計算機系統(tǒng)感應(yīng)雷防護

　　摘要：計算機房系統(tǒng)的雷電防護。雷電的危害、防雷設(shè)計依據(jù)、防雷設(shè)計方案、等電位連接、防雷接地及要求。
　　關(guān)鍵詞：計算機房系統(tǒng)的雷電防護
　　中圖分類號：TP319.3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0222-01
　　計算機房由于其在整個系統(tǒng)中的重要地位，所以它的各種環(huán)境，配電、通風(fēng)、潔凈度、溫度等都有相應(yīng)的規(guī)定。例如整體機房方面就有相應(yīng)的國家標(biāo)（GB2887-2010），計算機房的防雷主要是防雷電電磁脈沖。主要內(nèi)容包括：（1）總電源系統(tǒng)的雷電防護；（2）分電源系統(tǒng)的雷電防護；（3）計算機主機電源系統(tǒng)的雷電防護；（4）計算機主機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雷電防護；（5）等電位聯(lián)接；（6）防雷接地；（7）計算機主房屏蔽等措施。
　　1 雷電的概述
　　雷電是一種具有極大破壞力的自然天氣現(xiàn)象。
　　2 雷電的危害
　　當(dāng)發(fā)生雷擊時、瞬間電壓可高達數(shù)百萬伏、瞬間電流可高達數(shù)十萬安培。雷擊后在雷擊中心1.5～2km半徑范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險過電壓損害線路上的設(shè)備。
　　3 計算機房系統(tǒng)的雷電防護
　　3.1 雷電入侵途徑
　　（1）直擊雷：所謂直擊雷，是指雷電直接擊在建筑物、構(gòu)架、樹木、動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械力效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員傷亡。
　　（2）感應(yīng)雷：感應(yīng)雷，是指雷云放電時，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)等現(xiàn)象稱之為感應(yīng)雷擊。
　　感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。直擊雷只在雷云對地閃擊時才會對地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷云對地閃擊或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。此外直擊雷一次只能襲擊一個小范圍的目標(biāo)，而一次雷閃擊則可以在較大的范圍內(nèi)多個小局部同時產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓，并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、電話線等傳輸?shù)胶苓h，致使雷害范圍擴大。裝有避雷針的建筑物，可以避免雷擊損壞建筑物，但是在雷電從建筑物頂端泄放入大地或者附近發(fā)生雷擊的時候，雷電電磁脈沖可以通過避雷針的引下線和接地系統(tǒng)地線產(chǎn)生很強的電場，建筑物內(nèi)的所有金屬物品均會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這些感應(yīng)電壓的高低隨著金屬形狀、距地線的距離和雷擊大小而變（根據(jù)IEC61312標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)雷擊擊中建筑物時，即使裝有避雷針，直擊雷電流的50%通過引下線和接地系統(tǒng)入地，仍然會有大約50%的雷擊能量仍會分配到各線路系統(tǒng)）一旦電源輸入線、電話線、網(wǎng)絡(luò)線或其它電子設(shè)備的金屬引出、引入線感應(yīng)到瞬間高壓，避雷針就無能為力了。
　　3.2 雷擊防護的基本原理
　　雷擊防護：就是通過合理、有效的手段將雷電流的能量盡可能的引入到大地，是疏導(dǎo)，而不是堵雷或消雷。一個完整的防雷系統(tǒng)包括兩個方面：直接雷擊的防護和感應(yīng)雷擊的防護。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。外部避雷。由避雷針（或避雷帶、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故；內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設(shè)備中造成損壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的，為了實現(xiàn)內(nèi)部避雷，需對建筑物進出各保護區(qū)的電纜、金屬管道等安裝過電壓保護器進行保護并良好接地。
