电磁波的影响。所以雷电的感应范围很大，对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。
机房雷电电磁脉冲干扰主要有以下三种情况：
1.天空中雷电波的电磁辐射对机房内电力线路和电子设备的直接电磁干扰;
2.建筑物的防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电流对机房内电力线路和电子设备的干扰;
3.由于外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对机房内电子设备的干扰;
为保障机房微电子设备的安全、避免雷击等自然灾害的破坏，以满足单位的实时性和可靠性要求，因此对防雷不能掉以轻心，不能抱任何侥幸心理，要防患于未然，确保安全。
二、保护措施及其方法
我们公司机房所在的位置处于建筑物的次顶层(29F/30F)，但没有完善的机房雷击防护措施，这样很容易遭受雷击的危害，造成很大的经济损失。为了进一步防御雷电电磁脉冲以减少这种雷击事故，不但要正确选择机房位置，还应采取相应的屏蔽，等电位联结，多级过电压保护等措施来抑制雷电电磁脉冲对微电子设备的干扰。
1 机房位置的选择
(1)由雷电流的“集肤效应”可知，雷电流几乎全部集中在建筑物的外围，而室内的磁场强度在电流流经处的附近最大，所以计算机房应放在建筑物的中间位置，而且要避开建筑物外侧作为引下线的柱子。
(2)机房内设备摆放的位置，由于雷电流有极大的峰值和陡度，在它周围的空间出现瞬变电磁场，处在电磁场中的导体会感应出较大的电动势。所以在机房内布置设备时，也应该与外墙立柱保持一定的距离。
2 屏蔽技术
屏蔽时防御电磁脉冲的有效方法。所谓屏蔽指的是采用屏蔽电缆，利用各种人工的屏蔽箱、盒、法拉第笼等和各种可以利用的自然屏蔽体来阻挡、衰减施加在电子设备上的电磁干扰和过电压能量。
屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不通，因此，有的要求仅对设备本身做屏蔽，有的要求在设备与设备之间做屏蔽，还有的要求在机房做屏蔽。正因为这个问题的重要，所以1995年国际电工委员会建筑物防雷分委员会(IEC/TC-81)在《雷电电磁脉冲的防护》的标准中提出了防雷保护区(LPZ)的概念(如图所示)，所以在设计时应按照微电子设备的多少、繁简、重要程度、摆放位置及进出管线的具体情况自行划分防雷区以取得良好的屏蔽、等电位和接地效果。
屏蔽措施主要是采用建筑物屏蔽(包括房间的屏蔽)、线路屏蔽、设备屏蔽等行之有效的措施。建筑物的屏蔽主要是利用混凝土结构柱、圈梁内的钢筋和金属门窗等形成的屏蔽网格。对于建筑物邻近的雷击电磁场，根据GB50057-94给出LPZ1区的磁场强度H1=H0/10SF/20
屏蔽系数
(钢材料)
w为网格宽度;
从上面式子可看出w减小，则SF增大，H1减小，所以要减小LPZ1区的电磁场就要减小屏蔽网格的宽度，因此应该利用每一根结构柱筋和圈梁柱筋、每一个金属门窗及其它金属立面，将他们连接起来形成一个法拉第笼式的屏蔽网格，并于地网由可靠的电气连接，形成初级屏蔽网。所以，在新建的机房建筑物时，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶班、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，从而实现屏蔽。在已建的建筑物内的机房，由于不通建筑的结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，在钢筋密度不够时，应根据各种设备的不同需要可继续增加LPZ防雷区。对于需要特别保护的精密设备，还可以用金属网，箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来，使雷电的电磁脉冲从空间入侵的通道全部截断。
3 等电位连接
所谓等电位连接，就是使用连接导线或过电压保护器将防雷装置和建筑物的金属装置、外来导线、电气装置等连接起来，以实现均压等电位，消除感应过电压的产生。在检测中，我们发现了许多机房的微电子设备是相互独立的;这样，当雷击发生时，机房内的微电子设备就会处于不同的电位，电位差就会在设备之间产生电压反击、接触电压或跨步电压，同时危及人身的安全。所以我们应该按照要求做好等电位连接，以消除设备之间产生的不同电位，这样就可消除电压反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，并且对防止雷电电磁脉冲干扰机房微电子设备也有很大的好处。我们在实施过程中，由专业防雷公司和机房装修公司共同完成。
4 过电压保护
当雷电击中电网或在附近发生雷击时，都能在线路上产生雷电过电压，雷电过电压沿着线路传播进入机房内，造成相关的设备损坏。然而，不论是电源方面，还是机房的局域网或广域网的信号传输方面，某些单位还没有这方面的防雷意识。例如在220伏线路被直击雷击中或感应出雷电过电压，感应出的过电压在220伏电源线上出线的雷电过电压平均值可达10000伏，这对于没有保护措施的设备可造成毁灭性破坏。
同时为了抑制线路的过电压和过电流，以及对无法使用导体直接连接的部分实行等电位连接，也应使用电涌保护器进行多级保护：
(1)对于电源系统，分为1，2，3，4级，从而将雷电过电压降到设备能承受的水平。采用一级电源避雷器很难满足需要，必须用多级保护的概念，多级相互配合，充分发挥各级器件的优点，以实现整体性能。同事要注意考虑最后一级避雷器的电压保护水平，它必须低于需要保护的设备耐冲击的能力。
该布置是IEC1312的标准布置。在LPZ0和LPZ1，在图中可看出：
通过多级保护后，有：U2 第一级保护
