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雷電是一種自然界中常見的放電現象，是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又令人生畏的放電現象。關于雷電的產生，學術界是有很多種理論解釋，通常我們可以簡單地認為是由于大氣中熱空氣上升時，與處于高空的冷空氣產生運動摩擦，其中的水蒸氣在此過程中形成了帶有正負電荷的小水滴，當正負電荷積累到一定的電荷值時，導致不同極性的云團之間以及云團對地之間形成強大的電場，從而產生云團對云團或云團對地的一種擊穿放電現象，即我們通常所說的閃電和雷鳴。

雷擊以其電熱效應、電磁效應、化學效應、機械力效應等的瞬間爆發，造成對建筑物、設施設備或人員的巨大破壞或損害。雷擊的危害主要有三個方面：直擊雷、感應雷、雷電波侵入導致的地電位升高，數據中心遭受雷擊侵入室內的主要途徑基本是屬于該三類情況。

雷電直接擊中設備所在建筑物或設備連接線路并經過網絡設備入地的雷擊過電流稱為直擊雷。

由雷電電流產生的強大電磁場經導體感應出的過電壓、過電流所形成的雷擊稱為感應雷。感應雷一般由電磁感應產生，通過電力線路、信號饋線感應雷電壓而入侵計算機網絡系統，從而造成網絡系統設備的大面積損壞。

雷電波侵入導致的地電位升高，即雷擊大地時高電位通過電力線的零線、保護接地線和通信系統的地線，以脈沖波的形式傳導進入室內，并沿著地線等導線反灌傳播到各設施設備系統，導致設施設備損壞。

根據GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》的規定，建筑物應根據建筑物重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。作為當前數字及信息時代產物的數據中心應劃分為第二類防雷建筑物。

以往一談到防雷措施或要求，可能第一想到的就是接地電阻值要符合要求，雖然接地電阻值是防雷措施或要求的一項極為重要的指標，但并不是接地電阻小，數據中心機房遭到雷電侵害的概率就會小，兩者有時候并沒有直接的對應關系。

實際上數據中心內的通信設備遭到雷擊損壞的主要原因還有：機房內沒有做好適當的雷電分流和雷電過壓保護措施，或者其連接不可靠等因素造成。因此，我們必須把數據中心的防雷技術按照系統性工程來做，才能保證數據中心免遭雷電的侵害或者降低雷電的侵害的損失。數據中心防雷措施一般包括如下方法或措施：

防直擊雷是數據中心外部建筑物必須考慮的措施。防直擊雷設施的主要構造是：接閃器、引下線、接地體等。建筑物外采用接閃網形式的接閃器，會更好的預防球形雷進入室內導致的危害。當前一些建筑物采用幕墻玻璃的外墻，其外墻是是一整張金屬構建網，其防雷效果會更好。

發生雷擊的時候，天空中的雷云通過避雷針及接閃器向大地放電的過程，可以近似用RC放電過程來模擬。因為大地與雷云之間相當于一個充了電的極大電容器，如下圖所示。圖中雷云與大地之間的電容用電容器C表示，雷云內部和雷電流通道的電阻用R1表示，接閃器和它與大地之間接地電阻（包括連接線的電阻和接地體的散流電阻）用R2表示。

由以上等效電路圖可知，雷擊時電流i與R及接閃器上的高電壓相互關系適合RC放電方程：

iR  – U_C = 0[1] （其中：R = R₁ + R₂）

R₁ 為雷云內部和雷電流通道的電阻；

R₂ 為接閃器和它與大地之間的連接電阻。

又因：I = - C·dU_C/dt。所以：RC·dU_C/dt+U_C = 0

解此微分方程得：U_C = Ae^-t/RC (a)

由式（a）可知，當t=0 時，A=U_C為最大值，所以A就是剛剛發生閃擊那一瞬間接閃器對大地的電壓，也就是雷云對大地的電壓。并且R越小，UC衰減得越快，表示雷擊時散流得越快。

雷電流源的電阻包括主放電通道的電阻，大約幾kΩ。如果我們把帶電的雷云當作電源，接閃器到大地看作是負載。那么放電時，就相當于一個有幾kΩ內阻的電源，與一個僅有幾Ω接地電阻和少許引線的阻抗的負載連接(如上圖)，這電源一般為幾MV到幾10MV，甚至更高。雷擊時接閃器對大地的電壓就是雷云的電壓，在雷云內阻(包括通道電阻)與接地電阻(包括引下線電阻)的分壓，接地電阻越小，其分壓值越小，相對來講就越安全。因此，理論上要求避雷裝置的接地電阻越小越好，但是如果要求做到接地電阻很小，勢必導致造價升高，在工程上往往只要求做到足夠安全范圍即可，在一些標準規范上，已經對該電阻值有明確的要求。

