引言
随着科技的迅猛发展，各类精密弱电设备正广泛运用在电子信息系统机房中，这些电子设备往往因其耐压水平低、抗干扰性能差、电磁兼容性弱等原因而成为雷电电磁脉冲的主要干扰对象。因此，如何改进雷电防护技术是保障信息系统安全且必不可少的重要环节。
关键字：信息系统机房；电磁脉冲；屏蔽；雷电防护
1 雷电对电子信息系统机房的危害
雷电灾害是我国十大自然灾害之一。据统计，我国有21个省、市、区雷暴日在50天以上，最多可达134天。夏天，大气中经常会发生强烈的闪电，通常伴随着强大的轰鸣声，这种现象通常被称为雷电现象。当一部分带电的云层和另一部分带异种电荷的云层或带电的云层对大地突然放电时，这个过程会产生强烈的闪电并伴有巨大的轰鸣声，这种现象叫做雷击。当然，云层之间的放电主要对飞行器构成威胁，对地面上的建筑物和人没有重大影响。但是云层对地面的放电，就会对地面的建筑物、电器设备以及人和动物构成巨大的危险。
我国雷电灾害损失八成以上为通讯、电子和配电系统。雷电对电子信息系统机房的影响主要发生在以下几个方面：一是本地网络组件与不同电压级别的供电电路或电气设备直接接触；二是累积静电对局域网电缆和组件的影响；三是高能量密度暂态电流与局部电源线系统耦合；四是连接在一起的网络零件在接地端之间具有不同的电气差异。这几方面影响均会导致机房电气设备损坏，信息系统瘫痪，导致不可估量的经济损失。因此，电子信息系统机房雷电防护措施应兼顾安全性、可靠性、经济性、容忍性和可维护性。
2 机房所在建筑物外部直击雷防护常见问题及防护措施
建筑物外部直击雷防护措施分为接闪装置、引下线、接地装置。接闪装置一般采用接闪带、接闪杆、避雷网格、避雷线或者可接闪的金属构件等；建筑物内主体钢筋往往作为暗敷引下线连接接闪装置和接地装置；接地装置为预埋接地极和基础钢筋组成。当雷电流发生时，雷电流会通过接闪装置、引下线和接地装置泄放入大地。《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010规范要求建筑物所有避雷设施均应可靠相连，形成共用接地，共用接地电阻不大于1Ω。现代建筑物屋面往往装设空调外机、水箱、信号塔等设施，规范要求屋面金属设施均应就近与接闪装置可靠相连形成共用接地，若屋面设施高于接闪装置，这就需要单独再敷设接闪装置（接闪杆）作为辅助设施保护屋面设备，接闪杆敷设时也应就近与引下线可靠相连，形成共用接地。
3 机房内部防感应雷常见问题及防护措施
电子信息系统机房内的电子元器件极其敏感，极易遭受感应雷的危害。电子元件的损坏方式主要有以下两种：一是由于雷云的感应作用，周围的金属导体上存在与雷云极性相反的电荷，雷云放电后，放电通道中的正负电荷迅速中和，导体上的电荷会产生很高的静电感应电压，从而损坏元件。二是雷电发生时，雷电流迅速变化，在周围空间内产生强大的电磁场，磁场内的金属导体会感应出强大的电动势，进而产生放电，导致元器件损坏。雷电防护是一个综合的系统工程，感应雷的防护主要集中在电磁屏蔽、等电位连接、综合布线、接地和安装浪涌保护器等方面。
3.1 电磁屏蔽
电磁屏蔽的主要目的一是防止或减少外部电磁辐射向机房的传播，提高信息系统的抗干扰能力，减少设备损坏。二是机房内电磁能量的限制是为了防止信号中断、数据丢失。电磁屏蔽主要分为面积屏蔽和电路屏蔽。
