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YD／T 3554-2019 高压变电站与数据中心共址电磁影响与防护技术要求.pdf

流经输电线路杆塔接地装置的短路电流，在流入、流出天地的区域与远方大地之间产生电位差，使 大地电位升高，通过大地电阻耦合对数据中心接地装置、埋地电缆、埋地光缆产生的影响。 3116

用光纤将光电分开并绝缘的器件称为光电隔离器

4高压系统对数据中心综合危险影响途径的参考结构及共站开

4.1高压系统对数据中心综合危险影响途径的参考结构

DL/T 2017-2019 垃圾发电机组仿真机技术标准标准所涉及的高压系统对数据中心综合危险影瞻

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1）高压输电系统通过感性耦合感应到通信线缆上的纵向电动势； 2）高压变电站的接地系统通过大地耦合到数据中心接地系统的地电位升。 这两者矢量之和构成了对数据中心综合危险影响。 综合危险影响途径的参考结构如图1所示

4.2高压变电站与数据中心的共站形式

压系统对数据中心综合危险影响途径的参考结栏

高压变电站与数据中心共站包括以下三种形式：两者相邻、共地网、共建筑物机房。 两者相邻，指的是两者有一定距离且彼此的地网相互独立，主要考虑高压变电站发生接地短路事故 时阻性耦合地电位升对数据中心产生的危险影响； 高压变电站与数据中心共地网、共建筑物机房，除了要考虑高压变电站发生接地短路事故时阻性耦 合地电位升对数据中心的危险影响之外，还要考虑高压变电站产生的磁场分布对服务器的影响

5.1高压引入数据中心的途径

5.1.1数据中心的防护，应首先着眼于高压被引入数据中心的途径以及在该途径上的所有通信传输系 统。 5.1.2为了防止数据中心内信息通信设备的损坏，应选择满足容量要求的过电压保护器件。 5.1.3在计算数据中心危险影响时，应主要考虑由高压变电站接地故障电流引起的地电位升（阻性耦 合）对通信系统的影响。 5.1.4有出入局（站）缆线信息通信设备允许值的确定，应同时考虑对人身的安全和引入缆线的绝缘 耐受水平。

电力系统接地故障所产生的地电位升及影响范围应综合考虑以下因素进行计算： 故障电流的等级： 高压变电站的接地电阻： 故障点的地电流系数：

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土壤电阻率； 接地装置的布局； 电力网类型； 局站的环境条件； 输电线的特性（架空输电线、理地电力电缆、电缆护套金属材料、供电回路等）。

6数据中心强电综合危险影响允许值

数据中心的强电综合危险影响允许值是在类 数据中心采用联合接地、高压变电站接地故障高可靠 断，以及对出入缆线及管线的走向进行合理规划的基础上制定的

6.2数据中心强电综合危险影响允许值及数据中心机房磁场强度建议值

6.2.1与高压变电站或输电系统相邻的数据中心综合危险影响充许值为1000V，高压变电站电力系统 发生接地故障的切断时间确保在350ms以内。 6.2.2高压变电站与数据中心共址，但站址可以分开的数据中心，综合危险影响允许值为1500V；高 压变电站电力系统发生接地故障的切断时间应确保在200ms以内。 6.2.3高压变电站与数据中心共址，两者合用一个地网的数据中心，综合危险影响允许值为2000V； 高压变电站电力系统发生接地故障的切断时间应确保在100ms以内。 6.2.4数据中心与高压输电系统共建筑物时，数据中心机房的工频磁场强度不宜超过30A/m

6.2.1与高压变电站或输电系统相邻的数据中心综合危险影响允许值为1000V，高压变电站电力系统 发生接地故障的切断时间确保在350ms以内。 6.2.2高压变电站与数据中心共址，但站址可以分开的数据中心，综合危险影响允许值为1500V；高 压变电站电力系统发生接地故障的切断时间应确保在200ms以内。 6.2.3高压变电站与数据中心共址，两者合用一个地网的数据中心，综合危险影响允许值为2000V； 高压变电站电力系统发生接地故障的切断时间应确保在100ms以内。 6.2.4数据中心与高压输电系统共建筑物时，数据中心机房的工频磁场强度不宜超过30A/m

