数据中心防雷技术规范DB37／T 3221-2018.pdf

ICS 07.060 A 47 DB37 山东省 地 方 标 准 DB 37/T 32212018 数据中心 防雷技术 规范 Technical specifications of lightning protection for data centers 2018-05-17 发布 2018-06-17 实施 山 东 省 质 量 技 术 监 督 局 发布 DB37/T 3221 2018 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 一 般规 定.2 5 防 雷设 计和 施工 要求.2 6 防 雷检 测要 求.6 附录A（资 料性 附录）SPD 安 装在 防雷 区交 界处 的 配置示 例.7 附录B（资 料性 附录）信号线 路电 涌保 护器 的冲 击试验 波形 和参 数.8 附录C（资 料性 附录）SPD 可 能影 响网 络传 输性 能 的参数.9 附录D（规 范性 附录）信号 SPD 连接 方 法示 意图.10 DB37/T 3221 2018 II 前 言 本标准 按照GB/T 1.1 2009 给出 的规 则起 草。本标准 由山 东省 气象 标准 化技术 委员 会(鲁TC 16)提 出并归 口。本标准 起草 单位：山 东省 气象灾 害防 御技 术中 心。本标准 主要 起草 人：柳林、胡先 锋。DB37/T 3221 2018 1 数 据中心 防雷技术 规范 1 范围 本标准 规定 了新 建、改建、扩建的 独立 及建 筑物 内部 数据中 心的 防雷 设计、施 工 要求以 及检 测要 求。本标准 适用 于数 据中 心的 雷电防 护装 置设 计、施工 和检测。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日 期的引 用文 件，仅注 日期 的 版本适 用于 本文 件。凡是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包括 所有 的修改 单）适用 于本 文件。GB/T 21431 2015 建筑 物防雷 装置 检测 技术 规范 GB 50057 2010 建 筑物 防雷设 计规 范 GB 50174 2017 数 据中 心设计 规范 GB 50343 2012 建 筑物 电子信 息系 统防 雷技 术规 范 3 术语和 定义 GB 50057 2010 界定 的以 及下列 术语 和定 义适 用于 本文件。为 了便 于使 用，以 下重复 列出 了GB 500572010 中的 某些 术语 和定 义。3.1 数 据中 心 data center 为 集中 放置 的电 子信 息设备 提供 运行 环境 的建 筑场所，可 以是 一栋 或几 栋建筑 物，也可 以是 一栋建筑物 的一 部分，包 括主 机房、辅助 区、支持 区和 行政管 理区 等。GB 50174 2017,术语 2.0.1 3.2 接 地装 置 earth-termination system 接 地体 和接 地线 的总 合，用 于传 导雷 电流 并将 其流散 入大 地。GB 50057 2010,术语 2.0.10 3.3 防 雷等 电位 连接 lightning equipotential bonding;LEB 将 分开 的诸 金属 物体 直接用 连接 导体 或经 电涌 保护器 连接 到防 雷装 置上 以减小 雷电 流引 发的 电位差。GB 50057 2010,术语 2.0.19 3.4 等 电位 连接 带 bonding bar 将金属 装置、外来 导电 物、电力线 路、电 信线 路及 其 他线路 连于 其上 以能 与防 雷装置 做等 电位 连接的金属 带。GB 50057 2010,术语 2.0.20 3.5 DB37/T 3221 2018 2 接 地系 统 earthing system 将 等电 位连 接网 络和 接地装 置连 在一 起的 整个 系统。GB 50057 2010,术语 2.0.23 3.6 电 涌保 护器 surge protective device;SPD 用 于限 制瞬 态过 电压 和分泄 电涌 电流 的器 件。它至少 含有 一个 非线 性元 件。GB 50057 2010,术语 2.0.29 4 一般规 定 4.1 独立的 数据 中心 选址 应满 足 GB 50174 2017 中 4.1 的要求，宜 选择 在雷 电灾 害风险 较低 的 区 域。