隨著通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機和網(wǎng)絡越來越深入人們生活和工作中，而這些微電子網(wǎng)絡設備的普遍應用，使得防雷的問題顯得越來越重要。
由于微電子設備具有高密度、高速度、低電壓、和低功耗等特性，這就使其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感。當雷電發(fā)生時，若防護不到位，極易產(chǎn)生雷電事故，造成電子信息系統(tǒng)中斷，甚至癱瘓的局面出現(xiàn)，進而造成嚴重的經(jīng)濟損失。而數(shù)據(jù)中心作為各領域重要的信息系統(tǒng)，對其雷電防護顯得尤為重要。

直擊雷	感應雷	引導雷
建筑防雷	信號防雷	弱電防雷

一、防雷設計思路

由于網(wǎng)絡集成系統(tǒng)防護點多、面廣，因此，為了保護建筑物和建筑物內(nèi)各向電子網(wǎng)絡設備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計。現(xiàn)在都采取綜合防雷，綜合防雷設計方案應包括兩個方面：直擊雷的防護和感應雷的防護，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險的。

   1、直擊雷的防護

如果無直擊雷防護，按IEC1312的估算幾乎所有雷電流都流經(jīng)進出建筑物的導體型線路（如電源線、信號線等）侵入設備，這樣的損害就非常之嚴重，因此做好直接雷擊防護是做感應雷擊防護的前提；直擊雷防護按照國標GB50057《建筑物防雷設計規(guī)范》設計和施工，主要使用避雷針、網(wǎng)、線、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護建筑外部不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設備提供一個相對安全的環(huán)境。

  2、電源系統(tǒng)的防護

統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)絡系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。

3、信號系統(tǒng)的防護 

盡管在電源和通信線路等外接引入線路上安裝了防雷保護裝置，由于雷擊發(fā)生在網(wǎng)絡線（如雙絞線）感應到過電壓，仍然會影響網(wǎng)絡的正常運行，甚至徹底破壞網(wǎng)絡系統(tǒng)。雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬線路，如網(wǎng)絡金屬連線等都會感應到極強的感應雷擊；另外，當電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時，或建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷擊時，所產(chǎn)生強大的瞬變電流，對于網(wǎng)絡傳輸線路來說，所感應的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞網(wǎng)絡。即使不是特別高的過電壓，不能夠一次性破壞設備，但是每一次的過電壓沖擊都加速了網(wǎng)絡設備的老化，影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲，甚至死機，直至徹底損壞。所以網(wǎng)絡信號線的防雷對于網(wǎng)絡集成系統(tǒng)的整體防雷來說，是非常重要的環(huán)節(jié)。

4、等電位連接

集成網(wǎng)絡系統(tǒng)主干交換機所在的中心機房應設置均壓環(huán)，將機房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼以及所有進出大樓的金屬管道等金屬構(gòu)件進行電氣連接，并接至均壓環(huán)上，以均衡電位。

  5、接地 

機房采用聯(lián)合接地可有效的解決地電位升高的影響，合格的地網(wǎng)是有效防雷的關(guān)鍵。機房的聯(lián)合地網(wǎng)通常由機房建筑物基礎（含地樁）、環(huán)形接地（體）裝置、工作（電力變壓器）地網(wǎng)等組成。對于敏感的數(shù)據(jù)通訊設備的防雷，接地系統(tǒng)的良好與否，直接關(guān)系到防雷的效果和質(zhì)量。如果地網(wǎng)不合要求，應改善地網(wǎng)條件，適當擴大地網(wǎng)面積和改善地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使雷電流盡快地泄放，縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間，以達到防雷要求。

二、防雷設計方案

 1、直擊雷的防護

機房所在大樓已有避雷針、避雷帶等外部防雷設施，不再作外部防雷補充設計。如之前無直擊雷防護，需在機房頂層做避雷帶或是避雷網(wǎng)，若機房在空曠地帶，視情況還需安裝避雷針，避雷針、避雷帶必須做好引下線，接入地網(wǎng)。

