康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

机房设计与设备安装

柴油发电机房防雷接地系统的设计

 

柴油发电机组作为备用电压在数据中心普遍应用，因此发电发电机房防雷的问题显得越来越重要。由于柴油发电机组对各种诸如雷电过电压、过电压、静电放电等电磁干扰非常敏感，如果防护措施不力，随时随地导致事故发生。康明斯公司在本文中对发电发电机房的防雷接地系统的设计与制作方法做了比较详细的介绍。

发电机房防雷接地系统三维图

 

 

 

一、装设防雷系统的必要性

 

雷击可以产生不同的破坏形式，国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”，雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。从大量的发电设备雷击事例中分析，专家们认为由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲(LEMP)是发电机房设备损坏的主要原因。为此采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”。力争将其产生的危害降低到最低点。

 

二、发电机房防雷接地系统设计

 

1、防雷设计

防雷接地系统是弱电精密设备及发电机房保护的重要子系统，主要保障设备的高可靠性，防止雷电的危害。中心发电机房是一个设备价值非常高的场所，一旦发生雷击事故，将会造成难以估量的经济损失和社会影响，根据GB50057《建筑物防雷设计规范》和IEC61024-1-1标准的有关规定，发电机房的防雷等级应定为二类标准设计。

（1）发电机房总配电室根据建筑物防雷设计规范，提供了第一级防雷，因此，在发电机房市电配电柜前配置第二、三级复合防雷器。

（2）防雷器采用独立模块，并应具有失效告警指示，当某个模块被雷击失效时可单独更换该模块，而不需要更换整个防雷器。

（3）二三级复合防雷器的主要参数指标：单相通流量为：≥40KA（8/20μs），响应时间：≤25ns

2、接地系统设计

国家标准GB50174《计算机发电机房设计规范》中计算机发电机房应具有以下四种地：计算机系统的直流地、交流工作地、交流保护地和防雷保护地。

各接地系统电阻如下：

（1）柴油发电机组直流地接地电阻不大于1Ω。

（2）交流保护地的接地电阻应不大于4Ω；

（3）防雷保护地的接地电阻应不大于10Ω；

（4）交流工作地的接地电阻应不大于4Ω；

3、发电机房室内等电位连接

在发电机房内设立一环形接地汇流排，发电机房内的设备及机壳采用S型的等电位连接形式，连接到接地汇流排上，用50*0.5铜铂带敷设在活动地板支架下，纵横组成1200*1200网格状，在发电机房一周敷设30*3（40*4）的铜带，铜带配有专用接地端子，用编织软铜线发电机房内所有金属材质的材料都做接地，接入大楼的保护地上。工程中的所有接地线（包括设备、SPD、线槽等）、金属线槽搭接跨接线均应做到短、平、直，接地电阻要求小于或等于1欧姆。

4、发电机房屏蔽设计

整个发电机房屏蔽采用彩钢板进行六面体屏蔽，屏蔽板之前采用无缝焊接，墙身屏蔽体每边跟接地汇流排接地不少于2处。

5、发电机房接地装置设计

由于发电机房接地电阻要求较高，在该建筑物附近另外增加人工接地装置，在地网槽内打入15根镀锌角钢，并用扁钢焊接起来，并采用降阻剂回填。发电机房静电接地采用50mm2多股铜芯线穿管引入。接地装置的接地电阻要求小于或等于1欧姆。

 

接地电缆线

 

 

三、发电机房接地网制作方法

 

1、标准接地网的制作

在距建筑物1.5~3.0m处，以6m*3m矩形框线为中心，开挖宽度为0.8m、深0.6~0.8m的土沟，两长边中间贯通，采用长2.5m的L5（5*50*50）镀锌角钢，在沟底的每个交点处垂直打入一根，共计6-20根，作为垂直接地极；然后采用4号（4*40）镀锌扁钢将六根角钢焊接连通，作为水平接地极；再用4号镀锌扁钢焊在地网框架的中间部位，引出至发电机房外墙角，离地高0.3m，作为PE接地端；最后从该接地端引出16-50平方毫米以上护套地线，沿墙边穿墙进入室内，连至发电机房内等电位接地汇集排。

2、利用大楼钢筋做地网

新建或翻建发电机房时，可利用入地混凝土立柱子内的钢筋作接地装置。在立柱内选取至少4根主筋（对角或对称的钢筋），用氧焊接通后再焊在两根伸出柱面的M12以上铜螺纹管上，作为接地端，引线至发电机房，与等电位接地汇流排连通，等电位接地排可设在防静电地板下面。

发电机房接地系统示意图

 

 

 四、发电机房防雷接地

 

所谓接地，即把电路中的某一金属壳与大地边接在一起，形成电气回路。目的是为了让电流易于流如入大地，对人及设备形成保护。

1、接地的方法：

（1）直流地悬浮法即直流地不接大地，与地严格绝缘；

（2）直流地接地法，把柴油发电机组电路等的电位点地和网络。

（3）接地铜排

发电机房接地采用30*5（宽*厚，单位mm）规格之铜片，围绕发电机房墙壁一周离地面10cm高，且与室外接地体母线相连接。在铜片每隔50 cm钻一小孔，以利于分布在发电机房各区域的设备进行接地。

（4）接地铜板

接地铜板采用宽60mm(厚10mm)之L型铜板固定于楼板，此铜墙铁壁板作为所有应与发电机房接地之设施的总接地。

 

接地铜排模型图

 

（5）地网

发电机房有架设高架地板，则应以2.5mm之多芯裸铜线缠绵高架地板柱做地网。

2、接地注意事项

无论采用何种形式，均须有接地母线，接地地杖，在此特别强调建议采用接地埋接地网络板，能更好的引导至大地，接地时应注意如下问题：

（1）尽量不要在发电机房内把直流地和交流工作地短路或混接；

（2）不允许交流线路与直流地线平行敷设，以防止干扰或短接；

（3）直流地线网应装接在地板下，便于边接，即可减小接地电阻，便于泄流。

 

 

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