机房防雷(收集5篇)
时间：2025-11-14
时间：2025-11-14
[关键词]建筑物；弱电设备；雷电防护
中图分类号：TU856文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）16-0007-01
0.引言
生态环境的不断变化，极端气候现象的频繁出现，建筑物弱电机房的雷电防护面临严峻挑战。当前，网络控制体系的应用越来越普遍，建筑物中通常都设有对大楼进行监控和管理的系统主机房，这些系统的电子设备具有高度集成化、耐过流低、耐过压低的特点，容易遭受雷电的自然现象的影响，从而引l雷电袭击事故，给人们的生活、工作以及学习带来严重影响，所以必须做好建筑物弱电机房的雷电防护工作。基于此，本文展开探究，希望能够为今后的相关实践研究提供一定的参考依据。
1.建筑物弱电机房中雷电侵入的主要形式
要想做好防雷电袭击工作，首先需要对雷电的侵入有所了解。通常情况下，建筑物弱电机房电子信息系统遭受雷电袭击的情况多种多样，如直接雷击、雷电电磁冲脉，另外还有接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击。这样一来，在进行雷电防护时，除了要考虑直接雷击之外，还应当注意雷电电磁冲脉以及地电位反击的防护[1]。所以，工作人员一定要实施跟踪防护，确保防雷电效果能够达到预想状态。图1是建筑物弱电机房中雷电侵入的主要形式。
2.建筑物中弱电机房的雷电防护设计分析
2.1直击雷的防护
机房应当尽可能地设置在具有直击雷防护装置的建筑物中。直击雷防护装置的构成主要有四个部分构成，一是避雷网，二是避雷针（接闪器），三是引下线，四是接地装置[2]。在弱电机房中，引下线可以是建筑物立柱内的钢筋，这样可以节省成本，还可以起到非常好的效果。对于接地体，可以使建筑物的基础钢筋，也可以是单独布置联合地网，将雷击电流引入大地。
2.2雷电感应防护
雷电感应一般以电力电缆、电信电缆、天馈线等为载体侵入机房。电力电缆具有传输距离长、传输消耗雷电波小的特点，所以雷电波沿电源线侵入机房引发的后果非常严重。根据相关数据显示，通过电力电缆侵入机房造成的雷击事故占据了所有机房雷击事故的4/5左右。这样的数据说明了，在进行雷电防护时，一定要将雷电感应防护视为雷电防护的重点。雷电还可以通过空间感应侵入弱电机房的内部线路，由于机房中的许多系统设备的电子模块不具备较强的抗压能力，在缺乏合理的处理措施时，也会造成不同程度的设备故障。
弱电机房雷电感应防护过程中应当把握好两个方面。第一，线缆屏蔽、线缆接地，这点对于进出机房的电缆尤为重要，必须具有金属屏蔽层或者敷设在金属管内埋地进出，屏蔽层或者金属管进出时酒精接地。第二，了解电缆的不同需要，针对性地加装瞬态电涌保护器。
2.3电源部分的雷电波防护
对于电源部分的雷电波防护，国家已经出台了相关的法律法规，就建筑物弱电机房中电源部分的雷电波防护提出了几点要求，要求如下：
第一，进出机房的配电线路，必须采取用金属屏蔽的铠装电缆敷设在金属管内，金属屏蔽层的两头就近接地。
第二，为了实现多级防护，根据级别的不同，在电源设备前加装电源类SPD。
第三，加装具有15KA放电电流的限压型SPD于低压电缆引入配电箱或者交流稳压器内。
第四，安装具有放电电流3KA的SPD于机房主控和监控计算机等重要设备的电源插排内。
实际上，SPD的实际放泻能力和安装方式关系非常密切，工作人员在安装过程中应当尽可能地将SPD和接地汇流排连线的长度缩短，也就是说应当坚持“就近原则”，将SPD接入就近的插排中[3]。SPD的布置过程中，采用多级布置的形式能够最大限度地减少引线电感带来的额外电压，这主要是因为前级SPD将绝大部分的雷电电流泄放入地。要想确保SPD的泄放能够遵循从前到后的顺序，工作人员就必须将各级SPD之间的配电线路长度控制在5m以上[4]。图2是建筑物弱电机房的综合防雷系统。
