我國(guó)于在2004年由雷電襲擊所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)35億元人民幣，而由此產(chǎn)生的間接損失和嚴(yán)重后果更是難以估量。其中網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備的損失程度、涉及范圍都相當(dāng)大，這些設(shè)備多分布于現(xiàn)代化的大型樓宇。直擊雷和感應(yīng)雷可能會(huì)通過(guò)電源電纜線和電信通訊線路的架空或直埋方式進(jìn)入建筑物內(nèi)，沖擊各種用電設(shè)備。據(jù)資深網(wǎng)管工程師介紹，30%的網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備故障都與雷擊有關(guān)。而網(wǎng)吧，正是當(dāng)中電子設(shè)備的典型使用者，為確保各種電子設(shè)備正常的運(yùn)作，應(yīng)采取良好的防雷措施。本文通過(guò)對(duì)網(wǎng)吧環(huán)境、電源系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特以及雷電災(zāi)害各因素進(jìn)行分析，并提出了系統(tǒng)的解決方案。
    一、網(wǎng)吧系統(tǒng)防雷必要性分析隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，網(wǎng)吧的發(fā)展也隨國(guó)民的需求遍布城市的每個(gè)角落。同時(shí)電子、通訊類等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電源系統(tǒng)也面對(duì)著日催嚴(yán)峻的安全考驗(yàn)，在雷雨天氣高發(fā)期內(nèi)，頻繁的雷雨天氣（以廣州市為例，每年平均的雷暴天氣可達(dá)80.3次，這樣的多雷區(qū)在我國(guó)并不少見(jiàn)）所帶來(lái)的雷電襲擊也成為眾多網(wǎng)吧經(jīng)營(yíng)業(yè)者不得不重視的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷方法主要是做好設(shè)備接地裝置及安裝有效的防雷保護(hù)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做好接地裝置是分流、泄放直接雷擊和雷電電磁干擾能量的最有效的手段之一。另外還涉及到的工作接地、保護(hù)接地、以及它們與防雷接地系統(tǒng)之間如何連接，這些問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)布線時(shí)都需要特別加以重視。網(wǎng)吧，特別是大型的網(wǎng)吧，通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

    1)地理位置：通常設(shè)在城區(qū)內(nèi)的大廈、郊區(qū)居民密集地帶的市場(chǎng)、工廠密集區(qū)等，很大的一部分都處于較開(kāi)闊的地帶；

    2)經(jīng)營(yíng)環(huán)境：由于消防及網(wǎng)吧本身運(yùn)營(yíng)等要求，建設(shè)網(wǎng)吧的樓層空間較大，樓板跨度也較大，所以一般會(huì)選擇框架結(jié)構(gòu)的建筑物。

    3)設(shè)備情況：網(wǎng)吧內(nèi)的設(shè)備皆為高密度的電子產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)數(shù)量大、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類多，都有必要實(shí)施浪涌保護(hù)。

    4)實(shí)施條件：無(wú)論在城區(qū)還是郊區(qū)，網(wǎng)吧所處的建筑物往往都不具備符合要求的防雷、電涌條件（特別是內(nèi)部防雷和地網(wǎng)等等）；

    5)電源系統(tǒng)：據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，感應(yīng)雷中有80%是經(jīng)由電源線侵入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的，要保護(hù)好電子設(shè)備，需要在它們的電源輸入端之前設(shè)置電源防雷器，這樣可以將從沿市電電路襲來(lái)的雷電過(guò)電壓提前泄放到大地。一般網(wǎng)吧的進(jìn)線都是380V交流市電供電線路架空明線接入至建筑物再埋進(jìn)墻里的，因此非常容易遭受感應(yīng)雷電磁脈沖及由于市電電壓的波動(dòng)而產(chǎn)生的浪涌沖擊,導(dǎo)致網(wǎng)吧主要出現(xiàn)的問(wèn)題有：

