浅析电脑机房的安全隐患及其预防—电源防雷、抗电涌、防静电，过流保护，保电脑网络

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浅析电脑机房的安全隐患及其预防 关键词：电脑机房 安全隐患 防雷 电源 过流 过热 保护 预防 插座 防火 电脑机房（或称计算机机房）是电脑网络系统的核心，电脑机房的安全历来为人们所重视，通常电脑机房是按高标准，严要求建设的，机房内还配置有UPS、空调、防雷设备、防掺漏报警装置和敷设高频电磁屏蔽等等。有人会认为电脑机房是夠安全的了。然而，天有不测风云，人有旦夕祸福。机房内所有设备都是天天24小时长时间不停的运行，就是铁打的时间长了也会生锈，何况机房设备都是电子设备，它们也难免出故障和损坏。一旦出现问题，机房甚至整个网络系统就将受到严重的威胁。电脑机房各种电器设备都由集成电路等灵敏的弱电元器件构成，能承受的电压一般都只有几伏到几十伏，无法承受雷电、工业电涌、静电等瞬间高电压的冲击；且电器设备也会由于受到外界的影响（如温度升高、受潮等）、设备本身的因素（质量缺陷等）以及长期、超负荷运行而无法承受使之发生故障甚至引发火灾。因而，电脑机房的安全隐患仍然严重，且隐患的爆发多数是突然发生，不容易检查和监控，防不胜防，一旦发生就难于控制。因此，排除电脑机房电气（含电器、电路）故障及其可能引发火灾难度大，对电脑机房的安全隐患不能忽视。 一. 完善机房的防雷、抗电涌、防静电系统 电脑机房的电源防雷通常采取三级保护，第一级电源防雷器安装在大楼总配电柜，第二级安装在机房配电箱，第三级安装在机房内的设备电源输入端。大多数电脑机房都按三级保护设置，但也有只搞第一、二级。笔者认为，电源第三级保护也很重要，特别是电脑机房的关键设备（服务器、主机柜、光端机、UPS、空调等）的电源应采取第三级保护。笔者曾调查过一起雷达站受直击雷雷击事故。某机场建在海拔高度200米山顶的一座雷达站，地处雷暴高发区，实施防雷工程时，建了避雷针和接地系统，且在总配电房和雷达机房安装了第一和第二级电源防雷器。1994年夏天，雷电击中山脚附近的架空三相电源供电线路，造成山下水泵房电源配电箱严重损毁，山上雷达站电源设备（包括UPS整流二极管9只、大功率管5只、500V/15A保险管13只）和雷达9块控制电路板损坏，雷达瘫痪，经济损失约200万元。这次事故发生在电源架空线上，我们在这里只探讨电源的防雷保护。上述的总配电房和机房配电箱安装的一、二级电源防雷器均未损坏，可是电源设备损坏却如此严重。有人怀疑是防雷器质量有问题，作者认为不完全如此。安装的电源防雷器性能和可靠程度不清楚，但它对强雷电的侵入未能遏止住是肯定的。回头仔细分析，也不能全怪怨两只电源防雷器，如此强大的雷击，两处电源系统严重损坏甚至冒烟起火，两只电源防雷器能顶得住吗？假如当时电源安装了第三级防雷器，筑起了一道完善的防线，雷达站受雷击损坏可能是另一种状况，起码损坏不会那么惨重。 电源第三级防雷保护能起多大的作用？ 电源防雷器，无论是第一级、第二级，还是第三级，都是并联在电源线路上的，对侵入电源线路的雷电流都同样起分流作用，将雷电流疏通至接地极释放，使电路过电压逐级下降。电源第三级防雷器使第二级的残压进一步降低，也减轻了第一、第二级防雷器的分流负担。像上述雷达站雷击情况，强大的雷电流仅靠电源的第一、第二级泄放是困难的。第一级SPD响应慢，第二级SPD分流能力有限，往往是还来不及释放，部分雷电流就已经跨过了第二级，使第二级输出的残压过高，雷电的能量有待进一步释放。据此就不难明了上述雷达站雷击事故的因果关系。一只或多只电源第三级防雷器的共同参与分流作用，可使雷电流释放更加充分，残压进一步降低，以达到电器设备的安全要求。 这里列举另一处雷击的案例：2005年5月，广东省东莞市某玩具厂发生一次雷击事故。雷击把该厂安装在电脑主服务器电源端口处的电源电涌保护器打坏，冒出浓浓的黑烟，防雷器电路板严重损毁，防雷的关键元件压敏电阻爆裂。幸运的是电脑服务器并未损坏，拆下电源电涌保护器，接上电源，电脑服务器仍可正常工作。该厂于2004年底为完善电脑机房防雷系统，安装了电源和信号线路防雷设备，包括四级电源防雷保护（总配电、分配电和电子系统主机分别装了一、二、三级防雷器，有十台电脑电源端口特别加装了2.5KA的电涌保护器作精细保护！）和电脑、电话和监控信号线路防雷。这次雷击除前述的电脑服务器的电源电涌保护器（电源第四级SPD）损坏外，其它的防雷器和电器设备都未损坏。可想而知，是电源第四级SPD起了关键作用而挽救了该厂的电脑服务器，也是电源多级防雷所起的综合防护作用的结果。因为，雷电（感应）进入电源线路后，不可能有明确的走向，而是随机的，哪里的接地电阻小，雷电流就往哪里流。