3.设备接地与等电位联结
建筑物弱电机房的雷电防护工作是否行之有效，除了上述提及到的几方面内容之外，接地和等电位的工作是否到位也是影响雷电防护工作的重要方面。在雷电侵入弱电机房时，接地和等电位能够将雷电引入大地，保证设备的安全使用，也保证了工作人员的生命安全，同时还能使得各类接地获得一个基准电位，减少设备的异常情况出现，保证设备的正常运行。
建筑物弱电机房的等电位联结应当与共用接地系统连接，以此消除电位差，避免地电位反击情况的出现。通过合理的等电位联结，能够对空间雷电电磁脉冲的屏蔽和改善设备所在空间电磁环境的作用[5]。另外需要注意的是，接地引下线的使用，首先应当考虑自然的建筑物接地体，比如前文提及到的立柱内钢筋、立柱底部的主筋等，在立柱接地面部位设置接地引出点，用铜条与其可靠连接作为接地母排。
4.结语
总而言之，建筑物弱电机房雷电防护是一项系统的、较为复杂的工程，要想降低雷电对弱电机房系统设备造成的危害，就必须全面地、多角度地认识雷电侵袭的类型和原因，通过对雷电侵入的认真研究和分析，针对性地采取雷电防护措施，及时建立起必要的保护设备，最大限度地减轻雷电对建筑物弱电设备带来的影响，使得弱电系统能够充分发挥出自身的价值作用，从而保证系统的安全运行，确保工作人员的安全。
参考文献
[1]孟凡灿.电子信息系统弱电机房防雷接地技术分析[J].城市建设理论研究：电子版，2016，24（12）：125-126.
[2]赵涛，徐萌.建筑物弱电机房的雷电防护技术探讨[J].建筑工程技术与设计，2016，48（22）：178-179.
[3]谢征.现代建筑中弱电机房的雷电防护技术[J].现代建筑电气，2013，4（10）：6-8.
关键词：电子信息系统；系统机房；防雷；防静电；设计
Abstract:inthisarticle,throughsimpleanalysisandelectrostaticforelectronicinformationraytheharmcausedbyengineroom,talkingabouttheelectronicinformationsystemtopreventtheworkroomsufferthethunderandtherelateddesignofelectrostaticattacks.
Keywords:electronicinformationsystems;Systemroom;Lightningprotection;Esd;design
中图分类号：TU856文献标识码：A文章编号：
电子信息技术在当今社会得到了普及性的应用，对于石油化工企业等一些大型企业的安全运行而言，电子信息系统对于单位的工作更是发挥着生死攸关的作用。然而，由于电子信息系统具有其自身的特性，在系统工作的过程中系统机房极容易受到雷电等的袭击。因此，各工作单位要保证工作的正常运行，防雷与防静电设施的建设是尤为重要的。
一、雷和静电对于电子信息系统造成的危害分析
电子信息系统的工作与电有着密不可分的联系，这就使得其系统在工作过程中非常容易受到雷电与静电等电的影响，从而对系统的工作造成极大程度的失常。因此，分析雷电与静电对于电子信息系统造成的危害，对于避免这种危害而言是十分必要的一项工作。本文接下来就分别简单阐述一下雷电与静电对于电子信息系统造成的一些危害：
雷电作为一种自然现象，它对于电子信息系统设备造成的危害主要存在于雷击、雷击电磁脉冲，以及雷电感应这三个方面，这些危害都是电子信息系统在工作中难以彻底避免的。就雷击而言，直击雷对于电子信息设备的危害主要是由于其带电的雷云层与系统防雷装置以及大地等其他物体产生迅猛放电，而出现电、热效应，以及机械力等破坏作用，从而对于电子信息系统产生极其严重的影响。直击雷电压的峰值可达几百万V，其电流的峰值也可至几百KA，雷电所蕴藏的巨大的能量在极端的时间内爆发出来，这瞬间的功率会对系统造成强烈的破坏。而就雷电感应而言，这种雷电感应对于系统的危害主要是雷云在来临时，地面上的物体通过静电感应而聚集成一系列与雷电的极性相反的电荷，在云中自由电荷发出极大的电压时，电压就会对地面的一些传输信号线路、设备接线、金属导体等造成危害。而雷击电涌则是在线路受到雷击或者产生雷电感应的时候，电源线与信号线等就会将高电位传入电力设备，从而对设备造成极大的损害。
