計算機機房防雷缺陷及措施研究

陸凱琦 朱勤峰

摘要：計算機機房作為電子信息設備的集中場所，其雷電防護尤為重要。基于此，本文結合雷電對計算機機房的危害，分析了計算機機房防雷缺陷，并給出了幾點防雷措施，僅供相關部門進行參考借鑒。

關鍵詞：計算機；危害；防雷缺陷；措施

引言

計算機機房是指用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設備的安裝及運行的建筑空間，主要包括有服務器、網絡交換機等設備，在信息化世界中發揮著十分重要的作用。由于計算機機房內分布的弱電設備種類較多，且自身耐沖擊過電壓水平較低，再加上機房防雷存在一定缺陷，輕則會造成設備失靈，重則會引發火災爆炸事故，嚴重威脅著人們生命財產安全。越來越多的單位開始重視起計算機機房的雷電防護，因此，做好這項工作刻不容緩。

1、雷電對計算機機房的危害

1.1雷電形成和種類

雷電是雷暴天氣的產物，而雷暴則是垂直方向上發展劇烈的積雨云形成的天氣現象。雷電大都出現在積雨云中，積雨云隨著溫度和氣流的變化不斷運動，在運動中會摩擦生電，進而形成帶電云層，在雷雨云中的放電現象就是雷電。結合雷電產生和危害特點，可以將雷電劃分為直擊雷、球形雷、雷電感應、雷電波入侵四種。

1.2雷電對計算機機房的危害

由于計算機機房的電子設備種類較多，一旦遭受雷擊，將會引發火災、爆炸、信息系統癱瘓等事故，會造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。根據雷電入侵途徑，可以將雷電對計算機的危害劃分為直擊雷危害和感應雷擊危害兩種類型。

（1）直擊雷

直擊雷則是指建（構）筑物、動植物、樹木等被雷電直接擊中，產生的電效應、熱效應和機械效應共同作用到雷擊物體上，進而摧毀建筑物構架或引起人員傷亡。直擊雷的強度較大，若機房雷電直接擊中機房接閃裝置，雷電中的雷電流會快速經過接閃器、引下線、接地裝置等，并在其周圍形成變化的電場和磁場。此時在引下線周圍電氣接觸不良或開口處有強大的感應電動勢，大都超過了機房計算機設備的承受范圍。因直接雷擊的電效應，會導致計算機機房微電子設備遭受浪涌過電壓的危害。

（2）感應雷

感應雷擊又稱為二次雷擊，指雷云間或雷云對大地間的放電現象，且在附近的線路、金屬管線等傳導體上的感應電壓。感應電壓經過傳導體后向金屬設備上輸送，進而損壞微電子設備。

感應雷入侵到計算機系統由三種途徑：（1）經過輸配電線路后直接入侵到網絡機房；（2）沿著網絡通訊線路入侵到機房，該途徑又可以劃分為三種：①雷電直接擊中地面突出物，其附近土壤被強雷電直接擊穿，雷電流入侵到電纜外皮中，使得線路被高壓入侵；②雷云在向大地放電的過程中，會有強大的感應過電壓出現在線路上，造成與之相連的電器設備遭受雷擊，之后經過設備連接線入侵到通信線路，危害范圍不斷擴大；③來源不同的導線或電纜通過一條多芯電纜連接，若雷擊直接擊中某條導線，在相鄰導線上將會感應到過電壓，進而損壞低壓電子設備安全。

（3）地電位反擊

雷擊產生的巨大雷電流會經過引下線和接地體后泄放進入大地，且有放射型電位分布在接地體附近，并有巨大的高壓地電位反擊出現，入侵電壓巨大。若避雷針上強大的雷電流通過引下線入地，其附近將會有巨大的電磁場，而在相鄰導線上將會感應出雷電過電壓，危害著機房電子設備的安全。

2、計算機機房防雷缺陷

2.1避雷針保護范圍不足

對于大部分的計算機機房來說，在設計之初大都安裝了避雷裝置，管理人員單純認為機房相關部件都在避雷針保護范圍內，忽略了防雷方面的問題。實際上，計算機避雷針保護范圍的方法都是結合雷電沖擊小電流下的模擬實驗進行確定的，并結合多年實踐經驗，保護范圍則是以保護概率為依據確定的，保護范圍并不是100%保險。