    a）設(shè)備即使不被擊壞也會(huì)因此而減短壽命，增加營(yíng)運(yùn)成本。

    b)空氣開(kāi)關(guān)會(huì)因過(guò)電壓而跳閘，并隨著其老化而越來(lái)越頻繁。

    6）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：一般情況下，WAN連接為光纖,并借助光電收發(fā)器實(shí)現(xiàn)與WAN的連接，因?yàn)楣饫w是非金屬的。因此,對(duì)光纖作防雷措施的必要性不大，但室內(nèi)的服務(wù)器、交換機(jī)和網(wǎng)卡等設(shè)備也同樣難免感應(yīng)雷的影響，感應(yīng)雷通常會(huì)來(lái)自網(wǎng)線，因敷設(shè)網(wǎng)線時(shí)離強(qiáng)電電源線太近或有較長(zhǎng)的線路平衡于建筑物的鋼筋（“法拉第籠”），有的甚至裸露或半裸露于外墻等，這些情況都容易受到感應(yīng)電源形成浪涌。有的網(wǎng)吧會(huì)加裝ADSL等通信線路，這種線路通常是由戶外架空明線引入的，并且通常未安裝專用浪涌保護(hù)器作防護(hù)，即使幾公里以外的落雷都可能會(huì)對(duì)弱電設(shè)備造成損壞。有時(shí)瞬間過(guò)電壓也不一定會(huì)直接損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成網(wǎng)絡(luò)故障，但經(jīng)長(zhǎng)年累月的浪涌沖擊，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也因多次發(fā)熱等原因而加速老化，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性能也會(huì)受到嚴(yán)重影響。從以上幾個(gè)特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，從雷電防護(hù)角度來(lái)看，網(wǎng)吧可謂運(yùn)行于“高風(fēng)險(xiǎn)”環(huán)境下，即對(duì)于雷害風(fēng)險(xiǎn)來(lái)講，“暴露程度”很高，因此需要采取強(qiáng)有力的防護(hù)措施。

    二、解決方案

    1、電源配電系統(tǒng)浪涌保護(hù)設(shè)計(jì)方案

    A、電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)器的布置原則。依據(jù)GB50057-94（2000版）和IEC61312的標(biāo)準(zhǔn)布置。在LPZ0和LPZ1、LPZ1和LPZ2、LPZ2和LPZ3各區(qū)之間的交界處都需要安裝電源浪涌保護(hù)器，通過(guò)多級(jí)鉗位，目的是使殘壓逐步降低，以有效地抑制外來(lái)雷電波入侵和雷電電磁脈沖的危害。但是，我們?cè)诎惭b浪涌保護(hù)器時(shí)總會(huì)使用導(dǎo)線進(jìn)行連接，而導(dǎo)線的電感（即自感系數(shù)）在雷電波的頻率下不能忽略。導(dǎo)線越長(zhǎng)，當(dāng)有雷電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電感就越大，如果只有一級(jí)浪涌保護(hù)器，雷電流的大部分將從這一級(jí)浪涌保護(hù)器泄放入地，此時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線的電流非常大，要保證導(dǎo)線電感額外地小，減少阻抗，要求導(dǎo)線非常短。

    另外，通常情況下，網(wǎng)吧的三相跟單相電源是連同一個(gè)配電柜的。若按照浪涌保護(hù)器的三級(jí)分配標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行分開(kāi)保護(hù)，那么，要同時(shí)安裝第一、二級(jí)保護(hù)器就相當(dāng)困難，所以，最后選擇第一、二級(jí)合一或三級(jí)合一的一體化浪涌保護(hù)器。

    B、電源浪涌保護(hù)器的選擇。GB50057-94（2000版）和IEC61312指出：二類保護(hù)要求,應(yīng)按總雷電流150KA(10×350μS波)來(lái)考慮浪涌保護(hù)器選擇，按照其建議的雷電流分配方式其中50%即75KA是通過(guò)接地系統(tǒng)（水管、鎧裝電纜外皮或?qū)Ь€的我屬保護(hù)管等）直接入地；另外50%通過(guò)安裝在相線和中線上的電涌保護(hù)器入地。所以，對(duì)電涌保護(hù)器通流容量的要求最好為75KA以上。另一方面，若采取三級(jí)保護(hù)方式，要使過(guò)電壓的殘壓于到達(dá)終端設(shè)備前能限制至1500V以下（按3C的標(biāo)準(zhǔn)要求），需要好幾套第二級(jí)防雷器的同時(shí)每臺(tái)電腦前加裝質(zhì)量較好的第三級(jí)防雷器。這樣，這部分的成本就相當(dāng)大了。由此，可以選擇一體化的高性能電源浪涌保護(hù)器，如YHC清華防雷器的大力神系列。

    2、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)浪涌保護(hù)設(shè)計(jì)方案

    在雷擊發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生巨大瞬變電磁場(chǎng)，在1KM范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊金屬連線等都會(huì)感應(yīng)到雷擊，將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行甚至徹底破壞系統(tǒng)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)方面的防雷工作是較易被忽視的。本方案中網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)設(shè)備防護(hù)方面，依據(jù)GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》、YD/T5098《通信局（站）雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB2887-89《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地安全要求》中信號(hào)系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓防護(hù)要求設(shè)計(jì)。應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)通訊線MODEN前端安裝電話線路通信專用浪涌保護(hù)器，以串聯(lián)的方式把瞬間過(guò)電壓拒于室外，保護(hù)電話通信線路（如ADSL線路可采用YHC清華防雷器的RJ11-ADSL）。

