医院计算机中心机房防雷设计方案

摘　要：本文介绍了医院计算机中心机房防雷系统设计，主要包括了雷电对机房的危害、机房加装防雷器，计算机防雷系统的内外防护措施，其中包括机房进出线的防护等。

关键词：医院计算机中心；防雷设计；防雷器； 内外防护
1、导言
　　随着科学技术的日益发达，现在已经是知识信息经济的时代。信息技术已经广泛应用到了社会生产和人类生活的诸多领域，衡量信息设备的应用范围、品种和数量的指标也达到了前所未有的程度。但是，这些基于微电子技术的计算机信息设备也因为高集成度、低运行电压低、高速的运算速度等原因，导致它们对过电压和抗雷电的抗击能力变得十分的差，非常容易受到雷电的危害。因此，雷击能够对计算机及其所涉及的网络设备造成极大的损害，雷电被国际电工委员会（英文缩写为IEC）称为“信息时代的公害”。怎样预防计算机及其相关网络设备免遭雷电的损害，是我们目前构建计算机机房中心需要重点考虑的一个问题，我中心使用的主要计算机设备包括H3C交换机，IBM服务器和深信服上网行为监测系统，本文针对上述计算机机房系统及其设备的防雷措施作一些分析。
2、雷电对计算机中心机房的危害
　　雷电波对计算机的入侵方式主要包括直击雷、传导雷、感应雷和反击雷。直击雷指的是当雷电直接击在机房及其设备上时，产生的巨大能量能够对机房设备和人员造成危害；传导雷指的是比较远的地方的雷电击中了机房设备，或者是由于电磁感应导致的高电压，从室外线路传至机房内，从而对设备造成损坏；感应雷指的是发生在云层间的次数频繁的放电，进而导致的强电磁波，在电线上感应出高脉冲电压，也会造成设备的损坏；反击雷指的是强雷电流通过接地体进到大地的时候，之前的接地体电位从零迅速升高，这样就会反过来对设备放电，造成设备的损坏。一般的情况，机房内的计算机及其设备不会遭到直击雷的损伤，因此，计算机机房的防雷策略主要是针对传导雷、感应雷和反击雷导致的过电压而言的。
　　雷电感应主要指的是静电感应和电磁感应两种情况，在雷云放电之前，雷云和大地间可能会产生强电场，电场中的金属物表面会因为静电感应而导致和雷云相反极性的感应电荷，而在雷云放电之后，感应电荷因为没有及时得到泄放，会在物体上产生较高的对地电位，也就是静电感应出的过电压，可高达数千伏，从破坏性上来讲，与雷电相似，都可对计算机及其设备造成严重损坏。在计算机设备等弱电设备的防雷保护中，通常把上述两种过电压统称浪涌过电压。
3、机房安装防雷器
　　在机房计算机系统装置可靠的防雷器，可以对电源和信号线路上由于感应和传导等原因产生的过电压进行有效的抑制。针对计算机设备电源部分的雷电保护来看，过电压保护器应该采取多级式的，经过这层层的保护，雷电流将会得到逐步的衰减，从而保证了这些设备能够承受安全的电压水平。
　　（1）第一级电源防雷器的安装
　　第一级防雷器安装在主配电的开关柜中，采用的电源防雷器产品是德国OBO开发的MC50-B，安装在相线上。它的保护水平被设计为，在50kA/25As的冲击下(10/350us)，残压仍然不会超过2kV。由此来看，它完全可以承受雷击产生的雷电流。
　　（2）第二级电源防雷器的安装
　　在机房UPS输入端安装德国OBO开发的V25-B/3+NPE-AS型号防雷器，作为第二级防雷保护措施，在其前另需加装32A的自动空气开关。它的保护水平被设计为，在100kA/10A s的冲击下，残压可以保证不会超过2kV。由此看，它完全可以承受直接雷击下的雷电流。
　　如果因为电力的波动过大等原因而引起了防雷器过载，此时可以自动进行安全动作，把防雷器脱离出主电路，从而避免了防雷器的持续开通导致的短路损坏的安全隐患。
　　（3）第三级电源防雷器的安装
　　第三级避雷保护加装在计算机机房内设备的通电插座上，产品使用法国欧申开发的M P S025-280型号的防雷插座。这样就加长了终端设备和前级电源的避雷距，使得线路上可以比较容易产生过电压，或者比较容易感应到过电压。
4、计算机机房中心防雷系统的内外防护措施
　　因为计算机机房中心有着不同的大小和功能，导致了不同的过电压防护措施，但是总体上来讲，大致的防护原则都是基本相同的，也就是尽可能多的把雷电流引入地下(外部保护)；避免通过电源线或者信号线导入的过电压对设备产生的危害(机房进出线保护)；对设备保护过电压的幅值进行限制(内部过电压保护)。这三层措施需要相互配合，不可或缺。
4.1  机房外部防护
　　对于计算机机房系统的外部防护来说，主要指的是避免直击雷，它在防雷措施中是一个非常重要的组成因素。

