[摘 要] 本文通過分析雷電災(zāi)害現(xiàn)代商務(wù)中心及商場等單位信息網(wǎng)絡(luò)中心機房的破壞機理， 結(jié)合目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的電子防雷器的應(yīng)用技術(shù)，提出了現(xiàn)代企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)中心機房的防雷措施和方法，保證了信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全可靠的運行。

[關(guān)鍵詞] 商務(wù)中心 防雷技術(shù) 雷電 網(wǎng)絡(luò)中心機房 防雷器

一、雷電對網(wǎng)絡(luò)中心機房設(shè)備裝置的危害形式

雷電對網(wǎng)絡(luò)中心機房設(shè)備裝置的破壞效應(yīng)可分為直接效應(yīng)和間接效應(yīng)兩種。直接效應(yīng)指雷擊點處由直接雷擊造成的破壞，包括雷電流引起的熱效應(yīng)、機械效應(yīng)和沖擊波效應(yīng)等。間接效應(yīng)是指雷電電磁脈沖對電子、電氣設(shè)備的干擾和損傷效應(yīng)。

信息網(wǎng)絡(luò)機房的設(shè)備主要是通信、計算機系統(tǒng)等弱電裝置，四種形式的雷電傷害都可能造成嚴(yán)重破壞。但因其組成多以大規(guī)模集成電路為主，晶片越來越小、功能越來越強，而整體耐過電壓、耐過電流的水平直線下降，設(shè)備的耐壓只有幾伏、十幾伏。由雷電電磁脈沖產(chǎn)生的電壓值并不很高的反擊過電壓和感應(yīng)過電壓，對通信設(shè)備和微計算機等弱電裝置就可能造成致命破壞。雷電電磁脈沖對電子設(shè)備的破壞形式主要有以下幾種:（1)建筑物的防雷裝置接閃時，雷電流形成的浪涌傳輸對電子設(shè)備的破壞。(2)靜電高壓脈沖沿導(dǎo)線傳輸對與之相連電子設(shè)備的破壞。(3)雷電電流的電磁輻射空間傳輸對電子設(shè)備的感應(yīng)破壞。(4)由外部沿各種傳輸線路傳來的各種電磁脈沖對電子設(shè)備的間接破壞。其中以雷電流向空間輻射傳播的電磁波脈沖對電子設(shè)備的損害尤為嚴(yán)重，它以輻射或傳導(dǎo)等方式進入電子設(shè)備，加至設(shè)備輸入、輸出端口，在元器件上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于其瞬變時間極短，所以感應(yīng)電壓可以很高，以致產(chǎn)生電火花。一旦感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流超過了該元器件的損傷閾值，輕則使系統(tǒng)的正常運行受到干擾，重則造成元器件的永久性損傷。

電磁波脈沖嚴(yán)重地威脅著計算機和數(shù)字系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。具體表現(xiàn)為:導(dǎo)致硬盤、磁帶機等數(shù)據(jù)存儲設(shè)備損壞，使數(shù)據(jù)丟失;輸入輸出邏輯出錯;顯示器顯示畫面不穩(wěn)定:造成主機死機或錯誤處理;雷擊事故引起的尖峰干擾可引起邏輯電路的偽觸發(fā)，產(chǎn)生誤碼，嚴(yán)重的使硬件設(shè)備造成毀滅性的破壞等等。

二、機房防雷保護的措施

1.建立接地系統(tǒng)防雷

眾所周知，接地防雷是最簡單的防雷技術(shù)，因此，接地系統(tǒng)是防雷工程的基礎(chǔ)，是最重要的環(huán)節(jié)。不管是直擊雷、感應(yīng)雷或其他形式的雷，最終都是把雷電送入大地，只有良好地接地和合理的接地方式能夠充分發(fā)揮防雷器件的作用。根據(jù)國家規(guī)范要求，建筑防雷地不大于10歐姆，設(shè)備保護地、交流工作地、直流工作地均需不大于4歐姆。程控交換機、小型計算機等設(shè)備和計算機機房聯(lián)合接地一般要求直流工作地小于 1歐姆。接地電阻越小，散流就越快，因此接地電阻應(yīng)嚴(yán)格控制在要求的范圍內(nèi)。

常見的接地方式有三種，一是聯(lián)合接地;二是分開接地;三是混合接地。對計算機機房的接地系統(tǒng)國家規(guī)范推薦采用聯(lián)合接地方式，即把建筑防雷地、設(shè)備保護地、交流工作地和直流工作地連在一起，以避免產(chǎn)生過電壓時各地網(wǎng)間的電勢差對設(shè)備形成反擊。接地電阻取系統(tǒng)要求的最小值。另外，為避免接地線形成回路產(chǎn)生干擾雜波，同時使雷電流，以及電源發(fā)生故障時的大電流盡快入地，遵循“共地不共線”的單點接地原則，即使使用同一組地網(wǎng)時，不同用途的接地母線和不同系統(tǒng)的接地母線應(yīng)單獨從地網(wǎng)處引入。