就静电对于电子信息系统造成的危害而言，这种静电对计算机的破坏主要表现在计算机半导体器件对于静电的敏感。近年来，构成计算机主要元件的半导体器件，随着计算机技术的发展逐渐获得了更为精密也更加快速的发展，它对于静电的反应愈发敏感。这样一来，计算机半导体器件对于静电的敏感就会造成计算机元件的破坏，或者是由于敏感而造成计算机的误动与运算错误等，从而给计算机的工作造成一定的阻碍。这种元件的损害，主要在于大规模的集成电路，以及一些双极性的电路等，过高的静电会击穿电路，造成电路运行的崩溃。而静电造成的计算机误动或者是运算错误，则主要是由于静电干扰计算机元件对于信号的输入，从而使得计算机的工作产生错误。
二、电子信息系统的防雷与防静电设计措施
雷电与静电对于计算机的工作所造成的重大问题，是每一个计算机工作部门都不可避免的一个问题，但是，工作人员可以采取一定的措施，使雷电与静电对于计算机的损害降低到最小程度。本文接下来就简单谈论几点防止电子信息系统遭受雷电与静电破坏的措施：
1、完善共用接地系统的设施建设
电子信息系统防止雷电与静电影响的对策除了注重机房外部的接地设计之外，还必须对机房内部的接地系统进行一定的完善以避免机房受到影响。在机房内部，一般的接地系统设计主要是交流、直流、安全工作接地，以及防雷的保护接地等，这几种接地系统，而采用共用接地系统的相关装置进行防雷则是防雷的主要手段。完善共用的防雷接地系统设施建设，能够在极大的程度上实现对于雷电危害的降低。共用接地系统设备在使用弱电接地时，要从联合的接地极中引专用的接地线来进行防雷，使之与防雷的接地系统在接地主通道上保持一定程度的分隔状态。
2、加强系统等电位的联结工作
等电位作为一种防止静电的主要设施，不仅是整个接地系统中的一个重要环节，还能够净化机房的静电环境、保护工作人员与系统设备，因此，必须完善接地系统的等电位联结工作。这种等电位的联结应该根据电子信息系统的设备容易受到的干扰的干扰频率，还有电子信息系统所处机房的等级与规模来确定，一般可分为S型、M型以及SM混合型。在设置接地系统时，每一台计算机都应该单独地与防静电的接地体连接，还要在埋设接地线时确保接地线和接地桩地连接足够牢固。此外，防止静电还要为计算机的显示器安装保护屏，使保护屏的引线一端接线和静电接地线连接起来，将静电导入大地。
3、健全浪涌保护器的设施配备
完善浪涌保护器配备建设对于计算机防雷电以及防止静电而言，都是相当重要的一个工作。电子信息系统在设置浪涌保护器时，可以在变电所的总配电室、电子信息系统的机房UPS室、重要设备用电处等，安装规格不同的保护器，防止系统机房的供电电源遭受雷击的电磁脉冲而产生断电。此外，还要对重要的计算机系统主机安装SPD保护设备。但是，在安装这些设备时，一定要注意根据具体的情况合理地设置保护装置，保持机房电子信息系统的安全运行。
三、结语
电子信息系统的防雷电以及防静电设施建设是非常重要的一项工程，因此，相关工作人员要认真分析本系统机房的情况，对机房实施必要的保护，以维持系统的正常工作。
参考文献：
[1]刘蕊霞.电子信息系统机房的防雷、防静电设计[J].现代建筑电气，2011(05)
[2]朱旦,杜海章.高层建筑物内电子信息系统的综合防雷措施研究[J].科技资讯，2007(35)
关键词：车间通信机房；防雷；措施
中图分类号：TU856文章标识码：A
一、概述
