前言：

如今，機房已成為各大單位的重要組成部分，機房設備必須時時刻刻為計算機系統(tǒng)提供正常的運行環(huán)境，一旦機房環(huán)境設備出現(xiàn)故障，就會影響到計算機系統(tǒng)的運行，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構成威脅，如事故嚴重又不能及時處理，就可能損壞硬件設備，造成嚴重后果，其中數(shù)據(jù)中心機房存在兩大必要性，那就是機房監(jiān)控的必要性以及機房空調防雷的必要性。

本文基于機房基本工作原理及其特點，數(shù)據(jù)中心機房監(jiān)控的作用和必要性以及雷電對機房空調的侵害進行分析，并提出機房空調系統(tǒng)的雷電防護措施。

數(shù)據(jù)中心機房監(jiān)控的必要性

數(shù)據(jù)中心機房為什么要使用動力環(huán)境監(jiān)控

因為在信息化建設中，機房運行處于信息交換管理的核心位置。機房內所有設備必須時時刻刻正常運轉，否則一旦某臺設備出現(xiàn)故障，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行構成威脅，就會影響到全局系統(tǒng)的運行，如果不能及時處理，更有可能損壞硬件設備，耽誤業(yè)務系統(tǒng)運轉，造成的經(jīng)濟損失是不可估量的。

目前許多機房的管理人員不得不采用 24小時專人值班，定時巡查機房環(huán)境設備，這樣不僅加重了管理人員的負擔，而且更多的時候，不能及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，對事故發(fā)生的時間及責任也無科學的管理, 尤其目前國內普遍缺乏機房環(huán)境設備的專業(yè)管理人員，在許多地方的機房不得不安排軟件人員或者不太懂機房設備管理甚至根本不懂機房設備維護的人員值班，這對機房的安全運行無疑又是一個不利因素。

因此對網(wǎng)絡機房的電力、環(huán)境系統(tǒng)、服務器系統(tǒng)資源、網(wǎng)絡資源等進行實時集中的監(jiān)控極其必要，使用動力環(huán)境監(jiān)控是專為現(xiàn)代計算機、網(wǎng)絡通信機房及無人值守變電站而設計的多功能遠程監(jiān)控報警系統(tǒng)，具有多項專利，它可檢測多組電壓、電流、溫度、濕度、漏水、火警、精密空調、UPS、服務器資源、網(wǎng)絡資源等詳細的參數(shù)，和監(jiān)控現(xiàn)場情況和聲音，可通過多種報警方式在第一時間通知相關管理人員，如短信、電話、電子郵件、聲光等，確保機房設備能正常的工作狀態(tài)，管理人員并可通過手機與 WEB遠程訪問相關的數(shù)據(jù)，并有獨特的預警功能，防患于未然。

數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)的主要功能和樓宇自控項目基本相同，概括起來有以下幾個主要方面：

1、集中實時監(jiān)視功能

傳統(tǒng)的機房管理采用的是每天定時巡視的制度，比如早晚各一次檢查，并且將設備的一些核心運行參數(shù)進行人工筆錄后存檔。這樣取得的數(shù)據(jù)只限于特定時段，工作單調而且耗費人力。而集中實時監(jiān)控功能可解決此問題。

2、報警和事件功能

報警指機房運行中出現(xiàn)異常情況，比如停電事故、漏水事故等。報警的發(fā)生意味著機房的運行受到影響，其嚴重程度可用"優(yōu)先級"的概念來定義。一般監(jiān)控系統(tǒng)均可設置幾十到上千個優(yōu)先級以區(qū)別報警的嚴重程度。機房內的報警優(yōu)先級一般劃分為10級即可。

3、運行歷史數(shù)據(jù)記錄和趨勢功能

對機房的管理者來說，除了系統(tǒng)的報警功能以外，系統(tǒng)的另一個重要的功能就是歷史數(shù)據(jù)和趨勢功能。因為機房只是一個存放計算機和網(wǎng)絡設備的場所，隨著事件的推移，機房內的設備數(shù)量、型號等都會發(fā)生變化，按照目前的趨勢，一般都是越來越多。因此，從機房管理角度，需要能夠擁有機房設備運行的歷史資料，這樣可以通過分析，找出發(fā)展趨勢、發(fā)現(xiàn)故障隱患。從而大幅度提高機房的管理水平。

4、用戶管理功能

用戶管理主要是對監(jiān)控系統(tǒng)的使用者進行權限管理，避免末授權的人員隨意修改參數(shù)設置或者查看。而授權需要進行分級控制，不同級別的用戶只能進行自己這個級別內所允許的操作。

5、確定需要監(jiān)控的對象

UPS電源(包含直流電源)、空調設備、漏水檢測、配電系統(tǒng)、發(fā)電機、機房實際溫濕度、通風系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、門禁監(jiān)控、網(wǎng)絡設備與應用系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)通信的監(jiān)視。

6、完善的監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求

從實際經(jīng)驗出發(fā)，該監(jiān)控系統(tǒng)應能達到以下幾個要求:

擴容：系統(tǒng)具備較強的擴容能力。

實時：必須達到實時的響應時間。

故障報警：必須具備故障分析診斷的能力,能夠準確判定故障點,實現(xiàn)聲光報警,并彈出提示故障檢查內容,提供報警恢復操作。

施工：必須能解決動力機房施工方面的各種技術要求。

界面統(tǒng)一：必須能將各機房及各種設備統(tǒng)一在單一的中文人機界面。

監(jiān)控設備的完整：必須能將各種傳統(tǒng)設備及智能型設備完整納入監(jiān)控系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)中心機房空調防雷的必要性

