| 摘要：计算机机房网络系统包含了ATM(异步)交换机、服务器、传输设备、监控及网络设备、控制终端、电源、无线等子系统。各子系统之间内部连接线路纵横交错，其网络接口对雷电较为敏感电路又是防雷电侵入薄弱环节，大楼雷电电磁场分布直接影响到具有敏感元器件计算机及控制终端布局。 |
一、综合布线系统遭受雷击的因素
欲避免PDS系统遭受雷击，自然要预先消除任何事故诱发的因素：
（1）直击雷及雷击时雷电电磁场分布、接地系统；
（2）各个子系统的配电单元及计算机网络与外界联系的信号数据线、建筑物内部较长的网络数据线，应该是雷击的核心要素；
（3）对于雷电电磁场的影响，主要是雷击大楼时雷电流在建筑物的分布直接影响到网络系统设备，特别是对雷击敏感的计算机控制单元及数字终端设备在智能大厦的布局，合理的在机房安装设备布局可在大楼设计时将雷害的不利因素降低到最低限度；
（4）大搂采用联合接地——均压等电位可有效的解决地电位升的影响；
（5）而在大楼内设备间、建筑群子系统、管理子系统、垂直和水平子系统、配电系统、UPS、交换机、服务器、Hub、监控系统、终端设备的接口处安装浪涌保护装置，并对大楼的出入缆线采取屏蔽、接地等措施，可有效减少雷电对信号及网络系统的侵害。
二、PDS系统的雷电过电压保护
1、PDS配电系统的雷电过电压保护
配电系统雷电过电压保护并非是简单的、单一的雷电过电压保护器件应用，而是应用电磁兼容的原理，根据雷电保护区的划分，对一个需要保护的系统进行综合、多级雷电过电压保护。传统的雷电浪涌保护方法，在选择浪涌SPD件时，仅考虑被保护的通信设备本身，没有根据电磁兼容（EMC）原理，把局部或单一的防护措施归结到系统防雷，即整体防护的概念。由于缺乏系统整体的观念，导致在电源系统网络，甚至在雷电防护的薄弱环节的不同点安装过电压保护器时，各类防护器件之间不能相互协调、相互之间不能控制。由于防护器件在设计时，其防护性能仅仅是从被保护设备本身的需求，而系统的防护，各级防护器件是相辅相成的，互相影响的，此时用以局部防护的过电压器件不能有效的发挥其防护性能，影响了的整体防护。另外还有一个重要的立论基础：“雷电过电压保护设计必须是建立在联合接地基础上”。
①PDS系统设备间雷电过电压保护
在智能大厦配电变压器低压侧应安装标称放电电流不小于100kA的过压型SPD（包括主楼与各建筑群低压电缆引入子系统间的配电箱前），低压电力电缆引入设备间机房入口处（在交流稳压器或交流配电屏前），相线及零线应分别对地加装过压型SPD，其标称放电电流应大于20kA（相应的最大通流量为50kA）；并且在SPD回路中串接保险丝，其目的主要是防止SPD因各类因素损坏或由于暂态过电压使SPD燃烧（国内外各类系统发生过多次此类事故，国内外的防雷公司的SPD产品在工程上都要求采用串接保险丝，IEC60364-5-534《过电压保护装置》对此有专门论述），影响供电线路的正常工作（由于以往的规范忽视了在SPD并联回路中串接保险丝，从而给正常供电带来了隐患）保险丝标称电流的量级一般为上一级保险丝的1/1.6倍。
并且根据雷电活动区的划分、智能大厦的分类、所处的地理环境、建筑物的形式、供电方式的情况，在设计中对电源SPD提出的不同要求。
②PDS系统二级交接间、各管理子系统设备间的雷电过电压保护
在智能大厦配电低压电力电缆引入二级交接间或各管理子系统设备间机房入口处，相线及零线应分别对地加装过压型SPD，其标称放电电流应大于20kA（相应的最大通流量为50kA）。
③各设备间机房内的雷电过电压保护
交换机、HUB、路由器、网络服务器、远程传感器控制系统、测试仪表的拖板式电源插座排内应安装标称放电电流为10kA的电源SPD。另外其各类设备应避免直接使用建筑物外墙体的电源插座。另外直流供电系统也应加装SPD进行保护。
④两级SPD的隔距
按照国内外有关文献及标准，根据两级SPD的类型，SPD对雷电反映时间的快慢，连接线缆的材料及粗细，当两级都为MOV时，连接线缆隔距一般要求为3～5米；当两级SPD为不同器件时，连接线缆隔距一般要求为10米或连接线缆电感量为7～15mH。因此为了有可操作性，当上一级SPD为雷击电流型SPD，次级SPD采用过压型SPD时，两者之间的配电缆线隔距应大于10米。当上一级SPD与次级SPD都采用过压型SPD时，两者之间配电缆线的隔距应大于5米。
2、建筑物内部计算机网络系统的雷电过电压保护
