淺談網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房的防雷措施和方法

朱薇薇 孫祿 澤仁羅布

【摘 要】 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房內(nèi)擁有大量多的電子設(shè)備，防止網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房的各種設(shè)備被雷擊破壞，市網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房建設(shè)的一項十分重要的工作，也是確保網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠正常運行的重要環(huán)節(jié)。本文介紹了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房防雷建設(shè)時采取的綜合防雷措施及其實現(xiàn)方法。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房 ??防雷措施

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房內(nèi)安裝了大量的電子設(shè)備，是各類網(wǎng)絡（信息）中心得核心所在。然而，由于機房內(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，當雷電引起傳輸線上產(chǎn)生過電壓時，與線纜連接的設(shè)備的接口部分，甚至整個設(shè)備都容易受到損壞。因此應對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房采取綜合防雷措施，如對機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，保護機房及各類設(shè)備免遭雷擊。

1、“二次雷擊效應”產(chǎn)生的機理

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)的人畜進行防雷保護，使之免遭雷擊，其避雷原理就是“引雷入地”即首先市引雷，代替被保護對象承受雷擊，然后將雷電流引入地，實質(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行大幅度的衰減，使得強大的雷電流在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)生強大的感應電磁場（脈沖）。當感應電磁脈沖通過空間傳播或與設(shè)備傳輸線耦合引入機房后，強大的雷電流就會破壞機房內(nèi)的電子設(shè)備。這就是“感應雷”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”）造成。因此，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)機房來說，普通避雷針不僅不能避免“地次雷擊效應”反而還促使其發(fā)生。

2、機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)絡數(shù)據(jù)機房遭受雷擊，損壞機房內(nèi)的貴重設(shè)備，應采取以下措施。

2.1提前式預防電避雷針

應盡可能愛建筑物上安裝能消弱感應雷的“提前式預防電避雷針”。這種避雷針的優(yōu)點是能夠在保持傳統(tǒng)避雷針“引雷入地”的同時，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部分沿空間傳播的感應電磁脈沖。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)的線纜應穿金屬管敷設(shè)，并對金屬管進行接地。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)機房的各個建筑面上安裝屏蔽網(wǎng)并與設(shè)備保護接地的地網(wǎng)相連接。平補網(wǎng)不僅可以防御感應雷，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的幾率最高，也最易引入感應雷。根據(jù)對雷達波的頻譜分析，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。事實也證明，60%-80%的感應雷和雷電波入侵來自電力傳輸線。電源系統(tǒng)的防雷應根據(jù)設(shè)備的重要程度和地理位置實行有重點、有層次，重保護、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《計算機安全保護條例》有關(guān)規(guī)定，電源系統(tǒng)至少應采取三級雷電防護，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，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。第二級保護應在設(shè)備集中的樓層的分電源處或房間的進戶電源處安裝電源避雷器作為系統(tǒng)的二級保護。進一步限制雷電過電壓的幅值。第三極保護應安裝在重要設(shè)備的前端（UPS、服務器、核心交換機等）作為電源系統(tǒng)的第三節(jié)保護，以進一步對雷電波入侵的浪涌進行抑制，確保設(shè)備安全。

2.4設(shè)備接地

機房內(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、大型服務器等重要設(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功能、工頻過電流保護功能及響應速度快，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，小型計算機等設(shè)備計算機機房聯(lián)合接地的直流工作地應小于1Ω。做機房接地系統(tǒng)時，應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，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，形成一個封閉的均壓環(huán)，以消除可能存在的破壞力極強的電位差。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)范計算機機房的接地系統(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

網(wǎng)絡中心機房內(nèi)的電磁波會感應金屬導體，使空氣中的懸浮塵粒導電而產(chǎn)生靜電，同時，帶電的懸浮塵粒會附著在網(wǎng)絡電設(shè)備的機殼上。當網(wǎng)絡設(shè)備上不同電荷的靜電積累達到一定的極限時，正負電荷就會放電產(chǎn)生幾千伏以上的電壓，極易造成網(wǎng)絡設(shè)備的損壞或設(shè)備運行不正常。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，應在機房內(nèi)安裝高級抗靜電地板，靜電地板和均壓帶須與機房的專用地網(wǎng)連接，以保證靜電能順利放入大地。信息網(wǎng)絡機房采取這些措施后，基本能達到機房防雷，進而保護網(wǎng)絡設(shè)備的目的。

4、結(jié)束語

隨著計算機網(wǎng)絡在各個領(lǐng)域中的廣泛應用和各行業(yè)務系統(tǒng)中的作用越來越重要，網(wǎng)絡雷害問題日益嚴重，給國家和人民造成了重大經(jīng)濟損失。只有嚴格按照防雷技術(shù)規(guī)范，從各個可能的雷擊引入途徑進行規(guī)范劃保護，才能確保整個機房網(wǎng)絡的安全運行。