电子信息系统机房的防雷和防静电设计

摘  要：在信息时代，计算机技术已经在社會各个角落得到普及，使得很多机构以往的电子信息机房难以适应信息爆炸的社会发展要求。诸如机房面积狭小、装修老化、系统运行繁忙、设备容量不足的问题层出不穷，给相关管理者及设计人员提出了更严峻的考验。优化电子信息机房内部的硬软件环境已成为机房改建人员共同研究的重要课题。基于此，本文对电子信息机房防雷和防静电设计等内容加以探讨。

关键词：电子信息机房;供电;接地;防雷;防静电

Abstract：In the information age，computer technology has been popularized in all corners of society. It has made many electronic information rooms in many institutions difficult to adapt to the social development requirements of information explosion. Problems such as the small size of the machine room，the aging of the decoration，the busy operation of the system，and the shortage of equipment capacity have emerged in an endless stream，which has brought more severe tests to the relevant managers and designers. How to optimize the hardware and software environment inside the electronic information room has become an important topic for the joint research of the computer room. Based on this，this paper discusses the lightning protection and anti-static design of electronic information room.

Keywords：electronic information room;power supply;grounding;lightning protection;anti-static

0  引  言

近年来，随着社会经济的发展，先进科学技术的应用程度越来越高，电子信息系统机房是各个企业信息交流的重要枢纽，为其发展做出了巨大贡献。为了确保电子信息机房内部的设施能够稳定、安全、高效地运行，强化对系统机房的有效管理非常重要，有必要在机房中采取一系列防雷安全措施。以下就相关内容进行详细论述。

1  雷电、静电对电子信息系统机房的危害

第一，雷电对电子设备、人身安全构成的危险性主要表现在雷电感应、直击、雷击电磁的脉冲几种形式。雷电感应是指在雷云对地面闪击放电以后，云内承载的电荷会变成自由的电荷，进而产生较高的感应电压，其幅值可达到几十万伏，过电压会让周围的室外电力传输线路、接地不良的金属导体与大规模的金属设备放电，产生电火花，热量不断加大，从而引发爆炸、火灾等。直击雷指的是带电的云层和建筑物、其他物体、大地之间发生巨大的放电现象，进而伴有电效应、热效应、机械力的破坏，给室内的人员、电子设备带来伤害。直击雷具有极大的破坏性，雷云内的能量会在非常短的时间内被释放，瞬间功率大。雷电流涌是在输电线路产生雷电感应的时候，高电位会顺着信号线、电源线入侵到变电站/建筑物内部，雷电波的侵袭会给室内的电子设备带来危害，让其发电，被烧坏。

第二，静电对电子设备的威胁主要表现在半导体上。例如，计算机对静电十分敏感。伴随科学技术的发展，半导体器件的高增益、高密度推动了电子计算机朝小型化、高效率、大容量方向发展，同时对静电的敏感性也越来越大。一般情况下，静电对计算机的影响分为两种：一是元件的损害，二是引发计算机误动作/运算误差，甚至使计算机系统的程序发生紊乱。

2  电子信息机房防雷和防静电措施

2.1  健全共用接地系统

电子信息系统机房的接地一般包括直流、交流、安全工作以及防雷保护等接地方式。根据我国建筑防需设计的相关要求，若选择共用接地系统展开防雷设计，则每个接地系统最好共同使用一组接地装置。例如，在煤矿企业中层楼区的电子信息系统机房建设中，防雷、安保中的接地模式为共用接地，可以把桩基中的主钢筋（少于两根，φ>16mm）以及地层的底板作为联合的接地体，其接地的电阻要小于1Ω。此建筑区的年雷暴日需达31d，按照第三类防雷建筑物设计。具体如下：把室内屋顶周边明敷的层角、避需带、女儿墙用作接闪设备，同时在整个屋面装设相应的避雷网格，大小可设为（20×20）m2，只要比屋面的物件稍高，比如支架、管道等都要设置与接闪器相连的可靠性电气。将外侧柱中的主要钢筋用作防雷接地的引下线，把一块镀锌的钢板[规格：（100×100×8）m3]依次预埋在室外地坪的上下0.5m处，用来补打、测试接地极，三者之间均要与联合接地体保持连通状态，建筑物的各个进、出金属管道，在支架底端、顶端、进出口位置，均需安设防需/接地装置，从而构成电气连通。在工程施工中，可选用TN-C-S制电源。在电源处要进行重复接地，同时在系统联合接地体处，应当引出接地线。此外，还要展开总体等电位的联结，在机房中展开局部的等电位联结，一般像电缆的金属包皮、桥架、电气设备的金属外壳及线槽等，通过专用的接地线均可以与局部的等电位连接，保持电气的连通性。