  2、電源系統(tǒng)的防雷

（1）對于網(wǎng)絡集成系統(tǒng)的電源線防護，首先，進入系統(tǒng)總配電房的電源進線，應采用金屬鎧裝電纜敷設，電纜鎧裝層的兩端應良好接地；如果電纜沒有鎧裝層，則就將電纜穿鋼管埋地，鋼管兩端接地，埋地的長度應不小于15米。由總配電房至各大樓的配電箱以及機房樓層配電箱的電力線路，均應采用金屬鎧裝電纜進行敷設。這樣可以大大減少電源線感應過電壓的可能性。

（2）在電源線路上安裝電源防雷器，是必不可少的防護措施。根據(jù)IEC防雷規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的要求，將電源系統(tǒng)分為三級保護。

1、在總配電柜處安裝三相電源防雷箱，通流容量為80KA-100KA的一級電源防雷器（型號：ZS150E-400，數(shù)量一套）；

2、在機房分配電柜安裝三相電源防雷箱，通流容量為40KA~60KA的二級電源防雷相（型號：PRAC-380C，數(shù)量一套）；

3、在機房分配電柜安裝單相電源防雷器，通流容量為20KA~40KA的三級電源防雷相（型號：ZSPD TT20K C/2，數(shù)量一套）；

4、在配電系統(tǒng)，額定電壓500V及以下BBNBBN 的低壓供電系統(tǒng)中，串聯(lián)安裝退耦器，用于增加導線感抗，彌補導線長度不足，協(xié)調(diào)不同規(guī)格防雷器之間的配合問題（型號：63A，數(shù)量一套）

5、在機房內(nèi)的重要設備（如交換機、服務器、UPS、硬盤刻錄機及電視墻設備）的供電電源進線處安裝通流容量10KA的插座式末級電源防雷插排（型號：10A，數(shù)量一個，做為三級防雷保護）；

所有防雷器均應良好接地。選用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠性，重要場所應設置專用的接地線，切不可將防雷接地線與避雷針接地線并接，且要盡量遠離、分開入地。

 3、信號系統(tǒng)的防雷

網(wǎng)絡傳輸線主要使用的是光纖和雙絞線。其中光纖不需要特別的防雷措施，但若室外的光纖是架空的，那么需要將光纖的金屬部分接地。而雙絞線屏蔽效果較差，因此感應雷擊的可能性比較大，應將此類信號線敷設在屏蔽線槽中，屏蔽線槽應良好接地；也可穿金屬管敷設，金屬管應全線保持電氣上的連通，并且金屬管兩端應良好接地。

1、　在計算機網(wǎng)絡、服務器或交換機設備的進線端和出線端串聯(lián) RJ45 端口網(wǎng)絡信號避雷器（型號：E100，數(shù)量一臺），避免因雷擊感應或電磁場干擾沿雙絞線竄入而毀壞設備。

注意：所有防雷器均應良好接地，選用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠性，重要場所應設置專用的接地線，切不可將防雷接地線與避雷針接地線并接，且要盡量遠離、分開入地。

  4、機房等電位連接

在機房防靜電地板下，沿著地面上布置40*3紫銅排，形成閉合環(huán)接地匯流母排。將配電箱金屬外殼、電源地、避雷器地、機柜外殼、金屬屏蔽線槽、門窗等穿過各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)設備的外殼，以及對防靜電地板下的隔離架進行多點等電位接地就進至匯流排。并采用等電位連接線4-10mm2銅芯線螺栓緊固的線夾作為連接材料。同時在機房找出建筑物主鋼筋，經(jīng)測試確與避雷帶連接良好，用14mm鍍鋅圓鋼通過銅鐵轉(zhuǎn)換接頭將接地匯流母排與之連接起來。形成等電位。采用聯(lián)合接地網(wǎng)，目的是消除各地網(wǎng)之間的電位差，保證設備不因雷電的反擊而損壞。

  5、接地網(wǎng)制作設計

接地是避雷技術(shù)非常重要的環(huán)節(jié)之一，無論是直擊雷或感應雷，最終都是把雷電流引入大地。因此，對于敏感的數(shù)據(jù)（信號）通信設備而言，沒有合理而良好的接地系統(tǒng)是不能可靠避雷的。因此，對接地電阻 >1Ω 的大樓地網(wǎng)，需按照規(guī)范要求整改，以提高機房接地系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)具體情況，通過沿機房大樓建立不同形式的接地網(wǎng)（包括水平接地體、垂直接地體）來擴大接地網(wǎng)的有效面積和改善地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。