随着国民经济的快速发展，人们对于网络通信质量的要求越来越高，通信基站的数量不断增加，类型也区域多样化，大量车间通信机房得以建设。而信息化技术的快速发展，大量的微电子产品和设备应用在通信基站内，来调节和控制移动网络通信信号的传输[1]。微电子产品的广泛应用，提升通信设备性能的同时，也大大降低了车间通信机房的耐压能力，加大了车间通信机房在雷电防护问题上的难度，尤其是安装在电源主控室内的通信设备，受到雷击的概率更是大于其他机房。所以对雷电灾害的研究进行深入研究来了解车间通信机房收雷电击中而发生灾害的原理，对于车间通信机房的雷电防护问题具有很大的现实意义。
二、雷电灾害形成以及对车间通信机房造成的灾害
雷电是自然界中常见的带电云层放电现象。当天空中有雷雨云层时，云层会携带大量的电荷而产生静电感应作用。当地面某些特殊物体或者建筑物与带电云层形成强电场而足以让带电云层进行对地方放电时就形成了雷电现象。一般的，雷电现象对车间通信机房造成的破坏有直击雷灾害和感应雷灾害两种形式[2]。直击雷是带电云层直接放电而造成的破坏，这类雷电放电具有瞬发性，短时间内形成高电压并释放大量的电流而对车间通信机房和通信设备造成强烈破坏。感应雷是由于带电云层与车间通信机房的信号传输线、设备连接线形成强电场，强大的电磁感应对通信设备中的微电子元件间接造成破坏的灾害现象。虽然没有直击雷造成的灾害严重，但是发生的概率却很大，而且强电场形成的电磁感应对微电子产品造成的过压破坏会使通信设备产生故障而是车间通信机房瘫痪，对于整个通信网络而言，造成的破坏也是不可估量的。所以感应雷是车间通信机房主要防范的雷电灾害。
三、车间通信机房的防雷措施
车间通信机房的防雷措施主要以防止感应雷为主，直击雷主要通过安装避雷装置和浪涌保护器等保护装置来降低雷电对车间通信机房内电源和通信设备等的危害。另一方面，在建设车间通信机房时，要消灭机房内的防雷隐患等，确保将防雷工作做到最底层。
（一）安装避雷装置，减少电荷量
在车间通信机房上部安装避雷装置是车间通信机房的主动防雷，通过避雷装置，可以将车间通信机房上部的带电云层在聚集电荷足够多之前就对和带电云层运行形成通电回路而对带电云层进行放电，并将多余的电荷导入到大地，从而避免车间通信机房由于带电云层电量过多而进行放电造成的破坏。针对建筑物常见的避雷装置有避雷针、避雷线、避雷器等，在建设车间通信机房时，可以根据当地的气候条件来选择避雷装置，或者多种装置结合辅助使用以增强车间通信机房的防雷能力。此外，安装在车间通信机房内的电源避雷器的引入线不宜过长，以避免在雷击发生时由于引入线过长而抬高雷电电位，同样对通信设备造成过压伤害[3]。一般的，车间通信机房内的电源避雷器的火线引线应该尽量短，加上和接地线总长度应尽量控制在5米以内，以确保雷电不会从交流引入线进入车间通信机房。同时，针对避雷装置的安装，针对车间通信机房的建筑、电源、通信设备等独立、可靠接地，且相距一定距离，尽量避免保护地联合使用，以避免使用同一接地线致使整体的防雷能力降低，防雷效果不佳。
（二）联结机房等电位，消除电位差
针对车间通信机房防雷措施，虽然建筑、通信设备、电源等接地系统相互独立，但是同类型内部应该进行等电位联结。当车间通信机房遭受雷击时，如果通信建筑之间或者电子设备之间彼此接电线没有等电位联结，那么彼此之间就会由于接地电阻而产生电位差，当电位差足够大时，同样会破坏车间通信机房的绝缘系统，造成设备破坏。针对车间通信机房建筑之间的等电位联结，将建筑接地引下线与建筑柱内钢筋焊接在一起，从而使建筑接地形成上端与顶层混凝土钢筋相焊接，地部与地网相焊接，从而形成笼式避雷网，将雷电的高电流强电压进行分流均压。同样的，针对电子设备的等电位联结，需要将通信设备中的电气、电子设备的金属外壳、通信电缆外皮、设备机柜、各种浪涌保护器、安全保护器等接地端都应该以最短的距离联结起来，以降低甚至消除电子设备内部防雷系统的电位差。
（三）加强通信设备雷电防护
