?一、雷電綜述

雷電是一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，其電壓可高達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏，瞬間電流更可高達(dá)數(shù)十萬(wàn)安培。千百年來(lái)，雷電所造成的破壞可謂不計(jì)其數(shù)。落雷后在雷擊中心1.5-2Km半徑的范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)過(guò)電壓損害線路上的設(shè)備。雷電災(zāi)害如同暴雨、颶風(fēng)一樣都屬于氣象（自然）災(zāi)害，它與水、旱、刑事犯罪、交通事故統(tǒng)稱為影響社會(huì)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的六大災(zāi)害。

一般而言，雷電災(zāi)害具有突發(fā)性、多樣性、復(fù)雜性、破壞性和選擇性等特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代化高新技術(shù)產(chǎn)品基礎(chǔ)---電子技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，雷電災(zāi)害跟蹤而至，還呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)：受災(zāi)面大大擴(kuò)展，特別容易侵入與高新技術(shù)最密切的領(lǐng)域，損失和危害程度大大增加。近年來(lái)，隨著大量的數(shù)據(jù)設(shè)備和精密儀器應(yīng)用的范圍日益廣泛，雷電損害造成的事故有逐年上升的趨勢(shì)。由于通訊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精密設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集中化，使設(shè)備耐受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力下降，更易遭受雷電破壞。輕者可造成計(jì)算機(jī)終端盒通信設(shè)備的接口損壞，使通信中斷，大量信息丟失或無(wú)法傳輸；嚴(yán)重者使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)損壞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無(wú)法進(jìn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)易遭受雷擊損壞的設(shè)備有：MODEM(調(diào)制解調(diào)器)、ROUTER（路由器）、SWITCH（交換機(jī)）、HUB、網(wǎng)卡、通信卡、UPS、計(jì)算機(jī)電源及主板。

在雷電災(zāi)害防御方面，縱觀人類防雷歷史，已有兩個(gè)多世紀(jì)，從建筑物防雷發(fā)展到供電防雷、電氣和電子設(shè)備防雷，現(xiàn)在已進(jìn)入第四個(gè)階段即現(xiàn)代微電子設(shè)備防雷。防雷技術(shù)和產(chǎn)品，也隨著現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展得到顯著發(fā)展，除傳統(tǒng)的避雷針引雷攔截技術(shù)外，已擁有消散消減、屏蔽隔離、抑制分流、疏導(dǎo)均衡等電位、優(yōu)化接地泄放和雷電控測(cè)定位預(yù)警等技術(shù)，并相應(yīng)研制出多種高科技的隔離裝置、電涌保護(hù)器、高效防腐降阻劑等設(shè)備、器件和產(chǎn)品，出現(xiàn)了火箭與激光等人工影響雷電的裝置和雷電探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備，這都為有效防御治理雷電災(zāi)害奠定了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。

工業(yè)化和科技的進(jìn)步使得各種高層建筑和特殊用途建筑如雨后春筍般的拔地而起，這也為雷電防護(hù)提出了大量新的問(wèn)題?！办o電抵抗”、“電磁干擾”、“熱島效應(yīng)”等等的問(wèn)題都有待進(jìn)一步去研究和結(jié)局。近十多年來(lái)圍繞這些問(wèn)題人們進(jìn)行了不懈的努力，提出了許多新的防雷理論，研制出一大批新的防雷器件、設(shè)備和材料，開發(fā)出許多全新的雷電防護(hù)技術(shù)。我國(guó)于2012年頒布了新的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2012，該規(guī)范參考了大量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原有的規(guī)范做了大量的修改，無(wú)論從指導(dǎo)思想、技術(shù)要求還是技術(shù)措施上講都處在國(guó)際領(lǐng)先地位，這也標(biāo)志著我們國(guó)家對(duì)雷害的重視。

二、雷電破壞途徑

1.直擊雷

在雷雨季節(jié)，雷暴活動(dòng)頻繁的區(qū)域內(nèi)，雷云直接通過(guò)人體，建筑物或設(shè)備等產(chǎn)生對(duì)地放電。這是各種雷電危害中最嚴(yán)重的。

2.感應(yīng)雷擊

從雷云密布到發(fā)生閃電放電的整個(gè)過(guò)程中，雷電活動(dòng)十分頻繁，主要表現(xiàn)為A、靜電感應(yīng)：在雷云來(lái)臨時(shí)，雷云低部分布著大量的負(fù)電荷，由這些負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)。B、電磁感應(yīng)：閃電電場(chǎng)在閃電通道周圍的空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)在附近的各類金屬導(dǎo)體上激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。

3.電磁脈沖輻射

閃電放電時(shí)，其電流是隨時(shí)間而非均勻變化的。閃電的電磁脈沖輻射通過(guò)空間以電磁波的形式耦合到對(duì)瞬態(tài)電磁脈沖極其敏感的現(xiàn)代電子設(shè)備，也造成設(shè)備故障或損壞設(shè)備。

