大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房防雷解決方案?一、引言隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房已成為現(xiàn)代社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)設(shè)施。然而，數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備價(jià)值高昂且對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求苛刻，雷電災(zāi)害可能會(huì)給其帶來嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、業(yè)務(wù)中斷等巨大損失。因此，構(gòu)建一套完善的防雷解決方案對(duì)于保障大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

二、雷電對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的危害（一）直擊雷危害1.雷電直接擊中機(jī)房建筑或設(shè)備，強(qiáng)大的電流會(huì)瞬間產(chǎn)生高溫，可能燒毀設(shè)備的電路、元件，造成設(shè)備永久性損壞。2.直擊雷產(chǎn)生的電磁脈沖還會(huì)在周圍空間形成強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的電子設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，進(jìn)一步破壞設(shè)備。

（二）感應(yīng)雷危害1.靜電感應(yīng)：雷云接近機(jī)房時(shí)，在建筑物和設(shè)備上會(huì)感應(yīng)出大量電荷，當(dāng)雷云放電后，這些電荷迅速釋放，形成瞬間的高電壓，對(duì)設(shè)備造成沖擊。2.電磁感應(yīng)：雷電發(fā)生時(shí)，雷電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在機(jī)房?jī)?nèi)的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，若設(shè)備的電源線、信號(hào)線等沒有良好的防護(hù)措施，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)引入設(shè)備，損壞電子元件。

（三）雷電波侵入危害1.沿電源線侵入：雷電擊中電力線路，雷電波會(huì)沿電源線傳導(dǎo)至機(jī)房?jī)?nèi)，損壞連接在電源線上的各類設(shè)備，如服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等。2.沿信號(hào)線侵入：通過通信線路（如光纖、網(wǎng)線等）進(jìn)入機(jī)房，干擾或破壞數(shù)據(jù)傳輸和通信設(shè)備，導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、通信中斷。

三、防雷解決方案設(shè)計(jì)原則（一）整體性原則從數(shù)據(jù)中心機(jī)房的整體架構(gòu)出發(fā)，綜合考慮建筑、電氣系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等各個(gè)方面，進(jìn)行全面的防雷設(shè)計(jì)，確保整個(gè)機(jī)房處于防雷保護(hù)體系之中。

（二）多級(jí)防護(hù)原則采用多級(jí)防雷措施，在不同的位置設(shè)置防雷裝置，如在電源進(jìn)線處、設(shè)備前端等，逐步削弱雷電能量，降低雷擊對(duì)設(shè)備的危害。

（三）屏蔽原則利用金屬材料對(duì)機(jī)房進(jìn)行屏蔽，減少外部電磁場(chǎng)的干擾和侵入，同時(shí)防止機(jī)房?jī)?nèi)部的電磁輻射泄漏。

（四）等電位連接原則將機(jī)房?jī)?nèi)的各類金屬物體（如設(shè)備外殼、金屬管道、橋架等）進(jìn)行可靠的電氣連接，形成等電位體，避免因電位差產(chǎn)生的反擊現(xiàn)象。

（五）合理接地原則建立良好的接地系統(tǒng)，使雷電流能夠安全、迅速地泄入大地，保證機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備和人員的安全。

四、防雷解決方案具體措施

（一）外部防雷措施1.接閃器在機(jī)房建筑頂部安裝避雷針、避雷帶等接閃器，接閃器應(yīng)采用熱鍍鋅鋼材制作，其規(guī)格應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。避雷針的高度和位置應(yīng)根據(jù)機(jī)房建筑的結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保能夠有效攔截直擊雷。避雷帶應(yīng)沿機(jī)房建筑屋頂周邊敷設(shè)，與建筑物的主鋼筋可靠連接，形成一個(gè)完整的避雷網(wǎng)格。2.引下線利用建筑物的結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根以上的主鋼筋作為引下線，引下線應(yīng)上下貫通，連接牢固。引下線的間距應(yīng)符合規(guī)范要求，一般不應(yīng)大于18m。引下線在地面以下0.3m至1.0m處應(yīng)采用扁鋼進(jìn)行接地連接，以防止雷擊電流對(duì)引下線造成腐蝕。3.接地裝置在機(jī)房附近設(shè)置人工接地體，接地體應(yīng)采用角鋼、鋼管或圓鋼等材料，垂直打入地下，其長(zhǎng)度不應(yīng)小于2.5m，間距不應(yīng)小于5m。接地體之間應(yīng)采用扁鋼連接，形成一個(gè)閉合的接地網(wǎng)，接地電阻不應(yīng)大于4Ω。將機(jī)房?jī)?nèi)的各種金屬管道、橋架等與接地網(wǎng)可靠連接，實(shí)現(xiàn)等電位連接。

