计算机机房防雷缺陷及措施研究

　　陆凯琦 朱勤峰

　　摘要：计算机机房作为电子信息设备的集中场所，其雷电防护尤为重要。基于此，本文结合雷电对计算机机房的危害，分析了计算机机房防雷缺陷，并给出了几点防雷措施，仅供相关部门进行参考借鉴。

　　关键词：计算机；危害；防雷缺陷；措施

　　引言

　　计算机机房是指用于电子信息处理、存储、交换和传输设备的安装及运行的建筑空间，主要包括有服务器、网络交换机等设备，在信息化世界中发挥着十分重要的作用。由于计算机机房内分布的弱电设备种类较多，且自身耐冲击过电压水平较低，再加上机房防雷存在一定缺陷，轻则会造成设备失灵，重则会引发火灾爆炸事故，严重威胁着人们生命财产安全。越来越多的单位开始重视起计算机机房的雷电防护，因此，做好这项工作刻不容缓。

　　1、雷电对计算机机房的危害

　　1.1雷电形成和种类

　　雷电是雷暴天气的产物，而雷暴则是垂直方向上发展剧烈的积雨云形成的天气现象。雷电大都出现在积雨云中，积雨云随着温度和气流的变化不断运动，在运动中会摩擦生电，进而形成带电云层，在雷雨云中的放电现象就是雷电。结合雷电产生和危害特点，可以将雷电划分为直击雷、球形雷、雷电感应、雷电波入侵四种。

　　1.2雷电对计算机机房的危害

　　由于计算机机房的电子设备种类较多，一旦遭受雷击，将会引发火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故，会造成严重的人员伤亡和经济损失。根据雷电入侵途径，可以将雷电对计算机的危害划分为直击雷危害和感应雷击危害两种类型。

　　（1）直击雷

　　直击雷则是指建（构）筑物、动植物、树木等被雷电直接击中，产生的电效应、热效应和机械效应共同作用到雷击物体上，进而摧毁建筑物构架或引起人员伤亡。直击雷的强度较大，若机房雷电直接击中机房接闪装置，雷电中的雷电流会快速经过接闪器、引下线、接地装置等，并在其周围形成变化的电场和磁场。此时在引下线周围电气接触不良或开口处有强大的感应电动势，大都超过了机房计算机设备的承受范围。因直接雷击的电效应，会导致计算机机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。

　　（2）感应雷

　　感应雷击又称为二次雷击，指雷云间或雷云对大地间的放电现象，且在附近的线路、金属管线等传导体上的感应电压。感应电压经过传导体后向金属设备上输送，进而损坏微电子设备。

　　感应雷入侵到计算机系统由三种途径：（1）经过输配电线路后直接入侵到网络机房；（2）沿着网络通讯线路入侵到机房，该途径又可以划分为三种：①雷电直接击中地面突出物，其附近土壤被强雷电直接击穿，雷电流入侵到电缆外皮中，使得线路被高压入侵；②雷云在向大地放电的过程中，会有强大的感应过电压出现在线路上，造成与之相连的电器设备遭受雷击，之后经过设备连接线入侵到通信线路，危害范围不断扩大；③来源不同的导线或电缆通过一条多芯电缆连接，若雷击直接击中某条导线，在相邻导线上将会感应到过电压，进而损坏低压电子设备安全。

　　（3）地电位反击

　　雷击产生的巨大雷电流会经过引下线和接地体后泄放进入大地，且有放射型电位分布在接地体附近，并有巨大的高压地电位反击出现，入侵电压巨大。若避雷针上强大的雷电流通过引下线入地，其附近将会有巨大的电磁场，而在相邻导线上将会感应出雷电过电压，危害着机房电子设备的安全。

　　2、计算机机房防雷缺陷

　　2.1避雷针保护范围不足

　　对于大部分的计算机机房来说，在设计之初大都安装了避雷装置，管理人员单纯认为机房相关部件都在避雷针保护范围内，忽略了防雷方面的问题。实际上，计算机避雷针保护范围的方法都是结合雷电冲击小电流下的模拟实验进行确定的，并结合多年实践经验，保护范围则是以保护概率为依据确定的，保护范围并不是100%保险。

