淺談網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房的防雷措施和方法

朱薇薇 侯棟 加永登增 次仁拉姆

摘 要：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)擁有大量多的電子設(shè)備，防止網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房的各種設(shè)備被雷擊破壞，市網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)的一項(xiàng)十分重要的工作，也是確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。本文介紹了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房防雷建設(shè)時(shí)采取的綜合防雷措施及其實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房；防雷措施

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)安裝了大量的電子設(shè)備，是各類網(wǎng)絡(luò)（信息）中心得核心所在。然而，由于機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備耐過電壓能力較差；加之這些電子設(shè)備大部分都是通過各種傳輸線相互連接的，當(dāng)雷電引起傳輸線上產(chǎn)生過電壓時(shí)，與線纜連接的設(shè)備的接口部分，甚至整個(gè)設(shè)備都容易受到損壞。因此應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房采取綜合防雷措施，如對機(jī)房加裝防直擊雷裝置和電子避雷器，處理好電源系統(tǒng)、信號系統(tǒng)防雷，做好設(shè)備的正確接地及接地地網(wǎng)的等電位連接等工作，保護(hù)機(jī)房及各類設(shè)備免遭雷擊。

1、“二次雷擊效應(yīng)”產(chǎn)生的機(jī)理

長期以來，人們傳統(tǒng)地使用金屬避雷針，避雷帶對一般建筑物、構(gòu)筑物和建筑物內(nèi)的人畜進(jìn)行防雷保護(hù)，使之免遭雷擊，其避雷原理就是“引雷入地”即首先市引雷，代替被保護(hù)對象承受雷擊，然后將雷電流引入地，實(shí)質(zhì)就是“引雷針”。但是，在引雷入地的過程中，由于避雷針對雷電流進(jìn)行大幅度的衰減，使得強(qiáng)大的雷電流在us級的瞬間就迅速通過避雷針及其引下線入地，這樣勢必在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電磁場（脈沖）。當(dāng)感應(yīng)電磁脈沖通過空間傳播或與設(shè)備傳輸線耦合引入機(jī)房后，強(qiáng)大的雷電流就會(huì)破壞機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備。這就是“感應(yīng)雷”和“雷電波入侵”。此處在引下線入地處，未經(jīng)衰減的雷電流會(huì)抬升地電位，并在各種防雷地網(wǎng)間形成電位差，然后通過設(shè)備接地線對設(shè)備造成反擊。可以說，機(jī)房內(nèi)電子設(shè)備遭雷擊損壞的絕大部分原因是由上述幾種原因（稱為“二次雷擊效應(yīng)”）造成。因此，對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房來說，普通避雷針不僅不能避免“地次雷擊效應(yīng)”反而還促使其發(fā)生。

2、機(jī)房防雷電的有效措施

為了克服傳統(tǒng)避雷針的缺陷，避免網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房遭受雷擊，損壞機(jī)房內(nèi)的貴重設(shè)備，應(yīng)采取以下措施。

2.1提前式預(yù)防電避雷針

應(yīng)盡可能愛建筑物上安裝能消弱感應(yīng)雷的“提前式預(yù)防電避雷針”。這種避雷針的優(yōu)點(diǎn)是能夠在保持傳統(tǒng)避雷針“引雷入地”的同時(shí)，通過阻抗限流和鉗位分流裝置，將雷電流的幅度大大減小，使雷電波波形展寬至幾百ms緩慢入地。這樣，不僅能夠有效地防御直擊雷，而且能夠有效地抑制感應(yīng)雷和地電位反擊產(chǎn)生。

2.2采取屏蔽方式防雷

采取屏蔽措施可以屏蔽掉相當(dāng)部分沿空間傳播的感應(yīng)電磁脈沖。對傳輸線屏蔽對各種金屬傳輸線的屏蔽層、外金屬管套做好接地；對暴露于室外的非屏蔽金屬線纜，尤其是架空敷設(shè)的線纜應(yīng)穿金屬管敷設(shè)，并對金屬管進(jìn)行接地。使建筑物形成屏蔽網(wǎng)將建筑的主鋼筋的數(shù)量較少或鋼筋分布難以形成網(wǎng)狀，則可考慮在數(shù)據(jù)機(jī)房的各個(gè)建筑面上安裝屏蔽網(wǎng)并與設(shè)備保護(hù)接地的地網(wǎng)相連接。平補(bǔ)網(wǎng)不僅可以防御感應(yīng)雷，而且還可以防止外界其它電磁干擾。值得注意的是，室內(nèi)金屬門窗應(yīng)與屏蔽網(wǎng)連通。

