計(jì)算機(jī)機(jī)房防雷缺陷及措施研究

陸凱琦 朱勤峰

摘要：計(jì)算機(jī)機(jī)房作為電子信息設(shè)備的集中場(chǎng)所，其雷電防護(hù)尤為重要?；诖耍疚慕Y(jié)合雷電對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的危害，分析了計(jì)算機(jī)機(jī)房防雷缺陷，并給出了幾點(diǎn)防雷措施，僅供相關(guān)部門進(jìn)行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；危害；防雷缺陷；措施

引言

計(jì)算機(jī)機(jī)房是指用于電子信息處理、存儲(chǔ)、交換和傳輸設(shè)備的安裝及運(yùn)行的建筑空間，主要包括有服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，在信息化世界中發(fā)揮著十分重要的作用。由于計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)分布的弱電設(shè)備種類較多，且自身耐沖擊過電壓水平較低，再加上機(jī)房防雷存在一定缺陷，輕則會(huì)造成設(shè)備失靈，重則會(huì)引發(fā)火災(zāi)爆炸事故，嚴(yán)重威脅著人們生命財(cái)產(chǎn)安全。越來越多的單位開始重視起計(jì)算機(jī)機(jī)房的雷電防護(hù)，因此，做好這項(xiàng)工作刻不容緩。

1、雷電對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的危害

1.1雷電形成和種類

雷電是雷暴天氣的產(chǎn)物，而雷暴則是垂直方向上發(fā)展劇烈的積雨云形成的天氣現(xiàn)象。雷電大都出現(xiàn)在積雨云中，積雨云隨著溫度和氣流的變化不斷運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中會(huì)摩擦生電，進(jìn)而形成帶電云層，在雷雨云中的放電現(xiàn)象就是雷電。結(jié)合雷電產(chǎn)生和危害特點(diǎn)，可以將雷電劃分為直擊雷、球形雷、雷電感應(yīng)、雷電波入侵四種。

1.2雷電對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的危害

由于計(jì)算機(jī)機(jī)房的電子設(shè)備種類較多，一旦遭受雷擊，將會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸、信息系統(tǒng)癱瘓等事故，會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)雷電入侵途徑，可以將雷電對(duì)計(jì)算機(jī)的危害劃分為直擊雷危害和感應(yīng)雷擊危害兩種類型。

（1）直擊雷

直擊雷則是指建（構(gòu)）筑物、動(dòng)植物、樹木等被雷電直接擊中，產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)共同作用到雷擊物體上，進(jìn)而摧毀建筑物構(gòu)架或引起人員傷亡。直擊雷的強(qiáng)度較大，若機(jī)房雷電直接擊中機(jī)房接閃裝置，雷電中的雷電流會(huì)快速經(jīng)過接閃器、引下線、接地裝置等，并在其周圍形成變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。此時(shí)在引下線周圍電氣接觸不良或開口處有強(qiáng)大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大都超過了機(jī)房計(jì)算機(jī)設(shè)備的承受范圍。因直接雷擊的電效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)機(jī)房微電子設(shè)備遭受浪涌過電壓的危害。

（2）感應(yīng)雷

感應(yīng)雷擊又稱為二次雷擊，指雷云間或雷云對(duì)大地間的放電現(xiàn)象，且在附近的線路、金屬管線等傳導(dǎo)體上的感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓經(jīng)過傳導(dǎo)體后向金屬設(shè)備上輸送，進(jìn)而損壞微電子設(shè)備。

感應(yīng)雷入侵到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由三種途徑：（1）經(jīng)過輸配電線路后直接入侵到網(wǎng)絡(luò)機(jī)房；（2）沿著網(wǎng)絡(luò)通訊線路入侵到機(jī)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(qiáng)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(huì)有強(qiáng)大的感應(yīng)過電壓出現(xiàn)在線路上，造成與之相連的電器設(shè)備遭受雷擊，之后經(jīng)過設(shè)備連接線入侵到通信線路，危害范圍不斷擴(kuò)大；③來源不同的導(dǎo)線或電纜通過一條多芯電纜連接，若雷擊直接擊中某條導(dǎo)線，在相鄰導(dǎo)線上將會(huì)感應(yīng)到過電壓，進(jìn)而損壞低壓電子設(shè)備安全。

（3）地電位反擊

雷擊產(chǎn)生的巨大雷電流會(huì)經(jīng)過引下線和接地體后泄放進(jìn)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(xiàn)，入侵電壓巨大。若避雷針上強(qiáng)大的雷電流通過引下線入地，其附近將會(huì)有巨大的電磁場(chǎng)，而在相鄰導(dǎo)線上將會(huì)感應(yīng)出雷電過電壓，危害著機(jī)房電子設(shè)備的安全。

2、計(jì)算機(jī)機(jī)房防雷缺陷

2.1避雷針保護(hù)范圍不足

對(duì)于大部分的計(jì)算機(jī)機(jī)房來說，在設(shè)計(jì)之初大都安裝了避雷裝置，管理人員單純認(rèn)為機(jī)房相關(guān)部件都在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)，忽略了防雷方面的問題。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)避雷針保護(hù)范圍的方法都是結(jié)合雷電沖擊小電流下的模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定的，并結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)范圍則是以保護(hù)概率為依據(jù)確定的，保護(hù)范圍并不是100%保險(xiǎn)。

