王戀平++王戀祝++張強宜

摘 要：計算機機房防雷設(shè)計思想，其他學(xué)者也提出了眾多不同的技術(shù)方案這些方案考慮的角度不盡相同，但還沒有形成一個更加完善的機房防雷體系.機房防雷的重點一方面是直擊雷的防范，另一方面是感應(yīng)雷的防范，要研究兩者的防范設(shè)計融合為一個安全的機房防雷方案，從而切實充分地保障計算機機房設(shè)備免遭雷擊，減少損失。該文將討論機房設(shè)計中的防感應(yīng)雷技術(shù)，分析雷擊的危害、雷擊的方式、雷電的入侵途徑和防雷的技術(shù)原理，結(jié)合實例給出防雷設(shè)計的一般步驟.對于研究機房的安全、防感應(yīng)雷設(shè)計的思想都具有指導(dǎo)意義，對計算機機房技術(shù)的普及應(yīng)用、保障機房人員和設(shè)備的安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞：計算機 機房防雷體系 工程設(shè)計

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0053-02

雷電產(chǎn)生的強電磁場沿著與設(shè)備相連的信號線、電源線侵入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于雷電產(chǎn)生強大電磁場，該電磁場產(chǎn)生的強脈沖與導(dǎo)線藕合傳導(dǎo)，從而沿著線路入侵。設(shè)備接地體在雷擊時產(chǎn)生瞬間高電位而損壞。這是因為防護直擊雷的裝置將雷電電流引向自身由接地體分流流入大地，在接地體上形成高電位，使與接地體連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由于接地體電位升高而損壞。在計算機機房交換機、服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安置在建筑物內(nèi)，受建筑物的防雷系統(tǒng)保護，直擊雷破壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可能性較小，但建筑物外部的網(wǎng)絡(luò)線路可能受到直擊雷的破壞，目前戶外的網(wǎng)絡(luò)線路基本采用光纖線路，大大減少了直擊雷破壞的可能；機房中發(fā)生雷擊事件主要是感應(yīng)雷的破壞，因此防雷的重點是感應(yīng)雷。在防范雷擊入侵的時候要注意設(shè)備安裝方法，包括線路和布局、安裝位置的規(guī)范，以免受雷電在空間分布的電場、磁場的影響而損壞線路和設(shè)備。

1 機房防雷的設(shè)計理念

該文所討論的設(shè)計，主要是針對機房感應(yīng)雷的防雷設(shè)計。是針對機房防雷的專門方案，結(jié)合防直擊雷、防感應(yīng)雷、等電位連接、設(shè)備接地的防護，形成綜合防雷措施，辦公用房的防直擊雷措施能有效地降低雷電流的直接侵入，電源線路、數(shù)據(jù)信號線路的防護措施又有效地抑制雷電波和雷電電磁脈沖對設(shè)備造成的危害，機房內(nèi)各導(dǎo)電部位的等電位連接，可有效地防止因電位差而導(dǎo)致的電位反擊，保障了人員、設(shè)備的安全和正常工作運行。

1.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷設(shè)計

（1）一級防雷：在中心機房的網(wǎng)絡(luò)輸入端安裝網(wǎng)絡(luò)專用防雷器作一級保護。中心交換機和二級交換機是用光纖連接，光纖防雷效果好，因此這部分的網(wǎng)絡(luò)可不作一級防雷設(shè)計。

（2）二級防雷：各二級交換機與機通過雙絞線連接，因此在各二級交換機的機柜內(nèi)安裝網(wǎng)絡(luò)交換機專用防雷器，24路端口保護。（3）三級防雷：各HUB和PC機采用帶有網(wǎng)絡(luò)保護的防雷插座，這部分的防雷保護已經(jīng)在電源部分三級防雷中作了保護設(shè)計。

（4）在設(shè)計中采用的屏蔽方法是在連接硬件外層包上金屬屏蔽層以濾除不必要的電磁波.采用：金屬網(wǎng)、管套等圍起保護網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在主機房將所有的金屬門窗與天花板龍骨多次連接，將雷電形成的脈沖電磁場從空間入侵的通道阻隔開來，以達到電磁屏蔽的目的。（5）設(shè)計考慮采用綜合接地方式，即交流接地和安全工作接地合二為一，與直流接地、防雷接地分別用三根接地引線引至大樓的地面，再將它們與避雷地樁接成綜合接地網(wǎng)，這樣，它們應(yīng)有同樣的電位，在發(fā)生雷擊時便不會發(fā)生雷電反擊而損壞設(shè)備。（6）在這部分的設(shè)計中可結(jié)合前面的線路設(shè)計來考慮，同時在綜合布線系統(tǒng)中要注意以下幾個方面的問題：電源線路不要與網(wǎng)絡(luò)線路同槽架設(shè)，數(shù)據(jù)插座與電源插座保持一定距離。廣域網(wǎng)線路不要與局域網(wǎng)線路同槽架設(shè)。網(wǎng)絡(luò)線路沿墻壁布置時，有條件應(yīng)距離墻壁一定距離安裝。屏蔽槽要有足夠的厚度，并要求兩點接地。

2 下面用實例來說明用以上設(shè)計的運用方法

例1：

對黔西南州興義市農(nóng)村合作銀行新建辦公樓機房設(shè)在一樓，共計約100 m2，其供電形式為單，整個系統(tǒng)尚未安裝防雷設(shè)施。如接地，監(jiān)控設(shè)備UPS，內(nèi)部電源、均壓帶、等電位連接、PE接地等無防雷電感應(yīng)和雷電波侵入防護設(shè)施。