车间通信机房的雷电防护要确保通信设备的正常运作，以保证通信网络的正常运行。通信设备的保护包括电源保护和设备屏蔽两部分。针对电源的雷电防护，需将避雷器加装到车间通信机房总配电室的电缆内芯两段来进行一级保护，同时在车间通信机房每个楼层的电缆内芯两侧加装避雷器进行二级防护，最后在各种重要的通信设备以及UPS前段对地部分加装避雷器作为三级保护，最终确保侵入电源系统内的雷电流通过分流技术将其泄入大地[4]。通信设备的屏蔽的主要目的是避免雷电产生的电磁场对通信设备进行干扰而扰乱通信网络的正常运转。通信设备屏蔽包括空间屏蔽和线路屏蔽，线路屏蔽是对网络信号线和电源线进行屏蔽，此外还需对机房进行屏蔽，将其内部的金属门、窗等以及防静电专业地板进行接地，以减少雷电场对通信设备的干扰。
四、总结
车间通信机房的雷电防护措施主要从预防雷电灾害的直击雷和感应雷两方面入手，通过为车间通信机房建筑、通信设备、电源等进行避雷设备安装，以减少带电云层放电时对车间通信机房造成的危害，同时通过内部接地系统的等电位联结，降低甚至消除由于接地电阻产生的电位差，同时要加强通信设备的雷电防护工作，确保设备电源供应正常，设备运转正常。车间通信机房的防雷工作要从细处入手，做到方方面面，一点疏忽就会造成整个防雷系统失效，所以我们要不断努力，将车间通信机房的防雷工作做到细处，保证通信设备正常运转，保证通信网络正常提供服务。
参考文献：
[1]孔照林,郝世峰.信息化实验室综合防雷工程设计[A].第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C].2007
[2]杜江.浅谈计算机机房网络系统设备的防雷设计[A].第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C].2007
【关键词】铁路雷电防护接地
1铁路新建机房建筑物雷电防护措施
1.1接闪器设置
接闪器是位于建筑物顶部,包括避雷针、避雷线、避雷网和避雷带等的防雷装置。其作用是利用其突出建筑物部位把雷电引向自身,承接直击雷放电。根据GB50057-2010、TB/T3074-2003及铁运〔2006〕26号等标准要求,铁路新建机房建筑物应采取防直击雷措施,但“信号机房建筑物屋顶不允许设置避雷针”,因为高高耸立在建筑物屋顶的避雷针,会增加落雷的概率,造成对新建机房建筑物更为严重的感应雷击。
因此铁路新建机房建筑物接闪器采用避雷网与避雷带相结合方式。即在新建机房建筑物上铺设避雷网和避雷带。避雷网一般采用40mm×4mm的热镀锌扁钢交叉焊接明敷构成不大于3m×3m的方形网格,每隔3m与避雷带焊接连通。避雷带设置在处屋脊、房檐等到建筑物顶的突出边缘部分,沿建筑物定周边或女儿墙使用不小于Φ8mm热镀锌圆钢设置一圈,用热镀锌圆钢均匀设置避雷带支撑柱,距墙体高度0.15m,支撑柱间距不大于1m。
1.2引下线设置
引下线是用来连接接闪器与接地装置的导体,其作用是将雷电流从接闪器传导至接地装置。
新建机房建筑物的引下线应利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱。优先利用建筑物外廓极易受雷击的几个角上的柱子主钢筋,这样的设计与施工不仅实现了钢材的节约,更重要的是相对于既有线建筑物引下线明敷方式要更加安全。
当利用新建建筑物钢筋混凝土中的钢筋作为引下线时,其上部屋顶上应与接闪器焊接,下部与接地系统相连。建筑物主筋(加强钢筋)使用直径为16mm及以上的钢筋时,应利用两根钢筋绑扎或焊接作为一组引下线;使用直径为10mm及以上钢筋时,应利用四根钢筋绑扎或焊接作为一组引下线。利用建筑物的钢筋作为引下线时,引下线的数量不做具体规定。引下线间距应满足《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010要求。建筑物施工时,应在建筑物四周室内、室外距地面0.3m处预留接地端子板各4块,与混凝土框架内主筋连接。
1.3接地系统
