廣電大樓計算機房的雷電防護

摘 要：近兩年我市廣電大樓遭受三次雷擊，本文以我市廣電大樓機房為例，分析計算機房的特點，雷電侵入的途徑以及產(chǎn)生的影響，著重闡述計算機系統(tǒng)的綜合防雷措施，有效地降低計算機房發(fā)生雷擊事故，保護計算機房內(nèi)的各種設(shè)備正常運行和人員安全。

關(guān)鍵詞：廣電大樓；計算機房；雷電防護

1 引言

雷電是自然災害之一，有史以來雷電便以極大的破壞力給人類生命財產(chǎn)帶來很大損失。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，先進計算機信息系統(tǒng)得到廣泛應用，而且先進的計算機系統(tǒng)設(shè)備的高度集成化，其低工作電頻和小工作電流的特點又帶來耐過電壓過電流能力差等弱點，因而伴隨雷電所產(chǎn)生的雷電電磁脈沖對電子設(shè)備將產(chǎn)生嚴重的危害。一般說來感應雷沒直擊雷那么猛烈，但他發(fā)生的幾率比直擊雷多，且感應雷可以在較大范圍內(nèi)的多個部位同時發(fā)生，計算機網(wǎng)絡設(shè)備易遭受感應雷電破壞。

現(xiàn)代防雷工程是一個系統(tǒng)工程，包括防直擊雷防護和電磁脈沖防護。本文以我市廣電大樓機房為例，分析計算機房的特點，雷電侵入的途徑以及產(chǎn)生的影響，找出計算機系統(tǒng)遭雷擊原因并提出防治的措施。

2 廣電大樓及計算機房的概況

我市地處山東北部平原，地勢平坦，海拔高度6-13米之間，年平均雷暴日數(shù)29天。廣電大樓位于市區(qū)中心地帶，樓長46米、寬9米，建筑物高度22.3米共計6層。屋面設(shè)有10mX10m的網(wǎng)狀避雷網(wǎng)，其接地電阻實測值為1.2歐姆，計算機房設(shè)置在大樓二層，整體面積90平米左右，機房有用于接收電視信號的衛(wèi)星接收系統(tǒng)、還有主服務器、中心交換機、分交換機、路由器、服務器、及相當數(shù)量的終端構(gòu)成的網(wǎng)絡集成系統(tǒng)。位于主機房內(nèi)的中心交換機通過廣域網(wǎng)路由器與外界聯(lián)系，通過光纖與各分交換機連接，分交換機通過集線器與用戶終端相連。機房有獨立接地線，接地電阻實測值1.8歐姆，但沒有設(shè)置等電位連接匯流排，僅供服務器等設(shè)備外殼接地用，采用的S型等電位連接網(wǎng)絡。機房內(nèi)各面安裝了金屬屏蔽網(wǎng)，地板為全金屬防靜電地板，綜合布線、等電位連接、共用接地系統(tǒng)符合規(guī)范要求。大樓的電有架空線路改為穿鋼管后引入總配電室，三相電源；機房電源采用電纜由配電室專線引致隔壁的UPS機房，三相電源。機房設(shè)備在市電斷開后可由UPS直接供電單項電源，采用TN-S供電系統(tǒng)。經(jīng)實測電源的PE線接地電阻平均值2.1歐姆。機房電源和信號系統(tǒng)均沒有電源浪涌保護裝置。

3 簡述雷電對計算機房的影響

雷電對計算機房的影響主要為雷電感應電磁干擾，雷電地磁場是伴隨瞬時強大雷電對地放電的雷電流產(chǎn)生的，當雷電接近架空管線時，高壓沖擊波會沿架空管線侵入室內(nèi)，造成高電流引入，計算機房所處的建筑物內(nèi)敷設(shè)的各種電源線、信號線和金屬管道等，這些線路和管道在建筑物內(nèi)的不同空間構(gòu)成環(huán)路，當建筑物內(nèi)遭受雷擊時雷電流沿建筑物防雷裝置各分支導體入地，流過分支導體的雷電流在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生暫態(tài)脈沖電磁場，脈沖電磁場交鏈不同空間的導體回路，會在這些回路中感應出過電壓和過電流導致設(shè)備損壞。