4.2 建筑物 内局 部区 域的 数据 中心应 设置 在高 级别 雷电 防护区 内，并采 取有 效的 电磁屏 蔽措 施，避开强电磁 场干 扰。4.3 数据中 心的 外部 防雷 措施 应符 合GB 50057 2010 的 规定，内部 防雷 措施 除应 满 足本文 件的 要求 外，还应符 合 GB 50057 2010 和GB 50343 2012 的规 定。5 防雷设 计和 施工 要求 5.1 防雷分 类 5.1.1 根据建 筑物 的重 要性、使 用性质、发 生雷 电事 故的 可能性 和后 果，按 照GB 50057 2010 中第3章、4.5.1 以及4.5.2 的 要求进 行防 雷分 类，数据 中心为 第二 类防 雷建 筑物 或第三 类防 雷建 筑物。5.1.2 雷电防 护等 级划 分应 符 合GB 50343 2012 中 4.3 的 要求。5.2 接地和 防雷 等电 位连 接 5.2.1 防雷接 地、安全 接地、电 子系统 工作 接地 应相 互连 接在一 起，形成 共用 接地 系统。共用 接地 系统的接 地电 阻值 应按 各系 统接地 电阻 值最 小值 确定。5.2.2 数据中 心 低 压配 电系 统的 接地型 式宜 采 用 TN 系统。数据中 心内 的配 电系 统的 接地型 式应 采用TN-S 系统。5.2.3 数据中 心 机 房内 宜沿 墙四 周设一 环型 闭合 等电 位连 接带，并与 机房 预留 的接 地端子 至少 两处 做可靠电 气连 接。各种 连接 导体和 等电 位连 接带 的最 小截面 积应 符合 表1 的要 求。表1 防雷装 置各 连接 部件 的最 小截面 积 等电位连接部件 材料 截面积 mm2 等电位连接带（铜、外表面镀铜的钢或热镀锌钢）Cu(铜)、Fe(铁)50 单独设置的接地线 Cu(铜)25 从等电位连接带至接地 装置或 各等电位连接带之间的连接导体 Cu(铜)16 从机房内金属装置至等电位连接带的连接导体；从机柜至等电位连接网络 Cu(铜)6 DB37/T 3221 2018 3 5.2.4 在数据 中心 机房 内应 设等 电位连 接网 络。电气 和电 子系统 的所 有外 露可 导电 部分应 与建 筑物 的等电位 连接 网络 做功 能性 等电位 连接，电 子系 统不 应设独 立的 接地 装置。向 电子系 统供 电的 配电 箱的保护接 地线（PE 线）应 就 近与建 筑物 的等 电位 连接 网络做 等电 位连 接。5.2.5 功能性 等电 位连 接应 采用 以下两 种基 本形 式之 一：S 型星 形结 构和M 型 网形 结构，见 图 1。说 明：_ 等电 位连接 导体 等 电位 连 接网络 接 至 等电位 连接 网络 的等 电位 连接点 设备 ERP 接 地基 准 点 Ss 将星 形结 构通过ERP 整合 到等 电位 连 接网络 中 Mm 将 网形 结 构通过 网络 连接 整合 到等 电位连 接网 络中 图1 电子系 统等 电位 连接 的结 构形式 5.2.6 数据中 心机 房内 电子 系统 为 300 kHz 以下 的模 拟线 路或机 房内 的设 备数 量较 少时，可采 用 S 型等电位 连接。S 型等 电位 连接符 合下 列要 求：a)电子系 统的 所有 金属 组件（如箱 体、壳体、机 架）除 等电位 连接 点外，应 与接 地系统 的各 组 件绝缘；b)所有设 施管 线和 电缆 宜从 接地基 准点（ERP）处附 近 进入该 电子 系统；c)应通过 唯一 的一 点（接地 基准点）连 接到 接地 系统 中去，形 成 Ss 型等 电位 连 接，见 图 1；d)设备之 间的 所有 线路 和电 缆当无 屏蔽 时，宜与 成星 型连接 的等 电位 连接 线平 行敷设。5.2.7 数据中 心机 房内 电子 系统 为兆赫 兹（MHz）级 数字 线 路时，应采 用 M 型 等电 位 连接，M 型等 电位连接符 合下 列要 求：a)电子系 统的 各金 属组 件不 应与接 地系 统各 组件 绝缘；b)应通过 多点 连接 组合 到等 电位连 接网 络中 去，形 成Mm 型等电 位连 接，见图1；DB37/T 3221 2018 4 c)每台设 备的 等电 位连 接线 的长度 不宜 大 于0.5 m，并 宜设两 根等 电位 连接 线，安装于 设备 的 对角处，其长 度相 差宜 为 20%。5.3 屏蔽和 布线 5.3.1 数据中 心应 采用 建筑 物电 磁屏蔽、线 缆屏 蔽和 设备 屏蔽等 措施。