“电磁屏蔽”一词是指在一定强度下必须降低电磁场强度的一个区域，该区域位于各自方向上可靠、连续连接的金属层上，以防止电磁波侵入，将屏蔽体上的电磁场能量转换为能量，将磁场能量转换为电能，并通过接地进行排气。屏蔽效果取决于材料、开口密度、电气连续性以及隐蔽材料的网格大小。此外，建筑物本身具有基本的保护功能，根据排雷原则，通常规定了更多的雷场和较低的电磁场强度。因此，系统服务器应位于排雷面积较大的地区。建筑底部四层的分割系数相同，且具有最小值。这是根据建筑每层的分布规律进行的。因此，信息系统的放置应在四层以下一层进行。根据GB50174-2017电子信息系统建设法规的要求，电信系统机房应位于强电磁场不能干扰的地方。根据规范第5.2.3条，主机和辅助区域的磁场干扰大于800A/m更可取。按照GB50343-2012建筑信息系统技术规范的要求，计算机房应位于建筑底层建筑的中心，其设备应远离墙的外部支撑柱，放置在防雷区域的顶部。电路屏蔽主要是为了防止电磁脉冲妨碍金属电路的电磁检测。电路屏蔽是指通过金属管(槽)布线金属电路，并在连续金属管(槽)的两侧形成屏蔽。除了空间屏蔽功能之外，电路中的过电压还可以产生反向电气电压，以消除电路中的过电压。如果要将金属电缆引入建筑物，以便在客户前面进行滚动布线，则应将空线路转换为至少2米长的金属线路。
3.2 浪涌保护（SPD）的综合防护
配电系统采用多级浪涌防护，对侵入电源线路的雷电流实施分级泄流，各级防护间实现能量配合，逐步降低残压，进而可以将过电压限制在较低的水平，保护后端设备。主要防护如下：一是在低压总配电柜处安装的一级防护浪涌保护器；二是在楼层配电柜处安装二级防护浪涌保护器；三是在机房配电柜处安装三级防护浪涌保护器；四是在机房内设备端安装防雷插座。
网络系统、安防系统、监控系统也安装相应的浪涌保护器进行综合防护。在每路进线进入路由器前安装相应的浪涌保护器，作为数据专线的防护；在网络交换机前端安装机架式网络浪涌保护器，作为交换机的防护；在重要设备（服务器）及未经网络交换机浪涌保护器保护的电脑前端安装计算机网络浪涌保护器，作为加强防护；网络传输光纤上无需进行防护，但金属加强芯需做好接地。
3.3 等电位连接
机房中各种设备，例如交换机机柜、服务器机柜、网络打印设备、路由器、网管工作站机柜、监控设备机柜、低压配电机柜等均应进行等电位连接。主机房往往采用星型（S型）和网格型（M型）混合连接。S型为单点接地、M型为多点接地。除在基准点（ERP）外，辅助机房中所有的金属组件与共用接地系统的各组件之间绝缘强度大于10KV、1.2/50us。
3.4 接地
良好的接地连接器对于保护能吸收电压骤降、闪电、静电等危险源的电气和电子设备至关重要，同时还能大大减少因电压波动造成的设备损坏。实践表明，建筑物线路雷暴电流分布不均会导致各节点差异较大，连接到不同接地端口的微弱设备有可能因接地变化而受损，从而使信息系统空间提供多个(通常是三相)下行螺旋到电力不足的地下结构，从而提高电路的吸收能力。空间环境技术是空间设计中的一个重要组成部分，其中包含了广泛多样的计算技术。通常有六种接地类型:通信、直流运行、安全接地、静电接地连接器、屏蔽和排雷方案。合理分配资源是满足不同接地要求的功能。在发展排雷行动时，应注意信号和电源、高压系统和低压系统不应使用共用电路。必须隔离或屏蔽信息系统各个功能区的接地，以防止回输或静电放电产生危险源。该组件必须与接地电网相适应，机柜单元的连接片必须连接到接地电网。如果接地电阻增大，则需要以下电阻(接地、保护等级、接地模块等)。
4 总结
现代电子信息系统机房的雷电防护是一项综合的防雷工程，我们只有通过防直击雷和防感应雷的双重防护才能更加方便有效地保障设备安全运营，进而为社会提供安全、优质的信息服务。