7高压变电站对数据中心的危险影响计算

7.1.1高压变电站对数据中心的危险影响，在中性点直接接地系统中，应按高压变电站发生单相接地 短路故障计算

7.2高压输电系统对数据中心危险影响的计算值

高压输电系统对数据中心危险影响的计算值，应按高压输电系统对通信线的磁感应纵电动势 压输电系统接地体邻近数据中心的地电位升 两值的均方根值求取，其值为：

式中： E——为地电位升阻性耦合； V 为纵电动势感性耦合。

U=~/e2 + v

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高压输电系统对数据中心的危险影响应的计算，见附录A

3.1.1应通过计算判断高压变电站发生接地短路事故时阻性耦合地电位升对数据中心的危险影响允许 值是否符合第6章的规定，同时应根据具体情况判断是否需要采取防护措施 8.1.2数据中心接地系统应采取联合接地的方式。 8.1.3数据中心不同建筑物接地网应采用两根或两根以上水平接地体互相连通

算判断高压变电站发生接地短路事故时阻性耦合地电位升对数据中心的危险影响允许 章的规定，同时应根据具体情况判断是否需要采取防护措施。

8.2高压变电站与数据中心共址时的防护措施

中心及多机房建筑物地网

对于与高压变电站共址，但站址可以分开的数据中心，应根据情况采取如下措施。 1）在规划和设计过程中，变电站和数据中心之间相对位置的确定应进行充分协调。 2） 新建220kV/110kV高压变电站和数据中心的地网应采取措施尽可能远离。 3）220kV/110kV高压变电站发生接地故障切断时间应小于200ms。 4）应尽可能降低变电站和数据中心接地网的接地电阻。 5）220kV/110kV高压电力电缆应采用埋地引入，电缆的屏蔽材料应采用导电性能较好的材料。 6） 新建220kV/110kV高压变电站和数据中心，应在出入站的各类上、下金属管道与相应主管道 相连接的接入管道接头端点中加入绝缘段。 7 从高压变电站引出到地网外数据中心的10KV线路，应采用无铠装电缆并加强其绝缘强度

8.2.1对于与高压变电站共址，但站址可以分开的数据中心，应根据情况采取如下

8）变电站和数据中心之间的通信和控制线路应采用光缆。 9）不同建筑物的通信系统间应采用光缆。 0）应在所有直流头柜上安装保护器。 1）当高压变电站向站外供电的三相四线制电源中性点和地网相连时， a）供给通信局站的电源输电回路，宜通过其他高压变电站提供，以防止临近变电站接地短路 时，将本变电站的高电位直接引入通信局站内。 b）从变电站引出到地网外相关的低压电路，宜采用架空线路，其电源中性点不应在接地网内 接地，而应在数据中心内单独接地，如图3所示，

图3高压变电站地网接地型式

c）如果采用有金属外皮的电缆供电，电缆宜直理敷设，或在电缆进入处将金属外皮剥去 50cm~100cm后穿入绝缘护套内。 2）两站之间的各类管道，直接影响到地电位的分布，应根据两站之间地中各类管道的管径大小 走向、材料等采取防护措施， 3）为减少高压变电站接地故障时入地电流的量级，供电电缆可采用铝护套电力电缆。 4）可将数据中心工作地、屏蔽地与其他避雷、保护等地分为两个独立的接地系统，两接地系统之 间用瞬态接地保安器连在一起，雷击时两地合一，平常运行时，两接地系统分开工作，即采取 瞬态共地的方式。