采用共用接地裝置時，共用接地電阻值不應大于1Ω；采用專用接地裝置時，其接地電阻值不應大于4Ω

基本要求如下：

（ 1 ）在大樓周圍做接地網(wǎng)，用較少的材料和較低的安裝成本，完成最有效的接地裝置；

（ 2 ）接地電阻值要求 R ≤1Ω ；

（ 3 ）接地體應離機房所在主建筑物 3~5m 左右設置；

（ 4 ）水平和垂直接地體應埋入地下 0.8m 左右，垂直接地體長 2.5m ，每隔 3~5m 設置一個垂直接接地體，垂直接地體采用 50×50×5mm 的熱鍍鋅角鋼，水平接地體則選 50×5mm 的熱鍍鋅扁鋼；

（ 5 ）在地網(wǎng)焊接時，焊接面積應 ≥6 倍接觸點，且焊點做防腐蝕防銹處理；

（ 6 ）各地網(wǎng)應在地面下 0.6~0.8m 處與多根建筑立柱鋼筋焊接，并作防腐蝕、防銹處理；

（ 7 ）土壤導電性能差時采用敷設降阻劑法，使接地電阻 ≤1Ω ；

（ 8 ）回填土必須是導電狀態(tài)較好的新粘土；

（ 9 ）與大樓基礎地網(wǎng)多點焊接，并預留接地測試點。

以上是一種傳統(tǒng)的廉價實用的接地方式，根據(jù)實際情況，接地網(wǎng)材料也可以選用新型技術(shù)接地裝置，如免維護電解離子接地系統(tǒng)、低電阻接地模塊、長效銅包鋼接地棒等等

一、防直擊雷措施安裝要求：

1、在建筑物屋面避雷帶的安裝：避雷帶應該采用Φ12熱鍍鋅圓鋼，避雷帶的支持卡高度應為20cm,兩支持卡的間距應不大于1.2m。避雷帶與避雷裝置的搭接長度應為12mm。建筑物伸縮縫處避雷帶成弧形并應向上,避雷帶轉(zhuǎn)彎處也應為鈍角的弧形（其目的是便于雷電流的泄放,不至于擊壞避雷帶）。

2、避雷網(wǎng)格的敷設利用Φ12熱鍍鋅圓鋼按照10m*10m或12m*8m（三類是20m*20m或24m*16m，一類的是5*5m或6*4m）的規(guī)格在建筑物屋面敷設，并用水泥墩子作為網(wǎng)格的支持點。

3、避雷帶的施工工藝：避雷帶應平直，轉(zhuǎn)彎處的弧度要均勻?qū)ΨQ.避雷帶的各部分的焊接應牢固可靠。

4、避雷帶與引下線的連接：避雷帶與引下線的搭接長度（單面焊接：焊接長度大于12倍圓鋼直徑；雙面焊接：焊接長度大于6倍圓鋼直徑）。

5、在建筑物天面上易受雷擊部位加裝避雷小針：避雷針的長度應大于0.5m，宜加裝于避雷帶的拐角處，與避雷帶做有效焊接。

6、引下線的整改：采用Φ12熱鍍鋅圓鋼在建筑物的拐角轉(zhuǎn)彎處應盡可能的設置引下線，引下線之間的間距不大于18米（三類應為24米,一類不大于12米）。建筑物本身接地電阻達不到要求或建筑物本身無鋼筋混凝土基礎的，需要另行增設人工接地地網(wǎng)。 7、等電位措施的整改：樓面上所有的金屬構(gòu)件均要就近與避雷帶或避雷網(wǎng)格作不少于兩點的等電位連接。(其目的便于雷電流的多渠道的泄放)。

8、接地電阻的標準：要求沖擊接地電阻不大于10歐姆。

二、避雷器安裝要求

1、在AC供配電系統(tǒng)中，為防止SPD老化短路造成系統(tǒng)故障，SPD安裝線路上應有過電流保護器件，并選用有劣化顯示功能的SPD；

2、避雷器應盡量安裝在被保護設備內(nèi)，若無法安裝在被保護設備內(nèi)時，必須先將SPD安裝在安裝盒內(nèi)，再安裝在附近的墻上或靠近被保護設備的其它地方； 3、SPD連接導線長度不宜超過0.5m，接地引線應盡量避免與電源線緊挨平行布設，并宜粗、短、直；

