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第2期
气象水文海洋仪器
2010年6月
Mctcorological, Hydrological and Marine Instruments
un,2010
机房雷电防护浅谈
金锐
(江西省大气探测技术中心,南昌330046)
摘要:计算机是现代办公的重要设备,机房更是信息处理应用的重要场所,广泛应用于各政
府机关和各类企事业单位,其重要程度不言而喻,一旦遭到破坏特别是雷击,将会造成无法佔
量的损失。本文介绍了雷电的形式及可能对机房造成的危害程度,根据机房防雷原则、防雷规
范,分别对接地系统、电缆布设、电源、信号等提出了相应的防雷措施,以提高机房抗雷击的能力。
关键词:机房;雷电;防护
中图分类号:TU244.5文献标识码:A文章编号:1006-009X(2010)02-0103-04
Lightning protection for computer room
In ku1
(Jiang zi Atmos bheric Observation Technology Center, Nanchang 330046)
Abstract: Computer is an important modern office equipment and the important place for information
processing, which widely used in various government agencies and enterprises. Once damaged
especially by the lightning, the losses are unable measured. This article describes the lightning forms
Ind the possible extent of damage to the computer room. According to the principles and rules of
lightning prevention for computer room, the corresponding lightning prevention measures are put
forward in the following aspects, such as grounding system, cable laying, power, and signal etc, which
improves the strike capacity of computer room.
Key words: computer room; lightning; protection
0引
的计算机和通信网络设备,如果机房遭雷击,将可
能造成设备大量损坏,亦可能导致整个网络瘫痪,
雷电是一种自然天气现象,瞬间释放出的电给单位带来巨大的损失。为此,本文通过对雷电
流可达几万甚至几十万安培,因而具有极强的破危害形式和危害途径进行分析,提出了一般性的
坏性。全球每年因雷击造成的人员伤亡、财产损机房防雷保护措施和方法
失不计其数。现代化程度越高遭受的损失亦越
大,据不完全统计,我国每年因雷击以及雷击负效1雷电的形式及危害
应造成的人员伤亡达3000~4000人,财产损失1.1直击雷
在50亿元至100亿元人民币。
直击雷是指带电云层(雷云)直接对地面的建
计算机及相关的网络通讯等设备内部结构高筑物、构架、树木、动植物等进行放电的现象,以及
度集成,使设备耐受过压、过流的能力下降,因而由此产生的电效应、热效应、冲击波等混合力作用。
更易被雷电损坏。机房、网络中心等集成了大量直击雷电压峰值通常可达几万伏甚至数100万V,
收稿日期:2010-01-15
作者筒介:金锐(1971-),男,大学,工程师、从事计量检定工作
气象水文海洋仪器
电流峰值可达数10kA甚至数100kA,因为带电
云层蕴彍的能量在极短的时间释放出来,所以破
坏性非常强,可以导致被其击中的目标被直接摧
毁或造成人员伤亡等。雷电直接击中建筑物时,
大约只有50%的雷电能量从引下线等外部避雷
设施泄放到大地,其它部分将通过建筑物内相关
设备泄放。当机房受到直击后,接在地线上的设
图2传导雷示意
备会在瞬间产生极高电压,造成设备损坏并对接速度前进并燃烧,但一般沿水平方向移动,见缝就
触该设备的工作人员产生危害,其电流泄放如图钻,移动时发出嘶嘶声,消失时产生巨烈爆炸,足
1所示。
以破坏一般的建筑物和室内的设备。
2雷电危害机房的途径
2.1从供电线路侵入
1电源系绕
通信网络
通过供电线路侵人主要有两种情况:一是直
系统5%左右
击雷击中高压电力线路,强大的雷电压经变压器
耦合到220V低压,人侵机房供电设备;二是直击
雷击中220V低压线或低压线感应雷电压,雷电
压直接人侵机房。
综合接地网
2.2经计算机通信线路入侵
图1直击雷电流泄放示意图
经计算机通信线路人侵可分为3种情况:
1.2应雷
(1)直击雷击中地面物体,土壤被击穿,进而
感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分击穿电缆外皮,雷电高压人侵线路
为静电感应雷和电磁感应雷。
(2)雷云对地面放电时,线路上感应出的上千
(1)静电感应雷。当雷云接近地面时,地面伏过电压击坏与其相连的电器设备,再通过设备连
上的所有物体,由于静电感应作用在表面都会聚线侵人通信线路,并沿通信线传播,危害范围大
集起大量的与雷云极性相反的束缚电荷,尤在金
(3)若多条电缆平行铺设,当其中的一条导
属等导体的凸出部位。此雷云对地或对另一雷云线被雷电击中时,相邻的导线会感应出过电压,击
放电时产生的雷击称为静电感应雷。
坏与其相连的电子设备
(2)电磁感应雷。雷电闪击时,在雷电流通
2.3通过接地体入侵
道空间内,由于雷电流巨大的变化率而形成强大
防直击雷的避雷装置把雷电流引人地下,在接
的感应电磁场,这种迅速变化的磁场能在邻近的地体附近呈放射型的电位分布,若有连接电子设备
导体上感应出很高的电动势,从而产生强大的破的其他接地体在附近,会对其产生数万伏的高压地
坏力。
电位反击。由于地电位反击作用,没有完善的防雷
感应雷的形成机率很高,对建筑物内的低压措施的建筑物避雷系统,可能会引入雷电。
电子设备成胁巨大,据统计,计算机等徴电子设备3机房防雷原则
遵雷击损坏,80%以上是由感应雷引起。感应雷
的破坏形式主要有两种:一是传导雷:雷云对线缆
机房防雷原则是通过合理有效的手段将雷电
放电后,过电压沿电缆线路扩散,可危及几公里甚流引人大地。一个完整的防雷系统应包括直击雷
至数10km外的电子设备;二是球形雷:一般是防护、感应雷防护、传导雷防护及防地位反击措
直径10~20cm的火球,呈红色、黄色或橙色,从施。计算机网络系统等设备的集成电线芯片耐压
产生到消失约4~120,亮度和大小几乎不变,球能力很弱,通常在100V以下,因此必须建立多
形闪电行进方式多变,常常从门窗、烟囱、甚至缝层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特
隙中钻入室内,有时能沿着导线以2m/s左右的别是计算机网络系统的安全。
现有的国标防雷技术规范主要有:GB50057