8.2.2与高压变电站与数据中心共址，

1）在规划设计时应特别考虑两者的相对位置。 2） 高压变电站电力系统发生接地故障的切断时间应确保在100ms以内。 3） 高压电力电缆应采用理地引入，电缆的屏蔽材料应采用导电性能较好的材料。 4 数据中心各个分散独立的建筑物接地系统应为网状连接： 5 变电站和数据中心之间的通信和控制线路应采用光缆。 6） 不同建筑物的通信系统间应采用光缆。 7应在所有直流头柜上安装保护器

8.3与变电站共址建设的数据中心的接地电阻值

为了尽量减小地电位升对设备和人身的安全影响，地网接地电阻值应尽可能小，宜控

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8.4与变电站共址建设的数据中心的跨步电压与接触电压

数据中心与高压输电系统共址时，应综合考虑数据中心内土壤电阻率、征地面积、建筑布局、电缆 布放等因素，使地电位升和跨步电压等控制在安全范围内。 为了减小跨步电压和接触电压，可通过增大地表的土壤电阻率，增大人脚与地面的接触电阻，从而 减小通过人体的电流，达到减小跨步电压和接触电压的目的。

A.1高压输电系统对数据中心危险影响的计算

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（规范性附录） 高压输电系统对数据中心危险影响的计算

输电系统对数据中心危险影响的计算值，是按高压输电系统对通信线的磁感应纵电动势E和 系统接地体邻近数据中心的地电位升V两值的平方和的平方根，其值为

A.2高压输电系统地电位升对数据中心接地网危险影响的阻性耦合计算

2高压输电系统地电位升对数据中心接地网危险影响的阻性耦合计算

2.1高压输电系统接地体地电位升对邻近数据中心的危险影响计算宜依据下式计算：

式中： 一计算点高压输电系统接地网的单相对地故障短路电流（A）； R一一计算点高压输电系统接地网的接地电阻（Q)； Kd—计算点高压输电系统的地电流系数； K计算点高压输电系统接地网地电位衰减系数

式中： I一计算点高压输电系统接地网的单相对地故障短路电流（A）； R一一计算点高压输电系统接地网的接地电阻（Q）； Kd一计算点高压输电系统的地电流系数： Kp一计算点高压输电系统接地网地电位衰减系数。 A.2.2计算点的高压输电系统接地网故障对地短路电流，应依据电力部门对该点提供的10年远期规划 技术值取定； A.2.3计算点的高压输电系统接地网接地电阻，应依据接地网等效形状和该区域内的大地电阻率，分 别按下列冬式进行计算

A.2.3计算点的高压输电系统接地网接地电阻，应依据接地网等效形状和该区域内的大地电阻率，分 别按下列各式进行计算

2元1 圆盘 R= 4r

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A.2.4高压接地网地电位衰减系数：

式中： 区影响点到散流接地体中心的垂直距离！

A.2.5架空输电系统接地网的地电流系数：

b 4+ b 式中：e"β= b 2 b= Zro Ro

乙.0—高压避雷线的零序自感阻抗

ZMO “导线一地”与“地线一地”两回路间的零序互感阻抗

Zmo = 0.15 + j0.189L. 三(Q2 / km) n

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表A.1避雷线的技术参数

Dbx为避雷线与相线间的几何平均距离 单回路、单地线时：Dx=/D,D,D 单回路、双地线时：Dx=/D,Di,DiDz,DzD2e 双回路、双地线时： D =D,D,D,D, D,D,D,D,D,D, DzD2

A.2.6埋地电力电缆接地网的地电流系数：

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ZMO—电缆护套间的零序互感抗（Q/km）：

ZLo = Rg+0.15+ j0.189Ln (2/km) 3/rd2

ZMo = 0.15 + j0.189Ln = (Q / km)

a）地埋电力电缆的结构及外护套采用的金属类型； b）架空电力电缆的截面半径及金属类型： c）高压变电站中性点的接地方式： d）高压输电线路接地故障的位置及杆位； e）架空避雷线的接地方式： 高压输电线路的电压等级： g）高压输电线路接地故障的切断时间； h）中性点接地的高压输电线路10~15年单相短路电流曲线 高压输电线路导线的排列方式； 架空避雷线架挂位置的尺寸、线质、截面、单位长度电阻

