浅析监控机房防雷措施与方法

2010-08-15晋煤集团成庄矿物业公司刘海霞

河南科技 2010年16期

关键词：避雷针传输线屏蔽

晋煤集团成庄矿物业公司刘海霞

浅析监控机房防雷措施与方法

晋煤集团成庄矿物业公司刘海霞

机房内拥有大量的电子设备，防止机房设备被雷击破坏，是监控机房设计的一项重要基础工作，也是确保监控系统能够正常运行的重要环节。本文介绍了物业机房采取的防雷措施及方法，以供大家一起分析和探讨。

监控机房防雷措施方法

成庄矿物业公司监控机房负责该矿后勤保障服务系统的水泵房、变电所、职工食堂、职工公寓、污水处理、绿化环卫等多个网点的监控任务。但由于该系统设备电子器件高度集成化，耐过电压较差，加之设备绝大部分都是通过传输线连接的，当雷电通过传输线产生过电压时，与线缆连接的设备接口部分，甚至整个设备都容易受到损坏。因此，对监控机房加装防直击雷装置和电子避雷器，进行设备的正确接地及接地地网等电位连接，是保护机房及各类设备免遭雷击的有效防雷措施。

一、分析二次雷击产生的原因

传统上，使用金属避雷针对一般建筑物、构筑物和建筑物内的人畜进行防雷保护，引雷入地。但是，在引雷入地的过程中，由于避雷针未对雷电流进行大幅度衰减，使得强大的雷电流在瞬间就迅速通过避雷针及其引下线入地，这样势必在其周围产生强大的感应电磁场。当感应电磁脉冲通过空间传播或与设备传输线耦合引入机房后，强大的雷电流就会破坏机房内的电子设备，即“感应雷”和“雷电入侵波”。此外，在引下线入地处，未经衰减的雷电流会抬升地电位，并在各种防雷地网间形成电势差，然后通过设备接地线对设备造成反击。可以说，机房内电子设备遭雷击损坏的绝大部分原因是二次雷击效应造成。因此，对监控机房来说，普通避雷针不仅不能避免“二次雷击效应”，反而还促其发生。

二、机房防雷电的有效措施

1. 使用优化避雷针。

在建筑物上安装优化避雷针，优化避雷针能够在保持传统避雷针“引雷入地”的同时，通过阻抗限流和电位分流装置，将雷电流的幅度大大减小，使雷电波波形展宽至几百毫秒缓慢入地。这样，不仅能够有效地防御直击雷，而且能够有效地抑制感应雷和地电位反击产生。

2. 采取屏蔽方式防雷。

（1）对传输线屏蔽。

对各种传输线的屏蔽层、外金属管套做好接地，对暴露于室外的非金属线缆，尤其是架空敷设的线缆，应穿金属管敷设，并对金属管进行接地。

（2）让建筑物形成屏蔽网。

将建筑物的主钢筋网焊接连通，并与建筑物防雷接地的地网相连，以形成屏蔽网。如果建筑物钢筋的数量较少或钢筋分布难以形成网状，则可考虑在数据机房的各个建筑面上安装屏蔽并与设备保护接地的地网相连接。屏蔽网不仅可以防御感应雷，而且还可以防止外界其它电磁干扰。值得注意的是，室内金属门窗应与屏蔽网连通。

3. 电源系统防雷。

电源系统防雷应根据设备的重要程度和地理位置实行有重点、有层次、多重保护、层层设防原则，在每个区域的界面上采取相应的措施，逐级对雷电流进行泄放，直到将雷电感应的过电压降到设备可以承受的范围。根据国家《计算机安全保护条例》有关规定，电源系统至少应采取三级保护

（1）第一级泄流保护。

在建筑物的总电源处，安装总电源避雷器，作为电源系统的第一级保护，以泄放掉雷电入侵波的大部分能量。

（3）第二级过压保护。

在房间的进户电源处，安装用户分电源避雷器，作为电源系统的第二级保护，进一步限制雷电过节电压的幅值。

（4）第三级浪涌抑制。

在各个设备的电源处，安装串联式电源避雷器，作为电源系统的第三级保护，以进一步对雷电入侵波的浪涌进行抑制，确保设备安全。

4. 设备接地。

机房内各种重要设备和放置设备的柜(架)必须做好接地，尤其要注意对核心交换机、大型服务器等重要设备的接地，并注意保护这些设备的局域网端口、串行口、并行口等信号部分接口。

5. 信号系统防雷。

与信号传输线相连的设备接口的工作电压较低，且耐压水平也很低，其对于信号传输线引入的感应雷电波特别敏感，极易受到损坏。因此，非常有必要在设备的信号接口处安装具有抗过电压保护功能、过电流保护功能，以及响应速度快、防雷性能优越的信号防雷器。

6. 降低接地电阻。

接地系统是防雷工程的基础，根据国家规范要求，程控交换机、小型计算机等设备和计算机房联合接地的直流工作接地应小于1Ω。做机房接地系统时，应严格按国家要求将接地电阻的电阻值控制在国家规定范围内。因此，接地系统的材料应使用非金属低电阻接地模块代替金属接地极较为理想。由于接地模块是非金属材料构成，不易腐蚀，同时，由于非金属材料中富含结晶水，使接地模块具有良好的保湿性，并增加了接地模块与土壤的亲合力，接地效果较为理想。

7. 防地电位反击。

均压和等电位连接是防止地电位反击的有效办法。把进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做成等电位连接，形成一个封闭的均压环，以消除可能存在的破坏力极强的电位差。国家规范计算机机房的接地，推荐采用联合接地方式，即把建筑物防雷地、保护地、交流工作地、直流工作地连在一起，建立等电位系统，消除感应过电压，以避免各地网间的电势差对设备形成反击。