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【摘 要】 网络数据机房内拥有大量多的电子设备，防止网络数据机房的各种设备被雷击破坏，市网络数据机房建设的一项十分重要的工作，也是确保网络系统能够正常运行的重要环节。本文介绍了网络数据机房防雷建设时采取的综合防雷措施及其实现方法。
【关键词】网络数据机房 防雷措施
网络数据机房内安装了大量的电子设备，是各类网络（信息）中心得核心所在。然而，由于机房内的电子设备耐过电压能力较差;加之这些电子设备大部分都是通过各种传输线相互连接的，当雷电引起传输线上产生过电压时，与线缆连接的设备的接口部分，甚至整个设备都容易受到损坏。因此应对网络数据机房采取综合防雷措施，如对机房加装防直击雷装置和电子避雷器，处理好电源系统、信号系统防雷，做好设备的正确接地及接地地网的等电位连接等工作，保护机房及各类设备免遭雷击。
1、“二次雷击效应”产生的机理
长期以来，人们传统地使用金属避雷针，避雷带对一般建筑物、构筑物和建筑物内的人畜进行防雷保护，使之免遭雷击，其避雷原理就是“引雷入地”即首先市引雷，代替被保护对象承受雷击，然后将雷电流引入地，实质就是“引雷针”。但是，在引雷入地的過程中，由于避雷针对雷电流进行大幅度的衰减，使得强大的雷电流在us级的瞬间就迅速通过避雷针及其引下线入地，这样势必在其周围产生强大的感应电磁场（脉冲）。当感应电磁脉冲通过空间传播或与设备传输线耦合引入机房后，强大的雷电流就会破坏机房内的电子设备。这就是“感应雷”和“雷电波入侵”。此处在引下线入地处，未经衰减的雷电流会抬升地电位，并在各种防雷地网间形成电位差，然后通过设备接地线对设备造成反击。可以说，机房内电子设备遭雷击损坏的绝大部分原因是由上述几种原因（称为“二次雷击效应”）造成。因此，对网络数据机房来说，普通避雷针不仅不能避免“地次雷击效应”反而还促使其发生。
2、机房防雷电的有效措施
为了克服传统避雷针的缺陷，避免网络数据机房遭受雷击，损坏机房内的贵重设备，应采取以下措施。
2.1提前式预防电避雷针
应尽可能爱建筑物上安装能消弱感应雷的“提前式预防电避雷针”。这种避雷针的优点是能够在保持传统避雷针“引雷入地”的同时，通过阻抗限流和钳位分流装置，将雷电流的幅度大大减小，使雷电波波形展宽至几百ms缓慢入地。这样，不仅能够有效地防御直击雷，而且能够有效地抑制感应雷和地电位反击产生。
2.2采取屏蔽方式防雷
采取屏蔽措施可以屏蔽掉相当部分沿空间传播的感应电磁脉冲。对传输线屏蔽对各种金属传输线的屏蔽层、外金属管套做好接地;对暴露于室外的非屏蔽金属线缆，尤其是架空敷设的线缆应穿金属管敷设，并对金属管进行接地。使建筑物形成屏蔽网将建筑的主钢筋的数量较少或钢筋分布难以形成网状，则可考虑在数据机房的各个建筑面上安装屏蔽网并与设备保护接地的地网相连接。平补网不仅可以防御感应雷，而且还可以防止外界其它电磁干扰。值得注意的是，室内金属门窗应与屏蔽网连通。
2.3电源系统的防雷
在各种各样的传输线中，电源线是分布最广的传输线其受雷电感应的几率最高，也最易引入感应雷。根据对雷达波的频谱分析，雷电波的绝大部分能量集中在40Khz以下，其中最大的谐波分量就在2频附近，雷电波最易与电源线发生耦合。事实也证明，60%-80%的感应雷和雷电波入侵来自电力传输线。电源系统的防雷应根据设备的重要程度和地理位置实行有重点、有层次，重保护、多重设防原则，压降到设备可能承受的范围。根据国家《计算机安全保护条例》有关规定，电源系统至少应采取三级雷电防护，即在建筑物总配电配电装置上安流量大的电源避雷器，作为电源系统的第一级保护，以泄放掉来自外界电力传输线的雷电波入侵的大部分能量。第二级保护应在设备集中的楼层的分电源处或房间的进户电源处安装电源避雷器作为系统的二级保护。进一步限制雷电过电压的幅值。第三极保护应安装在重要设备的前端（UPS、服务器、核心交换机等）作为电源系统的第三节保护，以进一步对雷电波入侵的浪涌进行抑制，确保设备安全。
2.4设备接地
机房内各种重要设备和放置设备的柜（架）必须做好接地，尤其要注意对核心交换机、大型服务器等重要设备的接地。
2.5信号系统防雷
与信号传输线相连接的设备接口的工作电压较低，而且耐压水平也很低，这些设备对于由信号传输线引入的感应雷电波特别敏感，极易受到损坏。因此，非常有必要在设备的信号接口处安装具有抗过电压保护功能、工频过电流保护功能及响应速度快，防优越的信号雷性能避雷器。
