电气设备机房

2025-11-20 09:45:09

摘要：跟着电子技能快速开展，集成电路对电压和电流脉冲的灵敏程度越来越高，外部电涌过电压和内部电涌已成为电子设备损坏和作业中止的主要因素之一。保证精细电子设备体系能正常作业的基本要求是电涌防护规划应正确并很好的和谐合作，避免外部电涌过压及内部电涌所导致的设备损坏。别的，有必要选用合格而且质量优异的产品关键字：设备机房电涌防护原理措施剖析跟着电子技能快速开展，集成电路对电压和电流脉冲的灵敏程度越来越高，外部电涌过电压和内部电涌已成为电子设备损坏和作业中止的主要因素之一。保证精细电子设备体系能正常作业的基本要求是电涌防护规划应正确并很好的和谐合作，避免外部电涌过压及内部电涌所导致的设备损坏。别的，有必要选用合格而且质量优异的产品。

新建及改扩建工程的重要电气设备机房应选用高质量电源电涌防护器，对整个电气体系供给完善的电涌防护措施，一起语音、数据及图象等金属导体有线传输的弱电网络也应做好电涌防护，这是保证该类设备正常作业的重要技能环节。

1、电涌的发生电涌是微秒量级的反常大电流脉冲，其波头时刻一般在0.25~20μs，其单位能量一般在2.5~10MJ／Ω

它可使电子设备遭到瞬态过电压的损坏。每年半导体器件的集成化都在进步，元件的间距在减小，半导体的厚度也在变薄。这使得电子设备遭到瞬态过电压损坏的或许性越来越大。假如一个电涌导致的瞬态过电压超越一个电器设备的承受才能，那么这个电器元件或设备或许被完全损坏，或许运用寿命大大缩短。

雷电是导致电涌最显着的原因，雷电击中输电线路导致巨大的经济损失。每一次电力公司切换负载而引起的电涌都缩短各种计算机、通讯设备、仪器仪表和PLC的运用寿命。别的，大型电机设备、电梯、发电机、空调、制冷设备等也会引发电涌。UPS也或许被电涌摧毁。

修建物顶部的接闪器在防直击雷时可将大部分的放电分流入地，避免修建物的严峻损坏。UPS不间断电源处理电压的严峻下降。二者非常有用，但都不能维护计算机免受电涌的损坏，而且UPS自身集中运用了很多微处理器，也有或许被电涌摧毁。

27年前，IBM发现电涌更为常见的来源是电力公司的电网开关和大型电力设备（如空调和电梯）。每天都有这样的电涌经过配电盘进入作业室损坏电子设备或缩短其运用寿命。因而，在美国简直一切的有计算机或其它灵敏电气设备的修建都设备了电涌维护器。

1999年11月15日北京五星级酒店式办理的高调大厦写字楼里的计算机被电涌突击，一部分计算机主板被损坏，一部分计算机被重复发动，有的计算机主板被电涌突击后运用寿命缩短一半。

2、电涌防护原理电涌防护选用电涌防护器，一般电涌防护器选用MOV技能，它和火花空隙技能是不同的

电涌不能被阻挠，由于它包含的能量太强。正是由于这种原因，维护灵敏电气设备免受电涌损坏的策略是把电涌从设备分流。抱负的电涌防护器在电力线上应是察觉不到的，而当电压到达必定的限值时，应当即动作，分流剩余的能量入地。

MOV作业原理正是如此，直到电涌呈现，它才动作，不然就静止地挂在电源线上，充当电源正常运转时的“守护神”。当电压升高到达顶先设定的水平常，MOV当即动作，呼应时刻为1~3毫微秒。MOV中的“V”是变阻器，在呼应的一会儿，MOV的电阻从完全值降到近乎零欧姆。MOV使瞬态高电压找到了入地的通路。招引过电流远离灵敏的电气设备。MOV把过电压漏泄掉。电气设备持续在正常的作业电压下运转。

火花空隙技能的目的是相同的，该技能的中心是两个电极，形状象牛角，由绝缘材料分开，彼此间有很短的间隔。火花空隙的作业原理和雷电的作业原理一样，当两个角型的电极间电位差到达必定程度时，电荷穿过两个角型的空间打火放电，并给放电供给了人地的通路。