　　2.2建筑设计缺陷

　　在建设计算机机房的过程中，因建设人员对雷电知识了解不全面，对新建建筑物防雷设计能否满足防直击雷、侧击雷、雷电感应等因素的考量不足，未严格按照相关规范要求进行。在建筑防雷设计中，某个环节存在防雷隐患，降低了机房防雷能力。

　　2.3雷电感应和雷电波入侵防护缺陷

　　雷电感应和雷电波入侵对计算机元件的损害主要是通过空间传递的直接伤害，自身看不到、摸不着，很容易被防雷人员忽略，使得屏蔽、布线、电位连接等防雷措施缺失。

　　2.4合理布线、等电位连接不合理

　　当前，在计算机机房建设的过程中分布极不合理，缺少对机房的集中建设和管理，大部分的机房分布在防雷要求较低的建筑物中，使得布线、等电位连接等防感应雷和雷电波的设计存在缺陷。再加上计算机机房管理人员防雷思想意识淡薄，使得防雷效果大打折扣。

　　2.5机房漏电保护器缺陷

　　实际上，漏电保护器大都安装在计算机机房总电力进线处，一旦遭受雷击，为确保计算机机房安全，过电电流漏电保护器会自动跳闸，部分防雷设计人员会认为不需安装避雷器，这种认知没有完全了解漏电保护器的作用。若雷电击中漏电保护器，此时将会产生高电位和大电流，漏电保护器难以承受。

　　3、计算机机房防雷措施

　　3.1综合防雷

　　为避免计算机机房遭受雷击，应将计算机机房外部防雷和内部防雷工作做好。其中外部防雷可将接闪器、屏蔽、引下线和接地装置进行结合，内部防雷则应做好屏蔽、合理布线、浪涌保护和等电位连接的安装等。

　　3.2内部防雷

　　①在对计算机机房采取屏蔽措施时应考虑机房选址，因计算机对雷电的反映极为敏感，即使是几千米外的高空雷闪或对地雷闪也会造成通信设备出现误动作或受损。因此，应将LPZ1区域内作为计算机机房的选址，避免在顶层设置计算机机房。②弱电线路屏蔽。对于信号线缆来说，应优先选用屏蔽电缆或采取金属线槽，做好屏蔽层两端及雷电防护区交界处的等电位连接和接地；③合理布线，应在电气竖井内敷设电子信息系統线缆主干线的金属线槽；对电子信息系统信号线缆进行布设的过程中，应将线缆自身形成的感应环路面积控制到最小；④电涌保护器。应保证电子信息系统设备配电线路浪涌保护器的安装位置同规范要求相符，同时还要与电子信息系统电源设备的连接导线平直，且长度应在0.5m以内。

　　3.3计算机机房建筑物防雷

　　接闪器的主要作用是有效拦截雷电流，将强大的雷电流通过接地线传导入地，并确保保护范围内的人员和相关设备安装。应结合机房所在建筑物机构，做好接闪器的安装。以配电房为例，若是单独建设且距离较远，可安装一个避雷针，或者是将避雷带布设在配电房上层，避免直接雷击。若机房建筑物距离其他建筑物较近，且高度较高，应做好接闪器的安装。为避免机房遭受感应雷击，应将避雷器增设在配电房进线处，以避免雷击过电压入侵电房，保证配电房安全。

　　结论：

　　综上所述，雷电对计算机机房的危害是多方面的，计算机网络接口受损会造成整个网络系统瘫痪，影响相关工作的顺利开展。在对计算机机房进行防雷设计时，应综合考虑机房周围环境，合理分析雷电风险，针对雷电入侵计算机机房的来源做好整体防护，采取经济有效的防护措施，以确保计算机网络系统可正常稳定的运行。

　　参考文献

　　[1]郭宪美，张金同，齐英焕.计算机机房的雷电防护设计分析[J].山东气象，2012，32（4）：45-47.

　　[2]陈锡晖，刘娟.计算机机房雷电防护探讨[J].高原山地气象研究，2009（S2）：162-164.

　　作者简介：陆凯琦（1981-），男，汉族，浙江嘉兴人，本科学历，工程师，从事防雷检测、工程工作。

　　（作者单位：1杭州辰青安全技术有限公司；2嘉兴安全防雷检测有限公司）

　　陆凯琦 朱勤峰