2.6降低接地电阻
接地系统是防雷工程的基础，良好的接地和合理的接地方式能够充分发挥防雷器件的作用，有利于过压过流的消散，防止雷电反击。根据国家规范要求程控交换机，小型计算机等设备计算机机房联合接地的直流工作地应小于1Ω。做机房接地系统时，应将接地电阻的阻值控制在国家规定范围内。以前，地网采用的接地材料一般是金属接地加降阻剂，但由于金属接地极容易腐蚀，降阻剂也容易硬化，地网的使用寿命较短，而且地网接地电阻的阻值也会随接地极与土壤的接地电阻逐年上升而上升，并随着土壤湿润程度的变化而变化。这种地网接地电阻很不稳定。使用非金属低电阻接地模块代替金属接地极较为理想。由于接地模块是非金属材料构成，不易腐蚀，同时，由于非金属材料中含结晶水，使接地模块具有良好的保湿性，并增加接地模块与土壤的亲和力，接地效果较为理想。
2.7防地电位反击
均压和等电位连接是防止地电位反击的有效办法。建筑物的一定范围内进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做成等电位连接，形成一个封闭的均压环，以消除可能存在的破坏力极强的电位差。常用的接地方式有联合接地、分开接地和混合接地三种。国家规范计算机机房的接地系统推荐采用联合接地方式，即把建筑物防雷地、设备保护地、交流工作地、直流工作连接在一起，建立等电位系统，消除感应过电压，以避免各地网间的电势差对设备形成反击。
3、静电防护
网络中心机房内的电磁波会感应金属导体，使空气中的悬浮尘粒导电而产生静电，同时，带电的悬浮尘粒会附着在网络电设备的机壳上。当网络设备上不同电荷的静电积累达到一定的极限时，正负电荷就会放电产生几千伏以上的电压，极易造成网络设备的损坏或设备运行不正常。为避免这种现象发生，应在机房内安装高级抗静电地板，静电地板和均压带须与机房的专用地网连接，以保证静电能顺利放入大地。信息网络机房采取这些措施后，基本能达到机房防雷，进而保护网络设备的目的。
4、结束语
随着计算机网络在各个领域中的广泛应用和各行业务系统中的作用越来越重要，网络雷害问题日益严重，给国家和人民造成了重大经济损失。只有严格按照防雷技术规范，从各个可能的雷击引入途径进行规范划保护，才能确保整个机房网络的安全运行。
【关键词】网络数据机房 防雷措施
网络数据机房内安装了大量的电子设备，是各类网络（信息）中心得核心所在。然而，由于机房内的电子设备耐过电压能力较差;加之这些电子设备大部分都是通过各种传输线相互连接的，当雷电引起传输线上产生过电压时，与线缆连接的设备的接口部分，甚至整个设备都容易受到损坏。因此应对网络数据机房采取综合防雷措施，如对机房加装防直击雷装置和电子避雷器，处理好电源系统、信号系统防雷，做好设备的正确接地及接地地网的等电位连接等工作，保护机房及各类设备免遭雷击。
1、“二次雷击效应”产生的机理
长期以来，人们传统地使用金属避雷针，避雷带对一般建筑物、构筑物和建筑物内的人畜进行防雷保护，使之免遭雷击，其避雷原理就是“引雷入地”即首先市引雷，代替被保护对象承受雷击，然后将雷电流引入地，实质就是“引雷针”。但是，在引雷入地的過程中，由于避雷针对雷电流进行大幅度的衰减，使得强大的雷电流在us级的瞬间就迅速通过避雷针及其引下线入地，这样势必在其周围产生强大的感应电磁场（脉冲）。当感应电磁脉冲通过空间传播或与设备传输线耦合引入机房后，强大的雷电流就会破坏机房内的电子设备。这就是“感应雷”和“雷电波入侵”。此处在引下线入地处，未经衰减的雷电流会抬升地电位，并在各种防雷地网间形成电位差，然后通过设备接地线对设备造成反击。可以说，机房内电子设备遭雷击损坏的绝大部分原因是由上述几种原因（称为“二次雷击效应”）造成。因此，对网络数据机房来说，普通避雷针不仅不能避免“地次雷击效应”反而还促使其发生。
2、机房防雷电的有效措施
为了克服传统避雷针的缺陷，避免网络数据机房遭受雷击，损坏机房内的贵重设备，应采取以下措施。
2.1提前式预防电避雷针
应尽可能爱建筑物上安装能消弱感应雷的“提前式预防电避雷针”。这种避雷针的优点是能够在保持传统避雷针“引雷入地”的同时，通过阻抗限流和钳位分流装置，将雷电流的幅度大大减小，使雷电波波形展宽至几百ms缓慢入地。这样，不仅能够有效地防御直击雷，而且能够有效地抑制感应雷和地电位反击产生。
