1、1计算机机房网络系统防雷技术摘要：随着计算机和网络通信技术的高速发展，现代机房网络设备对防雷过电压的要求越来越高。为最大限度地抑制雷害对机房设备的伤害，减少雷击对机房的危害，本文分析了对计算机网络系统直击雷防护作了详细介绍，并对机房的综合雷电防护作了阐述。 关键词：计算机网络系统 防雷 设计 中图分类号： TP393 文献标识码： A 文章编号： 0 引言 雷电灾害是一种目前人类还无法抗拒的严重自然灾害，雷电造成人员伤亡及设备损坏的事件屡有发生。目前，随着计算机和网络通信技术的高速发展，计算机网络系统对雷击的防护要求越来越高，由于对雷击的防护措施不力或存在认识上的偏差，往往起不到应有的防护效果
2、，机房遭受到雷击频繁发生。特别是在雷雨季节，计算机网络系统的一些电子电气设备受到雷击的干扰，有些遭雷击而烧毁，造成直接经济损失。这就使得对机房进行防雷十分必要。 1、计算机网络机房的直击雷防护 直击雷是雷电直接击在建筑物上,计算机网络设备放置在建筑物内的计算机机房内，建筑物1通常都有防直击雷的避雷设施，一般情况下，网络设备受到建筑物防雷设施防直击雷的保护，处于雷电的非暴露区，因而遭受直击雷的可能性相对较小，由于雷击时，雷电压高达几百万-几千万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流产生强大的热效应2和机械效应，从而使建筑物遭受到破坏，同时可能会引起火灾。 1.1 机房的选址 从防雷角度来说，
3、主要考虑以下几个方面： 避开易发水灾的地方； 避开低温、潮湿、落雷区频发区； 不要设在建筑物的高层或地下室、供水设备的下层或隔壁； 要避开有鼠害的地方，防止老鼠咬坏绝缘层，引起短路 ； 1.2 雷电击中机房时的有关计算 当机房的接闪装置遭到雷击时，雷电流以 1/21/20 的光速流过接闪器、引下线及接地装置，在其周围形成一个变化的电场和磁场。由法拉第电磁感应知识可知，这将在引下线周围的电气的接触不良处和开口处产生巨大的感应电动势2。 引下线上任一点 B 的电位为：Ub=LoH( di/dt)+iR+ir 其中 Lo 为单位长度引下线的电感；H 为任一点 B 距接地体的高度；di/dt 为电流陡
4、度；I 为电流幅值；R 为接地电阻值；r 为接闪器及引下线的电阻值。 当 Lo=1.67H?m-1；i=100KA；di/dt=100KA（2.6s）-1；H=10m；R=10；r=0 时，可算出 Ub=1641KV 当雷击在接闪器上时，在引下线附近有一孤立的导线 P 上将有感应过电压 Uj，其值 Uj=（UB?Cbp）/(Cbp+Cpo)；经化简后可用下式求得 Uj:Uj=0.2?1n(1000/a)/2?di/dt-1 当 a=5m；di/dt=100KA（2.6s） 时，Uj=36.9KV?m 3若是在引下线附近的开口处，将有电磁感应过电压 Ud， Ud=M?di/dt=0.2?c?1n
5、(a+b)/adi/dt， 当 a=b=1m，c=10m;di/dt=100KA/2.6s 时，Ud=53.3KV 上述的 Uj 和 Ud 都在几十千伏以上，机房内的计算机设备不能承受。对于没有做好直击雷防备措施的机房来说，很强的雷电流（超过 30KA） ，由于电压降分布不均匀，会造成局部高电位反击，损毁设备，甚至伤害工作人员。另外，很强的雷电流也会使机房的地电位升高到几万伏，并通过电力线及信号电缆的接地点反击到其他地方，殃及整个局域网络。 2、接地及防静电要求 按照现行电子计算机机房设计规范要求，计算机机房应采用下列四种接地方式： (1)交流工作接地，接地电阻 4 。 (2)安全保护接地，接
6、地电阻 4 。 (3)直流工作接地，接地电阻根据计算机系统具体要求确定。 (4)防雷接地，应按照现行国家标准建筑防雷设计规范执行。 当交流工作接地，安全保护接地，直流工作接地和防雷接地采用共用一组接地装置时3，其接地电阻不应大于其中最小值。直流地的接法通常采用网格地，直流网格地应采用铜带，在活动地板下面按一定密度成交叉网格排列，其交叉点与活动地板支撑的位置要交错排列，网格地交点处需用锡焊焊接在一起。为了使直流网格地与大地绝缘，在铜带下应垫 23mm 厚的绝缘橡皮或聚氯乙烯等绝缘物体。接地引下线应选用多芯铜电缆。静电防护也是机房安全要求的一个重要环节，当静电电压达4到 2KV 时，人就会有受电击
7、的感觉，通常机房内绝缘体的静电电压不应大于 1KV，因而机房必须采取较好的静电防护措施。 3、计算机网络机房的综合防雷方法 雷电的综合防护，不但要解决建筑物的直击雷防护，还有对进入建筑物内的各种金属管道、电源线、信号线的 LEMP 防护，以确保建筑物内电器、电子设备等的安全4。利用建筑物屋顶的避雷带、网和四周墙面内的柱钢筋作为引下线，以及梁钢筋相互焊接，把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样，整座建筑物就形成了一个理想的“法拉第笼”屏蔽网，不但能使雷电流有良好的散流途径，均压分流、接地电阻小、而且整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体，由于接
8、地体面积大，大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线，由于引下线多，分流效果好，可大大减少了各引下线的电流值。在高层的建筑物防雷中，考虑到雷电流的散流途径长。从接闪器到引下线到接地装置的电位梯度大，为了均衡电位，降低电位梯度，对高层外圈梁的钢筋焊接成闭合回路，构成水平避雷带，可有效地防范侧击雷。 4、小结 计算机网络系统对雷电过压的防护要求比较高，对计算机网络系统进行防雷设计时，应根据机房所在的地理环境进行综合考虑，经过合理的雷电风险分析，针对雷害入侵机房设备的主要来源，进行整体防护，并根据现有的一些成熟的防雷技术经验，采取经济有效的防护措施，保障计算机网络系统设备的安全稳定运行。 5参 考 文 献 1朱林根.主编 21 世纪建筑物防雷设计手册下册N.北京:中国建筑工业出版社,2001,(3). 2通信工程电源系统防雷技术规定(YD 5078-98) 3李良福,杨俐敏.计算机网络防雷技术.气象出版社 4潘立明,赵勇.计算机网络系统防雷设计A;黑龙江省气象科技交流会论文集C;2007 年