这次雷电流在进入电脑服务器之前，其安装的电源电涌保护器起到了分流、限压的作用，保护了电脑服务器。而该电涌保护器因流过的雷电流过强损坏是正常的现象。这次雷击事故充分的说明了电源多级防雷抗电涌的重要性和它对电器设备系统所起的保护作用，也提醒我们，电源第三级SPD必不可少，重要的关键设备还应做电源第四级SPD的精细保护，以保障电器设备的安全。 电脑机房除电源应采取三级至四级防雷保护措施外，进入和引出机房的信号线路也应采取电磁屏蔽或安装信号线路防雷器，防止雷电经信号线路进入电脑系统损坏电脑和机房内其他设备，这里的进入信号线路包括电脑系统网络铜绞线、DDN专线、ADSL网络宽带、有线电视网宽带、路由器等；引出信号线路包括电脑终端线、交换总线、光端机输入线及各种用途的电脑监控、控制线路等。特别是室外线路、跨楼线路和长线路，其感应雷电的可能性大，更要加强保护。 还有一点是人们不太注重的，以为安装了各种防雷装置，就可万事大吉，长期不去维护，不去更新。防雷装置的主要器件氧化锌压敏电阻和气体放电管在长期使用中存在老化现象，它受雷电高电压的反复冲击会造成局部损伤乃至损坏，使其限制电压的能力减弱。此时，这些器件虽然还能工作，但其防御雷电的能力大大减弱。如遇较强的雷击，则有可能造成雷击破坏事故。因此，对防雷装置和防雷接地要经常进行检查、维护，检查包括外观检查和性能测试。器件的现场测试需用专门的测试设备，许多单位不一定有此条件。为此，建议不能对防雷装置进行测试的单位，在防雷装置安装使用三年以后有必要进行更新，更新时间可根据本地的雷暴发生多少、防雷装置的安装环境及其受雷电侵袭的强弱等状况而权衡考虑。 雷霆万钧，雷电电压可高达上百万伏，瞬间电流达几十万安，雷电的破坏性极大。雷电灾害事故中，电器设备的损失占75%以上，雷电严重威胁着电脑机房电器设备的安全。工业电涌来自电源系统内部，如电源的开和关、电机的启动和停止、电源短路等都会产生高电压、大电流的电涌；静电属电荷感应和积累，电压可达到几百伏甚至几千伏。而电涌和静电在日常中就极为常见，对电器的危害不可低估！ 　　雷电、工业电涌、静电等经电源线路和信号线路进入机房电脑系统及其他电器设备，轻则造成干扰和损坏设备，重则使系统瘫痪甚至引发火灾事故。防雷、抗电涌、防静电是排除电脑机房安全隐患的重要环节，为保障电脑系统和电脑机房的安全，一定要加以完善。千万不要有“我们的电脑系统都没有遇到过雷击损坏”的侥幸心理！随着电脑系统运行时间加长和防雷设备使用期的增长，电脑机房电器设备的安全性也在不断减弱，我们要有强烈的防患意识，把电脑机房的防雷、抗电涌、防静电的防范措施做好，做完善。 二. 实施过流保护 给电脑机房提供电能质量的好坏，将直接影响电脑系统正常、可靠的运行，也影响机房内其他附属设备的正常运行。通常，电脑机房的供配电系统是十分严格的，但有一些机房没有按规范配置，另方面还要受外界影响而存在安全隐患。 电脑机房设备正常运转中，其供电的电流通常较为稳定，但当电流突然过大，容易引发电气损坏乃至火灾事故，严重威胁电脑系统的安全。引起电流过大原因很多很复杂，如设备损坏，电线短路，雷电、工业电涌、静电的侵入，电源电压升高，三相电源不平衡等都有可能引起电源电流过大。电流过大多数是突然发生，不容易检查和监控，防不胜防，一旦发生就难于控制。因此，防患电流过大，要采取防范措施，特别是要做好预防，消除隐患，在它萌发之前把它堵住，真正做到“防患于未然”！ 预防电流过大，最直接和最有效的途径应从源头着手，做好电源引入端的防范。实施过流保护是在电源线路上安装过流保护器，一旦流过的电流超过其控制电流时，过流保护器迅速地断开电源，消除电流过大带来的事故或灾害。现有电脑机房也有过流限制措施，如电源空气分离开关，但多数只设在机房配电箱内，一旦出现过流，电源切断，且空气分离开关的控制电流往往都比正常电流要大许多，否则电源稍有波动就会引起跳闸，这些都不利于电脑系统的正常运行和存在着安全隐患。为了能够有效地实施过流保护，除了在机房总电源设置分离开关外，特建议在电源的各个支路上也应分别设置过流保护器。设置支路过流保护时可用拑型电流表测量正常运行电流值，参照此电流值选择具有合适控制电流的过流保护器。这样，过流保护可以做得比较合理，且过流保护的响应非常快速，过流越大，响应越快，特别有利于雷电、电涌引起的过流保护，增加安全性，也不会因某一支路过流而整个机房断电，且又多了一重过流保护，安全性大大加强了。支路过流保护可选择具有过流保护功能的电源安全插座。实施过流保护，对保障机房电器设备的安全和保证电脑系统的正常运行显然十分重要，不可有丝毫松懈！ 三. 实施温控过热保护《待续》 深圳市碧通电子有限公司 蓝开平 E-mail：bitong@tom.com

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