2.2采取屏蔽方式防雷
采取屏蔽措施可以屏蔽掉相当部分沿空间传播的感应电磁脉冲。对传输线屏蔽对各种金属传输线的屏蔽层、外金属管套做好接地;对暴露于室外的非屏蔽金属线缆，尤其是架空敷设的线缆应穿金属管敷设，并对金属管进行接地。使建筑物形成屏蔽网将建筑的主钢筋的数量较少或钢筋分布难以形成网状，则可考虑在数据机房的各个建筑面上安装屏蔽网并与设备保护接地的地网相连接。平补网不仅可以防御感应雷，而且还可以防止外界其它电磁干扰。值得注意的是，室内金属门窗应与屏蔽网连通。
2.3电源系统的防雷
在各种各样的传输线中，电源线是分布最广的传输线其受雷电感应的几率最高，也最易引入感应雷。根据对雷达波的频谱分析，雷电波的绝大部分能量集中在40Khz以下，其中最大的谐波分量就在2频附近，雷电波最易与电源线发生耦合。事实也证明，60%-80%的感应雷和雷电波入侵来自电力传输线。电源系统的防雷应根据设备的重要程度和地理位置实行有重点、有层次，重保护、多重设防原则，压降到设备可能承受的范围。根据国家《计算机安全保护条例》有关规定，电源系统至少应采取三级雷电防护，即在建筑物总配电配电装置上安流量大的电源避雷器，作为电源系统的第一级保护，以泄放掉来自外界电力传输线的雷电波入侵的大部分能量。第二级保护应在设备集中的楼层的分电源处或房间的进户电源处安装电源避雷器作为系统的二级保护。进一步限制雷电过电压的幅值。第三极保护应安装在重要设备的前端（UPS、服务器、核心交换机等）作为电源系统的第三节保护，以进一步对雷电波入侵的浪涌进行抑制，确保设备安全。
2.4设备接地
机房内各种重要设备和放置设备的柜（架）必须做好接地，尤其要注意对核心交换机、大型服务器等重要设备的接地。
2.5信号系统防雷
与信号传输线相连接的设备接口的工作电压较低，而且耐压水平也很低，这些设备对于由信号传输线引入的感应雷电波特别敏感，极易受到损坏。因此，非常有必要在设备的信号接口处安装具有抗过电压保护功能、工频过电流保护功能及响应速度快，防优越的信号雷性能避雷器。
2.6降低接地电阻
接地系统是防雷工程的基础，良好的接地和合理的接地方式能够充分发挥防雷器件的作用，有利于过压过流的消散，防止雷电反击。根据国家规范要求程控交换机，小型计算机等设备计算机机房联合接地的直流工作地应小于1Ω。做机房接地系统时，应将接地电阻的阻值控制在国家规定范围内。以前，地网采用的接地材料一般是金属接地加降阻剂，但由于金属接地极容易腐蚀，降阻剂也容易硬化，地网的使用寿命较短，而且地网接地电阻的阻值也会随接地极与土壤的接地电阻逐年上升而上升，并随着土壤湿润程度的变化而变化。这种地网接地电阻很不稳定。使用非金属低电阻接地模块代替金属接地极较为理想。由于接地模块是非金属材料构成，不易腐蚀，同时，由于非金属材料中含结晶水，使接地模块具有良好的保湿性，并增加接地模块与土壤的亲和力，接地效果较为理想。
2.7防地电位反击
均压和等电位连接是防止地电位反击的有效办法。建筑物的一定范围内进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做成等电位连接，形成一个封闭的均压环，以消除可能存在的破坏力极强的电位差。常用的接地方式有联合接地、分开接地和混合接地三种。国家规范计算机机房的接地系统推荐采用联合接地方式，即把建筑物防雷地、设备保护地、交流工作地、直流工作连接在一起，建立等电位系统，消除感应过电压，以避免各地网间的电势差对设备形成反击。
3、静电防护
网络中心机房内的电磁波会感应金属导体，使空气中的悬浮尘粒导电而产生静电，同时，带电的悬浮尘粒会附着在网络电设备的机壳上。当网络设备上不同电荷的静电积累达到一定的极限时，正负电荷就会放电产生几千伏以上的电压，极易造成网络设备的损坏或设备运行不正常。为避免这种现象发生，应在机房内安装高级抗静电地板，静电地板和均压带须与机房的专用地网连接，以保证静电能顺利放入大地。信息网络机房采取这些措施后，基本能达到机房防雷，进而保护网络设备的目的。
4、结束语
随着计算机网络在各个领域中的广泛应用和各行业务系统中的作用越来越重要，网络雷害问题日益严重，给国家和人民造成了重大经济损失。只有严格按照防雷技术规范，从各个可能的雷击引入途径进行规范划保护，才能确保整个机房网络的安全运行。