Проект заземления и молниезащиты для ЦОД (центр обработки данных, дата-центр)

Открыть схему в полном размере

Задание:

Объект: центр обработки данных (ЦОД), расположенный в отдельном здании.

Грунт: супесь.

Удельное сопротивление грунта: 150 Ом*м.

Необходимо провести расчёт внешней, внутренней молниезащиты и заземления с сопротивлением не более 5 Ом.

Решение:

Мероприятия выполнены в соответствии с требованиями TIA 942, IEC 24764 и ПУЭ 7-е изд. Глава 1.7.
В соответствии с TIA 942 никакая часть заземляющих систем не должна иметь сопротивление свыше 5 Ом относительно самой земли.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к заземляющему устройству представлен следующими решениями:

• Установка горизонтального контура габаритами 20,5x20,5 м вокруг здания. Горизонтальный заземлитель выполняется из омедненной полосы сечением 4x30 на глубине 1 м, расстояние от стены 1 м.
• По всей длине заземляющего контура на расстоянии выполняется установка восьми вертикальных электроды из омедненной стали длиной 3 м и диаметром 14 мм.
• На четырех углах контура заземления предусматриваются инспекционные колодцы.
• У каждой второй колонны стальные конструкции здания соединяются заземляющим контуром с помощью омедненной полосы сечением.
• Сопротивление любой части системы заземления должно быть не более 5 Ом.
• К системе заземления должны быть подключены крупное оборудование распределения питания, телекоммуникационные системы и система молниезащиты.
• Шины должны быть доступны для подключения и визуального осмотра.
• Если ЦОД расположен в районе с хорошим грунтом (типа глина, суглинок, супесь) обладающим удельным сопротивлением 60-150 Ом×м, сопротивление заземления до 5 Ом может быть достигнуто указанными выше мероприятиями. Необходимо произвести расчет сопротивления заземления, и в случае превышения принять дополнительные меры.
• Если грунт вечномерзлый, имеющий сопротивление 1000 Ом×м и более, то необходимы специальные мероприятия по снижению сопротивления заземления, например, установка комплектов электролитического заземления ZANDZ.
• Если установленное оборудование требует сопротивления заземления ниже 5 Ом, например, 1 Ом, то для достижения такого показателя также могут быть установлены комплекты электролитического заземления.

Мероприятия по уравниванию потенциалов:

• В полу машинного зала дата-цента выполняется эквипотенциальная заземляющая сетка из медного изолированного проводника сечением 25 мм2, охватывающая всю площадь машинного зала. Размер ячейки сетки 1,5 м. В узлах пересечения и соединения проводников изоляция снимается. Сетка создает эквипотенциальный базис и уменьшает высокочастотные паразитные сигналы (снижает помехи).
• К эквипотенциальной сетке проводников присоединятся перечисленные ниже элементы дата-центра:
  • телекоммуникационная шина заземления в машинном зале заземляющим проводником сечением 25 мм2;
  • каждое обслуживающее помещение распредустройство или щит соединяются с заземляющей шиной заземляющим проводником. Сечение выбирается в зависимости от тока срабатывания защитного коммутационного аппарата по NEC 250.122;
  • HVAC оборудование (отопление, вентиляция, кондиционирование) заземляющим проводником сечением 16 мм2;
  • каждая колонна в машинном зале заземляющим проводником сечением 25 мм2;
  • каждый лестничный лоток верхнего расположения, кабельный лоток и желоб для прокладки кабеля, входящий в зал заземляющим проводником сечением 16 мм2;
  • каждый кабелепровод, водопроводная труба и воздуховод заземляющим проводником сечением 16 мм2;
  • каждая шестая опора фальшпола в каждом направлении заземляющим проводником сечением 16 мм2;
  • каждый компьютерный или телекоммуникационный шкаф, стойка и рама заземляющим проводником сечением 16 мм2. Каждый элемент конструкции шкафа или стойки должен быть заземлен – должна быть обеспечена электрическая непрерывность.

• К каждой стойке присоединяется медный пруток или медная полоса, которая будет являться подходящей точкой подключения для заземляющего проводника. Шасси оборудования следует соединить со стойкой. Подключение к стойке должно иметь следующие характеристики:
  • чистый контакт металл-металл;
  • рекомендуемый противоокислитель.

• Заземляющие проводники должны быть длиной не более 0,5 м и должны иметь медные наконечники с двух сторон для присоединения к элементам дата-центра и к проводникам эквипотенциальной сетки.

Расчёт молниезащиты:

Для расчёта молниезащиты приняты следующие исходные данные:

• плотность разрядов молнии в землю – 4 уд/кв.км в год;
• число ударов в незащищенный объект – 0,011 1/год, период - раз в 90 лет.

