雷電是一種自然界中常見(jiàn)的放電現(xiàn)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(xiàn)象。關(guān)于雷電的產(chǎn)生，學(xué)術(shù)界是有很多種理論解釋?zhuān)ǔＮ覀兛梢院?jiǎn)單地認(rèn)為是由于大氣中熱空氣上升時(shí)，與處于高空的冷空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)摩擦，其中的水蒸氣在此過(guò)程中形成了帶有正負(fù)電荷的小水滴，當(dāng)正負(fù)電荷積累到一定的電荷值時(shí)，導(dǎo)致不同極性的云團(tuán)之間以及云團(tuán)對(duì)地之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生云團(tuán)對(duì)云團(tuán)或云團(tuán)對(duì)地的一種擊穿放電現(xiàn)象，即我們通常所說(shuō)的閃電和雷鳴。

雷擊以其電熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械力效應(yīng)等的瞬間爆發(fā)，造成對(duì)建筑物、設(shè)施設(shè)備或人員的巨大破壞或損害。雷擊的危害主要有三個(gè)方面：直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波侵入導(dǎo)致的地電位升高，數(shù)據(jù)中心遭受雷擊侵入室內(nèi)的主要途徑基本是屬于該三類(lèi)情況。

雷電直接擊中設(shè)備所在建筑物或設(shè)備連接線(xiàn)路并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備入地的雷擊過(guò)電流稱(chēng)為直擊雷。

由雷電電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)體感應(yīng)出的過(guò)電壓、過(guò)電流所形成的雷擊稱(chēng)為感應(yīng)雷。感應(yīng)雷一般由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，通過(guò)電力線(xiàn)路、信號(hào)饋線(xiàn)感應(yīng)雷電壓而入侵計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的大面積損壞。

雷電波侵入導(dǎo)致的地電位升高，即雷擊大地時(shí)高電位通過(guò)電力線(xiàn)的零線(xiàn)、保護(hù)接地線(xiàn)和通信系統(tǒng)的地線(xiàn)，以脈沖波的形式傳導(dǎo)進(jìn)入室內(nèi)，并沿著地線(xiàn)等導(dǎo)線(xiàn)反灌傳播到各設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)，導(dǎo)致設(shè)施設(shè)備損壞。

根據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，建筑物應(yīng)根據(jù)建筑物重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類(lèi)。作為當(dāng)前數(shù)字及信息時(shí)代產(chǎn)物的數(shù)據(jù)中心應(yīng)劃分為第二類(lèi)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(xiàng)極為重要的指標(biāo)，但并不是接地電阻小，數(shù)據(jù)中心機(jī)房遭到雷電侵害的概率就會(huì)小，兩者有時(shí)候并沒(méi)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

實(shí)際上數(shù)據(jù)中心內(nèi)的通信設(shè)備遭到雷擊損壞的主要原因還有：機(jī)房?jī)?nèi)沒(méi)有做好適當(dāng)?shù)睦纂姺至骱屠纂娺^(guò)壓保護(hù)措施，或者其連接不可靠等因素造成。因此，我們必須把數(shù)據(jù)中心的防雷技術(shù)按照系統(tǒng)性工程來(lái)做，才能保證數(shù)據(jù)中心免遭雷電的侵害或者降低雷電的侵害的損失。數(shù)據(jù)中心防雷措施一般包括如下方法或措施：

防直擊雷是數(shù)據(jù)中心外部建筑物必須考慮的措施。防直擊雷設(shè)施的主要構(gòu)造是：接閃器、引下線(xiàn)、接地體等。建筑物外采用接閃網(wǎng)形式的接閃器，會(huì)更好的預(yù)防球形雷進(jìn)入室內(nèi)導(dǎo)致的危害。當(dāng)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(gòu)建網(wǎng)，其防雷效果會(huì)更好。

發(fā)生雷擊的時(shí)候，天空中的雷云通過(guò)避雷針及接閃器向大地放電的過(guò)程，可以近似用RC放電過(guò)程來(lái)模擬。因?yàn)榇蟮嘏c雷云之間相當(dāng)于一個(gè)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(nèi)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(xiàn)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(shí)電流i與R及接閃器上的高電壓相互關(guān)系適合RC放電方程：

iR  – U_C = 0[1] （其中：R = R₁ + R₂）

R₁ 為雷云內(nèi)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(dāng)t=0 時(shí)，A=U_C為最大值，所以A就是剛剛發(fā)生閃擊那一瞬間接閃器對(duì)大地的電壓，也就是雷云對(duì)大地的電壓。并且R越小，UC衰減得越快，表示雷擊時(shí)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(dāng)作電源，接閃器到大地看作是負(fù)載。那么放電時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)有幾kΩ內(nèi)阻的電源，與一個(gè)僅有幾Ω接地電阻和少許引線(xiàn)的阻抗的負(fù)載連接(如上圖)，這電源一般為幾MV到幾10MV，甚至更高。雷擊時(shí)接閃器對(duì)大地的電壓就是雷云的電壓，在雷云內(nèi)阻(包括通道電阻)與接地電阻(包括引下線(xiàn)電阻)的分壓，接地電阻越小，其分壓值越小，相對(duì)來(lái)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(shì)必導(dǎo)致造價(jià)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上，已經(jīng)對(duì)該電阻值有明確的要求。

