地鐵防雷丨地鐵智慧防雷措施分析

當今人類科學技術的發展已進入了高度資訊化的發展階段

，它給人類帶來了 前所未有的方便和快捷，在地鐵建設表現為近年來大量新建的車站均已實現智慧化。尤其是電子技術的飛速發展，各種先進的測量、控制、電信和計算機等電子產品正日益廣泛的應用於其中，特別是計算機技術與通訊技術的發展相互結合，電子器件的整合化和超大規模整合化及新型網路通訊技術的發展都為資訊時代的發展起到了極大的推動和促進作用；但另一方面，這些微電子儀器裝置普遍存在著絕緣強度低，過電壓耐受能力差等致命弱點，一旦遭受雷擊、浪湧過電壓的衝擊，輕則造成這些電子系統的執行中斷，裝置永久性損壞，重則造成其它相關係統的中斷癱瘓，釀成不可估量的直接與間接的巨大經濟損失和深遠影響。對於地鐵安全運營尤其是這樣，而且地面線路和車站遭雷擊侵害發生的次數也越來越頻繁，直接影響城鐵的安全運營。為此加強地鐵地面線路對雷電的防護，不但是必要的，而且是必須的。

地鐵智慧防雷解決方案具體的防護方法

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電源系統的防雷與過電壓保護

由於計算機資訊系統中心機房的電力供給是由車站配電室引入的，電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此，對於機房電源系統的雷電防護，我們採取以下的防雷保護方案

：車站機房低壓配電櫃系統安裝一級間隙放電防雷保護：計算機專用配電迴路設計安裝防雷配電櫃採取三級防雷保護（安裝於UPS 輸入端） ： UPS 電源輸出端做一級過電壓防雷保護；終端裝置電源輸入端安裝防雷箱進行末級電源防雷防護；

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UPS電源系統的防雷保護

一般機房均採用大型

UPS 不間斷電源裝置為機房內的部分負載提供安全可靠的供電執行方式，由於UPS是用於為機房內計算機資訊系統各用電裝置提供穩定、可靠和高質量用電環境的唯一重要裝置，並且是由市電供電輸入機房的主要途徑，所以我們將電源系統防護的重點放在了對UPS不間斷電源的輸入和輸出端的保護上。即防雷保護。設計採取第一級火花間隙放電保護，在UPS電源輸入端安裝兩級半導體過電壓防雷保護，在三級雷擊電流放電器間安裝解耦器來協調各級間對雷電波或浪湧電壓的有效吸收和釋放。在三級防雷保護中，第一級防護為粗保護，對直擊雷進行防護，吸收約90%的大能量雷電流；第二級為中級保護，選用浪湧電壓雷電放電器，即半導體放電器，對雷電流進一步吸收；第三級為細保護， 同樣採用浪湧電壓放電器，將殘餘的雷電流基本吸收，透過地線洩入大地。在第二級及第三級採用過電壓保護器件，進行有效的吸收，在第二級將第一級變數解耦後的4000伏殘壓降至900伏，第三級將第二級變數解耦後的900伏殘壓限制在550伏以下，同時第三級還將起到吸收線路上的感性負載和容性負載的“通”“斷”引起的浪湧電壓及對相電壓可能的誤輸入線電壓的保護。

地鐵防雷示意圖

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終端裝置的電源防雷保護

計算機資訊系統中心機房裝置包括小型機、伺服器、交換機、路由器等，為了確保裝置萬無一失，考慮從電源配電室至機房有一定距離，而感應雷害又無孔不入，同時因考慮到電網的浪湧可能帶來對裝置的衝擊，我們在網路裝置電源輸入端安裝電源防雷箱，實施對終端用電裝置的精細防護。同樣我們還將採用以上的防護原理對其它重要裝置實施同樣電源終端的防雷保護，以確保整個計算機資訊系統核心部分的安全執行。

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通訊、網路系統的防雷與過電壓保護

訊號系統浪湧電壓的主要來源是感應雷擊、電磁干擾、無線電干擾和靜電干擾。金屬物體

（如傳輸線）受到這些干擾訊號的影響，會使傳輸中的資料產生誤碼，影響傳輸的準確性和傳輸速率。排除這些干擾將會改善網路的傳輸狀況。通訊系統防雷包括由戶外引至戶內的。通訊線路，主要線路包括電話線、專線、網線。

這兩部分線路由戶外傳輸線路直接引入機房，與傳真機、調變解調器、路由器等裝置相連。通常這兩部分線路是最易將過電壓引入室內擊壞通訊裝置的，是機房通訊裝置防護的重點，因此在與這些進線相連線的裝置處，均需安裝防雷器。

一般來講，網路裝置安裝集中，

MODEM、 SWITCH、 ROUTER、 HUB等裝置均安裝於19” 標準機櫃中，由於剩餘空間位置較小，我們推薦選用組合式防雷器件，即每10對線1組，可插拔模組結構，可大大節省安裝位置，同時也便於安裝與更換。

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區域網線路的保護

雖然區域網線路通常均布在室內，但由於裝置介面耐壓很低

，加。上線路的遮蔽、佈線距離、佈線方式等諸多因素的影響，感應雷擊、浪湧過電壓都可能透過網路線對裝置連線埠造成破壞。考慮到網路頻寬的現狀及發展，防雷保安器的傳輸速率選用100M Bit/S，它可滿足將來網路頻寬不斷升級的要求。

某地鐵站內實拍圖

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接地系統

依據國家標準

GB50174-93《電子計算機機房設計規範》規定，交流工作接地和安全保護接地，接地電阻均不應大於4W，根據1EC1024標準，機房交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置。

但是由於某些計算機裝置的工作狀態差異不同

，接地系統的共地很難實現時，我們建議應該採用等電位理論，達到瞬間等電位方式和常態獨立接地方式（即機房接地系統與其它交流地、安全保護地、防雷地進行軟連線）。

目前中心機房的供電系統採用三相五線制送入機房電源室，機房地線接地電阻應

<1歐姆，PE線與大樓避雷系統接地網相互獨立。

均壓等電位連線機房的各種地線間及地線與大樓結構的主鋼筋之間，必須進行有效的連線，即全部採用共用接地系統，當雷電引起地電位高壓反擊時，整個大樓及機房呈現系統等電位，防雷系統呈現工作狀態，保證網路系統的安全。

關於均壓等電位帶的實施，我們建議在機房的主機房、電源室、其他機房的地板下鋪設均壓等電位地線帶，以

25mmx 3mm的紫銅帶，在各室內分別形成網型（M 型）結構的均壓等電位帶，且作好此帶的絕緣支撐，最終以星形（S型）形式與機房的直流邏輯地線接通，另外機房UPS供電系統電源插座及訊號地均在最近的距離內與均壓等電位帶直線相連，避免因裝置間電勢差而使裝置損害。