5.3.2 在需要 保护 的空 间内，采 用屏蔽 电缆 时，应在 其屏 蔽层两 端做 等电 位连 接，并宜在 防雷 区交 界处做等 电位 连接；系统 要 求只在 一端 做等 电位 连接 时，应采 用两 层屏 蔽或 穿 钢管敷 设，外 层屏 蔽或 钢 管应至少 在两 端，并宜 在防 雷区交 界处 做等 电位 连接。5.3.3 数据中 心机 房内 的设 备距 离外墙 应满 足一 定的 安全 距离，计算 方法 应符 合 GB 50057 2010 中6.3.2 的规 定，并不 应小 于 1 m。5.4 电涌保 护器（SPD）5.4.1 低压配电系统中，在 电源 引入的 总配 电箱 处，选用 的 SPD 参数 应符 合下 列要 求：a)选用 级试 验 的SPD；b)SPD 的 电压 保护 水平（Up）2.5 kV；c)每一保 护模 式的 冲击 电 流Iimp 12.5 kA。5.4.2 低压配电系统中，在 靠近 需要保 护的 设备 处，即 LPZ2 和 更高 防雷 区的 界面 处，选用 的 SPD 参数应符 合下 列要 求：a)选用 级试 验或 级 试验 的 SPD；b)SPD 的 标称 放电 电流（In）10 kA；c)Up 不应大 于被 保护 电气 设 备的绝 缘耐 冲击 电压 额定 值（Uw）0.8 倍，220/380V 配电系 统中 设 备Uw 值见GB 50057 2010 中表 6.4.4。5.4.3 低压配电系统中，同 一线 路前端 和后 端 的 SPD 能量 配合应 符合 下列 要求：a)SPD 能 量配 合的 资料 由制 造商提 供；b)级试 验SPD 的In 5 kA，级 试 验SPD 的 In 3 kA；c)开关型 电涌保 护器与 限压 型电涌 保护器 之间的 安装 距离 l 10 m,两级 限压 型 电涌保 护器之 间的安装 距 离l5 m，当 距 离不满 足上 述要 求时，两 级电涌 保护 器之 间加 装退 耦装置。5.4.4 SPD 的 最大 持续 运行 电压（Uc）应符 合GB 50057 2010 中表 J.1.1 的要 求。5.4.5 SPD 应 具有 过电 流保 护器 和劣化 显示 功能，可 选用 具有远 程监 测功 能 的SPD。5.4.6 信号网络系统中，SPD 应 安装在 各防 雷区 交界 处，安装位 置参 见附 录A，并 符合下 列要 求：a)第一 级SPD（SPD1）安装 在LPZ0/LPZ1 区 交界 处；b)第二 级SPD（SPD2）安装 在LPZ1/LPZ2 区 交界 处；c)第三 级SPD（SPD3）安装 在LPZ2/LPZ3 区 交界 处；d)如果因 工艺 要求 或其 他原 因，被 保护 设备 的位 置不 一定恰 好设 在交 界处，当 线路能 承受 所 发 生的电涌 电压时，SPD1 可 安 装在被 保护设 备处，而线 路的金 属保护 层或屏 蔽层 宜首先 于防雷 区界面处 做 一 次等 电位 连接。5.4.7 SPD1 的Up 应 不大 于电 子设 备的 Uw 值的 0.8 倍，当能 对 信号线 路下 游和 末端 电子 设备进 行有 效限压保护 时，可仅 在LPZ0/1 或设备 端口 处安 装一 组 SPD1。如 果存 在如 下因 素之 一，应安 装SPD2 乃至SPD3的选择：a)SPD1 的UP 大于电 子设 备耐 冲击过 电压 额定 值 的 0.8 倍，即Up 0.8Uw；DB37/T 3221 2018 5 b)SPD1 与受 保护 设备 之间 距 离过长；c)建筑物 内部 存在 雷击 感应 或内部 干扰 源产 生的 电磁 场干扰；d)按防雷 区 与SPD 安装 位置 和表 2 中防 护等 级的 要求 来选择 安 装SPD。表2 防雷区 交界 处 SPD 选 型参 数 防雷区 LPZ0/LPZ1 LPZ1/LPZ2 LPZ2/LPZ3 a 电涌值范围 10/350 s 0.5 kA 2.5 kA 1.2/50 s 8/20 s 0.5 kV 10 kV 0.25 kA 5 kA 0.5 kV 1 kV 0.25 kA 0.5 kA 10/700 s 5/300 s 4 kV 100 A 0.5 kV 4 kV 25 A 100 A SPD 的要求 SPD（j）b D1 c、B2 c SPD（k）b C2 c、B2 c SPD（l）b C1 c a LPZ2/LPZ3 栏下电涌值范围包 括了典型的最低耐受能力要求并可安装于信息技术设备内部。