以上說(shuō)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(xiǎn)。但是，需要明確指出的是，大氣變化是成規(guī)模的，天空中雷云的發(fā)生也是成規(guī)模的，而且雷云的移動(dòng)及變化受到很多可變因素支配，很多條件是隨機(jī)的，并不是固定不變的，因此認(rèn)為安裝有了避雷裝置就會(huì)萬(wàn)無(wú)一失的想法是錯(cuò)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(xué)講，等電位連接就是把建筑物內(nèi)及附近的所有金屬物，如混凝土內(nèi)的鋼筋、水管及其它金屬管道、設(shè)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(xiàn)等統(tǒng)一用電氣連接的方法可靠地連接起來(lái)（或把他們直接焊接起來(lái)），使整座建筑物成為一個(gè)良好的等電位體。建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010對(duì)等電位連接定義為 “將分開(kāi)的諸金屬物體直接用連接導(dǎo)體或經(jīng)電涌保護(hù)器連接到防雷裝置上以減小雷電流引發(fā)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(lián)結(jié)做法是通過(guò)每一進(jìn)線(xiàn)配電箱旁的總等電位聯(lián)結(jié)母排將下列導(dǎo)電部分互相連通：進(jìn)線(xiàn)配電箱的PE(PEN)母排，公用設(shè)施的上、下水、熱力等金屬管道、建筑物金屬結(jié)構(gòu)和接地引出線(xiàn)。它的作用在于降低建筑物內(nèi)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(jīng)電氣線(xiàn)路和各種金屬管道引入的危險(xiǎn)故障電壓的危害。局部等電位聯(lián)結(jié)做法是在一局部范圍內(nèi)通過(guò)局部等電位聯(lián)結(jié)端子板將下列部分用6mm2黃綠雙色塑料銅芯線(xiàn)互相連通：柱內(nèi)墻面?zhèn)蠕摻?、壁?nèi)和樓板中的鋼筋網(wǎng)、金屬結(jié)構(gòu)件、公用設(shè)施的金屬管道、用電設(shè)備外殼等。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的描述，等電位連接又分為S型星形結(jié)構(gòu)及M型網(wǎng)格形結(jié)構(gòu)。

分流裝置，也叫避雷器或防浪涌保護(hù)器，即SPD。

該做法是指一切從室外進(jìn)入的導(dǎo)線(xiàn)（包括電力電源線(xiàn)，電話(huà)線(xiàn)，天線(xiàn)的饋線(xiàn)，信號(hào)線(xiàn)或者這類(lèi)電纜的金屬外套等）都要與接地裝置或接地之間并聯(lián)一種分流器件（避雷器，也叫防浪涌保護(hù)器），通過(guò)該器件引入至接地線(xiàn)。不僅是在入戶(hù)處，在每個(gè)需要作防雷保護(hù)的設(shè)施設(shè)備或儀器設(shè)備的入機(jī)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(shí)產(chǎn)生作用（高電壓下相當(dāng)于短路），它可將通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳入進(jìn)來(lái)的過(guò)電壓波分流入地，也就是類(lèi)似于把雷電流的所有入侵通道進(jìn)行堵截。雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓、過(guò)電流能量強(qiáng)大，而單個(gè)避雷器的分流能力有限，無(wú)法一次性在瞬間完成泄流和限壓，所以電源系統(tǒng)必須采取多級(jí)的防雷保護(hù)，即設(shè)計(jì)多級(jí)避雷器進(jìn)行雷電波堵截。數(shù)據(jù)中心低壓側(cè)一般設(shè)計(jì)3級(jí)或以上防雷分流器件。

接地就是讓已經(jīng)進(jìn)入防雷系統(tǒng)的雷擊能量順利地流入大地，而不能使其集中在防雷系統(tǒng)的某處，對(duì)被保護(hù)物體產(chǎn)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(xiàn)上的電壓，避免發(fā)生反擊。從接閃器、等電位連接、分流三個(gè)防雷措施來(lái)看，都涉及到雷擊閃電能量的瀉放入地過(guò)程，所以“接地”措施雖然是配角，但是如果沒(méi)有它，前面這三個(gè)措施就不可能達(dá)到預(yù)期的效果，故它是以上三個(gè)措施的基礎(chǔ)，接地的妥當(dāng)與否，成為所有建筑物防雷技術(shù)上特別重要的一個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)。因此通常第三方防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的例行測(cè)試，其主要的中心工作就是圍繞機(jī)房接地檢測(cè)來(lái)開(kāi)展的。

把所有各種接地聯(lián)成一體的主要作用就是為了防雷安全，因此會(huì)犧牲其它接地的作用，特別是抗干擾方面的效果。例如對(duì)于電子設(shè)備防干擾影響，一般要求單點(diǎn)接地，否則在地線(xiàn)兩處接點(diǎn)上的電位差會(huì)反饋到電子線(xiàn)路里，成為一個(gè)干擾信號(hào)，影響電子設(shè)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(diǎn)接地。所以一棟擁有大量電子設(shè)備的機(jī)房，接地系統(tǒng)是很復(fù)雜的，接地體更是一個(gè)龐大的地網(wǎng)，比如每層樓或每個(gè)房間設(shè)置接地總母線(xiàn)，每層樓或每個(gè)房間的各設(shè)施設(shè)備或電子設(shè)備通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)來(lái)與接地母線(xiàn)相連接，以盡可能的減少通過(guò)地線(xiàn)傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)的外來(lái)干擾問(wèn)題。

防雷屏蔽實(shí)際上就是減少電磁干擾的基本措施。就是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對(duì)象包圍起來(lái)。其物理原理就是把閃電的脈沖電磁場(chǎng)從空間入侵的通道阻隔起來(lái)或全部截?cái)唷ｏ@然，這種屏蔽作用不是絕對(duì)的，需要考慮實(shí)際情況和依據(jù)實(shí)際原則來(lái)選擇，同時(shí)還要估計(jì)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(shí)際上是一個(gè)密切聯(lián)系的整體防衛(wèi)體系，他們必須全面一起實(shí)施才可能達(dá)到萬(wàn)無(wú)一失的效果。