长期以来，建筑物防感应雷都是以防止雷电涌沿外线路感应问题为主，随着网络系统的电子化、高度集成比、微型计算机控制、智能化、特别是数字通信技术发展，使得这些通信系统对浪涌较为敏感电路的雷电承受能力进一步下降，特别是智能大厦内计算机、控制终端、监控系统、终端设备更容易遭受雷电的侵害，由于在智能大厦内，集中了交换机、传输设备、监控及网络设备、控制终端、电源、无线等系统，各系统之间的内部连接线路纵横交错、非常复杂，连接线路可达100~200米，这些连接线路因雷电电磁场的感应，将雷电浪涌传到系统之间的接口的电路中去，对浪涌较为敏感的接口电路产生影响和冲击，另外由于线缆物理结构上的差异，对雷电电磁场感应影响的大小也有所不同，因而就要求这些通信系统的接口应具有更好的防雷性能，IEC-61644对连接通信、信号网络接口的浪涌保护装置提出了基本的要求和测试方法，ITU-TK系列文件对于各种通信系统的雷电保护和测试也提出了指导性方法，最近ITU推出的K41建议《电信中心内部通信接口抗雷电过电压能力》，在这个新建议中，主要涉及的是不出局且长度在100米左右的网络数据线。该建议的推出表明，国际上已经将电信中心内部通信接口抗雷电过电压的要求提到很重要的位置上。这些文件表明：“建筑物内部的计算机的雷电防护方法和所用的SPD已趋成熟，并走向规范化”。
据对通信大楼雷害事故统计表明：楼内网络接口设备、计算机控制终端、交换机的CPU控制模块、交换机及移动通信的控制终端、微机接口电路、设备测试台、交换机计费系统微机、营业厅内的收费微机、营业用多路计费器、测量室自动测量系统、监控系统被雷击损坏的事故时有发生；另外移动通信、微波站内的网管监控及干线监控、遥信接口、数据采集板等设备也时有雷击损坏的事故发生的情况，这表明计算机、控制终端及网络设备的接口是雷电浪涌侵入的薄弱环节，国外的研究表明：“作为现代数字化网络系统的控制计算机，对雷电极为敏感。即使几公里以外的高空雷闪或对地雷闪出有可能导致这些网络系统的薄弱环节计算机CPU控制中心误动或损坏，根据国外资料介绍0.03高斯的磁场强度可造成计算机误动，2.4高斯即可使元件击穿”。
针对这种情况，建议仅对建在多雷区、强雷区的智能大厦内计算机、控制终端及网络设备进行雷电过电压保护，对于建在中雷区的智能大厦内的计算机、控制终端及网络设备，如果该局时有雷击损坏的事故发生，则应参照执行。另外，现有的智能大厦计算机、控制终端及网络设备的数据线，由于各方向的线数不多、控制单元分散的缘故，一般都用的是无屏蔽的线，改为屏蔽线和串金属管线在施工和运作起来都有困难（垂直管线除外），而且成本将非常之高，那么安装SPD既经济、又方便，并且提高了通信系统安全可靠性。智能大厦计算机、控制终端及网络设备的雷电过电压保护，具体实施可参照下列条款：
（1）智能大厦内计算机、控制终端及网络数据线的雷电过电压保护设计应根据其在大楼内具体的雷电保护区位置，保护等级，确定SPD的保护参数。
（2）建在城市，地处中雷区以上的智能大厦内计算机、控制终端及各类网络数据线，若长度小于50米，各类网络数据线宜穿金属管道（金属管道应电气连接），金属管两端应就近与均压网焊接；建在郊区或山区，地处多雷区、强雷区的智能大厦内计算机、控制终端及各类网络数据线，若长度小于30米，各类网络数据线宜穿金属管道，金属管两端应就近与均压网焊接。
（3）建在城市，地处中雷区以上的智能大厦内计算机、控制终端及各类网络数据线，若长度大于50米、小于100米，应在设备的一端采用数据线SPD保护，若长度大于100米，应在两端采用数据线SPD保护。
（4）建在郊区或山区，地处多雷区、强雷区的智能大厦内计算机、控制终端及各类网络数据线，若长度大于30米、小于50米，应在设备的一端采用数据线SPD保护，若长度大于50米，应在两端采用数据线SPD保护。
（5）地处多雷区以上的智能大厦对于有出入网络数据线的设备雷电过电压保护设计必须采用下列措施：
（1）控制及数据采集用的计算机接口应采用计算机接口SPD保护。
（2）在局域网工作站的输入端及文件服务器前应采用数据线SPD。
（3）出入大楼的各类金属数据线两端设备必须采用数据线SPD保护。
（6）出入大楼的各类金属信号线应穿金属管道后，再从地下引入其它机房，金属管两端应就近与地网焊接。接地引入线是主接地母线与接地体之间的接地连接线，采用40mm或50mm的镀锌扁钢。接地体分自然接地体和人工接地体两种，综合布线采用单独接地系统时，一般采用人工接地体。当综合布线采用联合接地系统，建筑物基础内钢筋网可作为自然接地体使用。
三、小结
计算机机房网络系统包含了ATM(异步)交换机、服务器、传输设备、监控及网络设备、控制终端、电源、无线等子系统。各子系统之间内部连接线路纵横交错，其网络接口对雷电较为敏感电路又是防雷电侵入薄弱环节，大楼雷电电磁场分布直接影响到具有敏感元器件计算机及控制终端布局。另外，数据中心机房系统雷电过电压保护建立大楼接系统共用一个接网，即联合接基础上，采用SPD(正确选用各类SPD)对侵人大楼内计算机、控制终端及网络数据线、信号线、传输设备、遥控、监控系统雷电过电压进行抑制，并对出入缆线采取屏蔽、接等措施，可有效减少雷电对信号及网络系统侵害。PDS系统雷电过电压保护是防雷要素中极为重要因素之一，但如何减少雷害确是一个整体、全面防雷问题，将防雷问题从各个方面加以解决，联合接均压等电位理论、避雷针保护半径、浪涌电流就近疏导分流、内线缆屏蔽接和通信电源及信号线雷电过电压多级保护原则，正确选择雷电过电压保护器件和防雷方案，进行整体、综合雷电防护，才能有效减少雷害。
责任编辑：kelly
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