基于集中式计算机机房雷电防护解决方案之一：计算机中心机房雷电防护
品慧电子讯雷电防护工作的重点是保障计算机机房设备的安全。许多SPD 没有正式通过国家电力公司[原电力部]的认证，担心供电部门会强行拆除SPD。如果SPD出现问题造成建筑物断电怎么办?许多机房是租用的场地，业主更不允许随意在配电系统安装SPD。用户要求实施雷电防护只能在机房内完成。集中式计算机机房雷电防护方法满足了用户的要求，同时满足了国家的相关标准。在过去的几年里成功实施了2000 个大、小计算机机房雷电防护工程，效果良好。下面就简单介绍一下关于计算机中心机房雷电防护实施方案。计算机中心机房雷电防护1、主电源防护计算机机房配电系统一般采用三相五线的供电制式[或单相三线制]运行，由于电力线采用户外线路直接引入建筑物总配电室，再由配电室单独引入电缆为计算机信息系统设备提供有效的能源支持，电力线是重要的引雷途径，必须进行有效的防护。根据IEC和GB的有关标准的规定，需在计算机机房不间断电源输入端实施三级保护，第一级使用火间隙放电器(对10/350μS 直接雷电进行90%的吸收)，第二级使用半导体过电压保护器(对第一级火*间隙放电器吸收雷电后，残余部分感应雷电进行吸收，使雷电的能量基本吸收完毕)第三级使用半导体过电压保护器(对第二级半导体吸收后，残余的雷电杂波及其它操作过电压、容性负载感性负载引起的浪涌过电压实施进一部的吸收，并对电力线出现的差模干扰、共模干扰实施有效的抑制和吸收)，如有条件，应使第一级防雷器件与第二级防雷器件之间拉开直线距离10 米以上、第二级与第三级之间拉开直线距离5米以上，利用电力线上的自由电感、自由电阻进行级级解偶配合，以达到级级保护器的响应时间相互配合，实现真正意义上的多级保护。
如不能实现利用电力线实施距离解偶时，应该采用人为的电阻、电感实施LC延迟解偶，以达到多级保护的目的。三级保护完成后，能够为计算机信息系统设备的电源输入端提供安全、可靠的用电环境。在大部分场所根本无法实现距离解偶配合，就必须实现全面的集中式保护。集中式保护的最大困难就是凯文接线设计和解偶器的设计，下面简介如下：
图1：凯文接线电路
保护电路特点：1)考虑到许多安装现场电路复杂，有些已几经更改而用户配点负责人无法提供正确电路走向，配电系统存在诸多问题。为了万无一失的实施雷电防护工作，只有采取一次性到位的解决方法。本电路属于全模式防护系统，不论雷电高压何处侵入，都实行三级保护。安装十分简单，具备一般电气知识都可以安装。
2)本电路真正体现等电位雷电保护的优势，是彻头彻尾的凯文接线，完全符合国家、国际标准。
3)本电路使用的解偶器[退偶元件]，不是简单的金属材料绕制的空心电感[空心电感无法做到较大的工作电流]，而是高频自动调节感抗器，在无雷电流时没有损耗，当雷电来临时呈现高感抗同时具有阻尼和展宽雷电流波形的功能，全面降低雷电流峰值的作用。适合大电流工作，目前可以做到工作电流500A。
4)本电路使用的低压点火式火间隙放电器，其自动点火电压为800V，不是简单空气间隙型放电器，系统配合电压为200—500V，可以单独使用，也可以集中使用。前级响应时间快于后级保护元件，这是最大的特点。
5)本电路成本低，安装简易，不受场地限制，经过7年实践检验，效果非常好!