4、當SPD1至SPD2的線距長度小于10米時， SPD2至SPD3的線距長度小于5米時，需要在SPD之間應加裝退耦電感；

5、各級電源SPD必須安裝在交流配電設備的交流輸入端，宜采用凱文接線方式連接（將室內(nèi)接地匯集線與接地引入線連接處斷開，斷開處的兩端分別單獨引線接至SPD的接地端）；

6、SPD和空氣開關(guān)與35mm的標準導軌可靠固定，電源一級SPD連接導線線經(jīng)不得小于16mm2,接地導線線徑不得小于25mm2；電源二級SPD連接導線線經(jīng)不得小于10mm2,接地導線線徑不得小于16mm2；電源三級SPD連接導線線經(jīng)不得小于6mm2,接地導線線徑不得小于10mm2；信號避雷器連接導線線經(jīng)不得小于2.5mm2,接地導線線徑不得小于6mm2；

7、電源SPD應以最短、直路徑接地，SPD的接地線應避免出現(xiàn)“V”形和“U”形彎，連線的彎曲角度不得小于90°，且接地線必須綁扎固定好，松緊適中；

8、SPD連接線的走線要美觀，特別是直線、轉(zhuǎn)彎、連接頭，保證SPD整潔美觀，連接牢固可靠；

9、SPD安裝完畢后，須由施工單位技術(shù)主管再次檢查確認，保證SPD安裝正確、可靠，SPD的接地要求應小于4歐姆；如整個防雷系統(tǒng)采用共用接地時，其沖擊接地電阻要求應該≤1歐姆；

三、獨立人工接地裝置解決方案：

1、接地電阻值要求R≤4Ω；

2、接地體應離建筑物3-5m左右設置；當受地方限制時可適當減小。

3、水平和垂直接地體應埋入地下0.6m左右，垂直接地體長2 m，每隔3-5m設置一個垂直接地體。

4、垂直接地體采用50×50×5×2000mm的熱鍍鋅角鋼，水平接地體則選40×4mm的熱鍍鋅扁鋼；

5、在地網(wǎng)焊接時，焊接面積應≥6倍接觸點，且焊點做防腐蝕防銹處理；

6、獨立接地銅排與獨立人工裝置做有效焊接，并作防腐蝕、防銹處理；

7、土壤導電性能差時采用敷設降阻劑法，使接地電阻≤4Ω；

8、回填土必須是導電狀態(tài)較好的新粘土；

9、防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道當小于3米時：1、水平接地體局部深埋不應小于1米。2、水平接地體局部應包絕緣物，可采用50-80mm厚的瀝青層。3、采用瀝青碎石地面或在接地體上面敷設50-80mm厚的瀝青層。 (10)預留接地測試點?；靥钔?焊接點 1M 2M水平接地體垂直接地體 降阻劑填充（土壤導電性能差時）

四、防雷裝置的主要構(gòu)成：

（1）接閃器： 直接截受雷擊的避雷針，避雷帶(線)，避雷網(wǎng)，以及作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。

（2）引下線：連接接閃器與接地裝置的金屬導體。

（3）避雷器：是一種能釋放過電壓能量限制過電壓幅值的保護設備。使用時將避雷器安裝在被保護設備附近，與被保護設備并聯(lián)。在正常情況下避雷器不導通（最多只流過微安級的泄漏電流）。當作用在避雷器上的電壓達到避雷器的動作電壓時，避雷器導通，通過大電流，釋放過電壓能量并將過電壓限制在一定水平，以保護設備的絕緣。在釋放過電壓能量后，避雷器恢復到原狀態(tài)。

（4）接地線：接地線就是電氣保護中的一種方式，通過與大地層連接進行放電保護，它的作用是當連接的設備漏電或感應帶電時能夠快速通過接地線將電流引入大地從而使設備外殼不再帶電。

（5）接地裝置（接地體）：埋入土壤中或混磷土基礎中作散流用的導體。