蘇洪娟　黃灝

摘要：為了使機(jī)房內(nèi)有良好的電磁環(huán)境，除了作好等電位連接外，還要作好機(jī)房的屏蔽工作。當(dāng)機(jī)房屏蔽系數(shù)較大時，外界的電磁場經(jīng)過機(jī)房的屏蔽效應(yīng)后會有較大的衰減。因此，雷擊電磁脈沖對計算機(jī)的干擾也就大大降低。

關(guān)鍵詞：等電位連接屏蔽

中圖分類號：P427.32；TP307 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0230-01

現(xiàn)代防雷技術(shù)是一個系統(tǒng)的工程，它包括外部防雷和內(nèi)部防雷，即直擊雷的防護(hù)和雷電電磁脈沖的防護(hù)。為了提高機(jī)房、設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠度，保障工作人員的人身安全，除了應(yīng)架設(shè)好避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)，采取完善的直擊雷防護(hù)措施外，還必須在建筑物內(nèi)的電源系統(tǒng)（所有供電設(shè)備、用電設(shè)備、備用發(fā)電設(shè)備）、天饋系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行可靠有效的防護(hù)，在攔截、分流、均衡、屏蔽、接地、布線等六大方面實施完整的多層次的防護(hù)系統(tǒng)。

那么，如何做好計算機(jī)機(jī)房的雷電防護(hù)呢？主要從兩方面著手：直擊雷的防護(hù)和雷電電磁脈沖的防護(hù)。保證機(jī)房內(nèi)有良好的電磁環(huán)境。

1直擊雷的防護(hù)

1.1 防護(hù)的途徑

直擊雷的防護(hù)途徑主要依靠避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶等作為接閃器，把雷電流接閃下來，然后通過良好的接地裝置迅速而有效地將其泄放到大地。

1.2 防護(hù)原理

當(dāng)高空出現(xiàn)雷云的時候，大地上由于靜電感應(yīng)作用，必然帶上與雷云相反的電荷，然而接閃設(shè)備都處于地面上建筑物最高處，與雷云的距離接近，而且與大地有良好的電氣連接，所以它與大地有相同的電位、一致接閃設(shè)備附近空間電場強(qiáng)度相對比較大，比較容易吸引雷電先驅(qū)，使主放電集中到它上面，因而在它附近尤其是比它低的物體受雷擊的幾率就大大減少。而接閃器被雷擊的幾率卻大大提高，所以就接閃器本身而言，它不但不能避免雷擊，相反是招來更多的雷擊，它以自身多受雷擊而使周圍免受雷擊。

2雷擊電磁脈沖的防護(hù)

2.1 等電位連接

2.1.1 等電位的概念

等電位連接在各部件間起著均衡電位的作用，防止防雷空間內(nèi)各部件高電位差反擊事故的發(fā)生。等電位連接的目的在于減小雷電防護(hù)空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差，防止雷電反擊。

2.1.2 接地體的等電位連接

在計算機(jī)機(jī)房中，一般是采用共用接地，在接地體的等電位連接時應(yīng)著重做好以下兩個方面。

（1）計算機(jī)機(jī)房的基礎(chǔ)宜作為大樓地網(wǎng)的主體。在基礎(chǔ)承臺內(nèi)，應(yīng)將樁基、梁的鋼筋都焊接連通。在機(jī)房外部地面以下0.7米處做一水平均壓環(huán)（環(huán)形地網(wǎng)），并在外側(cè)與每個被利用作為引下線的建筑物立柱主鋼筋相連。

（2）環(huán)形地網(wǎng)應(yīng)與附近地下的各種金屬管道、金屬構(gòu)件在地下可靠連接。

2.1.3 直擊雷防護(hù)中的等電位連接

機(jī)房本身宜利用鋼筋作為防雷裝置，與該機(jī)房樓內(nèi)外的各種外露的大型金屬物體做好等電位連接。具體做法如下。

（1）利用柱筋作為防雷裝置的引下線，外圍圈梁建筑物的主筋作為水平均壓環(huán)，柱筋和圈梁相互連接，形成一個稀疏的“法拉第籠”。

（2）機(jī)房上面所有可能遭受雷擊的較大金屬物體（如圍欄、門窗、廣告牌等）應(yīng)就近作等電位連接。

2.2 屏蔽

2.2.1 機(jī)房的屏蔽

為了使機(jī)房內(nèi)有良好的電磁環(huán)境，除了作好等電位連接外，還要作好機(jī)房的屏蔽工作。當(dāng)機(jī)房屏蔽系數(shù)較大時，外界的電磁場經(jīng)過機(jī)房的屏蔽效應(yīng)后會有較大的衰減。因此，雷擊電磁脈沖對計算機(jī)的干擾也就大大降低。