b SPD（j）、SPD（k）、SPD（l）参见附录 A。c B2、C1、C2、D1、D2 为信号电 涌保护器的类别，参见附录 B。5.4.8 信号网 络系 统中 的 SPD 可 能影响 网络 传输 性能 的参 数有：电容、串 联电 阻、插入损 耗、回波 损耗、纵 向平 衡、近端 交扰、特性 阻抗 等。5.4.9 在信号 网络 系统 中选 用 SPD 时，应根 据生 产厂 在 SPD 上或 说明 书上 标注 的技 术参数 值来 选用。在不同 系统 中可 能影 响网 络传输 性能 的参 数参 见附录 C。5.4.10 SPD 的Uc 值不 应小 于电 子 设备工 作电 压 的 1.2 倍。5.4.11 SPD 连 接导 线的 最小 截面 积不应 小于 表 3 中的 要求。表3 SPD 连 接导 体铜 材最 小截 面积 系统类型 SPD 的种类 最小截面积 mm2 电气系统 级试 验 的SPD 6 级试 验 的SPD 2.5 级试 验 的SPD 1.5 电子系统 D1 类SPD 1.2 其他类的 SPD（连接导体的截 面可小于 1.2 mm2）根据具体情况确定 5.4.12 SPD 的 连接 要求 如下：a)SPD 两 端应 采用 短直 连线，连线 总长 度不 应大 于 0.5 m；b)电子系 统中 信 号SPD 的连 接导线 和连 接要 求除 应符 合上述 要求 外，尚应 注意 下列事 项:对被保 护设 备的 有效 电压 保护水 平取 决 于SPD 的 Up，同时受 到SPD 与 被保 护设 备的连 接 导 线 布设的影 响，见附 录 D；在电子 系统 信号 线缆 内芯 线相应 端口 安 装SPD 的同 时，应 将电 缆内 芯的 空线 对接地 连接。c)减少干 扰附 加的 措施 应符 合下列 要求：连接 至被 保护 端和 未被 保 护端的 线缆 不应 平行 靠近 布线；DB37/T 3221 2018 6 连接 至被 保护 端的 线缆 和 接地连 接导 体（p）不应 靠 近布设；SPD 的保 护端 至被 保护 的 电子设 备的 连接 应当 尽可 能短或 者采 用屏 蔽措 施。6 防雷检 测要 求 6.1 接地装 置的 工频 接地 电阻 测量采 用三 极法 和接 地电 阻表法，当需 要冲 击接地 电阻值 时，应 按 照GB 50057 2010 中 附录C 的 规定进 行换 算或 使用 专用 仪器测 量。三 极法 测量 接 地电阻 的方 法 见 GB/T 214312015 中 附录D。6.2 检查等 电位 连接 带与 防雷 接地装 置应 有两 处以 上连 接，组 成的 共用 接地 系统 的等电 位连 接网 络结构应 为S 型 星形 结构 或M 型网形 结构，并 检测 连接 质量及 连接 导体 的材 料和 尺寸。6.3 检查数 据中 心机 房内 下列 金属装 置与 等电 位连 接带 的连接 情况：配电柜（盘）内 部 的 PE 排 及外露 金属 导体；UPS 及 电池 柜金 属外 壳；电子设 备的 金属 外壳；设备机 架、金属 操作 台；机房内 消 防 设施、其 他配 套设施 金属 外壳；线缆的 金属 屏蔽 层；光缆屏 蔽层 和金 属加 强筋；金属线 槽；配线架；防静电 地板 支架；金属门、窗、隔 断等。6.4 等电位 连接 的过 渡电 阻的 测试采 用空 载电 压4 V 24 V，最小 电流 为0.2 A 的 测试仪 器进 行测 量，过渡电 阻值 一般 不应 大 于0.2。6.5 用毫欧 表检 查屏 蔽室、屏 蔽网格、金 属管（槽）、防静电 地板 支撑 金属 网格、大尺 寸金 属件、房间屋顶 金属 龙骨、屋 顶金 属表面、立 面金 属表 面、金属门 窗、金属 格栅 和电 缆屏蔽 层及 其他 金 属 构 件 的电气连 接，过渡 电阻 值不 应大 于 0.2。6.6 计算建 筑物 利用 钢筋 或专 门 设置 的屏 蔽网 的屏 蔽效 能，计算 方法 见GB 50057 2010 中 6.3.2 的规定，用 仪器 检测 电磁 屏蔽 效能的 方法 见GB/T 21431 2015 中 附录F。6.7 检查SPD 状 态指 示是 否显 示失效，测试SPD 性能 是 否劣化；如果SPD 已失 效 或劣化，应及 时更 换。6.8 用N-PE 环 路电 阻测 试仪 测 试从总 配电 箱（盘）引出 的分支 线路 上的 中性 线（N）与保 护线（PE）之间的 阻值，确 认线 路 为TN-C、TN-C-S、TN-S、TT 或 IT 系统。