柴油發電機房防雷接地系統的設計
發布時間：2023-10-18 點擊：139
機房設計與設備安裝
柴油發電機房防雷接地系統的設計
柴油發電機組作為備用電壓在數據中心普遍應用，因此發電發電機房防雷的問題顯得越來越重要。由于柴油發電機組對各種諸如雷電過電壓、過電壓、靜電放電等電磁干擾非常敏感，如果防護措施不力，隨時隨地導致事故發生。康明斯公司在本文中對發電發電機房的防雷接地系統的設計與制作方法做了比較詳細的介紹。
發電機房防雷接地系統三維圖
一、裝設防雷系統的必要性
雷擊可以產生不同的破壞形式，國際電工委員會已將雷電災害稱為“電子時代的一大公害”，雷擊、感應雷擊、電源尖波等瞬間過電壓已成為破壞電子設備的罪魁禍首。從大量的發電設備雷擊事例中分析，專家們認為由雷電感應和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖(lemp)是發電機房設備損壞的主要原因。為此采取的防范原則是“整體防御、綜合治理、多重保護”。力爭將其產生的危害降低到最低點。
二、發電機房防雷接地系統設計
1、防雷設計
防雷接地系統是弱電精密設備及發電機房保護的重要子系統，主要保障設備的高可靠性，防止雷電的危害。中心發電機房是一個設備價值非常高的場所，一旦發生雷擊事故，將會造成難以估量的經濟損失和社會影響，根據gb50057《建筑物防雷設計規范》和iec61024-1-1標準的有關規定，發電機房的防雷等級應定為二類標準設計。
（1）發電機房總配電室根據建筑物防雷設計規范，提供了第一級防雷，因此，在發電機房市電配電柜前配置第二、三級復合防雷器。
（2）防雷器采用獨立模塊，并應具有失效告警指示，當某個模塊被雷擊失效時可單獨更換該模塊，而不需要更換整個防雷器。
（3）二三級復合防雷器的主要參數指標：單相通流量為：≥40ka（8/20μs），響應時間：≤25ns
2、接地系統設計
國家標準gb50174《計算機發電機房設計規范》中計算機發電機房應具有以下四種地：計算機系統的直流地、交流工作地、交流保護地和防雷保護地。
各接地系統電阻如下：
（1）柴油發電機組直流地接地電阻不大于1ω。
（2）交流保護地的接地電阻應不大于4ω；
（3）防雷保護地的接地電阻應不大于10ω；
（4）交流工作地的接地電阻應不大于4ω；
3、發電機房室內等電位連接
在發電機房內設立一環形接地匯流排，發電機房內的設備及機殼采用s型的等電位連接形式，連接到接地匯流排上，用50*0.5銅鉑帶敷設在活動地板支架下，縱橫組成1200*1200網格狀，在發電機房一周敷設30*3（40*4）的銅帶，銅帶配有專用接地端子，用編織軟銅線發電機房內所有金屬材質的材料都做接地，接入大樓的保護地上。工程中的所有接地線（包括設備、spd、線槽等）、金屬線槽搭接跨接線均應做到短、平、直，接地電阻要求小于或等于1歐姆。
4、發電機房屏蔽設計
整個發電機房屏蔽采用彩鋼板進行六面體屏蔽，屏蔽板之前采用無縫焊接，墻身屏蔽體每邊跟接地匯流排接地不少于2處。
5、發電機房接地裝置設計
由于發電機房接地電阻要求較高，在該建筑物附近另外增加人工接地裝置，在地網槽內打入15根鍍鋅角鋼，并用扁鋼焊接起來，并采用降阻劑回填。發電機房靜電接地采用50mm2多股銅芯線穿管引入。接地裝置的接地電阻要求小于或等于1歐姆。
接地電纜線
三、發電機房接地網制作方法
1、標準接地網的制作
