巢湖区域高层建筑内电子信息机房的雷电防护探讨

寿江徽 詹勇

摘要：结合现代的防雷技术、电子信息机房的雷击风险评估、电源系统和信号系统的雷电防护，提出高层建筑内电子信息系统的雷电防护方法。

关键词：巢湖;高层建筑;电子信息机房;雷电防护

近年来，城市高层建筑不断地增多，而随着科技的快速进步，经济的发展，各种先进的电子信息设备正广泛地应用于各类的建筑当中。计算机的应用已经深入到当今社会的各个方面，正改变着人们的工作方式、学习方式和生活方式，许多企事业单位和政府在筹建自己的电子信息机房。然而，机房内精密的电子设备与计算机系统集中在机房之内，而这些电子信息设备绝缘度和耐电压水平不高，对抗电磁干扰的能力较差，一旦受到雷电灾害的影响，瞬间所产生的强大雷电流可能会造成各项硬件设备的破坏，数据可能会遭到永远丢失，严重时还会造成整个计算机系统发生中断，工作不能正常进行，所造成的损失无法估量。因此，高层建筑内电子信息机房的雷电防护，已越来越受到人们的重视。

巢湖市位于安徽省中部、江淮丘陵南部，属北亚热带湿润季风气候区，受三面环山地形影响，雷电活动比较频繁，是我国雷电灾害较为严重的地区，年雷暴日数为30d，多出现在5-9月，6-8月为高发期。电子信息机房对雷电防护提出了更高更新的要求和挑战，因此分析雷击的破坏作用，提高高层建筑物内电子信息机房的防雷技术应用，确实做到建筑物内机房电子设备及网络系统的防雷保护，具有重要的意义。

1.雷电流入侵电子信息机房的形式

雷电是产生于积雨云中的大气放电现象。积雨云在形成的过程中，会有带正电荷和负电荷的云团，当电荷积聚到一定的程度时，不同的电荷云团间产生的电场强度会击穿空气进行放电，瞬间产生巨大的雷电流。而电子信息机房内有大规模的集成电路的运用，而微电子集成模块的耐压及防雷击冲击能力不强，因而容易受到雷电波和雷电电磁脉冲的入侵而损坏，从而导致整个电子信息系统的瘫痪。雷电入侵电子信息机房的危害形式有：

1.1直击雷

直击雷会直接发生在建筑物的顶端，瞬间产生的强大电流会沿着导体进入到建筑物的内部，如果没有避雷针/器等将电流引入到大地，直擊雷会通过网络无线通信的天线进入到网络系统内，造成通信接口、接收系统、室内单元、路由器等网络主要通信设备的损坏，还会对人身造成严重的威胁。

1.2雷电波冲击

雷击瞬间产生的强大电流顺着电线、天线等进入到建筑物内，会使内部的电子信息设备及系统网络受到破坏，电路短路，甚至可能会造成建筑物的内部起火。

1.3感应雷

高层建筑物内有电缆和电线，还有很多的金属管道，受到雷击，被避雷针引到地下的强电流会在建筑物的周边产生强烈的电磁场和感应电压，这个电压与建筑物周围的磁场交互作用，会导致电子信息设备存储的数据出现丢失。

1.4地电位反击

避雷针引流到地表以下的强雷电流可能会出现反击，从而让地表防护网瞬间受到高压，会对建筑物内机房的电子信息设备产生破坏。

2.高层建筑内电子信息机房的雷电防护

随着城市建设规模扩大和经济快读发展，电子信息技术广泛应用于社会各行业及普通百姓日常生活中，这些弱电子设备是极易遭受雷击危害而损坏的。电子信息机房所遭受到的雷击影响包括直击雷、电磁脉冲及电磁感应，还有接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击。因此，在高层建筑内电子信息机房进行雷电防护时，需要考虑这几方面的综合防护措施。