运用火花空隙技能抵挡电涌犹如用火来抵挡火。来自国际著名的选用火花空隙技能的出产厂家的设备攻略中提示运用者“每当运用火花空隙技能的电涌防护器动作时，热量和压力从防护器的尾部释放出来”。并提示用户：由此发生的热量和压力或许发生短路或火灾。由于该原因和其它原因，IEC61643—1安全标准要求选用火花空隙技能的电涌防护器配有一个约束稳妥（F2），在体系稳妥（F1）作业前，F2将熔断。这种增加的稳妥极大地降低了火花空隙技能的电涌防护器或许处理过电流的才能。实际上，增加该稳妥的容量决议了火花空隙技能电涌防护器的电流处理才能。

3、电气设备机房电涌防护措施剖析

3.1、设备了直击雷防雷设备的电涌防护不行忽视直击雷防雷设备的作用是接闪，即避免雷电直接击中机房所在修建物以及接闪器维护规模内的各种金属管线和用电设备。关于在接闪器维护规模外的各种金属导线以及由直击雷所发生的感应雷电和修建物内所发生的内部电涌是不能维护的。关于由电力毛病所发生的部分外部电涌也是不能维护的。这包含：高压／低压动力电源线、部分网络和专用数据通信线被雷电直接击中，修建物内的感应电动机、备用发电机、中央空调、电梯等发生的内部电涌，电力毛病所发生的各种外部电涌，由于静电感应、电磁感应、电位反击等所形成的各种感应雷电等等。因而有必要要加装电涌维护器以维护电源线和数据线。

3.2、机房接地不行等同于设备的电涌防护机房接地是计算机设备和精细电子设备正常作业的需求。机房接地主要是能够避免静电（如静电荷呈现堆集，能够从地线泄放掉），这样能够维护机器和人员的安全；别的有些设备接地后才能够正常的作业（不接地会遭到电磁干扰、以及无基准点）。所以机房接地并不是用来避免雷电，也是避免不了雷电的，有必要要加装电涌维护器才能够避免雷电和内部、外部电涌。

3.3、选用UPS供电的设备仍需求做电涌防护UPS的作用是对供电体系忽然停电或电压不足供给支撑，在忽然断电时，UPS维护电气和电子体系、处理控制器和数据免受部分或全部的损坏。有些UPS带有低能的电涌抑制器。这种内置的低能抑制器只能用来维护和UPS相连的负载免受能量有限的弱电涌的突击，因而，不能作为专门的处理电涌问题的计划。更重要的是：有研讨标明UPS设备中的灵敏电气控制线路极易遭到电涌的损坏。而这些线路经常是监督UPS的作业状态以及UPS的沟通电源的输入、输出状态的。1884年建立的电气与电子工程师协会（1EEE），是国际最大的技能专业集体，曾非常关注UPS或许遭到的损坏，并在IEEE标准1100一1992中专门编写了一章9.11.3：UPS电涌防护。其间指出：雷电和其它发生瞬态电压的现象，对大部分UPS设备和灵敏的电气负载设备是有害的。因而，建议UPS的整流器输入体系和辅助的UPS旁路体系（包含人工保养的旁路体系）都应加装IEEE.41—1991标准中规则的有效电涌防护设备。

4、电涌维护分级我国在机房建造的电涌防护方面有明确的要求，要求一切机房有必要要做直击雷电防护和接地网的建造；要求有条件的机房和比较重要的机房有必要进行感应雷电的防护

关于最新的计算机机房和通讯机房的建造标准中都明确要求要进行感应雷电的防护；《气象法》中明确要求政府机关和有条件的单位在建造机房时要考虑雷电电涌防护问题；在最新的修建电气规划标准中，明确要求进行感应雷电的防护；在许多职业的机房建造标准中都有明确的要求（如银行、金融、电信、税务、政府机关、法院、公共市政设施等），有必要进行机房的电涌防护。

