数据中心机房防雷和接地系统的解决方案

随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展，计算机和网络越来越深入人们生活和工作中，同时也预示着数字化、信息化时代的来临。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性，极易受雷击、电磁脉冲辐射、地电位反击、电源尖波等瞬间过电压等直接雷击和间接雷击影响。若机房防雷保护措施不到位，对设备与网络的安全运行造成严重威胁，造成巨大的经济损失。

机房防雷系统主要是对服务器、终端、电话机、程控交换机、网络设备、数据传输线、UPS、空调机等电子设备加装过压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，保护装置能快速动作将能量泄放，从而保护设备不受损坏。依据国家现行标准《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）及《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）规定，机房防雷和接地系统设计时应考虑以下两个原则：

（1）尽快让雷电流入大地，避免危及人身和设备安全；

（2）采用工作接地、保护接地、防雷接地合用的联合接地系统。

机房综合防雷系统

机房防雷采用外部防雷（防直击雷）和内部防雷（防雷电电磁脉冲）等措施进行综合防护。防直击雷设施的主要构造是由接闪器（避雷针、避雷带、避雷线、避雷网、金属屋面等)、引下线（金属圆条、扁条、钢筋、金属柱等）和接地装置组成。

防感应雷措施是限制、阻塞雷电脉冲沿电源线或数据、信号线进入设备，从而保护建筑物内各类电器设备的安全。内部防雷主要由浪涌保护器（SPD防雷器)、屏蔽系统、等电位连接系统、共用接地系统、合理布线系统等进行综合防护。

机房雷电防护等级

根据国家住建部发布的《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012，建筑物电子信息系统雷电防护等级应该按照防雷装置的拦截效率划分为A、B、C、D四级，针对数据中心，我们一般更关注于A级国家级计算中心和B级中型计算中心。

机房雷电防护区划分

机房雷电防护区应根据需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内部划分为不同的雷电防护区（LPZ）。机房雷电防护区（LPZ）划分为：直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续防护区。

丨直击雷非防护区（LPZOA）：本区内的各类物体都可能遭到直接雷击，因此各物体都可能导走全部电流，本区内的电磁场没有衰减，属完全暴露的不设防区。

丨直击雷防护区（LPZOB）：本区内的各类物体很少遭到直接雷击，但本区内电磁场没有衰减。

丨第一防护区（LPZ1）：本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZOB）进一步减小，电磁场得到了初步的衰减。

丨第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。

丨后续防护区（LPZn）：为进一步减少所导引的电流或电磁场而引入的后续防雷区，按照需要保护的计算机信息系统所要求的环境选择后续防雷区的要求和条件，需要进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。

机房防雷设计要点

（1）电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。

（2）在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区LPZ1交界处应设置总等电位接地端子板；每层楼应设置楼层等电位接地端子板；电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板。各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。

（3）接地线应从共用接地装置引至总等电位接地端子板，通过接地干线引至楼层等电位接地端子板，由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。接地干线应采用多股铜芯导线或铜带，其截面积不应小于16mm²。接地干线应在电气竖井内明敷，并应与楼层主钢筋作等电位连接。

（4）当设置人工接地体时，人工接地体应在建筑物四周散水坡外大于1m处埋设成环形接地体，并可作为总等电位连接带使用。电子信息系统线缆主干线的金属线槽应铺设在电气竖井内。

（5）电子信息系统设备采用TN交流配电系统时，配电线路和分支线路必须采用TN-S系统的接地方式。

（6）在直击雷非防护区（LPZOA）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装通过Ⅰ级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区（含LPZ1区）交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，应安装适配的直流电源浪涌保护器。

数据中心机房防雷和接地系统不是简单的堆砌安装，而是一项系统性的综合性工程。只有科学合理地进行机房防雷规范设计，才能达到最好的防护效果，才能确保数据中心内的基础设施设备、电子信息设备以及人员的安全。