在距建筑物1.5~3.0m處，以6m*3m矩形框線為中心，開挖寬度為0.8m、深0.6~0.8m的土溝，兩長邊中間貫通，采用長2.5m的l5（5*50*50）鍍鋅角鋼，在溝底的每個交點處垂直打入一根，共計6-20根，作為垂直接地極；然后采用4號（4*40）鍍鋅扁鋼將六根角鋼焊接連通，作為水平接地極；再用4號鍍鋅扁鋼焊在地網框架的中間部位，引出至發電機房外墻角，離地高0.3m，作為pe接地端；最后從該接地端引出16-50平方毫米以上護套地線，沿墻邊穿墻進入室內，連至發電機房內等電位接地匯集排。
2、利用大樓鋼筋做地網
新建或翻建發電機房時，可利用入地混凝土立柱子內的鋼筋作接地裝置。在立柱內選取至少4根主筋（對角或對稱的鋼筋），用氧焊接通后再焊在兩根伸出柱面的m12以上銅螺紋管上，作為接地端，引線至發電機房，與等電位接地匯流排連通，等電位接地排可設在防靜電地板下面。
發電機房接地系統示意圖
四、發電機房防雷接地
所謂接地，即把電路中的某一金屬殼與大地邊接在一起，形成電氣回路。目的是為了讓電流易于流如入大地，對人及設備形成保護。
1、接地的方法：
（1）直流地懸浮法即直流地不接大地，與地嚴格絕緣；
（2）直流地接地法，把柴油發電機組電路等的電位點地和網絡。
（3）接地銅排
發電機房接地采用30*5（寬*厚，單位mm）規格之銅片，圍繞發電機房墻壁一周離地面10cm高，且與室外接地體母線相連接。在銅片每隔50 cm鉆一小孔，以利于分布在發電機房各區域的設備進行接地。
（4）接地銅板
接地銅板采用寬60mm(厚10mm)之l型銅板固定于樓板，此銅墻鐵壁板作為所有應與發電機房接地之設施的總接地。
接地銅排模型圖
（5）地網
發電機房有架設高架地板，則應以2.5mm之多芯裸銅線纏綿高架地板柱做地網。
2、接地注意事項
無論采用何種形式，均須有接地母線，接地地杖，在此特別強調建議采用接地埋接地網絡板，能更好的引導至大地，接地時應注意如下問題：
（1）盡量不要在發電機房內把直流地和交流工作地短路或混接；
（2）不允許交流線路與直流地線平行敷設，以防止干擾或短接；
（3）直流地線網應裝接在地板下，便于邊接，即可減小接地電阻，便于泄流。
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發電機房防雷接地系統三維圖
一、裝設防雷系統的必要性
雷擊可以產生不同的破壞形式，國際電工委員會已將雷電災害稱為“電子時代的一大公害”，雷擊、感應雷擊、電源尖波等瞬間過電壓已成為破壞電子設備的罪魁禍首。從大量的發電設備雷擊事例中分析，專家們認為由雷電感應和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖(lemp)是發電機房設備損壞的主要原因。為此采取的防范原則是“整體防御、綜合治理、多重保護”。力爭將其產生的危害降低到最低點。
二、發電機房防雷接地系統設計
1、防雷設計
防雷接地系統是弱電精密設備及發電機房保護的重要子系統，主要保障設備的高可靠性，防止雷電的危害。中心發電機房是一個設備價值非常高的場所，一旦發生雷擊事故，將會造成難以估量的經濟損失和社會影響，根據gb50057《建筑物防雷設計規范》和iec61024-1-1標準的有關規定，發電機房的防雷等級應定為二類標準設計。
（1）發電機房總配電室根據建筑物防雷設計規范，提供了第一級防雷，因此，在發電機房市電配電柜前配置第二、三級復合防雷器。
（2）防雷器采用獨立模塊，并應具有失效告警指示，當某個模塊被雷擊失效時可單獨更換該模塊，而不需要更換整個防雷器。
（3）二三級復合防雷器的主要參數指標：單相通流量為：≥40ka（8/20μs），響應時間：≤25ns
2、接地系統設計
國家標準gb50174《計算機發電機房設計規范》中計算機發電機房應具有以下四種地：計算機系統的直流地、交流工作地、交流保護地和防雷保護地。
