机房防雷接地措施综合分析

一、雷电综述

雷电是一种极具破坏力的自然现象，其电压可高达数百万伏，瞬间电流更可高达数十万安培。千百年来，雷电所造成的破坏可谓不计其数。落雷后在雷击中心1.5-2Km半径的范围内都可能产生危险过电压损害线路上的设备。雷电灾害如同暴雨、飓风一样都属于气象（自然）灾害，它与水、旱、刑事犯罪、交通事故统称为影响社会安全和经济发展的六大灾害。

一般而言，雷电灾害具有突发性、多样性、复杂性、破坏性和选择性等特点。随着现代化高新技术产品基础---电子技术的迅速发展和广泛运用，雷电灾害跟踪而至，还呈现出新的特点：受灾面大大扩展，特别容易侵入与高新技术最密切的领域，损失和危害程度大大增加。近年来，随着大量的数据设备和精密仪器应用的范围日益广泛，雷电损害造成的事故有逐年上升的趋势。由于通讯计算机网络精密设备内部结构的高度集中化，使设备耐受过电压、过电流的能力下降，更易遭受雷电破坏。轻者可造成计算机终端盒通信设备的接口损坏，使通信中断，大量信息丢失或无法传输；严重者使网络主机损坏，导致网络瘫痪，工作无法进行。计算机网络系统易遭受雷击损坏的设备有：MODEM(调制解调器)、ROUTER（路由器）、SWITCH（交换机）、HUB、网卡、通信卡、UPS、计算机电源及主板。

在雷电灾害防御方面，纵观人类防雷历史，已有两个多世纪，从建筑物防雷发展到供电防雷、电气和电子设备防雷，现在已进入第四个阶段即现代微电子设备防雷。防雷技术和产品，也随着现代高新技术发展得到显著发展，除传统的避雷针引雷拦截技术外，已拥有消散消减、屏蔽隔离、抑制分流、疏导均衡等电位、优化接地泄放和雷电控测定位预警等技术，并相应研制出多种高科技的隔离装置、电涌保护器、高效防腐降阻剂等设备、器件和产品，出现了火箭与激光等人工影响雷电的装置和雷电探测预警系统设备，这都为有效防御治理雷电灾害奠定了技术和物质基础。

工业化和科技的进步使得各种高层建筑和特殊用途建筑如雨后春笋般的拔地而起，这也为雷电防护提出了大量新的问题。“静电抵抗”、“电磁干扰”、“热岛效应”等等的问题都有待进一步去研究和结局。近十多年来围绕这些问题人们进行了不懈的努力，提出了许多新的防雷理论，研制出一大批新的防雷器件、设备和材料，开发出许多全新的雷电防护技术。我国于年颁布了新的《建筑物防雷设计规范》GB-，该规范参考了大量国际标准，对原有的规范做了大量的修改，无论从指导思想、技术要求还是技术措施上讲都处在国际领先地位，这也标志着我们国家对雷害的重视。

二、雷电破坏途径

1.直击雷

在雷雨季节，雷暴活动频繁的区域内，雷云直接通过人体，建筑物或设备等产生对地放电。这是各种雷电危害中最严重的。

2.感应雷击

从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中，雷电活动十分频繁，主要表现为A、静电感应：在雷云来临时，雷云低部分布着大量的负电荷，由这些负电荷产生的静电场。B、电磁感应：闪电电场在闪电通道周围的空间产生磁场，这种随时间变化的磁场在附近的各类金属导体上激发出感应电动势和感应电流。

3.电磁脉冲辐射

闪电放电时，其电流是随时间而非均匀变化的。闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬态电磁脉冲极其敏感的现代电子设备，也造成设备故障或损坏设备。

4.地电位反击

在雷暴活动区域内，当雷电闪击到建筑物的接闪装置上时，尽管接闪装置的接地系统十分良好，其接地电阻也很小，但由于雷电流幅值大，波头陡度高，雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升到上百千伏。如果建筑物的接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线间的绝缘距离未达到安全要求，则可能造成接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线之间放电，从而使这些金属导线、管道或用电设备的工作地线上引入反击电流，造成人身和设备雷击事故。

众邦电缆高陵厂区机房接地现场

三、雷电防原理

1.直击雷防护原理

一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器（避雷针、避雷带、避雷网、避雷线引下线）构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。按照滚球法计算被保护物应在接闪器的保护范围内，接地冲击电阻不大于10Ω。

2.感应雷防护原理

感应雷击防护应主要从线路防护考虑。机房电源进线处应加装电源避雷器，机房信号进线处应加装信号避雷器。计算机场地的安全保护接地应不大于4Ω，交流工作接地应不大于4Ω。直流工作接地如果设备有特殊要求，按设备的特殊要求接地，无特殊要求则参照交流工作接地的要求，应不大于4Ω。

机房用电是由配电房集中供电实现的，既：由总配电房内配电柜分动力、空调、照明等多条供电线路分别供至楼内用电系统。因此，对网络数据及语音、安全防范等系统设备供电线路防感应雷保护也要整体考虑。

本方案制定的目的是考虑实际环境因素和用户实际需要而做出一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案，从而达到建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故。

四、机房雷电防护的主要措施

根据GB--《建筑物防雷设计规范》的规定，根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，中科光机所使用的办公楼和氢气仓库建筑物划归为一类或二类防雷建筑物，不足二类的亦按二类防雷建筑设计。目前对雷电进行防护措施主要包括以下几种方法：

1.直击雷防护措施

屋面宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）和避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部分敷设，网格间距二类不大于10m×10m或12m×8m，三类不大于20m×20m或24m×16m,对于平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。

2.引下线

每栋建筑物的引下线不应小于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m或25m。当利用建筑物四周的钢筋或柱子作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线平均间距不应大于18m或25m。

3.接地

宜采用建筑物全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体。如条件不允许或自然接地体达不到要求时，可架设引下线外敷独立接地，接地电阻值不应大于10Ω。

4.防雷电感应措施

低压线路宜采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入。采用埋地引入时，其埋地长度应大于15m。当架空线直接引入时，在入户处应加装电源保护器，并将其与绝缘子铁脚、金具连在一起接到接地装置上。电源处应加装相应的电涌保护器，信号线和电话线在拉入室内时也应加装相应的电涌保护器。引下线应和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置，以达到等电位效果。

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随着电子信息技术的飞速发展,信息网络已成为人们日常工作和生活中必不可少的应用工具,作为信息网络支撑点的电子信息系统机房,承担着电子信息的传输、运算、存储等功能,而数据中心机房又是电子信息系统机房中的一个重要门类,它大量使用了电子技术、通讯技术和计算机技术,采用了大规模及超大规模集成电路,信息化和网络化程度越来越高,但它们常置于复杂的电磁环境中,有的甚至暴露于室外,这都可能遭受雷击,产生雷击过电压,并侵入设备,将设备损毁。为此,建立数据中心机房时,必须认真考虑机房防雷接地系统,以保证数据中心机房可靠安全运行。

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