4.地電位反擊

在雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)雷電閃擊到建筑物的接閃裝置上時(shí)，盡管接閃裝置的接地系統(tǒng)十分良好，其接地電阻也很小，但由于雷電流幅值大，波頭陡度高，雷電流流過(guò)時(shí)也會(huì)使接地引下線和接地裝置的電位驟升到上百千伏。如果建筑物的接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線間的絕緣距離未達(dá)到安全要求，則可能造成接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線之間放電，從而使這些金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線上引入反擊電流，造成人身和設(shè)備雷擊事故。

三、雷電防原理

1.直擊雷防護(hù)原理

一般防直擊雷是通過(guò)避雷裝置即接閃器（避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線引下線）構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。按照滾球法計(jì)算被保護(hù)物應(yīng)在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)，接地沖擊電阻不大于10Ω。

2.感應(yīng)雷防護(hù)原理

感應(yīng)雷擊防護(hù)應(yīng)主要從線路防護(hù)考慮。機(jī)房電源進(jìn)線處應(yīng)加裝電源避雷器，機(jī)房信號(hào)進(jìn)線處應(yīng)加裝信號(hào)避雷器。計(jì)算機(jī)場(chǎng)地的安全保護(hù)接地應(yīng)不大于4Ω，交流工作接地應(yīng)不大于4Ω。直流工作接地如果設(shè)備有特殊要求，按設(shè)備的特殊要求接地，無(wú)特殊要求則參照交流工作接地的要求，應(yīng)不大于4Ω。

機(jī)房用電是由配電房集中供電實(shí)現(xiàn)的，既：由總配電房?jī)?nèi)配電柜分動(dòng)力、空調(diào)、照明等多條供電線路分別供至樓內(nèi)用電系統(tǒng)。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及語(yǔ)音、安全防范等系統(tǒng)設(shè)備供電線路防感應(yīng)雷保護(hù)也要整體考慮。

本方案制定的目的是考慮實(shí)際環(huán)境因素和用戶實(shí)際需要而做出一套比較完整而易于操作的防雷設(shè)計(jì)及安裝技術(shù)的防雷方案，從而達(dá)到建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故。

四、機(jī)房雷電防護(hù)的主要措施

根據(jù)GB-50057-2000《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，中科光機(jī)所使用的辦公樓和氫氣倉(cāng)庫(kù)建筑物劃歸為一類或二類防雷建筑物，不足二類的亦按二類防雷建筑設(shè)計(jì)。目前對(duì)雷電進(jìn)行防護(hù)措施主要包括以下幾種方法：

1.直擊雷防護(hù)措施

屋面宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)（帶）和避雷針或由這兩種混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)（帶）應(yīng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部分敷設(shè)，網(wǎng)格間距二類不大于10m×10m或12m×8m，三類不大于20m×20m或24m×16m,對(duì)于平屋面的建筑物，當(dāng)其寬度不大于20m時(shí)，可僅沿周邊敷設(shè)一圈避雷帶。

2.引下線

每棟建筑物的引下線不應(yīng)小于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于18m或25m。當(dāng)利用建筑物四周的鋼筋或柱子作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線，但引下線平均間距不應(yīng)大于18m或25m。

3.接地

宜采用建筑物全部或絕大多數(shù)柱子基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體。如條件不允許或自然接地體達(dá)不到要求時(shí)，可架設(shè)引下線外敷獨(dú)立接地，接地電阻值不應(yīng)大于10Ω。

4.防雷電感應(yīng)措施

低壓線路宜采用埋地電纜或敷設(shè)在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入。采用埋地引入時(shí)，其埋地長(zhǎng)度應(yīng)大于15m。當(dāng)架空線直接引入時(shí)，在入戶處應(yīng)加裝電源保護(hù)器，并將其與絕緣子鐵腳、金具連在一起接到接地裝置上。電源處應(yīng)加裝相應(yīng)的電涌保護(hù)器，信號(hào)線和電話線在拉入室內(nèi)時(shí)也應(yīng)加裝相應(yīng)的電涌保護(hù)器。引下線應(yīng)和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置，以達(dá)到等電位效果。

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,信息網(wǎng)絡(luò)已成為人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪斜夭豢缮俚膽?yīng)用工具,作為信息網(wǎng)絡(luò)支撐點(diǎn)的電子信息系統(tǒng)機(jī)房,承擔(dān)著電子信息的傳輸、運(yùn)算、存儲(chǔ)等功能,而數(shù)據(jù)中心機(jī)房又是電子信息系統(tǒng)機(jī)房中的一個(gè)重要門類,它大量使用了電子技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),采用了大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路,信息化和網(wǎng)絡(luò)化程度越來(lái)越高,但它們常置于復(fù)雜的電磁環(huán)境中,有的甚至暴露于室外,這都可能遭受雷擊,產(chǎn)生雷擊過(guò)電壓,并侵入設(shè)備,將設(shè)備損毀。為此,建立數(shù)據(jù)中心機(jī)房時(shí),必須認(rèn)真考慮機(jī)房防雷接地系統(tǒng),以保證數(shù)據(jù)中心機(jī)房可靠安全運(yùn)行。