计算机机房防雷解决方案
在任何时候,地球上都有大约2000阵雷雨,每百分之一秒就有一道闪电,或者说每分钟有6000道闪电射向地面.全世界每年有1000人死于雷电.
美国研究报告[AD-722675]指出:当雷电活动时,磁感应强度达到0.07GS时,计算机发生误动作,当磁感应强度超过2.4GS时,计算机发生永久性损坏.
根据湖北省人民政府鄂政办发[2000]18号关于 《加强防御雷电灾害管理工作》的通知,凡大型共用建筑,住宅区,工业园区,特别是高层建筑,工业烟囱,水塔,重要物资仓库,易燃易爆品仓库,气站,油库,露天堆场,电力,化工,通信,医疗,电视广播设备,计算机网络系统,金融,保险,交通管理系统,中央空调系统以及其他易遭雷击的建筑物等,必须严格按照国家有关技术规范要求,安装避雷设施或防静电保护设施.
科学家及有关技术人员经过多年实践和理论研究,认为雷电(包括感应雷及操作过电压)侵入机房及计算机网络系统的途径主要有四个方面:
一.雷电及过电压危害
A. 直击雷:指雷电直接击在建筑物构架,因电效应,热效应和机械效应等造成建筑物损坏和人员伤亡.一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器,引下线构成完整的电气通路后将雷电泻放到大地.然而接闪器,引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的摧毁,但雷电会通过其它多种形式及途径破坏电子设备.
B. 雷电感应:指雷电在雷云之间对地的放电时,并在户外传输信号线路,埋地电力线,设备间连接线和电磁感应并侵入设备,使串联在设备中间或终端的电子设备遭到损坏.感应雷随没直击雷猛烈,但发生机率却比直击雷要高,且不论雷云对地闪击或雷云间闪击都有可能造成灾害.此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标,而感应雷则可以在一个大范围内多个小局部同时产生过压现象.
C. 雷电波侵入:由于雷电电流有极大峰值陡度,在它周围会出现瞬变电磁场,磁场中的导体会感应出较大的电动势,而此瞬变电磁场,会在空间一定范围内产生电磁作用,也可以说脉冲电磁波辐射,而这种空间电磁脉冲波(LEMP)是在三维空间范围内对一切电子设备产生作用.因瞬变产生的电压很高,以至可能产生电火花,导致电起火.
D. 球形雷:一种特殊的雷电现象,直径在10-20CM,最大的可达1M,存在的时间在百分之几秒到几分钟,一旦遇到物体或电子设备会产生燃烧或爆炸,主要沿建筑物孔洞或开着的门窗进入,多数沿带电体会消失.
E. 操作瞬时过电压:当电流在导体上流动时,会产生磁场,存储能量,电流量越大,导线越长,储能越大,所以当大型负载(特别是电感性负载)电气设备开关时,便会产生瞬时过电压.
F. 地电位反击:当雷击大地或接地体时,引起地电位上升而波及附近的电子设备,对设备产生反击,损害其对地绝缘.
二.方案设计依据:
1,《电子设备雷击保护导则》(GB7450-87)
2,《计算机房防雷设计规范》(GB50174-93)
3,《计算站场站安全要求》(选)(GB9361-88)
4,《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
5,德国DEHN专用防雷设备安全规则等
6,据湖南省人民政府湘政办[2000]18号的通知,凡大型共用建筑,住宅区,工业园区,特别是高层建筑,工业烟囱,水塔,重要物资仓库,易燃易爆品仓库,气站油库,计算机网络系统,中心机房和中央空调等易遭雷击的建筑物等,建议或必须按照国家有关技术规范要求,安装避雷设施或防静电保护措施.于《加强防御雷电灾害管理工作》
三.现有保护措施分析
建筑物性质:砖混结构
设备特性:低电压工作的微电子设备
中心机房设在大楼二楼,机房内拥有如服务器和小型机等大量高端电子设备,而机房现在还未做接地保护,而且有较大面积的窗户在旁边,逢春夏季雷雨高发季节,落雷率较高.根据气象资料统计,长沙该地区年雷暴日为48天/年左右,加上机房设备电子集成度高,为雷击高发危险区,一旦有如球型闪电进入发生电起火,后果将不堪设想.
二楼主机房
四.存在隐患分析
1. 在机房没有建立防静电地板和地线,一旦落雷,电流就无法及时导入接地体,需要整改,而且按照国家标准,机房接地系统的接地电阻必须小于4欧姆.另外机房没有做屏蔽,可能有电磁感应
2. 进入机房的通讯线路和电源线路未安装防雷器,使设备可能招雷击,雷电波或过电压破坏;
3. 当雷电直接击中建筑物,雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泻放到大地,其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流,其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线路分流,残余能量再通过建筑物的其他金属管道,缆线分流.这里的能量分配比例会随着建筑物内的步线状况和管道结构而变化.直击雷波形为10/350us.当避雷针在拦击大电流(一般为超过40KA)先导并经引下线入地的过程中,在周围空间还会产生很强的电磁场,此时大楼内部的电源线,数据线会因受感应电流的冲击而损坏.如下图:

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