（二）電源系統(tǒng)防雷措施1.電源進(jìn)線處防雷在機(jī)房電源進(jìn)線處安裝一級(jí)電源防雷器，防雷器應(yīng)具備大通流量、高響應(yīng)速度等特點(diǎn)。防雷器的標(biāo)稱放電電流應(yīng)不小于10kA，最大放電電流應(yīng)不小于50kA。防雷器應(yīng)安裝在電源進(jìn)線開關(guān)的前端，其接地端應(yīng)與機(jī)房的接地網(wǎng)可靠連接。2.設(shè)備前端防雷在服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、UPS等重要設(shè)備的電源輸入端安裝二級(jí)電源防雷器，進(jìn)一步保護(hù)設(shè)備免受雷電浪涌的侵害。二級(jí)防雷器的標(biāo)稱放電電流應(yīng)不小于5kA，最大放電電流應(yīng)不小于20kA。防雷器應(yīng)安裝在設(shè)備電源插座的前端，通過電源線與設(shè)備連接，同時(shí)其接地端也應(yīng)與機(jī)房接地網(wǎng)連接。3.UPS系統(tǒng)防雷UPS輸入輸出端應(yīng)分別安裝防雷器，防止雷電通過UPS系統(tǒng)傳導(dǎo)至后端設(shè)備。對(duì)于大型UPS系統(tǒng)，還應(yīng)考慮在其電池組兩端安裝防雷保護(hù)裝置，防止電池受到雷擊損壞。UPS系統(tǒng)的防雷器應(yīng)具備過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)等功能，確保UPS系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）通信系統(tǒng)防雷措施1.光纖通信防雷在光纖進(jìn)線處安裝光纖防雷器，保護(hù)光纖通信設(shè)備免受雷電感應(yīng)過電壓的影響。光纖防雷器應(yīng)具備良好的光纖兼容性和低插入損耗，其標(biāo)稱放電電流應(yīng)不小于5kA。防雷器應(yīng)與光纖線路串聯(lián)連接，同時(shí)其接地端與機(jī)房接地網(wǎng)可靠連接。2.網(wǎng)絡(luò)通信防雷在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口處安裝網(wǎng)絡(luò)防雷器，防止雷電波通過網(wǎng)絡(luò)線路侵入設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)防雷器應(yīng)具備以太網(wǎng)接口保護(hù)功能，能夠有效抑制共模和差模干擾。防雷器的標(biāo)稱放電電流應(yīng)不小于5kA，其接地端應(yīng)與機(jī)房接地網(wǎng)連接。3.電話通信防雷在電話進(jìn)線處安裝電話防雷器，保護(hù)電話通信系統(tǒng)免受雷電侵害。電話防雷器應(yīng)具備過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)等功能，其標(biāo)稱放電電流應(yīng)不小于3kA。防雷器應(yīng)安裝在電話線路的前端，通過電話線與電話設(shè)備連接，同時(shí)接地端與機(jī)房接地網(wǎng)連接。

（四）信號(hào)系統(tǒng)防雷措施1.監(jiān)控系統(tǒng)防雷對(duì)于機(jī)房?jī)?nèi)的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)，其信號(hào)傳輸線路應(yīng)安裝信號(hào)防雷器。信號(hào)防雷器應(yīng)根據(jù)不同的信號(hào)類型（如視頻信號(hào)、音頻信號(hào)等）選擇合適的型號(hào)，具備相應(yīng)的信號(hào)保護(hù)功能。防雷器的標(biāo)稱放電電流應(yīng)不小于3kA，其接地端與機(jī)房接地網(wǎng)連接。2.消防系統(tǒng)防雷消防報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)線路應(yīng)安裝防雷裝置，防止雷電干擾消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行。消防防雷器應(yīng)具備對(duì)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的保護(hù)功能，確保在雷電天氣下消防系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確無誤地工作。防雷器的接地應(yīng)可靠，接地電阻應(yīng)符合要求。

