摘要：本文对现代计算机机房内信息系统雷电防护方法的选择建立在对其内部系统的价值及其重要性、计算机机房所处的电磁环境和系统遭受破坏的概率等进行危险性分析，针对目前雷电防护中计算机机房浪涌过电压防护问题提出了一个具体内外部防护设计方法。
关键词：计算机机房；电子信息系统；雷电防护；浪涌过电压
1 浪涌过电压的危害
浪涌过电压对电子计算机房所造成的后果归纳为以下四个方面：1）设备损坏，工作人员伤亡。2）设备或元器件寿命降低。3）传输或存储的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪。4）整个系统停顿，如银行电脑服务停顿，邮电中断，数据图像传输暂停，局域网乃至广域网遭到破坏，间接损失或政治影响远远大于直接经济损失。
2 机房的外部防护
计算机机房的外部防护，主要指直击雷的防护，它是防雷技术的主要组成部分。其技术措施可分接闪器（使用避雷针、避雷带、避雷线等金属接闪器）、引下线、接地体和法拉第笼。
在这种技术措施中，不仅有直击雷防护即外部保护，且与内部保护关联。如法拉第笼（特别重要的计算机机房）可用于接闪和引下、接地，在笼中的设备可受到初级屏蔽作用。接地系统的布局又直接涉及到均压等电位和防止反击等问题。由于外部保护已有较成熟的标准，再此不再详述，只提出具体设计方法：
1、再不可能个别估算的地方，可加全部雷电流I的50%流入所考虑建筑物的接地位置，I的另50%分配于进入建筑物的各种设施（外来导电物、电力线和通信线等）。由此可见，外部保护的重要性。对于银行电脑机房或邮电、电信、电力等行业的通信机房及微波站等，一定要认真按标准或规范要求做好外部保护的防直击雷措施。
2、接闪装置（避雷针等）建议采用传统的富兰克林避雷针，或选用经现场验证行之有效并有检测、鉴定合格证书的新型接闪器。
3、对于建筑物顶部信息系统外置设备的直击雷保护，应按国标处置，金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连。在屋面高度大于滚球半径时，如屋面设置了合格的避雷带（网）时，可将屋面高度假定为正负零高度，做避雷针并按滚球法计算其能否保护外设设备。
1）机房进出线的防护措施
机房进出线缆主要是电力线路，是引雷入室的重要途径。我国各种行业的机房分布点多面广，遭到雷击的几率较大。应根据雷击现场调查、避雷整治、国内外资料以及有关的国标、行标规范等，对进出线缆进行具体防护，在此不再详述。
2）PSTN网的保护
从机房到当地PSTN电话线，如果采用架空线路，则易受雷击，应在进机房前改为埋地电缆，电缆长度应大于50m，其金属外护层应在两端分别与机房地网和市话机房地网连接，采用非金属护套电缆时，应穿金属管埋地，至少金属管两端同样应接地，金属管全长应保持电气连接。
电缆的所有芯线，均应对地加装避雷器，电缆中的空线对应接地。
3）LL专线的保护
LL专线按防雷要求，全长应采用直接埋地式电缆，其金属外护层应在两端分别接地。采用非金属扩套电缆时，应穿金属管埋地，至少金属管两端同样应接地。
4）塔灯电源线防护
天线铁塔上的航空障碍信号灯（简称塔灯）电源线的防护，塔灯电源线应穿金属管布放，金属管全长应保持电气上的连续。穿线金属管在铁塔顶端应与铁塔钢梁作可靠连接，其在机房入口外侧应与机房地网就近作可靠连接，尽可能焊接，并处理好焊接点防腐防锈。塔灯电源线的相线，应在机房入口外测对地加装避雷器后再进入机房，其零线（中性线）应在机房入口外侧先接地，然后进入机房。
塔灯电源线若不穿金属管，则必须采用有金属护套的电源线，其防护要求与前面所述相同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注意绝对不许只用普通（无金属护层）电源线引接塔灯电源。
5）其他进出线缆的防护
机房的其它进出线的防护与前面所列的5种进出线防护措施相仿。如移动通信天线馈线，按要求将其外导体两端接地。如穿金属管时，则金属管两端与外导体两端同时接地网，其芯线上安装相应的保护器件。
3 机房的内部防护