按照“國標”有關(guān)防雷規(guī)范要求及根據(jù)實際需要，設(shè)備采取電源系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)上的防護。從而達到攔截、分流、鉗位、接地、等電位連接的要求。使之形成內(nèi)外雷電防護，保障設(shè)備置于良好的電磁環(huán)境下正常運行，保護人員及設(shè)備的安全，本著科學(xué)、經(jīng)濟、實用的原則，可靠的防雷效果，特設(shè)計以下防雷方案：

（1）項目說明，該項目設(shè)計為二類機房防雷設(shè)計，具體根據(jù)現(xiàn)場情況，被保護設(shè)備的配置做調(diào)整。（2）方案組成：主要包括兩大部分。第一部分接地與等電位連接；第二部分 設(shè)備電源線路與信號傳輸線路雷電防護；（3）方案目的：保護機房內(nèi)人員和各計算機設(shè)備在雷電發(fā)生情況下的安全與正常運作，達到減少和預(yù)防雷擊危害。（4）設(shè)計依據(jù)：GB50057—94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，GB50343—2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，GB50174—93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》，JGJ/T16—92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，GB/T2887—2000《電子計算機場地通用規(guī)范》。（5）方案具體內(nèi)容：機房所在辦公樓頂已安裝有避雷帶作為防直擊雷設(shè)施，引下線為柱筋，接地極為建筑基礎(chǔ)。機房位于四層約100 m，供電形式為TN-S系統(tǒng)（三相四線制），因此，應(yīng)對機房進行電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采取拑位、泄放、等電位連接、屏蔽等防護措施，使整體形成綜合雷電防護的方式，以保障人員、設(shè)備置于良好的電磁環(huán)境下安全運行。

1）直擊雷防護，建筑物的防直擊雷裝置已經(jīng)安裝，本方案不在體現(xiàn)。但幕墻要作接地處理。

2）防感應(yīng)雷、本方案電源系統(tǒng)采取逐級降壓的原則實行三級防雷電過壓保護。根據(jù)《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》GB50174—93的規(guī)定，由大樓總電源對機房供電經(jīng)UPS電源分別送至機房各設(shè)備。

3）對電源系統(tǒng)采取三級保護，第一級設(shè)置于大樓總配電柜處，第二級設(shè)置于機房UPS供電線路上（UPS前端），第三級設(shè)置于各設(shè)備處（UPS后端），重要設(shè)備如需要，可采用防雷插板進行精細保護。endprint

各級電源避雷器參數(shù)指標如下：

第一級（SPD）采用通流量60KA、殘壓〈2KV、響應(yīng)時間〈50nS。

第二級（SPD）采用通流量40KA、殘壓〈1.5KV、響應(yīng)時間〈50nS。

第三級（SPD）采用通流量20KA、殘壓〈950V、響應(yīng)時間〈50nS。

精細保護；采用通流量5—10KA專用設(shè)備防雷插板。

4）數(shù)據(jù)信號傳輸線纜上的防護：當(dāng)信號傳輸系統(tǒng)采用光纜傳輸時可不考慮信號線路的防護，但光纜的金屬加強芯應(yīng)可靠接地。

（6）接地系統(tǒng)：如沒有良好的接地，防雷系統(tǒng)也就形同虛設(shè)。因此必須安裝可靠的接地系統(tǒng)用于防雷系統(tǒng)及設(shè)備的保護接地，需從戶外空地內(nèi)增設(shè)人工接地體，直至接地體設(shè)計電阻符合要求。增設(shè)人工接地極采用5×50×50角鋼做垂直接地極，接地極間用-40×4的鍍鋅扁鐵焊接相連，并將基礎(chǔ)地極或新增地極作等電位連接，并引出二接地端子通過16mm多股銅芯線套PVC管進入機房與機房內(nèi)的等電位連接體（-30×3銅排）連接。UPS電源、機柜、等均分采用6mm2的銅芯線與接地銅排緊固連接。這樣，室內(nèi)所有的設(shè)備地線均與接地母排進行電氣聯(lián)結(jié)，線路的金屬屏蔽管、金屬橋架、配電盤的外殼，也均與等電位母排進行電氣聯(lián)結(jié)。避雷器用6～10 mm2的銅芯線與接地銅排緊固連接。機房內(nèi)各電源三孔單相插座均接入PE保護地線。

（7）機房等電位連接：1）輔助地網(wǎng)與大樓基礎(chǔ)地作等效連接，接地電阻小于4.0歐姆。2）機房采用兩條-30×3銅條作為接地母排。由兩條接地 母線引入連接，作為工作地、保護地、防靜電地的匯集排。3）機房各設(shè)備外殼均由各支線分別匯聚于接地銅排上。4）機房內(nèi)各電源插座統(tǒng)一按左零右火標準接線。

（8）材料選用：接地極：采用50×5 mm的角鋼作垂直接地，—40×4扁鋼作水平地極。接地母線：采用16 mm2多股銅芯線。接地支線：分別采用10 mm2、6 mm2、4 mm2多股銅芯線。等電位銅排：采用—30×3銅條鋪設(shè)。

（9）方案可行性：本方案是在大樓具有完整的防直擊雷設(shè)施下，針對機房防雷的專門方案，結(jié)合大樓防直擊雷、防感應(yīng)雷、等電位連接、設(shè)備接地的防護，形成綜合防雷措施，大樓的防直擊雷措施能有效地降低雷電流的直接侵入，電源線路、數(shù)據(jù)信號線路的防護措施又有效地抑制雷電波和雷電電磁脈沖對設(shè)備造成的危害，機房內(nèi)各導(dǎo)電部位的等電位連接，可有效地防止因電位差而導(dǎo)致的電位反擊，保障了人員、設(shè)備的安全和正常工作運行，因此本方案可付諸貴行實施。endprint