图1  进入机房的设施（比如各种电线）间雷电分配情况
　　（1）如果预想雷电流的一半会流入机房的接地位置，而另一半分配于进入机房的各种设施(比如，外来的导电物，以及电力线和数据线)，如上图1中所示，能够知道外部保护有多重要。
　　（2）针对机房顶部的外置设备的直击雷保护措施，金属物如果不装置接闪器的话，那么应该连接到进入机房的雷电流分配装置，它安装在屋面来进行防雷。而对于那些不被接闪器保护的非金属物来说，就有必要安装接闪器，并连接到屋面的防雷装置上。
4.2  机房进出线的防护
　　机房进出的缆线一般来讲都是电力线路，它是“引雷入室”的关键途径。因此，要极力避免通过电源线或者信号线导入过电压，可以采取直埋式，把低压的电缆埋地，在机房入口的地方，把电缆金属护套和钢带等与主导地网直接相连，而在电缆内芯线两端对地安装避雷器。
　　（1）高压电力线的防护措施
　　如果雷电活动频繁且强度大的话，若机房附近的交流电力线路遭受雷击,为避免雷电通过电力线路导入机房，可在距离变压器400m左右的高压电力线上安装避雷线，来保护进线。
　　（2）低压线路防护措施
　　采用直埋式将低压线路电缆埋地，引入机房，在入口处把电缆的金属外层和钢带和地网直接相连，在电缆内芯线两端对地安装避雷器。
4.3  机房内部防护
　　机房内部保护指的是屏蔽措施，均压等电位措施和防闪络措施从机房内部来防护雷电的侵入。
　　（1）屏蔽措施
　　屏蔽指的是通过金属屏蔽体来阻止计算机相关设备上的过电压，对计算机机房系统来讲，可分为机房屏蔽和设备屏蔽。机房屏蔽可通过钢筋和金属门窗等相互焊接在一起来完成。设备的屏蔽在对设备 耐过电压指数进行调查的基础上，依照IEC进行防雷区的划分来完成多级屏蔽。
　　（2）均压等电位连接
　　在IEC标准中明确指出，等电位连接作为内部防雷措施的重要组成部分，目的是为了降低雷电流导致的电位差，用连接导线或者过电压保护器，把需要防雷的防雷装置和机房的金属构架和装置等进行连接，构造一个等电位的衔接网络，从而产生均压等电位，避免防雷空间范围内发生设备损坏等现象。
　　（3）防闪络措施
　　为避免闪络，国标GB50057-94中已经明确规定了等电位连接或者隔离距离的限制。在安装防雷装置的机房，以及相关设施内人员不能隔离时，应该采取等电位连接模式。若把机房钢筋等当作引下线，在机房的钢结构等和被利用的部分连在一起的时候，钢结构和引下线的间距可以不受特定的限制。
5、小结
　　本文对医院计算机中心机房防雷系统给出了设计方案，主要包括了机房安装防雷器，主要介绍了三级电源防雷器的作用；在计算机机房防雷系统的内外防护措施中，主要对机房外部防护，机房进出线的防护和机房内部防护作了分析，其中进出线防护部分包括高压电力线的防护和低压线路防护，机房内部防护部分包括屏蔽措施，均压等电位连接和防闪络三种措施。
参考文献：
[1] 张小青.建筑防雷与接地技术[M].北京:中国电力出版社,2003.
[2] 叶佩生.计算机房环境技术[M].北京:人民邮电出版社,1999
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[4] 方新荣.计算机系统防雷安全措施[J].山东气象,2002 (1) 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/242656.html