B.2高压输电系统的接地方式

a）高压变电站地网的几何形式及接地电阻值： b）架空电力线杆塔的接地电阻； c）高压变电站及杆塔接地系统是否采用降阻措施： d）大地电阻率。

B.3高压输电线路与电信网络间的地理环境

a）高压输电线路与通信线路的间距及走向； b) 通信线路是否采用屏蔽措施及管道形式： c 高压输电系统接地体与数据中心地网之间的间距； 高压变电站的出入管线； e) 数据中心的出入管线； f）通信网络与高压输电线路之间的其他金属管线及走

a）数据中心接地方式及接地电阻； b）信息通信设备的耐压水平； c）通信电缆型号、芯线数、电缆护套屏蔽系数； d）数据中心的平面布置图

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（资料性附录） 确定数据中心强电危险影响允许值的基础数据

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附录C （资料性附录） 主要常用电缆耐压强度与容许感应电压值

表C.1主要常用电缆耐压强度与容许感应电压值

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表C.1主要常用电缆耐压强度与容许感应电压值（续

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附录D （资料性附录） 国际大电网会议关于人体安全电压的等级划分 根据国际大电网会议对人体安全电压的等级划分，对应于不同的故障切除时间，人体安全电压允许 值如表D所示SZDBZ 188-2016 细胞制备中心建设与管理规范，随着故障切除时间 止 人体允许的安全电压也快速降低，

D.1国际大电网会议关于人体安全电压的等级戈

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（资料性附录） 缩短故障切除时间的途径和方法

故障切除时间是指从故障发生起至敌障元件完全从电网切除正的这段时间。它包括继电保护的整组 动作时间和开关的动作时间。故障切除时间为保护动作时间和断路器跳闸时间之和，保护动作时间是指 从保护监测到故障发生到保护动作出口的时间，断路器跳闸时间是断路器接到跳闸命令，到断路器跳开 需要的时间。 提高继电保护动作时间能有效缩短故障切除时间，可选用原理上动作速度快，整组动作时间短的保 护，保证保护动作时间小于40ms。缩短开关全开断时间就是要选用固有分闸时间短、灭弧性能好的开 关。 就目前的技术水平而言，将故障切除时间限制在0.08s即4个周波以内是可以做得到的。应在高压 电网中，尤其是对系缆稳定敏感的网络元件上，如大电源母线和重要的枢纽变母线及其联络线上配备原 理先进、整组动作时间40ms的保护装置和全开断时间40ms的开关，将故障切除时间控制在4个周波 （0.08s）之内。表E列出了电网普遍配置的保护装置的动作性能，

表E.1部分继电保护动作时间

可采取如下措施缩短故障切除时间： 1）采用高速断路器，确保开关具有优秀的机械传动性能，减少固有动作时限： 2）选用灭弧性能高的开关，提高灭弧开断能力： 3）保护装置中的中间继电器采用快速无触点出口； 4）改进时间测定方法及采用高精度的时限监测仪器来测定保护装置及开关设备的动作时间，缩短 故障切除时间。 一般继电保护装置只配有一套速动主保护、远近结合的后备保护和自动重合闸和断路器失灵保护。 保护动作时间30mS；对应110kV以上的系统，当电力系统稳定要求快速切除故障时JC/T 2289-2014 聚苯乙烯防护排水板，应选用分闸时 大于0.04s的断路器，当采用单相重合闻或综合重合闸时，应选用能分相操作的断路器，

YD/T3554—2019 故障切除时间的典型值为0.15～0.5s。如果采用高速断路器（2～3周波），大多数情况下切除时间 将小于0.15s，采用高速开断及灭弧性能好的断路器可实现最快在100ms内切除短路故障