計算機系統感應雷防護

　　摘要：計算機房系統的雷電防護。雷電的危害、防雷設計依據、防雷設計方案、等電位連接、防雷接地及要求。
　　關鍵詞：計算機房系統的雷電防護
　　中圖分類號：TP319.3文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0222-01
　　計算機房由于其在整個系統中的重要地位，所以它的各種環境，配電、通風、潔凈度、溫度等都有相應的規定。例如整體機房方面就有相應的國家標（GB2887-2010），計算機房的防雷主要是防雷電電磁脈沖。主要內容包括：（1）總電源系統的雷電防護；（2）分電源系統的雷電防護；（3）計算機主機電源系統的雷電防護；（4）計算機主機網絡系統的雷電防護；（5）等電位聯接；（6）防雷接地；（7）計算機主房屏蔽等措施。
　　1 雷電的概述
　　雷電是一種具有極大破壞力的自然天氣現象。
　　2 雷電的危害
　　當發生雷擊時、瞬間電壓可高達數百萬伏、瞬間電流可高達數十萬安培。雷擊后在雷擊中心1.5～2km半徑范圍內都可能產生危險過電壓損害線路上的設備。
　　3 計算機房系統的雷電防護
　　3.1 雷電入侵途徑
　　（1）直擊雷：所謂直擊雷，是指雷電直接擊在建筑物、構架、樹木、動植物上，因電效應、熱效應和機械力效應等造成建筑物等損壞以及人員傷亡。
　　（2）感應雷：感應雷，是指雷云放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應等現象稱之為感應雷擊。
　　感應雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發生的幾率比直擊雷高得多。直擊雷只在雷云對地閃擊時才會對地面造成災害，而感應雷則不論雷云對地閃擊或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發生并造成災害。此外直擊雷一次只能襲擊一個小范圍的目標，而一次雷閃擊則可以在較大的范圍內多個小局部同時產生感應雷過電壓，并且這種感應高壓可以通過電力線、電話線等傳輸到很遠，致使雷害范圍擴大。裝有避雷針的建筑物，可以避免雷擊損壞建筑物，但是在雷電從建筑物頂端泄放入大地或者附近發生雷擊的時候，雷電電磁脈沖可以通過避雷針的引下線和接地系統地線產生很強的電場，建筑物內的所有金屬物品均會產生感應電壓，這些感應電壓的高低隨著金屬形狀、距地線的距離和雷擊大小而變（根據IEC61312標準，當雷擊擊中建筑物時，即使裝有避雷針，直擊雷電流的50%通過引下線和接地系統入地，仍然會有大約50%的雷擊能量仍會分配到各線路系統）一旦電源輸入線、電話線、網絡線或其它電子設備的金屬引出、引入線感應到瞬間高壓，避雷針就無能為力了。
　　3.2 雷擊防護的基本原理
　　雷擊防護：就是通過合理、有效的手段將雷電流的能量盡可能的引入到大地，是疏導，而不是堵雷或消雷。一個完整的防雷系統包括兩個方面：直接雷擊的防護和感應雷擊的防護。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。外部避雷。由避雷針（或避雷帶、避雷網）、引下線和接地系統構成外部防雷系統，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災事故及人身安全事故；內部防雷系統則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設備中造成損壞，這是外部防雷系統無法保證的，為了實現內部避雷，需對建筑物進出各保護區的電纜、金屬管道等安裝過電壓保護器進行保護并良好接地。
　　（1）多級保護原則：即根據電氣、微電子設備的不同功能、受保護的程序和所屬保護區域確定防護要點作分類保護；根據雷電和操作瞬間過電壓危害的可能通道，對電源線和數據、通信線路都應做多級層保護。
　　（2）外部無源保護：在LPZ0級保護區即外部作無源保護，主要依靠避雷針（網、線、帶）和接地裝置。保護原理：當雷云放電接近地面時，它使地面電場發生畸變。在避雷針（線）頂部，形成局部電場強度畸變，以影響雷電先導放電的發展方向，引導雷電向避雷針（線）放電，再通過接地引下線，接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物免受雷擊。這是人們長期實踐證明的有效的防直擊雷的方法。建筑物的所有外露金屬構件（管道），都應與防雷網（帶，線）可靠焊接。
　　（3）電源部分防護：雷電侵害主要是通過線路侵入。對高壓部分電力局有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對地的電力限制到小于6000V（IEC62.41），而線對線則無法控制。用分流（限幅）技術即采用高吸收能量的分流設備（電涌保護器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達到保護目的，所以，分流、等電位技術中采用防護器的品質、性能的好壞是直接關系網絡防護的關鍵，因此，選擇合格優良的電涌保護器至關重要。
　　4 防雷設計依據
　　（1）《建筑物防雷設計規范》GB50057—2010。
　　（2）《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343。
　　（3）《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB50169—92。
　　（4）《建筑物防雷》IEC61024。
　　（5）《雷電電磁脈沖的防護》IEC61312。
　　5 防雷設計方案
　　5.1 電源系統雷電防護
　　（1）在計算機主機房大樓總配電房總開關處安裝一類分類試驗產品防雷器REP-XEL385M250，（標稱工作電壓）Un=380V，（電壓保護水平）Up≤1.5kV，（沖擊電流）Iimp=25kA，（響應時間）△t≤100ns；產品特點：內置失效脫扣裝置，當保護器因過熱、擊穿失效時，能自動將其從電網脫離，具有失效指示功能；作為電源線路的第一級雷電防護；（2）在各樓層總配電柜處安裝二類分類試驗產品防雷器REP-XEL385M40，（最持續運行電壓電壓）Uc=385V，（電壓保護水平）Up≤2.0kV，（標稱放電電流）In=40kA，作為電源線路的第二級雷電防護；（3）在計算機主機房及各辦公室電腦電源開關處安裝一套單相電源防雷器，型號：REP-XEL385M20/2，（最大持續運行電壓電壓）Uc=385V，（電壓保護水平）Up≤1.2kV，（標稱放電電流）In=20kA，（響應時間）△t≤25ns；作為電源線路的第三級雷電防護。
　　5.2 網絡系統雷電防護
　　（1）在機房的網絡交換機處安裝24口機架式網絡防雷器，型號：REP-X06-24RJ45E100（標稱工作電壓）Un=5V，（電壓保護水平）Up≤13V，（標稱放電電流）In=5kA，（響應時間）△t≤1ns；作為控制機房網絡交換機網絡線路的雷電防護。
　　6 等電位連接
　　等電位連接是現代防雷技術重要的防護措施之一。
　　（1）在配電房、控制機房內所有等電位連接線、靜電接地及SPD接地線先匯集到等電位連接板再與匯入地網。
　　（2）將分開的外導電裝置用等電位連接導體連接后接地，以減少系統設備所在的建筑物金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產生的電位差。
　　7 防雷接地及要求
　　根據GB50343中有關規定，所有進入建（構）筑物的電源線路與信號線路應分管（或槽）敷設，線路的屏蔽層兩端接地；安裝信號、電源防雷器均采用現場建筑物地線，現場無法取得接地點時，應設立地網，所有接地點其接地電阻值應小于4