2.1直击雷的防护

电子信息机房所在的高层建筑，在防直击雷方面的设施应该符合国家的相关规定和要求，在建筑物上安装避雷针/带/网，以及引下线，接地装置和接地电阻等。否则需要按照规定进行整改，减少建筑物遭到雷击时，雷电流所产生的电磁脉冲、电磁感应电压以及雷电波入侵会对电子信息系统造成严重的影响。

电子信息机房尽量要选择高层建筑内较低的楼层，并选择在楼层的中心部位，远离建筑物的外墙结构柱子。因为高层建筑物的顶层装有接闪器，受到雷击或者在建筑附近有落雷的时候，产生的电磁场影响会比较大，楼层低的中央部会有一定的屏蔽作用，使磁场进一步减弱，这样利于保护机房内的电子信息设备及网络系统。

2.2雷电感应的防护

在线缆引入到建筑物之前，需将电源线、信号线穿到钢管之中后作埋地再进行引入。低压电源架空电缆在做埋地之前，需安装I级电涌保护器，信号线进入到室内后，在进入到设备端前，需安装信号电涌保护器。架空的金属管道在进建筑物之前，要和防雷的接地部分作连接处理。建筑物内部的弱电系统很容易受到雷电侵袭，因此需安装符合防雷技术要求的电涌保护器。如果部分电缆电线不能够全部埋在地下，需要埋地的部分所穿过的金属管长度大于2m以上。电源线、通信电缆的芯线以及电话线和电视传输线等电缆的芯线都需接上合适的避雷器，并将接地端连到统一的共用地网之中。

电子信息系统信号线路浪涌保护器要根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、带宽、工作电压、接口形式以及特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配浪涌保护器。电源线路的各级浪涌保护器，要分别安装在被保护设备电源线路的前端，各级浪涌保护器连接导线应平直，长度要小于0.5m，当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路不大于10m，限压型浪涌保护器间的线路长度<5m时，需加装退耦在两级的浪涌保护器之间。

2.3等电位连接与接地

电子信息机房需进行等电位的连接和接地。机房内的电子及电子设备的金属外壳、机柜机架、金属管槽、屏蔽线缆的外层、信息设备防静电接地的安全保护接地、浪涌保护器接地端等，均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端进行连接。等电位连接可通过焊接、螺栓连接及熔接三种方法，使用螺栓连接时要考虑螺栓会松动，因此要焊牢栓紧，因为铜的导电线能较好，使用多股铜线的弯曲也较方面。但在土壤中和建筑物内部结构的钢筋进行的连接要避免使用祼铜线，因为铜电位和铁电位不同化形成电池造成化学腐蚀。

防雷接地要和交/直流工作地、安全保护地共用到一个接地系统上，这四个接地的引线可与环形接地体相连形成等电位的连接，但防雷接地在环形接地体上的接地点与其他几种接地的接地点间距离不小于10m，采用共用的接地系统，目的是为了达到均压、等电位，从而来减小各种接地的设备间及不同的系统间存在的电位差，达到来保护电子信息设备及网络系统的目的。

2.4屏蔽

现代建筑物多数都有各种各样的电子电器设备、通信系统和控制系统，内部的电气设备很容易受到电磁波的干扰，而这些电气设备不耐压，受到雷击很容易被电磁波所影响。甚至，临近的接闪都会让电气设备产生干扰，因此在设计建筑物时，主材料选择为钢筋，这样的话，可能通过钢筋在建筑物的内部形成等电位的网状结构，发生雷击时就能将产生的强电流分流，建筑物内的总电场趋于零，从而实现了对建筑物的保护。另外，不同的结构所使用的钢筋密度也各不相同，建筑物各部位的钢筋密度，设计人员要根据实际情况来选择，这样才能解决雷电流的分流，预防雷击产生的电磁波。

参考文献

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[2]云利利.信息机房防雷与接地技术的探讨[J].科技风，2013（6）：183.

[3]俞永杰.电子信息设备机房的等电位联结与安全[J].信息与电脑（理论版），2011（10）：55-56.

作者简介：寿江徽（1979-），男，浙江诸暨市人，本科，研究方向：公共气象服务及雷电防护。