1、计算机机房防雷系统设计摘 要：计算机机房的防雷电侵害正愈来愈受到各级部门及企业的重视，本文依据我国国家标准、国际电工委员会标准和相关行业标准规范，结合计算机机房防雷工程实际，分析了雷电侵害计算机机房的几种途径，对计算机机房建筑物、电源系统、信息系统的防雷措施作了详细介绍，并对机房的接地系统和等电位连接作了进一步阐述，从而提出了计算机机房防雷系统设计。 关 键 词：防雷；计算机机房；接地系统；等电位连接 中图分类号：S611 文献标识码： A 前 言 雷电灾害是一种目前人类还无法完全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。随着我国信息化建设进程的加快，这些高、精、尖的电子计
2、算机信息设备富含大量的半导体集成模块,普遍存在着绝缘强度低，抗过电压、过电流及电磁脉冲能力差等致命弱点，系统一旦遭受雷击，会造成这些电子信息系统的运行中断，造成大量数据信息丢失。因此，对于含有大量计算机信息系统设备的计算机机房而言，其防雷电侵害的重要性就显得尤为突出。 计算机机房雷电防护原理分析 2.1 雷电侵入计算机机房建筑物、电源系统设备、信息系统设备的几种 2.1.1 直击雷 雷电直接击在计算机机房建筑物和机房室外电缆上，因电效应、热效应和机械效应等造成机房建筑物损坏及人员的伤亡。 2.1.2 感应雷 雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在机房附近的户外信号线路、电力线路、设备间连接线上产生
3、感应过电压并侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损坏。 2.1.3 雷电波侵入 由于雷电对机房外架空电缆或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线进入机房，危及人身安全及损坏设备。 2.1.4 地电位反击 是指雷击大地或者建筑物外部防直击雷系统通过接地体泄放雷电流时，引起地电位上升而波及附近的电子设备和人员，危及人身安全及损坏设备。 2.2 计算机机房防雷系统设计的指导思想和理论依据 国际电工委员会 IEC/TC-81 有关防雷设计标准的核心内容、我国现行的国家防雷标准规范以及在国际电工委员会防雷技术精华的基础上制订的各项防雷技术标准规范,对我们的实际工作具有重要的指导意义，可作为计算
4、机机房防雷系统设计的指导思想和理论依据.这些标准规范中都重点提出了防雷系统中的两个核心理论：防雷分区和等电位连接. 2.2.1 防雷分区 防雷区应按下列原则划分： LPZ0A 区：本区内的各个物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；本区内的电磁场强度没有衰减。 LPZ0B 区：本区内的各个物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场没有衰减。 LPZ1 区：本区内的各个物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比 LPZ0B 区更小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。LPZn1 后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时,应增设后续防雷区,并按照需要
5、保护的对象所要求的环境区选择后续防雷区的要求条件。 两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接并宜采取屏蔽措施。 2.2.2 等电位连接 等电位连接是把建筑物内所有金属物，能直接连接的，统统用电气连接的方法连接起来；一切与外界有联系的带电金属线缆都要加装合理的电涌保护器参与整个等电位连接系统，使整个建筑物空间成为一个良好的等电位体。 2.3 计算机机房防雷系统设计应采取的基本防雷措施 外部直击雷防护都是采用避雷针、避雷带、避雷网等作为接闪器，通过引下线将雷电流泄放至良好的接地装置，确保了建筑物本身免受直击雷的侵袭。内部感应雷防护是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的，是从整