2.安裝防雷器

(1)防器的基本工作原理。防雷技術(shù)的一個重要部分就是研發(fā)防雷器，而防雷器的機理實際上就是“轉(zhuǎn)換接地”，危險電涌一旦出現(xiàn)，防雷器就把它所保護的設(shè)備的輸入連接點接地，從而把電涌引向一個最小阻抗回路， 進入大地被吸收。防雷器的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)電涌進入線路后直達離子管，離子管阻尼了特大量電涌能量，并直接使之接地。然而，電涌上升非?？?，而離子管需要好幾微秒才能啟動，故采用了一個延遲元件以減緩電涌波的邊沿傳播，以增大離子管的效應(yīng)。經(jīng)過延遲元件的電涌波脈沖被引向雪崩二極管，這一元件能在1ms 或更短的時間內(nèi)擴散1500W，這一級接著耦合到金屬氧化物可變電阻(MOV)上，它是雪崩二極管防護能力被超過時的附加保護級。

（2)防雷器的安裝方法。①電源防雷器的安裝電源防雷器雖有串聯(lián)與并聯(lián)之分，但較多采用并聯(lián)型。單相、三相并聯(lián)型電源防雷器的安裝方法如圖4、圖5所示(圖中L，L1，L2，L3為相線，N為中線，E為地線)。在此要特別注意下述幾點:第一，任何防雷器在安裝時都不能省掉中線的連接，如果沒有中線(例如三角形電源)那么防雷器上的中線必須接在接地棒上;第二，防雷器與配電盤的連接電纜要盡可能短，一般不要超過250mm，確因安裝不便超出，那么每條超長線路則用雙線連接;第三，所有連接電纜要緊緊綁在一起以減少電感。②數(shù)據(jù)/信號防雷器的安裝，數(shù)據(jù)/信號防雷器的安裝方法如圖4所示。在此要特別注意下述幾點:第一，防雷器必須正確接地，通常是與整個系統(tǒng)的統(tǒng)一接地點連接接地;第二，防雷器引出的接地電纜應(yīng)盡可能地短，故防雷器應(yīng)盡可能靠近所選接地點;第三，防雷器及連接電纜應(yīng)與電源線隔離開。

3.機房電源采用三級防雷措施。機房電源采用三級防雷是由于沿電氣線路入侵的雷電過電壓波往往不能一次就被抑制到儀器設(shè)備的耐沖電壓，因此通常采用分級抑制保護措施，整個多級保護過程逐級泄放干擾信號的能量，最終達到電子設(shè)備的耐受水平。根據(jù)國家《計算機安全保護條例》有關(guān)規(guī)定，電源系統(tǒng)應(yīng)采取三到四級電涌保護器 （SPD），如圖5所示。第一級SPD（泄流保護）保護從室外引來的線路，安裝在總電源進線處，如總配電柜內(nèi)。以泄放掉來自外界傳輸線的雷電入侵波的大部分能量。這級保護器必須能多次承載及泄放波形為 10/350!3ms的雷電流，而不被破壞，它的任務(wù)是防止破壞性的雷電流侵入建筑物內(nèi)的電力系統(tǒng)。第二級 SPS(過電壓保護)保護后續(xù)配電盤的設(shè)備，安裝在下端帶有大量弱電、信息系統(tǒng)重要設(shè)備集中或需限制暫態(tài)過電壓的設(shè)備的分電源(分配電箱)內(nèi)。由于網(wǎng)絡(luò)機柜和服務(wù)器機柜為重點保護對象，而網(wǎng)絡(luò)機柜和服務(wù)器機柜均為由 UPS供電，則應(yīng)在UPS前端安裝單相串聯(lián)電源避雷器，作為此線路后端設(shè)備進線電源的二級保護，進一步限制雷電過電壓的幅值。防護帶電導(dǎo)體L1、L2、L3和N與保護線PE之間出現(xiàn)的電涌，它的放電能力約為10KA(8/20MS）。第三級SPD浪涌吸收器)保護那些需要將瞬態(tài)過電壓限制到特定水平的電子設(shè)備，安裝在計算機設(shè)備、信息設(shè)備、電子設(shè)備及控制設(shè)備前最近的插座箱內(nèi)。這級保護器是信息系統(tǒng)終端電源的保護，做設(shè)備的浪涌保護及限制操作過電壓。

參考文獻:

[1]李世林:電氣安全技術(shù)手冊.中國計量出版社，1995

[2]陳君勵:控制系統(tǒng)遭電擊的防范.機電一體化，1998(5)

[3]湖南計算機廠編:英國FURSE防雷器技術(shù)資料，1998

[4]蔣 濤:信息網(wǎng)絡(luò)機房防雷保護的研究.電氣應(yīng)用，2008年第27卷第3期

[5]葉國雄:計算機機房的防雷技術(shù).電子計算機與外部設(shè)備，2000年3月