計算機房防雷技術探討

計算機房防雷技術探討

廣東省五華縣氣象局 魏偉良

本文結合實踐經(jīng)驗，簡要分析雷電入侵計算機房的幾種途徑，結合現(xiàn)實情況分別運用現(xiàn)代防雷技術措施對計算機房的綜合防雷設計進行了探討。

計算機房 防雷 技術 探討

隨著科學技術的不斷發(fā)展和現(xiàn)代化信息技術的高度運用，超大集成電路廣泛運用于現(xiàn)代通信、自動化生產(chǎn)、交通、醫(yī)藥等各個領域中。大規(guī)模的智能型生產(chǎn)機械的運用、遠程監(jiān)控技術得到了廣泛的普及，并隨著生產(chǎn)的發(fā)展得到越來越廣泛的關注。而作為信息時代主導的技術支撐，電子器件的集成化和超大規(guī)模集成化以及新的網(wǎng)絡通信技術對信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動作用是顯而易見的，但一方面，這類精密電子設備由于絕緣強度低、過電壓耐受能力非常差，一旦受到雷擊等類型的過電壓沖擊，則會出現(xiàn)系統(tǒng)運行中斷、設備永久性損壞等大小不一的損害。

這對于作為網(wǎng)絡傳輸樞紐和數(shù)據(jù)處理中心的計算機房來說，如何規(guī)避雷擊的影響，為計算機的正常運行提供一個可靠的外部環(huán)境，從而保障計算機指令和數(shù)據(jù)的完整，避免元件的損壞，保證信息系統(tǒng)的安全已經(jīng)成為信息保證系統(tǒng)工作中不可或缺的一部分。下面將結合工程實例加以說明計算機房的防雷設計技術。

一、大樓基本概況

某大樓高約30m，共設有8層，樓頂裝設5根3m高的電視公用天線。計算機房設在第6層，內(nèi)裝設多臺計算機及多套計算機輔助設備。大樓所處地區(qū)位于城郊，周邊較為空曠。該區(qū)域多年平均雷暴日為86天，為雷電頻發(fā)地區(qū)。該大樓主體結構為鋼筋混凝土結構，以鋼筋混凝土梁、柱作為建筑物主體框架的支柱。大樓地基實基以上的土壤主要是淤泥質(zhì)粘土，地下水離地面僅1.6m左右，土壤電阻率約為10Ω?m。大樓內(nèi)部有裝有一部電梯、若干空調(diào)機、電視及其他類型的電動機、直流發(fā)電機等干擾源。

根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》以及GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》中有關規(guī)定要求及結合該建筑物的使用性質(zhì)，該樓屬三類防雷建筑物，應當采用三級雷擊電磁脈沖防護等級。機房的防雷工程要根據(jù)實際情況進行具體的工程設計。

實踐證明，根據(jù)我國目前現(xiàn)行的相關防雷與接地設計規(guī)范，做好計算機房網(wǎng)絡防雷接地措施，可以將雷害事故減少到最低限度。這里需要特別強調(diào)的是，由于雷害事故具有隨機的不確定性、偶發(fā)性，所以對計算機房的防雷設計，不能誤認為地處雷暴日發(fā)生概率低的地區(qū)就可以掉以輕心。

二、 計算機房防雷要點

計算機房、通信系統(tǒng)防雷主要由外部防雷系統(tǒng)和內(nèi)部防雷系統(tǒng)兩部分組成。外部防雷包括防直擊雷系統(tǒng)即避雷針或避雷帶、引下線或接地裝置，外部防雷系統(tǒng)應在建筑物設計、建筑施工階段給予高度重視，以便利用建筑物自身的金屬構件達到經(jīng)濟實用的防雷目的；內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要是對建筑物內(nèi)易受過電壓破壞的設備，如計算機及其通信口、電話機、復印機、UPS、數(shù)據(jù)傳輸線及空調(diào)機等電子設備加裝過電壓保護裝置，在設備受到過電壓侵襲時，保護裝置能快速動作將能量泄放，從而保護設備不受損壞。

三、雷電過電壓對計算機機房損害途徑

計算機房內(nèi)部受到雷電過電壓損害的途徑主要有三種：一是接閃器如避雷針、帶接閃后，直擊雷直接入地，導致地網(wǎng)中的低電位瞬時上升，與通過設備接地線引入的高電壓形成反擊；二是雷電流在被引下線導引入地期間，在引下線附近形成磁場，周邊金屬物體感應后造生電壓；三是大樓的電源線或通信線路在樓外遭受直擊或感應雷而形成的雷電壓及過電流沿線路侵入而造成的計算機損害。

上述三種途徑，都會對計算機房的微電子設備造成不可估量的損失。因此，必須從上述三種雷電壓侵入方式入手，尋找到防雷的最佳途徑。

四、 計算機房的防雷系統(tǒng)設計

1. 防雷接地設計

計算機房的防雷系統(tǒng)已經(jīng)做到整體規(guī)劃和系統(tǒng)防護相結合，防雷接地二者不可分割，并且應當做到分級保護，嚴格貫徹相關防雷接地規(guī)范。同時，防雷接地的布局應當合理：接地線要求短、直，確保電氣接觸良好。防雷接地的整體觀念不僅要求在本系統(tǒng)內(nèi)的全方位保護，同時也要求在系統(tǒng)與體統(tǒng)之間的統(tǒng)籌考慮，即當計算機房內(nèi)同時存在著移動通信基站、微波站等相類似站點時，它們之間往往有信號接口、共用交流電源和各自的接地特點，這就要求從整體上統(tǒng)籌考慮這類設備之間的防雷接地要求，防止雷害從不同設備之中引入。

2. 接閃器的設計

根據(jù)大樓建筑結構，大樓的外部防雷系統(tǒng)應當由避雷針、避雷帶、引下線以及接地裝置組合形成直擊雷防護裝置。這樣設計的考慮是，當雷電閃擊發(fā)生時，接閃器接閃后經(jīng)過避雷針、避雷帶的攔截，引下線可以將雷電流安全導入地下，保護區(qū)域范圍內(nèi)的人員和設施不受閃擊的損害。而工程中避雷針的保護范圍可以依照公式確定，安裝有效高度的避雷針，確保人員、設備在有效的保護范圍內(nèi)，防止無辜損害發(fā)生。

3. 機房電源的防雷設計

根據(jù)機房設計特點，該計算機房的電源防雷系統(tǒng)采用的是三級防雷系統(tǒng)的設計方式，第一級SPD安裝在機柜電源引入處， 第二級SPD設計放在UPS配電箱進線開關處，第三級SPD加裝在機房內(nèi)重要設備前端。

總之，不斷加強計算機信息系統(tǒng)的安全工作，重視計算機信息系統(tǒng)的防雷設施建設，才能確保其安全運行，最大限度地防御和減少雷電災害事故造成的損失。

[1]吳大中.計算機房的防雷工程設計[M].電氣應用.200[9]（11）:54-57

[2]郭魁英，孫志廣，李忠亮，趙海軍. 計算機機房綜合防雷系統(tǒng)工程[M].河南氣象.2006（1）：66

魏偉良(1978年生)男，助理工程師，主要從事防雷檢測工作。