分析:弱電系統(tǒng)中機房空調(diào)防雷必要性,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心機房,安全監(jiān)控系統(tǒng)機房等都配備了機房空調(diào)。當雷電來臨時,機房空調(diào)能否在正常運行的同時又可確保其所處系統(tǒng)的防雷安全。本文基于機房空調(diào)的基本工作原理及其特點,對雷電對機房空調(diào)的侵害進行分析,并提出機房空調(diào)系統(tǒng)的雷電防護措施?! ?/p>
一、機房空調(diào)概述
1、機房空調(diào)的基本工作原理
機房空調(diào)的主要工作過程是濾波—整流—逆變,另外還包括像充電器及蓄電池、鎖相同步網(wǎng)絡(luò)、交流旁路供電通道、微處理器、通信接口等一些輔助工作的單元?!?/p>
2、機房空調(diào)的類型及其特點
從主電路結(jié)構(gòu)和不間斷供電的運行機制來看,目前技術(shù)成熟并已形成產(chǎn)品的各種機房空調(diào)主要有3大類:(1)后備式機房空調(diào);后備式機房空調(diào)的特點是轉(zhuǎn)換效率高,當市電供電正常時,逆變器處于停止工作狀態(tài),負載上得到的是經(jīng)過簡易穩(wěn)壓處理的市電,只有在市電供電不正常時,逆變器啟動,向負載供電。其噪聲低、價格比較低廉。(2)在線互動式機房空調(diào);在線互動式產(chǎn)品屬機房空調(diào)的中間型產(chǎn)品,具有穩(wěn)壓精密、運行穩(wěn)定、智能化和安全保護等特點。因此它既具有后備式轉(zhuǎn)換率高、可靠性高的優(yōu)點,又具有在線式供電質(zhì)量高、轉(zhuǎn)換時間短的優(yōu)點,且價格適中。(3)在線式機房空調(diào)(又可分為:雙變換在線式機房空調(diào)和雙向變換串并聯(lián)補償在線式機房空調(diào)兩種);在線式機房空調(diào)的特點是在正常情況下無論有無市電,它總是由機房空調(diào)的逆變器對負載供電,這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動及*帶來的影響,真正實現(xiàn)了對負載的無*、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻供電,且在由市電供電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時,無轉(zhuǎn)換時間。因此,其供電輸出的電源品質(zhì)高,保護性能最好,但是結(jié)構(gòu)復雜,成本相對較高。
當今的機房空調(diào)已在大量引進微處理器監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一種智能化機房空調(diào).同時,為更好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求,機房空調(diào)的智能網(wǎng)絡(luò)功能正向以簡單網(wǎng)路管理協(xié)議為標準的廣域管理結(jié)構(gòu)發(fā)展。這樣,微電子設(shè)備在機房空調(diào)上的應(yīng)用愈來愈廣泛?! ?/p>
機房空調(diào)是強電與弱電相結(jié)合的精密電子設(shè)備,其構(gòu)成中除大功率的電力元件外,還包括CPU板、邏輯控制板、整流器控制板、逆變器控制板等微電子控制部件。機房空調(diào)微電子控制部件的主要元器件是各種集成電路(IC),而IC對電磁環(huán)境的要求較高,當IC處于幅度為0.3GS(高斯)的電磁脈沖環(huán)境下,會使機器發(fā)生誤動作,電磁脈沖幅度為0.75GS時,IC元件會出現(xiàn)假性損壞,幅度為2.4GS時,IC元件將出現(xiàn)不可逆永久性損壞。對于微電子設(shè)備來講,危害最大的是雷電電磁脈沖,它無孔不入,隱含殺機。
二、機房空調(diào)不能阻擋雷電流的侵害的原因
1、機房空調(diào)安裝在重要設(shè)備的前端,所以當雷電直擊到低壓電源線或在電纜上產(chǎn)生感應(yīng)雷電時,電源導線上的過電流過電壓經(jīng)過配電系統(tǒng),首先沖擊機房空調(diào),而機房空調(diào)穩(wěn)壓范圍一般單相在160~260V,三相在320V~460V之間。要防止瞬間10~20kV的雷電沖擊波的過電壓幅值是不可能的,因此當雷擊來臨時,它最先受到雷電流的沖擊?!?/p>