接地系统是为了实现各种电气设备的零电位点与大地作良性电气连接,由金属接地体引至各种电气设备零电位部位的一切装置的总称。
新建机房建筑物接地系统,在设计时应考虑将建筑物混凝土基础的钢筋焊接成基础接地网,网格宽度不大于3m。
但实际设计和施工中不能只利用钢筋混凝土基础的钢筋作接地系统,一则因为雷电流从钢筋透过混凝土进入大地,极有可能使混凝土产生裂纹遭到损坏,影响基础强度和使用寿命。二则混凝土的接地电阻随土壤的干、湿情况是不同的,在干时遭受雷击,由于接地电阻较高而不利于雷电流的泄放,影响防雷效果。所以使用新建建筑物基础钢筋作基础接地系统时,应在建筑物四周1m外敷设环行接地装置。基础接地网和环行接地装置在地下每间隔3m～5m焊接方式连通一次,且不少于4处。环形接地装置可以是与贯通地线材质相同的环形地线,也可以是由垂直接地体和水平接地体组成的装置。
1.4等电位连接
等电位连接就是将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上,防止设备间、系统间的电位差,确保操作人员和设备的安全。
新建机房建筑物内所有的大型金属件应和建筑物地网做等电位连接。根据铁运〔2006〕26号标准新建建筑物在施工时,应在控制台室、继电器室、防雷分线室(或分线盘)、机房和电源室(电源引入处)室内距地面0.3m处预留4块接地端子板,与混凝土框架内主筋连接。所有进入车站信号设备机房建筑物的外来导电物体,都应在建筑物界面和建筑物做等电位连接。电力线、信号传输线的金属护套直接用截面积大于16mm2的多股绝缘铜线与接地端子板直接连接。电力线、信号传输线的芯线与接地端子板连接可通过防雷保安器连接来实现。机房内所有设备的不带电金属与接地端子板连接采用截面积大于16mm2的多股铜线直接连接。信号设备应尽量设置在机房中间部位,距离建筑物有一定安全距离的空间,不应靠近有混凝土钢筋格栅的墙体。
机房屏蔽
处于LPZ2区放置电子设备的机房建筑物,对雷电电磁脉冲非常敏感,机房内的联锁、通信设备及信息化设备等一旦遭到雷电的破坏,将造成行车事故或车站业务的中断,严重时将造成安全事故。比如2011年7月23日甬温线特别重大铁路交通事故就是在多次雷击浪涌电压和直流电流共同作用下,列控设备发生故障后造成的重大交通事故。因此根据标准要求安装电子设备的机房要进行更完善的室内法拉第笼屏蔽。
安装电子设备机房室内法拉第笼屏蔽设计与施工时,可在墙体内用钢筋网敷设屏蔽层。钢筋网应采用不小于Φ8mm的圆钢焊接成不大于600mm×600mm网格,并与主筋焊接连通,窗户设有防盗网的还应与防盗网钢筋焊接。门窗屏蔽应采用截面积不小于3mm2飞铝合金网,网孔小于80mm×80mm,并通过规格不小于16mm2的软铜线与屏蔽层或地网进行连接。
机房地面宜采用防静电地板;防静电地板的金属支架间应进行互相可靠连接。防静电地板的金属支架底部采用铜箔带铺设成不大于600mm×600mm网格,铜箔带交叉地方采用锡焊方式连接。同时互相连接的金属支架或网格铜箔带采用10mm2的铜带或扁平铜网编织带与屏蔽层不少于4处连接,,铜带一端加线鼻后与地网或屏蔽层栓接,另一端用锡焊方式连接。
2结语
铁路新建机房建筑物雷电综合防护还包括浪涌保护器的设置、合理布线等其他防护措施,但因和既有线机房等建筑物雷电防护措施设置区别不大,此处不再做讨论。
铁路新建机房等建筑物雷电防护措施虽然在GB50057-2010、TB/T3074-2003及铁运〔2006〕26号等标准有相关规定,但实际工程设计施工中,仍有新建建筑物在设计或建筑初期未综合考虑设置雷电防护措施,在建筑物主体结构完工后按既有线建筑物要求加装防雷装置的现象,增大了投资,浪费了资源。本文从节省投资和合理利用资源角度,阐述了铁路新建机房等建筑物部分雷电防护措施,以求共同学习及探讨。
参考文献:
[1]GB50057-2010,建筑物防雷设计规范.中华人民共和国住房和城乡建设部,2011.