5、一切灵敏电气设备的运转都是在严格的电压规模内进行的，超越1kV的高速过电压对电气设备都非常危险

任何雷电维护措施的目的，都是要把过电压约束在1kV以下。电涌维护一般分三级，其目的是把过电压胁迫到安全的规模内。

6、电涌防护器的选择应选择一个技能先进的制造商，产品应具有详细的说明书、技能指标、产地、契合各方面的标准证书及有出售许可证书等

1）规划是否有利于用户而且容易设备。抱负的产品应该是一个小型、紧凑而且能够设备在现有的空间内，一起易于设备。电涌防护器自身的体积尺寸越大，它固有的内部线路电感就越大；防护器自身体积小，电感也小，防护效果就更好；小体积防护器的另一个优势是能够设备在近配电箱处，由于连线自身也有电感，连线长，对防护体系的约束水平的不良影响也就越大，因而在设备电涌防护器时越近配电箱越好，最好是在15cm以内。在电气设备狭小的空间内不或许设备大体积的防护器。

2）反应时刻。电涌防护器的反应时刻有必要比电涌的速度快。反应时刻在毫微秒（纳秒）级均契合技能要求。

3）一次能够处理的最大电流。最大电流即峰流是一个电涌防护器的处理最大电流的才能。Bellcore实验室（AT&T—Bell实验室的研讨机构）为了维护它高度计算机化的实验中心，进行了广泛的调研，明确了电涌防护器处理最大电流的才能和所需的技能参数，一个20kA的电涌防护器即可满足要求。由此可见，在任何修建物内的分支线供电箱处设备一个80kA的电涌防护器，便足以处理任何或许呈现的电涌问题。对多雷击区的贵重电气设备，应在修建物人口的沟通配电箱处设备一个较大的防护器，型号从65kA到l60kA.

4）吸收能量的才能。电涌防护器吸收能量的才能以焦耳来衡量，焦耳值越高，电涌防护器的运用寿命越长。

5）胁迫电压的才能。也就是将过电压胁迫到电气设备所能承受的安全规模之内的才能。计算机被规划在必定电压规模内运用，假如超出了这个规模就会导致计算机的损坏。因而电涌防护器有必要把过电压胁迫到安全水平。1998年6月1开始施行的GAl73—1998标准规则：用于220／380V电力体系的计算机防雷保安器（电涌防护器）的胁迫电压应小于或等于2kV.

6）契合国际和国家标准。国际标准，包含UL449、IEEE、NEMA和IEC.在我国相同有相应的标准，公安部公共信息网络安全监察局要求：一切用于维护计算机的防雷保安器（本文称为电涌防护器），都有必要根据GAl73—1998的标准经过检测并取得出售许可证后，方可出售。

7）产品的可行性及制造商的客户单。了解制造商的客户单以及厂家从事产品出产的历史有助于了解厂家的信誉和其产品的可行性。

8）质量保证。保质期限的长短表现了制造商对其产品是否不出问题、并持久的维护设备的自信心。一旦产品呈现问题，客户是否能得到快速免费的服务，也是用户有必要考虑的因素之一。

7、电涌防护器设置最大的电涌发生在修建物外，由雷电和电力公司切换负载所致，这种感应电涌可沿电力线传输，进入修建物内

电源体系电涌防护器的详细装备应根据供电体系接地型式选择。220／380V供电体系接地型式常选用的有TN—S、IN—C—S、TT、IT四种，各接地型式地供电体系配电箱电涌防护器设置见图1—图4.规划时，一般根据电源设备所在区域按通流才能三级装备电涌防护器：一级（总配电柜，不低于LPZl区内），Up＝2.0kV，Imax＝65kA（8／20μs）；二级（分配电柜，不低于LPZ1区内），Up＝1.2／1.8kV，Imax＝40kA（8／20μs）；三级（设备处，不低于LPzl区内），Ures<1kV，Imax＝6.5kA（8／20μs）。

沟通电源与计算机的电源相连，数据线把计算机与电话线或局域网连接在一起；给计算机供给电源的沟通电源线路、将计算机与电话通信网、数据网或其他局域网连接在一起的数据线路，电涌能够经过这些线路损坏性地干扰计算机。因而，与计算机相连的电源和数据线都需求设备电涌防护器。

8、结语

电气设备机房的电涌过压及电磁干扰的防护，是保证正常工作、出产、电气设备及人身安全的重要技能手段，是保证精细电子设备运转和信息网络正常运转不行缺少的技能环节。在日常工作和经营活动中的重要作用变得越来越杰出和重要。