2.2建筑設計缺陷

在建設計算機機房的過程中，因建設人員對雷電知識了解不全面，對新建建筑物防雷設計能否滿足防直擊雷、側擊雷、雷電感應等因素的考量不足，未嚴格按照相關規范要求進行。在建筑防雷設計中，某個環節存在防雷隱患，降低了機房防雷能力。

2.3雷電感應和雷電波入侵防護缺陷

雷電感應和雷電波入侵對計算機元件的損害主要是通過空間傳遞的直接傷害，自身看不到、摸不著，很容易被防雷人員忽略，使得屏蔽、布線、電位連接等防雷措施缺失。

2.4合理布線、等電位連接不合理

當前，在計算機機房建設的過程中分布極不合理，缺少對機房的集中建設和管理，大部分的機房分布在防雷要求較低的建筑物中，使得布線、等電位連接等防感應雷和雷電波的設計存在缺陷。再加上計算機機房管理人員防雷思想意識淡薄，使得防雷效果大打折扣。

2.5機房漏電保護器缺陷

實際上，漏電保護器大都安裝在計算機機房總電力進線處，一旦遭受雷擊，為確保計算機機房安全，過電電流漏電保護器會自動跳閘，部分防雷設計人員會認為不需安裝避雷器，這種認知沒有完全了解漏電保護器的作用。若雷電擊中漏電保護器，此時將會產生高電位和大電流，漏電保護器難以承受。

3、計算機機房防雷措施

3.1綜合防雷

為避免計算機機房遭受雷擊，應將計算機機房外部防雷和內部防雷工作做好。其中外部防雷可將接閃器、屏蔽、引下線和接地裝置進行結合，內部防雷則應做好屏蔽、合理布線、浪涌保護和等電位連接的安裝等。

3.2內部防雷

①在對計算機機房采取屏蔽措施時應考慮機房選址，因計算機對雷電的反映極為敏感，即使是幾千米外的高空雷閃或對地雷閃也會造成通信設備出現誤動作或受損。因此，應將LPZ1區域內作為計算機機房的選址，避免在頂層設置計算機機房。②弱電線路屏蔽。對于信號線纜來說，應優先選用屏蔽電纜或采取金屬線槽，做好屏蔽層兩端及雷電防護區交界處的等電位連接和接地；③合理布線，應在電氣豎井內敷設電子信息系統線纜主干線的金屬線槽；對電子信息系統信號線纜進行布設的過程中，應將線纜自身形成的感應環路面積控制到最小；④電涌保護器。應保證電子信息系統設備配電線路浪涌保護器的安裝位置同規范要求相符，同時還要與電子信息系統電源設備的連接導線平直，且長度應在0.5m以內。

3.3計算機機房建筑物防雷

接閃器的主要作用是有效攔截雷電流，將強大的雷電流通過接地線傳導入地，并確保保護范圍內的人員和相關設備安裝。應結合機房所在建筑物機構，做好接閃器的安裝。以配電房為例，若是單獨建設且距離較遠，可安裝一個避雷針，或者是將避雷帶布設在配電房上層，避免直接雷擊。若機房建筑物距離其他建筑物較近，且高度較高，應做好接閃器的安裝。為避免機房遭受感應雷擊，應將避雷器增設在配電房進線處，以避免雷擊過電壓入侵電房，保證配電房安全。

結論：

綜上所述，雷電對計算機機房的危害是多方面的，計算機網絡接口受損會造成整個網絡系統癱瘓，影響相關工作的順利開展。在對計算機機房進行防雷設計時，應綜合考慮機房周圍環境，合理分析雷電風險，針對雷電入侵計算機機房的來源做好整體防護，采取經濟有效的防護措施，以確保計算機網絡系統可正常穩定的運行。

參考文獻

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[2]陳錫暉，劉娟.計算機機房雷電防護探討[J].高原山地氣象研究，2009（S2）：162-164.

作者簡介：陸凱琦（1981-），男，漢族，浙江嘉興人，本科學歷，工程師，從事防雷檢測、工程工作。

（作者單位：1杭州辰青安全技術有限公司；2嘉興安全防雷檢測有限公司）