（五）機(jī)房屏蔽措施1.建筑屏蔽機(jī)房建筑采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，利用建筑物的鋼筋作為屏蔽層，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)部形成電磁屏蔽。在機(jī)房的外墻、屋頂?shù)炔课辉黾咏饘倨帘尉W(wǎng)，進(jìn)一步提高屏蔽效果。金屬屏蔽網(wǎng)應(yīng)與建筑物的接地系統(tǒng)可靠連接，確保其電氣連續(xù)性。2.設(shè)備屏蔽對(duì)于一些重要的電子設(shè)備，可采用金屬外殼進(jìn)行屏蔽，減少外部電磁干擾對(duì)設(shè)備的影響。設(shè)備的金屬外殼應(yīng)與機(jī)房的接地網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)等電位屏蔽。3.線纜屏蔽機(jī)房?jī)?nèi)的電源線、信號(hào)線等應(yīng)采用屏蔽線纜，如屏蔽雙絞線、屏蔽光纖等。屏蔽線纜的屏蔽層應(yīng)在兩端可靠接地，以提高線纜的抗干擾能力。

（六）等電位連接措施1.設(shè)備等電位連接將機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備的金屬外殼、機(jī)架等通過等電位連接帶與機(jī)房的接地網(wǎng)連接，確保設(shè)備之間的電位差為零。等電位連接帶應(yīng)采用扁鋼或銅排制作，連接應(yīng)牢固可靠，接觸電阻應(yīng)不大于0.03Ω。2.金屬管道等電位連接機(jī)房?jī)?nèi)的各種金屬管道，如給排水管道、通風(fēng)管道等，應(yīng)與等電位連接帶進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)等電位連接。金屬管道的連接處應(yīng)進(jìn)行跨接，確保管道之間的電氣連通性。3.橋架等電位連接機(jī)房?jī)?nèi)的橋架應(yīng)與等電位連接帶連接，形成一個(gè)等電位體。橋架的連接處應(yīng)采用螺栓連接，并進(jìn)行可靠的接地，以防止橋架上的設(shè)備受到雷擊時(shí)產(chǎn)生電位差。

（七）接地系統(tǒng)優(yōu)化措施1.增加接地極根據(jù)機(jī)房的實(shí)際情況，適當(dāng)增加接地極的數(shù)量和長(zhǎng)度，降低接地電阻。可以采用垂直打入地下的角鋼、鋼管等作為接地極，也可以采用水平敷設(shè)的扁鋼、圓鋼等作為接地極的輔助延伸。2.采用降阻劑在接地極周圍敷設(shè)降阻劑，降低接地極與土壤之間的接觸電阻，提高接地系統(tǒng)的散流能力。降阻劑應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和耐腐蝕性，其性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。3.定期檢測(cè)與維護(hù)定期對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量接地電阻值，確保接地電阻符合要求。對(duì)接地系統(tǒng)的連接部位進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理連接松動(dòng)、腐蝕等問題，保證接地系統(tǒng)的可靠性。

五、防雷系統(tǒng)的檢測(cè)與維護(hù)（一）檢測(cè)內(nèi)容1.接閃器、引下線、接地裝置的外觀檢查，查看是否有損壞、腐蝕等情況。2.測(cè)量接閃器的高度、引下線的間距、接地電阻等參數(shù)，確保其符合設(shè)計(jì)要求。3.檢查電源、通信、信號(hào)等防雷器的運(yùn)行狀態(tài)，查看其指示標(biāo)志是否正常，是否有過熱、損壞等現(xiàn)象。4.檢測(cè)機(jī)房屏蔽系統(tǒng)的完整性，檢查屏蔽層的連接是否可靠，屏蔽效果是否良好。5.檢查等電位連接系統(tǒng)的連接情況，測(cè)量等電位連接帶之間的電位差，確保等電位連接有效。

（二）檢測(cè)周期1.每年對(duì)接閃器、引下線、接地裝置等進(jìn)行一次全面檢測(cè)。2.每半年對(duì)電源、通信、信號(hào)等防雷器進(jìn)行一次檢測(cè)。3.每季度對(duì)機(jī)房屏蔽系統(tǒng)、等電位連接系統(tǒng)進(jìn)行一次檢查。

（三）維護(hù)措施1.對(duì)檢查發(fā)現(xiàn)的接閃器、引下線、接地裝置等的損壞部位進(jìn)行及時(shí)修復(fù)或更換。2.對(duì)防雷器進(jìn)行定期維護(hù)，清潔其表面灰塵，檢查其內(nèi)部元件是否正常，必要時(shí)進(jìn)行更換。3.對(duì)機(jī)房屏蔽系統(tǒng)的連接部位進(jìn)行緊固，對(duì)屏蔽層的損壞處進(jìn)行修復(fù)。4.對(duì)等電位連接系統(tǒng)的連接點(diǎn)進(jìn)行防腐處理，確保連接可靠。

六、結(jié)論大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的防雷工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要綜合考慮多種