各接地系統電阻如下：
（1）柴油發電機組直流地接地電阻不大于1ω。
（2）交流保護地的接地電阻應不大于4ω；
（3）防雷保護地的接地電阻應不大于10ω；
（4）交流工作地的接地電阻應不大于4ω；
3、發電機房室內等電位連接
在發電機房內設立一環形接地匯流排，發電機房內的設備及機殼采用s型的等電位連接形式，連接到接地匯流排上，用50*0.5銅鉑帶敷設在活動地板支架下，縱橫組成1200*1200網格狀，在發電機房一周敷設30*3（40*4）的銅帶，銅帶配有專用接地端子，用編織軟銅線發電機房內所有金屬材質的材料都做接地，接入大樓的保護地上。工程中的所有接地線（包括設備、spd、線槽等）、金屬線槽搭接跨接線均應做到短、平、直，接地電阻要求小于或等于1歐姆。
4、發電機房屏蔽設計
整個發電機房屏蔽采用彩鋼板進行六面體屏蔽，屏蔽板之前采用無縫焊接，墻身屏蔽體每邊跟接地匯流排接地不少于2處。
5、發電機房接地裝置設計
由于發電機房接地電阻要求較高，在該建筑物附近另外增加人工接地裝置，在地網槽內打入15根鍍鋅角鋼，并用扁鋼焊接起來，并采用降阻劑回填。發電機房靜電接地采用50mm2多股銅芯線穿管引入。接地裝置的接地電阻要求小于或等于1歐姆。
接地電纜線
三、發電機房接地網制作方法
1、標準接地網的制作
在距建筑物1.5~3.0m處，以6m*3m矩形框線為中心，開挖寬度為0.8m、深0.6~0.8m的土溝，兩長邊中間貫通，采用長2.5m的l5（5*50*50）鍍鋅角鋼，在溝底的每個交點處垂直打入一根，共計6-20根，作為垂直接地極；然后采用4號（4*40）鍍鋅扁鋼將六根角鋼焊接連通，作為水平接地極；再用4號鍍鋅扁鋼焊在地網框架的中間部位，引出至發電機房外墻角，離地高0.3m，作為pe接地端；最后從該接地端引出16-50平方毫米以上護套地線，沿墻邊穿墻進入室內，連至發電機房內等電位接地匯集排。
2、利用大樓鋼筋做地網
新建或翻建發電機房時，可利用入地混凝土立柱子內的鋼筋作接地裝置。在立柱內選取至少4根主筋（對角或對稱的鋼筋），用氧焊接通后再焊在兩根伸出柱面的m12以上銅螺紋管上，作為接地端，引線至發電機房，與等電位接地匯流排連通，等電位接地排可設在防靜電地板下面。
發電機房接地系統示意圖
四、發電機房防雷接地
所謂接地，即把電路中的某一金屬殼與大地邊接在一起，形成電氣回路。目的是為了讓電流易于流如入大地，對人及設備形成保護。
1、接地的方法：
（1）直流地懸浮法即直流地不接大地，與地嚴格絕緣；
（2）直流地接地法，把柴油發電機組電路等的電位點地和網絡。
（3）接地銅排
發電機房接地采用30*5（寬*厚，單位mm）規格之銅片，圍繞發電機房墻壁一周離地面10cm高，且與室外接地體母線相連接。在銅片每隔50 cm鉆一小孔，以利于分布在發電機房各區域的設備進行接地。
（4）接地銅板
接地銅板采用寬60mm(厚10mm)之l型銅板固定于樓板，此銅墻鐵壁板作為所有應與發電機房接地之設施的總接地。
接地銅排模型圖
（5）地網
發電機房有架設高架地板，則應以2.5mm之多芯裸銅線纏綿高架地板柱做地網。
2、接地注意事項
無論采用何種形式，均須有接地母線，接地地杖，在此特別強調建議采用接地埋接地網絡板，能更好的引導至大地，接地時應注意如下問題：
（1）盡量不要在發電機房內把直流地和交流工作地短路或混接；
（2）不允許交流線路與直流地線平行敷設，以防止干擾或短接；
（3）直流地線網應裝接在地板下，便于邊接，即可減小接地電阻，便于泄流。
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