6.9 检查并 记录 各 级SPD 的安 装位置、数 量、型号、主 要性能 参数（Uc、In、Imax、Iimp、Up 等），以 及连接导 体的 材料 和规 格。6.10 测量多 级SPD 之 间的 距离，应满 足 5.4.3 的要 求。6.11 测量SPD 两 端导 线长 度，不应大 于 0.5 m。6.12 测试SPD 接 地线 与等 电位 连接带 之间 的过 渡电 阻值，不应 大 于 0.2。DB37/T 3221 2018 7 A A 附 录 A（资料 性附 录）SPD 安 装在 防雷 区交 界处 的配置 示例 A.1 图A.1 给出 了SPD 安 装在 防 雷区交 界处 的配 置示 例。(c)ITE(d)(a)(b)(p)(I)0.5IU U U U U U USPD1Zone0/1(j)(k)(I)ITE(f)4KV4KV 0.5KVX(a)(q)(p2)(p1)(b)(p)Y I pcLPZ0BSPD2Zone1/2SPD3Zone2/3LPZ0ALPZ1LPZ3LPZ2(I)(o)(k)(j)1KVIN1 P1 P2 P3 IN2 IN3 IN ITESPD(I)ITE(c)(m)(n)0.5I(e)(d)说明：（a）在防 雷区交界处的等电位连接带（EBB）；（b）总等 电位连接（MEB）；（c）信息 技术设备/电信端口；（d）电源 线/电源端口；（e）信息 线路/电信通信线路/网络；IPC 局部 雷电流；IB 全部 雷电流；（j）,（k）,（l）各防 雷区的交界处的信号网络 SPD；（m）,（n）,（o）各防 雷区的交界处的低压电气系统 SPD（、级试验产品）；（p）接地 连接导体；LPZ0A LPZ3 防雷 区 0A 3 区；ITE 信息技术设备。图A.1 SPD 安 装在 防雷 区交 界处 的配置 示例 DB37/T 3221 2018 8 附 录 B（资料 性附 录）信号线 路电 涌保 护器 的冲 击试验 波形 和参 数 B.1 表B.1 给出 了信 号线 路电 涌保护 器的 冲击 试验 波形 和参数。表 B.1 信 号线 路电 涌保 护器的 冲击 试验 波形 和参 数 类别 试验类型 开路电压 短路电流 A1 很慢的上升率 1 kV 0.1 kV/s 100 kV/s 10 A，0.1 A/s 2 A/s 1000 s（持续时间）A2 AC B1 慢上升率 1 kV，10/1000 s 100 A，10/1000 s B2 1 kV 4 kV，10/700 s 25 A 100 A，5/300 s B3 1 kV，100 V/s 10 A 100 A，10/1000 s C1 快上升率 0.5 kV 2 kV，1.2/50 s 0.25 kA 1 kA，8/20 s C2 2 kV 10 kV，1.2/50 s 1 kA 5 kA，8/20 s C3 1 kV，1 kV/s 10 kA 100 kA，10/1000 s D1 高能量 1 kV 0.5 kA 2.5 kA，10/350 s D2 1 kV 06 kA 2 kA，10/250 s 注：表中数值为SPD测试的最低要求。DB37/T 3221 2018 9 B B 附 录 C（资料 性附 录）SPD 可 能影 响网 络传 输性 能的参 数 C.1 表C.1 给出 了不 同系 统中，SPD 可能 影响 网络 传输 性 能的参 数。表 C.1 SPD 可 能影 响网 络 传输的 技术 参数 技术参数 模拟信号系统（20 kHz）数字信号系统 视频系统 卫星通信系统 分布电容 串联电阻 插入损耗（较小影响）回波损耗 纵向平衡 近端串扰 特性阻抗 比特差 频率范围 传输速率 a a 传输速率（Vs）在数字信号系 统中可以替代工作频率范围。DB37/T 3221 2018 10 C C 附 录 D（规范 性附 录）信号SPD 连 接方 法示 意图 D.1 图D.1 给出 了信 号SPD 连 接 方法示 意图。说明：（a）SPD 的共用连接 终端，通常 SPD 中所有的共模 限压元件都以此作为接 地参考点；（b）等电位连接带（EBB）；（c）信息技术设备/电信端口；（l）适配 的 SPD；（p）接地连接导体；（p1,p2）接地导体（应尽 可能短）。对于远程供电的电子 设备，（p2）可能不存在；（q）必要的连接（应 尽可能短）；X，Y SPD 的接线端子，其中 X 为输入端、Y 为输出 端。图D.1 信号 SPD 连 接示 意图 _