軟屏蔽措施就是指計算機(jī)機(jī)房采用高密度鋼網(wǎng)和銅網(wǎng)構(gòu)成，主要原理是應(yīng)用鋼網(wǎng)和銅網(wǎng)組合構(gòu)成的雙基板電容的濾波效應(yīng)，以達(dá)到屏蔽雷電電磁脈沖的作用。軟屏蔽接地方式有兩種：其一是鋼網(wǎng)接地，同時內(nèi)部銅網(wǎng)不接地形成懸空地；其二是內(nèi)部銅網(wǎng)單獨接地。

2.2.2 線纜的屏蔽

機(jī)房附近發(fā)生雷擊時，周圍必然有突變的電磁場，由于電磁感應(yīng)的作用，進(jìn)入室內(nèi)的線纜有可能感應(yīng)高電壓，對計算機(jī)通訊設(shè)備的安全運(yùn)行造成威脅。好線纜的屏蔽工作可以從以下幾個方面著手。

（1）金屬編織屏蔽層（包括編結(jié)的或多孔的材料）可在不能采用實體材料作屏蔽的情況下用來屏蔽電纜。但當(dāng)用于輻射場時，編結(jié)或編織材料的屏蔽效果隨頻率的增高而降低，而且屏蔽效果將隨編織密度增加而提高。

（2）線纜穿導(dǎo)管可以使電纜免受電磁環(huán)境的影響。剛性導(dǎo)管的屏蔽效果與同樣厚度同種材料的實心板相同。鏈接式鎧裝或柔性導(dǎo)管在較低頻率下可以提供有效的屏蔽作用，但當(dāng)頻率較高時，每兩個鎧裝鏈節(jié)之間的縫隙可能呈現(xiàn)裂縫天線的性質(zhì)，它將大大地降低屏蔽效果。

2.2.3 設(shè)備的屏蔽

良好的設(shè)備屏蔽可以成為雷擊電磁脈沖的第三道關(guān)卡。進(jìn)一步加大電磁場的衰減。其屏蔽原則有以幾方面。

（1）機(jī)房附近設(shè)備，應(yīng)該從設(shè)備殼體與露在外部的所有導(dǎo)體上的各環(huán)節(jié)所輻射的電磁能量，可以采用金屬進(jìn)行全屏蔽。

（2）當(dāng)屏蔽要求不高時，可采用單層金屬網(wǎng)屏蔽；當(dāng)屏蔽要求較高時，則應(yīng)當(dāng)采用雙層金屬或單層金屬板屏蔽。

（3）必須對設(shè)備實施六面體的全屏蔽，各屏蔽單元之間要求接觸良好，保證其電氣性能符合規(guī)定。

（4）無論是用金屬網(wǎng)屏蔽，還是用金屬板屏蔽，都應(yīng)當(dāng)注意防止結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生諧振特性。這就要求：對于振蕩部分要進(jìn)行雙層屏蔽；對于振蕩、電源與輸出耦合等部位，則要分別進(jìn)行屏蔽。

對設(shè)備進(jìn)行屏蔽的簡單例子就是放置服務(wù)器的柜子，如圖1。

圖1中是在一部設(shè)備內(nèi)的各電路板，以最短的導(dǎo)線與機(jī)殼連接，或者信號電路相關(guān)的幾部分設(shè)備以最短的導(dǎo)線與同一個金屬體連接接地，然后多臺設(shè)備分別引金屬線接到地網(wǎng)的同一點上。事實上，該設(shè)備的機(jī)殼就起到了良好的屏蔽作用。雷擊產(chǎn)生的電磁場經(jīng)機(jī)過殼的屏蔽作用后會有較大的衰減。

3結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)的使用越來越普遍。而這些設(shè)備存在著絕緣強(qiáng)度低、過電壓和過電流耐受能力差、對電磁干擾敏感等弱點。一旦防護(hù)不當(dāng)，損失是相當(dāng)嚴(yán)重的。本文主要從雷電的特點出發(fā)，提出了機(jī)房以直擊雷防護(hù)、等電位的連接和各種設(shè)備的屏蔽來進(jìn)一步加強(qiáng)雷電的防護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，GB50057-94[S].

[2] 現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ).

[3] 趙玉峰.代環(huán)境中的電磁污染.