安装于室外，在电力变压器的副边端，保护电力电缆及整个大楼全部用电设备，每根电源线分别独立保护(若仅考虑计算机中心机房或程控机房的防雷，此保护级别可不设)。
第二级保护
安装于计算机中心机房的主配电柜和机房空调的电源前，保护机房内通过配电柜的所有用电设备;
第三级保护
安装在重要设备的专用开关电源的进线端，保护主机电源和用电设备。
第四级保护
安装在开关电源出线端或设备前作为最后一级精细保护。
在加装SPD进行多级保护时，SPD的连接导线应短而直，长度一般不大于0.5m，当长度大于0.5m时应适当加粗线径。当SPD1至SPD2的线距小于10m，SPD2至SPD3的线距小于5m时，应在两SPD间加装退耦装置。为防止SPD老化造成短路，要求SPD安装线路上应有过电流保护装置，应选用有劣化显示功能的SPD。 (2)对于信息系统，一般分为粗保护和细保护，而细保护是根据电子设备的敏感度来进行选择。
对于连接的局域网端口、串行口，并行口等信号部分应进行严格的保护。路由器、局域网交换机、服务器等价格较高或负责整个系统通讯的，比较重要的设备也应同上所述给予尽量全面的保护，尤其是向这些设备连接MODEM的串口、连接双绞线的RJ45端口等必须进行信号部分的保护，以防止路由器、局域网交换机端口被雷击或高电压击穿。天馈线每跟馈线应串接一个相适应的天馈避雷器。
5 合理的布线
防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处，雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上，所以外墙处的电流密度大，电磁场强。因此，机房内的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙，最好设置在建筑物的中心部位，如电梯井在中心部位，可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆(或同轴电缆)。
6 接地保护
接地的作用总的来说可以分为两类：保护人员和设备不受损害的接地叫保护性接地;保证设备的正常运行的叫功能性接地或叫工作接地。
(1)保护性接地
防雷接地是受到雷电袭击(直击、感应或线路引入)时，为防止造成损害的接地系统。常有信号(弱电)防雷地和电源(强电)防雷地之分，区分的原因不仅仅时因为要求接地电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上，和电源防雷地分开建设。
机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分(机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。原因是系统的供电是强电供电，通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有了电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。防静电接地是将静电荷引入大地，防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。
(2)功能性接地
工作接地是保证电力系统运行，防止系统振荡;保证继电保护的可靠性，在交流电力系统的适当地方进行接地，交流一般为中点。逻辑地是确保稳定的参考电位，将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”，一般采用金属地板作为逻辑地。本机房工作地为直流工作地。信号接地是保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
(3)屏蔽接地
是将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰对电子设备的影响，也可减少电子设备产生的干扰影响其它电子设备。
可见，良好接地不仅能及早的泄掉感应雷产生的电压，同时也可泄掉由于设备漏电而产生的对地电压，达到保护设备和人身安全的目的。所以我们应该做好机房内各系统的接地保护措施，同时应满足以下几个原则：
1)逻辑地，也称直流工作接地，其接地电阻的大小视不同设备要求而定;接地电阻应小于1欧姆。
2)防雷接地，接地电阻应小于1欧姆。
7 直击雷击防护
由于大楼顶部采用的钢质网状结构在空间的分布面积很大，当空中有雷云经过的时候，网状结构就会形成雷云电场的一个极，那么，网状结构与雷云就不谋而合地形成了一个电场，当雷云电荷量不断发展，电场强度达到空气的击穿临界值10KV/m时，雷云对网状结构发生雷闪，形成雷电。理论上，雷电闪击在网状结构上的概率比大楼外任何一处地方要强，但随着雷云的移动，雷电闪击大楼屋角或侧面的概率有所增加，因此，可以这样说，网状结构引雷而整个楼层面遭到雷击。正是考虑到雷电可能对网状结构以外的设备，如卫星接收天线、女儿墙等发生雷击，造成损坏。根据YDJ 26-89《通信局(站)接地暂行技术规定》的第2.6.1条，所有建筑物都必须进行直击雷防护，并且机房位于大厦次顶层，定)，因此更加需要安装避雷针进行直击雷防护。我们选用法国杜尔-梅森先导型避雷针，保证楼顶设备不受雷击。
结束语
(1)雷电电磁脉冲对微电子设备的危害随着系统继承化程度的不断提高，应用范围不断扩大，雷击事故亦日趋严重。我们应该加大雷击保护的宣传和雷电知识的普及。
(2)雷电电磁脉冲的防护措施，应做好其屏蔽、等电位连接、合理布线、加装SPD等有效的方法限制侵入电子设备的雷电过电压。这些措施联合使用、互相配合、缺一不可。
(3)同时，为确保各类防雷设施处于良好状态，要求每年雷雨季节前必须由防雷技术人员对防雷设施进行一次全面的检查和测试，发现不合格即使进行修复或更换。
作者：张峰波 来源：城市建设理论研究 2012年30期