6)解偶器[退偶元件]的关键是前级的配合时间，只要提高前级器件的响应速度和响应时间，就可以制造大电流的解偶器了。提高前级的响应速度就必须使用升压放电系统技术，达到快速击穿空气的时间，只有这样，才能达到系统配合及能量配合的双重作用。2 、终端电源防护在配电室电源处虽然安装了集中式三级保护雷电防护系统，但是由于计算机机房面积较大或电源室距机房较远，雷电袭击建筑物，雷电流沿建筑物主钢筋泻放雷电流，雷电流入地时产生快速运动磁场污染机房内设备的电源线产生感应过电压，在重要的终端(小型机、服务器、磁盘阵列、系统存储器、系统前置机、通信设备、核心交换机)实施感应雷击的末级防雷保护。由于新机房配电执行GB50303-2002-9-1 标准，在UPS 电源输出端中性线直接与主零线排进行了重复接地[断零保护用]，所以，终端防护必须采取火线与大地、火线与零线(N极)、零线与大地的全模防护。严格执行等电位凯问接线防护系统，电路如图：
图2：等电位凯问接线防护电路
3、网络通信的雷电保护网络通信系统雷电保护分为：广域网雷电防护、局域网雷电防护、无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间的串口雷电防护等。3.1 广域网雷电防护广域网线一般为：租用邮电专用线路和共用邮电话线线路。机房通信设备使用的专线：X .25、V.11、V.24、ISDN、DDN 。机房通信设备话线备份线：PSTN等。根据上述的特点，广域网远距离传输数据通信，目前最大速度小于等于2M-16M[16M为视频系统]，从四通八达的户外引进机房，是雷电的重点袭击对象，所以，在进入机房设备(调制解调器、采集卡等设备)前端安装具备二级保护的防雷保安器(第一级为惰性气体火*间隙放电器，通过PTC 解偶，进入第二级TVS过电压保护器)。需要防护线与线之间、线与大地之间的雷电入侵，保安器的损耗指标应该适应计算机设备的通信协议(IEEE 标准通信协议)要求。电路如图：
图3：系统电路图
保护电路的特点：a.等电位凯文接线防护，主要体现在地线上是否凯文接线，在地线端子上(同一点上)接两条线，一条接大地，另一条接设备外壳上(如果调制解调器是塑料外壳，那么在接下一个金属外壳的设备，依次类推)。b.实行线间防护和线地防护相互结合，由于数据线是正弦波信号传输系统，有一条信号线在电信部门是接地的， 在用户端是悬空的，当雷电来临时，雷电产生的磁场可以造成两线之间产生感应高压，烧毁设备。100%的普通电话机都没有接地，机身采用绝缘材料，但依然遭受雷电的侵袭，就是这个道理。c.较低的寄生电容，数字信号传输的插入损耗体现在阻抗配合和寄生电容上。0.4欧姆的高分子PTC热敏电阻和小于40PF的寄生电容，可以制造100M频率的数字信号防雷系统，关键是降低寄生电容的优秀设计。3.2 局域网的雷电保护建筑物内部或机房内部计算机设备之间的数据交换和数据处理的网络系统是局域网雷电防护的重要部分，做好局域网网线的屏蔽，同时还应该加强终端设备的局域网端口的雷电防护(小型机、服务器、前置机、集线器、网络交换机)，网络运行速度水平网：10M、100M，主干线1000M，多数主干线网为垂直布线。垂直的网线不会切割磁力线产生感应过电压。网络接口为RJ45 接线端子，在雷电防护中，主要实施网络交换机RJ45 端口、级联RJ45 端口、核心路由器RJ45端口、小型机RJ45 端口、服务器RJ45 端口等。必须提到：在许多重要机房经常发生网线户外飞线连接，飞线在户外可以遭受较大的雷击，有部分雷击是一般100M 局域网防雷器件无法抵御的，问题有两个方面：一是飞线必须3mm 金属穿管埋地，金属管两头接地，再加防雷器件。二是目前的防雷器件制造厂家在产品设计和书面指导安装资料中，没有很好的产品和安装方案。要想抵御飞线遭雷击问题，必须实施新的分步防护手段。3.3 无线通讯防护系统无线通讯一般使用微电波、卫星等高频电子技术进行有效交换数据的一种基本联络方式。经常在建筑物上再架设天线，天线通过馈线把电信号输送给接收、发射机，由于天线较高，属于地面特别突出物，馈线的屏蔽层与机壳及大地相连接，是雷电释放大地的优良途径。一旦雷电沿此途径入地，必将使设备烧毁。为此，必须加强在天馈线进入设备前，安装防雷器。由于无线通讯系统使用频率较高，一般在800-2500M，要求防雷器的插入损耗较严，在1250M 以下，可以使用放电管型防雷器件，但要求放电管的通流容量必须大于、等于20KA。在1250M至3000M 之间，可以采取LC 型防雷器件，但是必须合理的降低L 电感量，精密的控制C 电容值和电容耐压问题[通常：电感小于0.08μH，电容小于15PF，电容耐压大于3000V。
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