    這樣，室內(nèi)的重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只要根據(jù)實(shí)際情況選擇性地加裝浪涌保護(hù)器以防御室內(nèi)網(wǎng)線有可能帶來(lái)的浪涌，如中心交換機(jī)可采用RJ45-24E的機(jī)架式24口網(wǎng)絡(luò)防雷器，子交換機(jī)的進(jìn)線端可以采用RJ45-N2C等。這些浪涌保護(hù)器的通流容量應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，一般為5KA到10KA的會(huì)較有保障；同時(shí)，插入損耗應(yīng)越低越好，確保網(wǎng)絡(luò)帶寬不受影響。

    3、地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案以網(wǎng)吧所在的建筑物為框架結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，首先要將所有建筑物基礎(chǔ)鋼筋用40×4mm鍍鋅扁鋼做兩點(diǎn)連接，組成聯(lián)合地網(wǎng)；其次要將所有外露電力設(shè)備的保護(hù)接地，建筑物頂部設(shè)備的保護(hù)接地，架設(shè)的避雷針的引下接地等與主地網(wǎng)進(jìn)行連接；最后對(duì)信息控制系統(tǒng)的信號(hào)線路直流工作接地做單獨(dú)接地處理，并在機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)置均壓帶和等電位匯流排。

考慮到地網(wǎng)使用的長(zhǎng)期性和耐腐蝕性，建議使用AG系列非金屬接地模塊制作地網(wǎng)。地網(wǎng)布置依據(jù)地形進(jìn)行設(shè)計(jì)。水平接地體使用40×4mm鍍鋅扁鋼，埋深0.6米；垂直接地體使用L50×50×5×2000mm鍍鋅角鋼；垂直接地體間使用AG-I平板型非金屬接地模塊。地網(wǎng)引出地網(wǎng)測(cè)試極到地面上，以便以后檢測(cè)地網(wǎng)情況。綜上所述，在一般情況下，其電源線路要達(dá)到防浪涌的效果，至少應(yīng)采取兩級(jí)雷電防護(hù)，而根據(jù)IEC61312-3對(duì)浪涌保護(hù)器的要求，還要在每臺(tái)計(jì)算機(jī)前安裝浪涌保護(hù)器作第三級(jí)保護(hù)，將浪涌電壓限制到一千多伏，這樣很可能就需要引進(jìn)數(shù)百套防雷設(shè)備。

    但目前的情況是，大多數(shù)網(wǎng)吧都難于接受。此外，網(wǎng)吧營(yíng)業(yè)空間通常都已作十分完美的裝修，不便于更改線路。鑒于網(wǎng)吧的上述特點(diǎn)和要求，在電源方面，一般認(rèn)為對(duì)于強(qiáng)雷區(qū)（每年平均的雷暴天氣達(dá)80.3次），可以選用清華防雷器YHCAC380-80或更強(qiáng)保護(hù)能力的電源浪涌保護(hù)器。其標(biāo)稱放電電流為每線80KA（10/350μS），真正達(dá)到高強(qiáng)度保護(hù)；具有防爆、防濺、無(wú)噪音特點(diǎn)，適合網(wǎng)吧的特殊工作環(huán)境。作為一體化的保護(hù)，解除分三級(jí)保護(hù)的煩惱，將數(shù)萬(wàn)伏的感應(yīng)雷擊過(guò)電壓直接限制到殘壓小于1000V，既解決計(jì)算機(jī)數(shù)量多難于安裝多級(jí)浪涌保護(hù)器的難題，又避免了三級(jí)防護(hù)方式對(duì)級(jí)與級(jí)之間協(xié)調(diào)要求高，安裝條件苛刻、嚴(yán)格，而且感抗高和對(duì)接地要求高等問(wèn)題。

    同時(shí)又滿足網(wǎng)吧內(nèi)設(shè)備對(duì)感應(yīng)電流的殘壓要求，確保每臺(tái)電腦及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在穩(wěn)定的電源供給下運(yùn)行。通信信號(hào)線路由于多是由外部進(jìn)線，因此同樣會(huì)受到雷擊的威脅，因此也需要采用專用通信信號(hào)系列電涌保護(hù)器進(jìn)行雷電防護(hù)，如ADSL線路則可以通過(guò)YHCRJ11-ADSL進(jìn)行保護(hù)。為防護(hù)網(wǎng)吧內(nèi)除電源線外其他途徑導(dǎo)入的感應(yīng)雷，其中服務(wù)器、中心交換機(jī)、及其他計(jì)算機(jī)管理設(shè)備等精密設(shè)備，可以考慮作重點(diǎn)保護(hù)。