2.2建筑設(shè)計(jì)缺陷

在建設(shè)計(jì)算機(jī)機(jī)房的過程中，因建設(shè)人員對(duì)雷電知識(shí)了解不全面，對(duì)新建建筑物防雷設(shè)計(jì)能否滿足防直擊雷、側(cè)擊雷、雷電感應(yīng)等因素的考量不足，未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。在建筑防雷設(shè)計(jì)中，某個(gè)環(huán)節(jié)存在防雷隱患，降低了機(jī)房防雷能力。

2.3雷電感應(yīng)和雷電波入侵防護(hù)缺陷

雷電感應(yīng)和雷電波入侵對(duì)計(jì)算機(jī)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(dāng)前，在計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)的過程中分布極不合理，缺少對(duì)機(jī)房的集中建設(shè)和管理，大部分的機(jī)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(yīng)雷和雷電波的設(shè)計(jì)存在缺陷。再加上計(jì)算機(jī)機(jī)房管理人員防雷思想意識(shí)淡薄，使得防雷效果大打折扣。

2.5機(jī)房漏電保護(hù)器缺陷

實(shí)際上，漏電保護(hù)器大都安裝在計(jì)算機(jī)機(jī)房總電力進(jìn)線處，一旦遭受雷擊，為確保計(jì)算機(jī)機(jī)房安全，過電電流漏電保護(hù)器會(huì)自動(dòng)跳閘，部分防雷設(shè)計(jì)人員會(huì)認(rèn)為不需安裝避雷器，這種認(rèn)知沒有完全了解漏電保護(hù)器的作用。若雷電擊中漏電保護(hù)器，此時(shí)將會(huì)產(chǎn)生高電位和大電流，漏電保護(hù)器難以承受。

3、計(jì)算機(jī)機(jī)房防雷措施

3.1綜合防雷

為避免計(jì)算機(jī)機(jī)房遭受雷擊，應(yīng)將計(jì)算機(jī)機(jī)房外部防雷和內(nèi)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(jìn)行結(jié)合，內(nèi)部防雷則應(yīng)做好屏蔽、合理布線、浪涌保護(hù)和等電位連接的安裝等。

3.2內(nèi)部防雷

①在對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房采取屏蔽措施時(shí)應(yīng)考慮機(jī)房選址，因計(jì)算機(jī)對(duì)雷電的反映極為敏感，即使是幾千米外的高空雷閃或?qū)Φ乩组W也會(huì)造成通信設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作或受損。因此，應(yīng)將LPZ1區(qū)域內(nèi)作為計(jì)算機(jī)機(jī)房的選址，避免在頂層設(shè)置計(jì)算機(jī)機(jī)房。②弱電線路屏蔽。對(duì)于信號(hào)線纜來說，應(yīng)優(yōu)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(hù)區(qū)交界處的等電位連接和接地；③合理布線，應(yīng)在電氣豎井內(nèi)敷設(shè)電子信息系統(tǒng)線纜主干線的金屬線槽；對(duì)電子信息系統(tǒng)信號(hào)線纜進(jìn)行布設(shè)的過程中，應(yīng)將線纜自身形成的感應(yīng)環(huán)路面積控制到最??；④電涌保護(hù)器。應(yīng)保證電子信息系統(tǒng)設(shè)備配電線路浪涌保護(hù)器的安裝位置同規(guī)范要求相符，同時(shí)還要與電子信息系統(tǒng)電源設(shè)備的連接導(dǎo)線平直，且長(zhǎng)度應(yīng)在0.5m以內(nèi)。

3.3計(jì)算機(jī)機(jī)房建筑物防雷

接閃器的主要作用是有效攔截雷電流，將強(qiáng)大的雷電流通過接地線傳導(dǎo)入地，并確保保護(hù)范圍內(nèi)的人員和相關(guān)設(shè)備安裝。應(yīng)結(jié)合機(jī)房所在建筑物機(jī)構(gòu)，做好接閃器的安裝。以配電房為例，若是單獨(dú)建設(shè)且距離較遠(yuǎn)，可安裝一個(gè)避雷針，或者是將避雷帶布設(shè)在配電房上層，避免直接雷擊。若機(jī)房建筑物距離其他建筑物較近，且高度較高，應(yīng)做好接閃器的安裝。為避免機(jī)房遭受感應(yīng)雷擊，應(yīng)將避雷器增設(shè)在配電房進(jìn)線處，以避免雷擊過電壓入侵電房，保證配電房安全。

結(jié)論：

綜上所述，雷電對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的危害是多方面的，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口受損會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，影響相關(guān)工作的順利開展。在對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮機(jī)房周圍環(huán)境，合理分析雷電風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)雷電入侵計(jì)算機(jī)機(jī)房的來源做好整體防護(hù)，采取經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施，以確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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

（作者單位：1杭州辰青安全技術(shù)有限公司；2嘉興安全防雷檢測(cè)有限公司）