　　（1）多級保護原則：即根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能、受保護的程序和所屬保護區(qū)域確定防護要點作分類保護；根據(jù)雷電和操作瞬間過電壓危害的可能通道，對電源線和數(shù)據(jù)、通信線路都應(yīng)做多級層保護。
　　（2）外部無源保護：在LPZ0級保護區(qū)即外部作無源保護，主要依靠避雷針（網(wǎng)、線、帶）和接地裝置。保護原理：當(dāng)雷云放電接近地面時，它使地面電場發(fā)生畸變。在避雷針（線）頂部，形成局部電場強度畸變，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過接地引下線，接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物免受雷擊。這是人們長期實踐證明的有效的防直擊雷的方法。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件（管道），都應(yīng)與防雷網(wǎng)（帶，線）可靠焊接。
　　（3）電源部分防護：雷電侵害主要是通過線路侵入。對高壓部分電力局有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對地的電力限制到小于6000V（IEC62.41），而線對線則無法控制。用分流（限幅）技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備（電涌保護器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達到保護目的，所以，分流、等電位技術(shù)中采用防護器的品質(zhì)、性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)防護的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的電涌保護器至關(guān)重要。
　　4 防雷設(shè)計依據(jù)
　　（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。
　　（3）《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB50169—92。
　　（4）《建筑物防雷》IEC61024。
　　（5）《雷電電磁脈沖的防護》IEC61312。
　　5 防雷設(shè)計方案
　　5.1 電源系統(tǒng)雷電防護
　　（1）在計算機主機房大樓總配電房總開關(guān)處安裝一類分類試驗產(chǎn)品防雷器REP-XEL385M250，（標(biāo)稱工作電壓）Un=380V，（電壓保護水平）Up≤1.5kV，（沖擊電流）Iimp=25kA，（響應(yīng)時間）△t≤100ns；產(chǎn)品特點：內(nèi)置失效脫扣裝置，當(dāng)保護器因過熱、擊穿失效時，能自動將其從電網(wǎng)脫離，具有失效指示功能；作為電源線路的第一級雷電防護；（2）在各樓層總配電柜處安裝二類分類試驗產(chǎn)品防雷器REP-XEL385M40，（最持續(xù)運行電壓電壓）Uc=385V，（電壓保護水平）Up≤2.0kV，（標(biāo)稱放電電流）In=40kA，作為電源線路的第二級雷電防護；（3）在計算機主機房及各辦公室電腦電源開關(guān)處安裝一套單相電源防雷器，型號：REP-XEL385M20/2，（最大持續(xù)運行電壓電壓）Uc=385V，（電壓保護水平）Up≤1.2kV，（標(biāo)稱放電電流）In=20kA，（響應(yīng)時間）△t≤25ns；作為電源線路的第三級雷電防護。
　　5.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷電防護
　　（1）在機房的網(wǎng)絡(luò)交換機處安裝24口機架式網(wǎng)絡(luò)防雷器，型號：REP-X06-24RJ45E100（標(biāo)稱工作電壓）Un=5V，（電壓保護水平）Up≤13V，（標(biāo)稱放電電流）In=5kA，（響應(yīng)時間）△t≤1ns；作為控制機房網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)線路的雷電防護。
　　6 等電位連接
　　等電位連接是現(xiàn)代防雷技術(shù)重要的防護措施之一。
　　（1）在配電房、控制機房內(nèi)所有等電位連接線、靜電接地及SPD接地線先匯集到等電位連接板再與匯入地網(wǎng)。
　　（2）將分開的外導(dǎo)電裝置用等電位連接導(dǎo)體連接后接地，以減少系統(tǒng)設(shè)備所在的建筑物金屬構(gòu)件與設(shè)備之間或設(shè)備與設(shè)備之間因雷擊產(chǎn)生的電位差。
　　7 防雷接地及要求
　　根據(jù)GB50343中有關(guān)規(guī)定，所有進入建（構(gòu)）筑物的電源線路與信號線路應(yīng)分管（或槽）敷設(shè)，線路的屏蔽層兩端接地；安裝信號、電源防雷器均采用現(xiàn)場建筑物地線，現(xiàn)場無法取得接地點時，應(yīng)設(shè)立地網(wǎng)，所有接地點其接地電阻值應(yīng)小于4