泄放雷電流時，也會在內部的計算機及其它設備的電源和網絡係統中產生感應雷電流，導致設備的損壞。
因此機房內部通過電源、網絡和通訊線路相連接的計算機係統設備，期望通過較為傳統的方法：安裝避雷針以避免感應雷擊的事故是不可能的，其作用是不充分的。隻有針對感應雷擊損壞設備的特性，采用防範感應雷擊的解決方法，才能避免雷電對設備的侵襲。
由於感應雷產生的途徑有許多種，在距離帶電雷雨雲較近所有的金屬回路中均會產生破壞性的可能，隻是有些的雷電過電壓較小，不會對設備產生明顯的破壞力而已，但過電壓的存在對設備的長期使用的壽命必然產生影響，因此感應雷防範的難度遠大於直擊雷的防範，而且所需要投入的費用也高於直擊雷的防護。
因此作為數據中心機房全麵的防護方案，必須充分考慮其設備遭受感應雷侵襲並發生事故的可能性，根據感應雷的特性，加以專項的防護，才能做到充分的防護。
從可能引雷的三條途徑：電源係統、網絡係統和通訊線路。針對計算機網絡設備和通訊的特性、需要的防雷等級程度，選用性價比合適的防雷產品，做到以合理的價格達到充分的防護。確保設備對直擊雷和感應雷以及線路操作過電壓的全麵防護。
數據中心機房係統核心包括：電源係統、環境控製係統、防雷與接地和監控係統等四個部分。
數據中心機房物理基礎設施建設方案


2 設計依據：
此地區的年平均雷暴日
依據GB 50057-94(2000版)《建築物防雷設計規範》第六章、防雷擊電磁脈衝；第三節、屏蔽、接地和等電位連接第6.3.4條要求：所有進入建築物的外來導電物均應在LPZ0A區或LPZ0B區與LPZ1區的界麵處做等電位連接；信息係統的各種箱體、殼體、機架等金屬組件應建立一等電位連接網絡，並與建築物的共用接地係統連接。內部金屬裝置與等電位連接帶之間的連接導體采用銅材時,最小截麵積為6mm2,采用鋁材時, 最小截麵積為10mm2,采用鐵時, 最小截麵積為16mm2；銅或鍍鋅鋼等電位帶的截麵積不應小50mm2。
依據GB 50057-94(2000版)《建築物防雷設計規範》第三章、建築物的防雷措施；第三節、第二類防雷建築物的防雷措施要求：每根引下線的接地電阻不小於10歐姆，防直擊雷接地裝置宜和防雷電感應、電氣設備、信息係統等共用接地裝置。
依據GB50174-93《電子計算機機房設計規範》第六章電氣技術：第四節接地要求：第6.4.2條、第6.4.2條要求，采用共用接地時，電阻按各種接地方式的最小值要求。
3 雷害的防護措施：
為了保護建築物和建築物內各類設備不受雷電損害或使雷擊損害降到最低程度，現在都采取綜合防雷。綜合防雷設計方案應包括兩個方麵：直接雷擊的防護和感應雷擊的防護，缺少任何一方麵都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。

IDC數據機房結構圖
3.1 直雷擊的防護
主要使用避雷針、網、帶及良好的接地係統，其目的是保護建築不受雷擊的破壞，給建築物內的人或設備提供一個相對安全的環境。
3.2 感應雷的防護
目前，計算機等電子設備受到雷電感應高壓損壞主要途徑有二種，一是輻射性的感應雷擊是強雷電磁場通過輻射或感應造成設備損壞。二是由供電線路、信號線路和控製線路等由各種線路傳導進來的感應雷電高壓脈衝損壞電子設備的。
因此采取的相應措施為：
采取電磁屏蔽措施。
安裝浪湧保護器，包括供電係統和信號係統。
等電位處理。
良好接地。
4 設計方案：
4.1 直擊雷防護部分
由於雷電瀉放存在趨膚效應，建築外層鋼筋瀉放的雷電流通常為建築內部鋼筋的數倍。一般機房所在區域跨外部、內部兩個鋼筋區域，因此各鋼筋柱間在雷電瀉放時存在較大的電壓差，這對精密、貴重設備尤為有害，因此設置均壓帶均衡各鋼筋柱間的電壓。通常在機房內沿牆敷設非閉合等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐；在各機房內靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位彙流排，規格為100×10mm的紫銅板，長30厘米，開鑿各機房內的建築物柱子，利用銅鐵接頭與柱筋焊接後，與彙流排連接；將各機房內的所有信號屏蔽線槽接與等電位彙流排或等電位銅帶連接。另外，將電源PE線、機房內的設備外殼、機架等可導電金屬物體就近與彙流排或銅帶連接，連接線采用6mm2 多股銅芯線。若機房接地係統的接地電阻大於1歐姆時，還需要在建築物周圍增加接地裝置。
4.2 感應雷防護部分
屏蔽
在主機房，將所有的金屬門窗與天花龍骨多次連接，用作電磁屏蔽。