以上說明建筑物的避雷接地裝置必須有足夠可靠或足夠小的接地電阻值，否則它不但起不到避雷的作用，反而增加雷擊危害的危險。但是，需要明確指出的是，大氣變化是成規模的，天空中雷云的發生也是成規模的，而且雷云的移動及變化受到很多可變因素支配，很多條件是隨機的，并不是固定不變的，因此認為安裝有了避雷裝置就會萬無一失的想法是錯誤的，避雷裝置只能大大減少或降低被雷擊危害的可能性。

等電位連接，也叫均壓連接。從物理學講，等電位連接就是把建筑物內及附近的所有金屬物，如混凝土內的鋼筋、水管及其它金屬管道、設備金屬外殼及其它大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、建筑物的接地線等統一用電氣連接的方法可靠地連接起來（或把他們直接焊接起來），使整座建筑物成為一個良好的等電位體。建筑物防雷設計規范GB50057-2010對等電位連接定義為 “將分開的諸金屬物體直接用連接導體或經電涌保護器連接到防雷裝置上以減小雷電流引發的電位差”。

等電位連接分為：總等電位連接(MEB)和局部等電位連接(LEB) 。總等電位聯結做法是通過每一進線配電箱旁的總等電位聯結母排將下列導電部分互相連通：進線配電箱的PE(PEN)母排，公用設施的上、下水、熱力等金屬管道、建筑物金屬結構和接地引出線。它的作用在于降低建筑物內間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害。局部等電位聯結做法是在一局部范圍內通過局部等電位聯結端子板將下列部分用6mm2黃綠雙色塑料銅芯線互相連通：柱內墻面側鋼筋、壁內和樓板中的鋼筋網、金屬結構件、公用設施的金屬管道、用電設備外殼等。

根據國家相關標準規范的描述，等電位連接又分為S型星形結構及M型網格形結構。

分流裝置，也叫避雷器或防浪涌保護器，即SPD。

該做法是指一切從室外進入的導線（包括電力電源線，電話線，天線的饋線，信號線或者這類電纜的金屬外套等）都要與接地裝置或接地之間并聯一種分流器件（避雷器，也叫防浪涌保護器），通過該器件引入至接地線。不僅是在入戶處，在每個需要作防雷保護的設施設備或儀器設備的入機外殼或前端配電柜處都要安裝分流器件。分流器件只是在雷擊時產生作用（高電壓下相當于短路），它可將通過導線傳入進來的過電壓波分流入地，也就是類似于把雷電流的所有入侵通道進行堵截。雷電產生的過電壓、過電流能量強大，而單個避雷器的分流能力有限，無法一次性在瞬間完成泄流和限壓，所以電源系統必須采取多級的防雷保護，即設計多級避雷器進行雷電波堵截。數據中心低壓側一般設計3級或以上防雷分流器件。

接地就是讓已經進入防雷系統的雷擊能量順利地流入大地，而不能使其集中在防雷系統的某處，對被保護物體產生破壞作用，只有良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發生反擊。從接閃器、等電位連接、分流三個防雷措施來看，都涉及到雷擊閃電能量的瀉放入地過程，所以“接地”措施雖然是配角，但是如果沒有它，前面這三個措施就不可能達到預期的效果，故它是以上三個措施的基礎，接地的妥當與否，成為所有建筑物防雷技術上特別重要的一個項目環節。因此通常第三方防雷檢測機構進行的例行測試，其主要的中心工作就是圍繞機房接地檢測來開展的。

把所有各種接地聯成一體的主要作用就是為了防雷安全，因此會犧牲其它接地的作用，特別是抗干擾方面的效果。例如對于電子設備防干擾影響，一般要求單點接地，否則在地線兩處接點上的電位差會反饋到電子線路里，成為一個干擾信號，影響電子設備的正常工作[1] 。而從防雷的要求看，均壓才能避免反擊，而均壓就要求多點接地。所以一棟擁有大量電子設備的機房，接地系統是很復雜的，接地體更是一個龐大的地網，比如每層樓或每個房間設置接地總母線，每層樓或每個房間的各設施設備或電子設備通過特殊的設計來與接地母線相連接，以盡可能的減少通過地線傳導進來的外來干擾問題。

防雷屏蔽實際上就是減少電磁干擾的基本措施。就是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來。其物理原理就是把閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道阻隔起來或全部截斷。顯然，這種屏蔽作用不是絕對的，需要考慮實際情況和依據實際原則來選擇，同時還要估計到直擊雷能量所造成的雷擊熔穿破壞的概率，確保屏蔽層的足夠厚度等等。屏蔽層的套及殼均需可靠接地。

以上的四種防雷措施實際上是一個密切聯系的整體防衛體系，他們必須全面一起實施才可能達到萬無一失的效果。