6、体和系统上建立起三维的防护体系。 计算机机房防雷系统设计 3.1 计算机机房建筑物防雷分类确定及雷电防护等级确定 在做防雷系统设计之前，必须首先根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，确定建筑物的防雷分类；其次按建筑物电子信息系统所处环境进行雷击风险评估，确定雷电防护等级。 3.2 计算机机房建筑物直击雷防护措施 外部直击雷防护都是采用避雷针、避雷带、避雷网等作为接闪器，通过引下线将雷电流泄放至良好的接地装置，从而确保建筑物本身免受直击雷的侵袭。 3.3 计算机机房建筑物接地装置 接地是分流和排泄直接雷击和雷电电磁干扰能量的最有效手段之一，其目的就是把雷电流通过低电阻的接地体
7、向大地逸散泄放，从而保护建筑物、人员和设备的安全。本工程的接地措施应将建筑物防直击雷接地、防雷电感应接地、防静电接地、电器设备安全保护接地共用同一接地装置。 3.4 计算机机房电源系统雷击电磁脉冲防护措施 3.4.1 电源系统第一级防护 通过计算，确定所加装的电涌保护器的两个重要参数：标称放电电流和残压。 3.4.2 电源系统第二级防护 应在机房分配电箱内加装第二级 SPD，其标称放电电流不宜小于8/20S，5kA。 3.4.3 电源系统第三级防护 虽然总配电室的进线柜及机房分配电箱内加装了电源系统第一级及第二级电涌保护器，但是机房内都是一些精密电子设备，耐冲击电压都比较低，一般在 1.5KV
8、 以下，为进一步降低残压，应在中心机房的各终端用电设备前端即各墙壁插座处各加装一套插座式电涌保护器。 3.5 计算机机房通信网络系统雷击电磁脉冲防护措施 计算机机房的计算机网络系统进线及到政府楼、人大政协楼、纪委楼等出线均为光缆，光缆进出机房, 穿越了 LPZ0 区与 LPZ1 区的界面,虽然光缆本身会被感应雷电流，但是光缆的加强芯能感应雷电流，故光缆的加强芯应就近接到机房内的接地汇流排上。 计算机机房内所有交换设备及各计算机终端之间都采用双绞线进行网络信号传输，虽然这些双绞线都处于 LPZ1 区，未穿越防雷分区的界面，但是，由于线路很长，雷击产生的瞬变磁场会在双绞线回路中产生感应过电压，损坏
9、网络设备。 3.6 计算机机房天馈线系统雷击电磁脉冲防护措施 计算机机房的卫星天馈线一般在室外穿钢管进入室内，穿越了 LPZ0区与 LPZ1 区的界面,接入卫星电视信号接收机的输入端，天馈线接口为F 头, 首先应将天馈线穿管的两端直接连接到避雷网上，其次应在天馈线于 LPZ0 区与 LPZ1 区的界面上即卫星信号接收机前端加装合适的电涌保护器，电涌保护器的工作频率、平均输出功率、接口形式及特性阻抗等都必须与系统相匹配。 3.7 等电位连接 当雷电袭击时，在机房内部和附近大体上是等电位的，而不会发生内部设备被高电位反击和人被电击的事故。一切与外界有联系的金属线都要加装合理的电涌保护器，并且电涌保
10、护器的接地端要与建筑物的防雷接地装置直接进行电气连接，使之成为等电位。因此中心机房的等电位连接我们采用 M 型网络连接，具体措施为： （1）凡进入室内的各种线路及管道，包括电缆金属外皮、光缆金属外皮、水管、暖气管道、强电线路穿管、弱电线路穿管等在入户处都应与接地装置相连接。 （2）室内的设备金属外壳、金属支撑物、金属管道、电缆金属外皮、电缆金属槽道、金属构架、金属门窗均与防雷接地装置连接。 （3）机房的防直击雷接地、防雷电感应接地、防静电接地、电器设备安全保护接地共用同一接地装置。 结 论 本设计方案针对计算机机房所在建筑物的直击雷防护，机房电源系统及信息系统的感应雷防护，都做了相对完善的设计
11、。 尽管雷电的研究和防护技术不断取得进展，高科技也不断渗入雷电防护这一领域，但因雷电问题的特殊性和电气设备的复杂性，目前为止，全世界仍未能找到 100%有效的防雷方法，国际电工委员会 IEC/-81 技术委员会明确指出，目前仍然没有能够保证绝对安全的雷电防护规定。我国 GB50075-94 防雷设计规范明确指出:对雷电的防护只能是尽可能的减少或避免损失，而不是万无一失。 参 考 文 献 1 林维勇. 中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000 年版).中国计划出版社. 2 王德言 李雪佩 宏育同等.中华人民共和国国家标准建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004.中国建筑工业出版社. 3 中华人民共和国国家标准电子计算机机房设计规范GB50174-93.