4 計算機房防雷設(shè)計施工的理論依據(jù)及基本防雷措施

計算機房防雷設(shè)計的理論依據(jù)是《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010；《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004；《雷擊電磁脈沖防護》IEC61312-1第二部分：浪涌保護器要求。

計算機房基本防雷措施包括外部直擊雷防護和內(nèi)部感應雷防護兩個方面。外部直擊雷防護是采用避雷網(wǎng)等作為接閃器，通過引下線將雷電流泄放至良好的接地裝置，從而確保建筑物本身免受直擊雷的侵襲。內(nèi)部感應雷防護是為保護建筑物內(nèi)部設(shè)備以及人員安全而設(shè)置的，是從整體和系統(tǒng)上建立起來三維的防護體系，主要是加裝電涌保護器、屏蔽等電位連接等措施。

5 建筑物防雷分類

根據(jù)國家標準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB 50057-2010規(guī)定，建筑物預計年雷擊次數(shù)的計算公式； N1=kNgAe（我市年平均雷暴日 Td=29天）計算所得：N1=0.0327（次/年）；根據(jù)國家標準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010規(guī)定，確定該大樓為三類防雷建筑物。

6 機房電子信息系統(tǒng)雷電防護等級確定

根據(jù)國家標準《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004第四章地4.2節(jié)第4.2.3條的規(guī)定E=1-Nc/N=1-0.0175/0.1221=0.856，0.9

7 廣電大樓計算機房防雷系統(tǒng)設(shè)計

7.1 直擊雷的防護

該大樓樓面用10MX10M網(wǎng)絡避雷網(wǎng)，接地系統(tǒng)良好，滿足國家《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010規(guī)定。

7.2 雷電感應及雷電波侵入的防護

7.2.1 電源系統(tǒng)的防護

該機房的電源防護采用B級防護。進大樓的電纜穿鋼管埋地，埋地長度不小于15米。由總配電房至大樓的配電箱以及機房樓層配電箱的電力線路，均采用金屬鎧裝電纜進行敷設(shè)。在電源線路上安裝電源防雷器，是必不可少的防護措施。根據(jù)防雷規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的要求將電源系統(tǒng)分為三級保護。在總配電變壓器低壓側(cè)安裝最大電流通容量150KA的一級電源防護箱；在該大樓的總配電箱安裝通流量為80KA的二級的電源防雷箱；在計算機房的重要設(shè)備的電源進線處安裝最大通流容量40KA的三級電源防雷器。

7.2.2 信號線路的防護措施

在信號線路上安裝信號防雷器，對感應雷是一種行之有效的辦法，在核心交換機和邊緣交換機前端安裝1臺100M/RJ45的信號避雷器，路由器及計算機各服務器安裝相應型號RJ接口的信號SPD，DDN專線安裝DDN信號SPD，型號為RJ-D110-A。在調(diào)制解調(diào)器到計算機間安裝Isn≥3KA（波形8/20us）；響應時間T<5ns的數(shù)據(jù)線SPD進行保護，第三級信號SPD數(shù)量有設(shè)備安裝數(shù)量確定。進入程控機房的程控電話線在終端盒上安裝程控電話SPD一個，其參數(shù)為雷電流通量Isn≥3KA（波形8/20us），響應時間T<5ns的信號保護器SPD進行保護。

8 結(jié)束語

為保護計算機房的電子設(shè)備不受雷電損害或把損害降到最低，本工程從整體防雷方案考慮，兼顧以前設(shè)施，著重補充防感應雷設(shè)備。另外施工過程中邊施工邊測量，總之計算機房的防雷防護要引起足夠重視，做到有備無患。

參考文獻

[1]《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010

[2]《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004

[3]《雷擊電磁脈沖防護》IEC6132-1.浪涌保護器要求.

[4]蘇邦禮等.雷電與避雷工程[M].廣州中山大學出版社.

[5]李良福等.計算機網(wǎng)絡防雷技術(shù)[M].北京氣象出版社1999.