2.2  高效的等电位联结

等电位联结是整个接地系统的重中之重。在电子信息设备的安全防护与机房抗静电方面发挥重要的作用。所以要尽量规避地绝缘的孤立导体。对于电子信息机房内部的各种电子设备，在等电位联结方式的选择上，应当结合机房的实际建设规模以及防雷等级、设备易受干扰的频率等进行确定，一般选择S型、M型或SM混合型。例如，当在机房中选择M型时，需要在活动地板的底下做环状M形的等电位的接地网格，材料可选用（30×3）mm铜带，用于对矩形网格的边长进行控制，确保在0.6～3m范围内，并在每个交叉部位施予电气联结在网格四周，形成一个等电位联结带，通过相应的联结导体，将等电位的联结带与建筑物的各个金属管道、线槽等进行连接。对于每一台电子信息设备，选用不同长度的等电位联结导体时，可以采取邻近原则，与系统机房中的等电位联结网格保持相连的状态。对于机房中的等电位联结导体，或对于等电位联结带中的最小截面及材料，必须达到国家电子信息机房的设计标准。在接地操作中，每台计算机需要分别与防静电的接地体相连。而每个防静电的装置以及相匹配的独立接地线在对截面进行设置的时候，需要令其大于等于2mm，若超过一个静电装置时，则应当对导电线的直径予以有效的控制，一般大于3mm为宜。在预埋接地线的时候，应当确保接地桩和接地线二者之间牢固地相接。在机械强度上也要进行充分的考虑。防静电的接地线中，有些是不可连接的，如电源的中性线，而且也不可与某些线路进行公用，如防雷地线。关于供电方面，可选择三相五线制。把保护屏安设于显示器上，可以防止静电给机房带来的干扰，以免发生辐射。选择一根引线，让其与显示器的保护屏相连，同时将引线的一端以较为科学的方式与静电的接地线相连，这样可让计算机显示器屏幕上的静电向大地倾泻。此外，电子信息机房中的所有显露在外的金属设施，比如暖气管、金属吊顶、配电线等，均需采取邻近原则，与等电位的铜带相连接，可选择BVR-6型号的塑铜线，把等电位的铜带和地板的支托有机地连接起来，1点/5m。地板底下的等电位联结铜带，则需要以一种合适的方式将其与自然接地体相连。

2.3  浪涌保护器的配置

该工程选择三级电源的浪涌防护装置，每个部位均安设了浪涌保护器，比如较为重要的电子信息设备、总配电室等。持有的标称放电电流分别为20kA、80kA。通过这样的操作可以规避雷击电磁的脉冲对电子信息机房中的供电电源形成的安全威胁。对于核心部件的主机，特别是重要的通信电缆，一般需要对其施予SPD保护。由于电子信息机房中拥有大量的通信电缆，因此，在设置保护装置时，还需要充分结合实际情况。

3  結  论

总之，伴随社会科技的不断发展，各种电子设备的自身功能逐渐增强，集成化的电子元件也更为精密，设备的抗干扰性能下降。因此，电子信息机房建设中，相关的设计人员必须对整个建筑物进行全面的分析，确保供电系统达到国家相关要求，采用行之有效的防雷、防静电措施，为机房内部的办公营造安全、高效的环境。

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作者简介：张福生（1980.11-），男，汉族，福建龙岩人，工程师，硕士研究生，研究方向：信息化、智能化设计，电子信息系统机房设计。