【关键词】通信机房雷电感应的危害防范
雷电作为常见的自然现象所伴随的强大的感应电磁场以及在金属导体中产生的感应过电压，时刻威胁着通信机房内电子设备的正常工作，保护通信机房信息系统安全，是摆在我们面前的当务之急。
一、雷电的危害形式
雷电的危害形式分为三类：直击雷、雷电感应（雷电电磁脉冲）及雷电过电压波侵入。
1.1直击雷
雷电直接击中地面建筑物，然后经接地装置泄放入地。如果没有适当的泄流途径，雷电流的能量以极高的温度、极大的热量、强力冲击波、极大的电动力对建筑物或其顶部的其它设施造成严重损害。
1.2雷电感应
从雷暴云的形成到发生闪电的整个过程中，同时会出现三种物理现象：静电感应、电磁感应以及电磁波辐射。在发生雷击过程中，雷电通道形成强大的雷电流并在其空间产生的雷击电磁脉冲会通过传导、感应和耦合等方式在建筑物内部各电气系统和数据信息系统中产生不同强度的瞬态过电压。电网和数据线路中的瞬态过电压对建筑物内的设备放电，损坏信息系统机房内部的UPS电池组、交换机、服务器等重要设备。电磁感应的作用范围广，入侵途径多，比较难以捉摸。
1.3雷电过电压波侵入
雷击于远处架空的与机房、外场设备等各种供电设备、弱电设备相连的各种通讯线、电力线、视频监控线、设备控制线，然后沿着架空导线以过电压、过电流波的形式侵入建筑物。如果架空线上方没有避雷线，雷电波侵入的概率是相当大的。过电压、过电流波进入建筑物后还会沿着内部通讯线或电力线袭击敏感设备。
二、通信机房雷电感应危害分析
通信机房一般由主机房、基本工作间组成，主机房与工作间之间由玻璃门隔开。大部分机房设有静电地板，并布置在大楼的低层房间。机房设备设施比较多，常用的弱电电子设备包括主机、服务器、UPS供电系统、路由器或交换机、程控交换机、天馈接受机、打印机、刻录机、电话等电子设备和设施。
其中计算机的主要配件基本上是由半导体集成电路构成，中央处理器、存储器和逻辑控制电路等芯片都是由绝缘半导体场效应管构成。半导体器件要求的工作条件极严格，特别是对于静电干扰和电磁干扰非常敏感。
雷电感应是造成弱电设备受损的主要原因，这种危害的覆盖范围大，雷电感应主要有雷电的静电感应和电磁感应。雷电的静电感应与电磁感应作用属于雷电的间接破坏作用。雷电的间接破坏作用比直击雷危害范围大的多，属于空间三维的破坏。
由于雷电静电感应和电磁感应引起的过电压会损害机房的线路和设备，在防雷设计中，要作为重点认真的进行设计防护措施。
2.1静电感应
雷电的静电感应是因为当雷云形成时，地面上的金属结构会产生与雷云底部相反的异种电荷，在各种架空的线路上，同样会因雷云对地放电而产生静电感应电荷。
2.2电磁感应
雷电电磁感应是因为雷电通道和防雷保护系统的导线上的雷电流，在接地系统的冲击接地电阻上产生的电压降，在建筑物内部的环路导线上感应出浪涌过电压和电流。另外由于雷击电磁脉冲的电磁干扰辐射，在周围区域的设备环路上感应出浪涌电压。
这种脉冲磁场能在闭合的回路中产生很高的电动势，产生的过电压、过电流顺着导线传导至设备，损坏弱电电子设备。各种电源线、信号线、天馈线、金属水管等在建筑物内形成不同的环路或者回路脉冲磁场在回路中感应出电压大小与回路尺寸、雷电流波陡度以及回路与载流导体之间的距离有关。
2.3雷击电磁脉冲
