1、浅析计算机机房防雷的保护设计 摘要：根据计算机机房的具体情况，主要通过对计算机机房组成的进行了简单的介绍，分析了雷害的成因，以及雷电入侵的两种形式和三个途径，并在以上分析的基础之上给出了防雷措施。 关键词：计算机机房；直击雷；感应雷；防雷； Abstract: According to the specific situation of the computer room, this paper, mainly through computer room of the composition of a simple introduction, analyzes the causes of ra
2、y harm, and lightning invasion of the two kinds of forms and three ways, and on the basis of the above analysis talks about lightning protection measures are gi lightning; lightning protection 中图分类号： TU856 文献标识码： B 文章编号： 2095-2104（ 2011）12-0000-02 1、计算机机房的组成及雷害成因 1.1 计算机机房的组成 计算机机房系统一般由设备部分和传输部分组成。其
3、中，设备部分包括网络设备、电源 设备、空调设备、监控设备、中控设备、汁算机设备等；传输部分除相应设备外，主要是采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频、控制信号等的数据线和电源线 1.2 计算机机房的雷害成因 直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。 建筑物直击雷的保护区域为 LPZOA 区。根据 2010 年版的国家标准建筑物防雷设计规范 (GB500572010) ，设计由避雷网 (带 )、避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架，屋面板钢筋等构成一个整体，进雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接 地体，将强大的雷电流导入大地。建筑物感应雷的保护区域为 LPZOB， L
4、PZ1， LPZ2， ， LPZn+1区，即不可能直接遭受雷击区域。感应雷是南遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的，形成感应雷电压的几率很高，对建筑物内的电气设备，尤其是低压电子设备威胁巨大。因此，对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。实践证明，入侵计算机信息系统的感应雷主要途径有以下三个： 1.2.1 由电网电源供电线路入侵 电源由电力线路输入室内前可能遭受直击雷和感应霄。直击雷击中高压电力线路，经过变压器耦 合到 380/220伏低压，入侵计算机供电设备。另外，低压线路也可能被直击雷击中而感应出雷电过电压。在 380/220伏电源线上出现的雷电过电压平均可达 10000伏，这
5、对计算机网络系统可造成毁灭性打击。 1.2.2 由计算机通信线路入侵 由计算机通信线路入侵分为以下三种情况。 (1)雷云对地面放电时，在线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的计算机信息系统设备，并通过设备连线侵入其他通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。 (2)当地面突出物遭直击雷打击 时，强雷电压将邻近土壤击穿，雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。 (3)若某一线路被雷电击中时，与其相邻并平行铺设的其他线路会感应出过电压冲击，危害相应的连接设备。 1.2.3 地电位反击电压通过接地体入侵 雷电击中避雷针时，强大的雷电流经过引下线和接地体泄人大地，在
6、接地体附近产生放射型的电位分布，会在靠近的其他电子设备接地体产生高压地电位反击，人侵电压可高达数万伏。雷电袭击建筑物避雷针，由引下线将雷电流引入大地，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速、全部地与 大地负电荷中和，必然引起局部地电位升高，交流配电地和直流逻辑地将这种高电位引入机房，导致 UPS输出、输入端，计算机及其他网络设备连接端口被击穿。这种反击电压少则数千伏，多则数万伏，直接烧坏用电器的绝缘部分。 2、计算机机房的综合防雷 2.1 屏蔽 2.1.1 合理进行计算机机房选址 有关电磁脉冲的研究报告指出：作为现代数字化通信设备的控制计算机对雷电极为敏感。即使几公里外的高空雷闪或对地雷闪都有可
7、能导致这些通信设备的薄弱环节发生误动作或损坏。当雷电活动，磁感应强度达到0.07GS 时，计算机会发生误动作；当磁感应强度达到 2.4GS 时，计算机会发生永久性损害。因此，计算机机房首先应该设置在 LPZ1 区内，而且越往内越好，并应避免把机房设置在顶层。 2.1.2 弱电线路屏蔽 信号线缆宜采用屏蔽电缆或全线采用金属线槽，应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。 2.2 计算机机房对直击雷的防护 鉴于这种情况，在雷电活动很强的地方，可在计算机及其他电气设备较集中的建筑物上，采用独立架设避雷针或避雷网，把整个建筑物保护起来，并将雷电流引到足够 远的地方入地，避免反击。一般建筑物在
8、角、檐等易受雷击的部位敷设避雷带作重点保护。每幢建筑物至少要有两根引下线，并在离地 0.3-1.8米处设断接卡，以便测量接地电阻，为防止雷击避雷针时跨步电压和接触电压对人体的伤害，防直击雷的接地装置距建筑物入口及人行道不小于 3米，否则应将接地装置深埋 1米以上或采用沥青碎石路面，也可在接地装置两侧各 2 米的范围内敷设 50-80 毫米厚的沥青层。 2.3 对于从信号线和电力线进入的雷电 对于击在电力线和信号线的雷电，可用多级避雷的方法：即在电力线和信号线相隔一定距 离装上一个避雷器，并与接地装置可靠连接，经过多级保护，逐级放电后，雷电的过电压逐级衰减，达到保护装置的目的。对于光缆，由于传输
9、的是光信号，而光的频率远远高于电磁波频率，故光信号一般不会受雷电的干扰。但由于在光缆中加入了金属加强芯以及金属挡潮层，因此，光缆也会遭雷击。但保护起来较简单，主要可采取以下措施：（ 1）每条光缆的金属挡潮层要保持连续，在光缆的接口处，要将金属挡潮层直接接地或通过避雷器接地（ 2）在光缆上方安装防雷线以防止直击雷（ 3）使用无金属光缆。 机房内所有金属构件均连成一个整体，并与地网可 靠连接 $所有进出机房的金属线不能直接接地的，都装上合适的避雷器，并接到地网；将机房的交流工作地、安全保护地、直流工作地、防雷保护地共用一组接地装置，接地电阻小于 1欧姆。每年雷雨季节前机房工作人员都应对接地系统进行
10、检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。 3、安装浪涌保护器 (SPD) 防雷器的安装分电源和信号两个部分： 3.1 电源防雷器的安装 要根据配 电线路上用电设备的耐冲击过电压额定值进行选择。值得注意的是，浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于 0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之问的线路长度小于 10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于 5m 时，在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。
11、3.2 信号防雷器的安装 进、出建筑物的信号线缆，在直击雷非防护区（ LPZOA)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区 (LPZI)交界处安装适配的信号线路浪涌保护器， 并尽量靠近要保护的设备安装。而系统信号线路浪涌保护器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。 4、结束语 雷电对计算机系统的损害途径是多方面的，防雷保护是一个比较复杂的系统工程。对计算机系统的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能，更重要的是在计算机机房系统的设计施工之前，就要考虑计算机机房所处的地理环境，并综合运用分流、均压、屏蔽、接地和保护等各项技术措施，设计合适的线缆布放方式、屏蔽及 接地方式，构成一个完整的防护体系，才能收到预期的效果。对一个特定的计算机系统，例如计算机局域网系统、计算机自动监控系统、电站计算机监控系统、金融计算机监控系统等的防护，除上述介绍的方法外，还需根据计算机信息系统设备的特点和防护对象的实际情况灵活应用，构成一个完整的防护体系。