2.3電源系統(tǒng)的防雷

在各種各樣的傳輸線中，電源線是分布最廣的傳輸線其受雷電感應(yīng)的幾率最高，也最易引入感應(yīng)雷。根據(jù)對雷達(dá)波的頻譜分析，雷電波的絕大部分能量集中在40Khz以下，其中最大的諧波分量就在2頻附近，雷電波最易與電源線發(fā)生耦合。事實(shí)也證明，60%-80%的感應(yīng)雷和雷電波入侵來自電力傳輸線。電源系統(tǒng)的防雷應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要程度和地理位置實(shí)行有重點(diǎn)、有層次，重保護(hù)、多重設(shè)防原則，壓降到設(shè)備可能承受的范圍。根據(jù)國家《計(jì)算機(jī)安全保護(hù)條例》有關(guān)規(guī)定，電源系統(tǒng)至少應(yīng)采取三級雷電防護(hù)，即在建筑物總配電配電裝置上安流量大的電源避雷器，作為電源系統(tǒng)的第一級保護(hù)，以泄放掉來自外界電力傳輸線的雷電波入侵的大部分能量。第二級保護(hù)應(yīng)在設(shè)備集中的樓層的分電源處或房間的進(jìn)戶電源處安裝電源避雷器作為系統(tǒng)的二級保護(hù)。進(jìn)一步限制雷電過電壓的幅值。第三極保護(hù)應(yīng)安裝在重要設(shè)備的前端（UPS、服務(wù)器、核心交換機(jī)等）作為電源系統(tǒng)的第三節(jié)保護(hù)，以進(jìn)一步對雷電波入侵的浪涌進(jìn)行抑制，確保設(shè)備安全。

2.4設(shè)備接地

機(jī)房內(nèi)各種重要設(shè)備和放置設(shè)備的柜（架）必須做好接地，尤其要注意對核心交換機(jī)、大型服務(wù)器等重要設(shè)備的接地。

2.5信號系統(tǒng)防雷

與信號傳輸線相連接的設(shè)備接口的工作電壓較低，而且耐壓水平也很低，這些設(shè)備對于由信號傳輸線引入的感應(yīng)雷電波特別敏感，極易受到損壞。因此，非常有必要在設(shè)備的信號接口處安裝具有抗過電壓保護(hù)功能、工頻過電流保護(hù)功能及響應(yīng)速度快，防優(yōu)越的信號雷性能避雷器。

2.6降低接地電阻

接地系統(tǒng)是防雷工程的基礎(chǔ)，良好的接地和合理的接地方式能夠充分發(fā)揮防雷器件的作用，有利于過壓過流的消散，防止雷電反擊。根據(jù)國家規(guī)范要求程控交換機(jī)，小型計(jì)算機(jī)等設(shè)備計(jì)算機(jī)機(jī)房聯(lián)合接地的直流工作地應(yīng)小于1Ω。做機(jī)房接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將接地電阻的阻值控制在國家規(guī)定范圍內(nèi)。以前，地網(wǎng)采用的接地材料一般是金屬接地加降阻劑，但由于金屬接地極容易腐蝕，降阻劑也容易硬化，地網(wǎng)的使用壽命較短，而且地網(wǎng)接地電阻的阻值也會(huì)隨接地極與土壤的接地電阻逐年上升而上升，并隨著土壤濕潤程度的變化而變化。這種地網(wǎng)接地電阻很不穩(wěn)定。使用非金屬低電阻接地模塊代替金屬接地極較為理想。由于接地模塊是非金屬材料構(gòu)成，不易腐蝕，同時(shí)，由于非金屬材料中含結(jié)晶水，使接地模塊具有良好的保濕性，并增加接地模塊與土壤的親和力，接地效果較為理想。

2.7防地電位反擊

均壓和等電位連接是防止地電位反擊的有效辦法。建筑物的一定范圍內(nèi)進(jìn)入建筑物的各種金屬管道和線纜的屏蔽層做成等電位連接，形成一個(gè)封閉的均壓環(huán)，以消除可能存在的破壞力極強(qiáng)的電位差。常用的接地方式有聯(lián)合接地、分開接地和混合接地三種。國家規(guī)范計(jì)算機(jī)機(jī)房的接地系統(tǒng)推薦采用聯(lián)合接地方式，即把建筑物防雷地、設(shè)備保護(hù)地、交流工作地、直流工作連接在一起，建立等電位系統(tǒng)，消除感應(yīng)過電壓，以避免各地網(wǎng)間的電勢差對設(shè)備形成反擊。

3、靜電防護(hù)

網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房內(nèi)的電磁波會(huì)感應(yīng)金屬導(dǎo)體，使空氣中的懸浮塵粒導(dǎo)電而產(chǎn)生靜電，同時(shí)，帶電的懸浮塵粒會(huì)附著在網(wǎng)絡(luò)電設(shè)備的機(jī)殼上。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上不同電荷的靜電積累達(dá)到一定的極限時(shí)，正負(fù)電荷就會(huì)放電產(chǎn)生幾千伏以上的電壓，極易造成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的損壞或設(shè)備運(yùn)行不正常。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)在機(jī)房內(nèi)安裝高級抗靜電地板，靜電地板和均壓帶須與機(jī)房的專用地網(wǎng)連接，以保證靜電能順利放入大地。信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房采取這些措施后，基本能達(dá)到機(jī)房防雷，進(jìn)而保護(hù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的目的。

4、結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用和各行業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的作用越來越重要，網(wǎng)絡(luò)雷害問題日益嚴(yán)重，給國家和人民造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。只有嚴(yán)格按照防雷技術(shù)規(guī)范，從各個(gè)可能的雷擊引入途徑進(jìn)行規(guī)范劃保護(hù)，才能確保整個(gè)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。