内部保护指对雷电等侵入的防护，其技术措施可分为屏蔽措施（含法拉第笼），均压等电位措施和防闪络措施三部分。
3.1 屏蔽措施
屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在计算机等设备上的电磁干扰或过电压能量。对计算机系统来说具体可分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和各种线缆（包含管道）的屏蔽。建筑物的屏蔽可利用建筑物的钢筋、金属构架、金属门窗、地板等均相互焊（连）接在一起，形成一个法拉第笼，并与地网可靠的电气连结，形成初级屏蔽网。设备的屏蔽应对计算设备耐过电压水平调查的基础上，按IEC划分的防雷区（LPZ）施行多级屏蔽。屏蔽的效果首先取决于初级屏蔽网的衰减程度，其次取决于屏蔽层厚度（最好接近电磁波的波长），网孔密度（密度越大则可靠程度越高），屏蔽材料（低频时采用高导磁材料，高频时采用铜材、铝材为宜）。在屏蔽中要特别注意对各种“洞”的密封，除门、窗外，重点对入户的金属管道、通信线路、电力线缆入口作好屏蔽，各种线缆均采取屏蔽措施，金属丝织网、金属软导管、硬导管、栈桥均可用于屏蔽线缆。
3.2 等电位连接
在IEC标准中指出等电位连接接是内部防雷措施的一部分。其目的在于减少雷电流所引起的电位差。等电位，是用连接导线或过电压（电涌）保护器，将处在需要防雷的空间内的防雷装置和建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位。防止需要防雷空间内的火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。为实施等电位连接和浪涌保护器的安装，IEC标准将需要保护的空间划分为不同的防雷区（LPZ），以规定各部分空间不同的LEMP的严重程度和指明各区交界处等电位连接点的位置。
以往有些教程和规范，要求电子设备单独接地，此地被称为直流工作地或信号地、逻辑地，它实质上是高频信号的接地。单独信号地的目的，是防止地网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作，有时也过分强调要求接地电阻的低值。在IEC标准和1TV相关标准中均不提单独接地。
3.3 防闪络措施
为防止闪络，在国标GB50057-94中提出了等电位连接或隔离距离的要求。在装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采用等电位连接。
当利用建筑物的钢筋或金属结构作为引下线，同时建筑物的大部分钢筋、钢结构等金属物与被利用部分连成整体时，金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。在K-27中也指出：当不可避免将电缆布设在建筑物四周时，需将电缆完全封闭在金属管道中同时采取等电位连接的办法。
4 机房内用电设备过电压防护
对于计算机机房浪涌过电压保护，按照不同情况，分别参照相关的行业标准或国标来实现机房的浪涌电防护的一般办法。由于各种机房大小不一，功能各异，可根据所在机房的特点，选其相关部分引用，例如，没有微波收、发功能的机房，可以不考虑微波天线及波导馈线的防护措施；又如某一单位的小机房，除了220V交流电源线之外，几乎再无其他管线与外界联系，对于这样的小机房，只需选择内部防护措施的部分内容。
参考文献
[1]陈慈萱.过电压保护原理与运行技术.中国电力出版社，2002:12-88.
[2]苏文成.接地技术.机械工业出版社，1990；75~79.
[3]肖稳安，张小青.雷电与防护技术基础.气象出版社，2005：1~3.
作者简介
郭沿群（1968-），男，大学毕业，工程师，从事电厂发电运行及技术管理等工作。
论文作者:郭沿群
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：机房论文; 过电压论文; 防护论文; 屏蔽论文; 浪涌论文; 电位论文; 措施论文; 《电力设备》2017年第14期论文;