Результаты расчёта молниезащиты, проведённого с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН») приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты расчета молниезащиты

Расчёт заземляющего устройства

В соответствии с ПУЭ 7 изд. п. 1.7.103 общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом соответственно при линейных напряжениях 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока.
Расчёт заземления проведен с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им.
Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»).
В качестве расчётного удельного сопротивление грунта типа суглинок принимается значение 100 Ом∙м.

Сопротивление горизонтального электрода:

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;

b - ширина полосы горизонтального электрода, м;

h - глубина заложения горизонтальной сетки, м;

L_гор – длина горизонтального электрода, м.

Сопротивление вертикального электрода:

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;

L – длина вертикального электрода, м;

d – диаметр вертикального электрода, м;

T– заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

где t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где n – количество комплектов;

k_исп – коэффициент использования;

Расчётное сопротивление заземляющего устройства составляет 3,65 Ом, что меньше требуемого значения 5 Ом.

Внутренняя молниезащита (защита от перенапряжений):

1. Для защиты цепей питания напряжением 0,4 кВ выполняется установка трехфазных УЗИП класса 1+2+3 PowerPro BCD TNS на каждый ввод питания от трансформаторной подстанции и резервного источника электроснабжения (ДЭС).

2. Для защиты цепей передачи данных Ethernet выполняется установка УЗИП DataPro x8RJ45-19" для защиты витой пары с RJ45.

3. Для защиты IP камер с технологией POE выполняется устанвка УЗИП DataPro RJ45 PoE Alu со стороны коммутатора может быть устанвлено УЗИП DataPro x8RJ45-19".

4. Защита оборудования в сетях автоматизации, управления и контроля выполняется с помощью УЗИП MP 2x2 GDT +12V-Ad-Ad-Pg ST и MP 2x2 GDT +24V-Ad-Ad-Pg ST в цепях 12 В и 24 В соответственно,которые устанавливаются в базу MP Base 2x2-R GDT, а также с помощью УЗИП DataPro x8RJ45-19".

Перечень необходимых материалов:

№ п/п	Рис.	Артикул	Изделие	Кол-во
Система внешней молниезащиты
1.		ZZ-201-004	ZANDZ Молниеприемник-мачта вертикальный 4 м (нерж. сталь)	4
2.		GL-21201	GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты ZZ-201-004 к стене (нержавеющая сталь)	4
3.		GL-20023	GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте ZZ-201-004 для токоотводов (нержавеющая сталь)	4
4.		GL-11149-50	GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 50 метров)	1
5.		GL-11149-20	GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 20 метров)	1
6.		GL-11703A	GALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской)	24
7.		GL-11711	GALMAR Зажим на плоскую крышу для токоотвода (D8 мм; пластик, бетон)	18
8.		GL-11562A	GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь)	4
Заземление
9.		GL-11075-50	GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 50 метров)	1
10.		GL-11075-20	GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 20 метров)	2
11.		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	28
12.		ZZ-001-065	ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)	16
13.		ZZ-002-061	ZANDZ Муфта соединительная резьбовая	9
14.		ZZ-003-061	ZANDZ Наконечник стартовый	8
15.		ZZ-004-060	ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток	4
16.		ZZ-008-000	ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max)	1
17.		ZZ-007-030	ZandZ Лента гидроизоляционная	3
Внутренняя молниезащита
18.		LE-373-960	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) PP BCD TNS 25/100	3
19.		LE-194-0X3	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) DP Xx8RJ45-19“	N
20.		LE-240-025	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) DP10LSA 12V	N
21.		LE-240-021	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) DataPro RJ45 PoE Alu	N
22.		LE-970-040	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) MP 2x2 GDT +12V-Ad-Ad-Pg ST	N
23.		LE-970-041	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) MP 2x2 GDT +24V-Ad-Ad-Pg ST	N
24.		LE-970-001	LEUTRON Базовый элемент MP Base 2x2-R GDT	N

Приложение: проект в форматах DWG и PDF

Вам требуется выполнить проект по заземлению и молниезащите? Закажите его, обратившись в Технический центр ZANDZ!

Возможно, Вам будет интересно:

• Полезные материалы для проектировщиков: статьи, рекомендации, примеры
• Бесплатные обучающие вебинары с ведущими экспертами
• Формулы для расчёта заземляющего устройства
• Реальные примеры расчёта заземления и молниезащиты
• Примеры решений по заземлению и молниезащите для крупных объектов

Проект заземления для трансформаторной подстанции Проект заземления и молниезащиты для ресторана под искусственной насыпью Проект заземления и молниезащиты для нефтяных резервуаров Вебинары для проектировщиков заземления и молниезащиты Вебинар "Заземление в молниезащите. Ответы на все вопросы", страница 1 Вебинар "Проектирование молниезащиты для объектов нефтегазовой отрасли", страница 1