雷击电磁脉冲，是一种电磁干扰源。闪电直接击在建筑物防雷装置上或建筑物附近所引起的效应。主要是一种辐射干扰。对于脉冲磁感应，雷击电磁脉冲感应强度达0.03高斯，计算机会出现误操作；磁脉冲感应强度达0.75高斯，计算机器件会出现假性损坏；磁脉冲感应强度达2.4高斯，计算机器件会出现真正损坏。闪电击在避雷针上，则由其产生的在100米处无屏蔽空间的磁感应强度，首次雷击的磁感应强度可达2.0高斯，而后续雷击的磁感应强度可达0.5高斯。无屏蔽空间的磁感应强度将对机电设备具有足够的破坏力。
2.4高电位引入与反击
由电路原理可知，暂态电流流过电阻与电感串联支路时，将会在该支路上产生压降，支路的总压降中含电阻上压降分量和电感上压降分量。所谓雷电反击，就是指防雷装置在接闪时，在接闪器、引下线和接地极上都会产生很高的瞬态电位，如果建筑物内的电气设备、金属管线与防雷装置的距离达不到安全距离要求时，高电位就会击穿向这些设备管线放电，这种现象就是雷电的高电位与反击。
三、通信机房雷电感应的防护措施
3.1屏蔽系统
屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡或衰减进入建筑物内的电磁干扰或过电压能量。对于机房的弱电系统来说，具体可分为机房建筑物屏蔽、设备屏蔽和各种线缆（管道）的屏蔽。机房屏蔽可根据机房内电子信息设备的重要性，采取适当屏蔽措施。利用机房建筑的钢筋、金属框架、金属门窗、地板等相互焊接在一起，形成法拉第笼，并与地网进行可靠连接，形成初级屏蔽网。机房装修时做防静电处理，墙壁采用防静电铝塑板，并与机房共地系统相连。设备应根据使用性质及雷击时最终所处电磁环境，适当考虑单独屏蔽（隔离），进行次级屏蔽。机房电子信息设备应集中摆放在机柜中，机柜与接地系统保持良好连接。对于机房内的主机及服务器或其它电子设备，应盖好箱盖，确保其屏蔽效果。机房的各种金属管道、电力电缆、通信线路等最好应该埋地引入，埋地水平距离在15m以上。并重点对入户的金属管道、通信线路、电力线缆等做好屏蔽。各种线缆均要采取屏蔽措施，金属丝纺织网、金属软管、硬导管、栈桥均可用于屏蔽线缆。
3.2等电位连接系统
在机房的地板下设均压等电位地线带。在各室内分别形成网型（M型）结构的均压等电位带，且作好此带的绝缘支撑，最终以星形（S型）形式与机房的直流逻辑地线接通。另外机房UPS供电系统电源插座及信号接地，机房内所有大尺寸的内部导电物，如程控交换机的金属外壳，主机外壳，UPS及电池箱金属外壳，金属地板、金属门框架、设施管路和电缆桥架等都应以最短的线路连到最近的等电位连接带中，避免因设备间电势差而使设备损坏。线路的屏蔽管路或屏蔽层应该与等电位系统连接在一起，保证屏蔽体的零电位。
3.3综合布线系统
在机房内配备电子设备时，要设法避开强磁场区域，以防止电子设备在强磁场作用下发生工作失灵或被损坏。计算机、传感器等电子设备应尽量安置在房间的中央部位，而不宜靠墙放置，更不能安放在墙角处。电子设备的电源线与信号线所形成的回路面积要尽量小，且不能与墙壁中的防雷系统引下分支平行，避免产生大的回路感应电动势而击坏电子设备。在布置机房内线缆时，应该注意其线缆与机房内其它金属设备、管线、电力线等的距离，距离太近都有可能通过金属导体耦合产生过电压，对设备系统造成危害。
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