2、內(nèi)部安裝有防雷器件的機房空調(diào)分為兩種類型:1)裝有不合標準的防雷器件的機房空調(diào).這類是生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本,只是象征性地裝一組小功率的金屬氧化鋅壓敏電阻MOV,只能對很小的感應(yīng)雷電有一定的防護作用。2)部分進口機房空調(diào)及國內(nèi)著名機房空調(diào)廠生產(chǎn)的機房空調(diào),是根據(jù)國際IEC801-5的標準(抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強浪涌,其沖擊電流為20kA,沖擊電壓為6kV,波形為8/20μs),安裝有標準的防雷器件。而這一類機房空調(diào)是否能完好的保護機房空調(diào)本身,并達到保護其它后續(xù)電源及設(shè)備免遭雷電侵害的目的,經(jīng)長期的監(jiān)測的統(tǒng)計資料表明,直擊雷在一般低壓架空線路產(chǎn)生的過電壓幅值高達100kV,電信線路高達40~60kV.感應(yīng)雷電過電壓幅值在無屏蔽架空線上最高幅值達到20kV,無屏蔽地下電纜可達10kV,由此可知,即使裝有標準防雷器件的機房空調(diào),在其電源線路前端(配電室、房、柜及箱)沒有加裝有效的高能量防雷器件,這類機房空調(diào)同樣會遭到雷擊損壞?! ?/p>
3、智能化的機房空調(diào)中,信號接口或遠程控制用通信線接口,有的沒有裝浪涌電路,有的僅裝有小功率的浪涌抑制電路,均無法防止感應(yīng)雷擊,因此其信號或通信線接口也成為雷電波侵入的主要渠道?!?/p>
綜上分析,沒有安裝防雷器件的機房空調(diào),可以說是沒有防雷功能,只能對市電網(wǎng)過電壓或很小的雜散電流起到電源凈化和保護的作用。當雷擊來臨時,它本身首先被擊壞;內(nèi)裝防雷器件的機房空調(diào),也不能完善地保護其自身,并達到保護其它設(shè)備的電源免遭雷電侵害;從架空電源線和信號線上侵入的直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓,是造成智能型機房空調(diào)損害的主要原因。因此,加強對機房空調(diào)的雷電防護措施是十分必要的,同時也具有重要的現(xiàn)實意義
三、機房空調(diào)的雷電防護
直擊雷、感應(yīng)雷和雷電電磁脈沖等都有可能對機房空調(diào)造成損害,因此要做好機房空調(diào)的防雷就必須嚴格遵守《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》綜合防雷系統(tǒng)的要求,做好以下幾點:
1、要將外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施統(tǒng)籌兼顧,全面規(guī)劃,切實做好接地和等電位連接。完善設(shè)備所在建筑物外部防雷系統(tǒng),按照國標《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94(2000年版)),安裝接閃器,引下線以及防雷接地網(wǎng)等設(shè)施。做好機房接地,根據(jù)國標《電子計算機房設(shè)計規(guī)范》(GB50174-1993),交流工作地、直流工作地、安全保護地、防雷接地宜共用一組接地裝置,其接地電阻按其中最小值要求確定;如果必須分設(shè)接地,則必須于兩地之間加裝等電位共地聯(lián)結(jié)器?! ?/p>
2、要采取多級防護措施。所謂多級防護就是按照電磁兼容的原理,分層次地對雷電流進行削弱,在動力線進戶配電柜、樓層配電柜以及機房進戶配電盒,安裝適配的避雷器。對于有信號或通信接口的機房空調(diào),為防止雷電波從信號或通信線引入,必須在信號或通信線接口處加裝相應(yīng)的信號避雷器。雷電防護的中心內(nèi)容是泄放和均衡,泄放將雷電流盡可能多的、盡可能遠的是泄放于地,而拒之于通信系統(tǒng)之外。均衡是減小雷電流在諸導電物體上產(chǎn)生的電位差,防止雷電流的反擊。
3、機房空調(diào)的安裝位置要講究。依據(jù)國際電工委員會ICE1312一1((雷電電磁脈沖的防護》的建筑物分區(qū)方法,機房空調(diào)機房屬LPZ1區(qū),在本區(qū)內(nèi)的物體不可能遭受直接雷擊,在本區(qū)內(nèi)的電磁場有可能衰減。就是機房空調(diào)應(yīng)安裝在LPZ1區(qū)內(nèi),同時,為防范雷電流產(chǎn)生的強電磁場*,機房空調(diào)放置離墻應(yīng)有一定的距離,與外墻立柱鋼筋引下線的距離≥0.83m,即設(shè)備處在雷電流磁場的安全區(qū)內(nèi)。并把機器外殼屏蔽接地,機柜門用導線與地加強連接,機柜內(nèi)成為LPZ2區(qū)?!?/p>
避雷器應(yīng)選用質(zhì)量可靠,性能優(yōu)良,并經(jīng)相關(guān)部門備案的產(chǎn)品。
1、選擇SPD,要滿足以下三條基本要求:1)安裝SPD之后,在無電涌發(fā)生時,SPD不應(yīng)對電氣(電子)系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生影響。2)安裝SPD之后,在有電涌發(fā)生的情況下,SPD能承受預(yù)期通過的雷電流而不損壞,并能箝制電涌電壓和分走電涌電流。3)在電涌電流通過后,SPD應(yīng)迅速恢復高阻狀態(tài),切斷工頻續(xù)流。
2、一般,將SPD安裝在被保護設(shè)備以及機房空調(diào)前端,SPD所有連接導線應(yīng)盡可能短,特別是接地線,其長度不宜大于0.5m.所有連線應(yīng)規(guī)整,平直,線徑應(yīng)符合表4-1的要求
文章來源:機房空調(diào)m.keenjuche.com.cn
ot articles