在弱電系統(tǒng)中機房空調防雷必要性，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心機房，安全監(jiān)控系統(tǒng)機房等都配備了機房空調。當雷電來臨時，機房空調能否在正常運行的同時又可確保其所處系統(tǒng)的防雷安全，基于機房空調的基本工作原理及其特點，對雷電對機房空調的侵害進行分析，并提出機房空調系統(tǒng)的雷電防護措施。

1、機房空調的基本工作原理

機房空調的主要工作過程是濾波—整流—逆變，另外還包括像充電器及蓄電池、鎖相同步網(wǎng)絡、交流旁路供電通道、微處理器、通信接口等一些輔助工作的單元。

2、機房空調的類型及其特點

從主電路結構和不間斷供電的運行機制來看，目前技術成熟并已形成產(chǎn)品的各種機房空調主要有3大類：

（1）后備式機房空調;后備式機房空調的特點是轉換效率高，當市電供電正常時，逆變器處于停止工作狀態(tài)，負載上得到的是經(jīng)過簡易穩(wěn)壓處理的市電，只有在市電供電不正常時，逆變器啟動，向負載供電。其噪聲低、價格比較低廉。

（2）在線互動式機房空調;在線互動式產(chǎn)品屬機房空調的中間型產(chǎn)品，具有穩(wěn)壓精密、運行穩(wěn)定、智能化和安全保護等特點。因此它既具有后備式轉換率高、可靠性高的優(yōu)點，又具有在線式供電質量高、轉換時間短的優(yōu)點，且價格適中。

（3）在線式機房空調(又可分為：雙變換在線式機房空調和雙向變換串并聯(lián)補償在線式機房空調兩種);在線式機房空調的特點是在正常情況下無論有無市電，它總是由機房空調的逆變器對負載供電，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動及、帶來的影響，真正實現(xiàn)了對負載的無、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻供電，且在由市電供電轉換到蓄電池供電時，無轉換時間。因此，其供電輸出的電源品質高，保護性能最好，但是結構復雜，成本相對較高。

當今的機房空調已在大量引進微處理器監(jiān)控技術的基礎上發(fā)展成為一種智能化機房空調.同時，為更好地適應網(wǎng)絡環(huán)境的要求，機房空調的智能網(wǎng)絡功能正向以簡單網(wǎng)路管理協(xié)議為標準的廣域管理結構發(fā)展。這樣，微電子設備在機房空調上的應用愈來愈廣泛。

機房空調是強電與弱電相結合的精密電子設備，其構成中除大功率的電力元件外，還包括CPU板、邏輯控制板、整流器控制板、逆變器控制板等微電子控制部件。機房空調微電子控制部件的主要元器件是各種集成電路(IC)，而IC對電磁環(huán)境的要求較高，當IC處于幅度為0.3GS(高斯)的電磁脈沖環(huán)境下，會使機器發(fā)生誤動作，電磁脈沖幅度為0.75GS時，IC元件會出現(xiàn)假性損壞，幅度為2.4GS時，IC元件將出現(xiàn)不可逆永久性損壞。對于微電子設備來講，危害最大的是雷電電磁脈沖，它無孔不入，隱含殺機。

機房空調不能阻擋雷電流的侵害的原因

1、機房空調安裝在重要設備的前端，所以當雷電直擊到低壓電源線或在電纜上產(chǎn)生感應雷電時，電源導線上的過電流過電壓經(jīng)過配電系統(tǒng)，首先沖擊機房空調，而機房空調穩(wěn)壓范圍一般單相在160~260V，三相在320V~460V之間。要防止瞬間10~20kV的雷電沖擊波的過電壓幅值是不可能的，因此當雷擊來臨時，它最先受到雷電流的沖擊。

2、內部安裝有防雷器件的機房空調分為兩種類型：

（1）裝有不合標準的防雷器件的機房空調.這類是生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，只是象征性地裝一組小功率的金屬氧化鋅壓敏電阻MOV，只能對很小的感應雷電有一定的防護作用。

（2）部分進口機房空調及國內著名機房空調廠生產(chǎn)的機房空調，是根據(jù)國際IEC801-5的標準(抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強浪涌，其沖擊電流為20kA，沖擊電壓為6kV，波形為8/20μs)，安裝有標準的防雷器件。而這一類機房空調是否能完好的保護機房空調本身，并達到保護其它后續(xù)電源及設備免遭雷電侵害的目的，經(jīng)長期的監(jiān)測的統(tǒng)計資料表明，直擊雷在一般低壓架空線路產(chǎn)生的過電壓幅值高達100kV，電信線路高達40~60kV.感應雷電過電壓幅值在無屏蔽架空線上最高幅值達到20kV，無屏蔽地下電纜可達10kV，由此可知，即使裝有標準防雷器件的機房空調，在其電源線路前端(配電室、房、柜及箱)沒有加裝有效的高能量防雷器件，這類機房空調同樣會遭到雷擊損壞。

3、智能化的機房空調中，信號接口或遠程控制用通信線接口，有的沒有裝浪涌電路，有的僅裝有小功率的浪涌抑制電路，均無法防止感應雷擊，因此其信號或通信線接口也成為雷電波侵入的主要渠道。

綜上分析，沒有安裝防雷器件的機房空調，可以說是沒有防雷功能，只能對市電網(wǎng)過電壓或很小的雜散電流起到電源凈化和保護的作用。當雷擊來臨時，它本身首先被擊壞;內裝防雷器件的機房空調，也不能完善地保護其自身，并達到保護其它設備的電源免遭雷電侵害;從架空電源線和信號線上侵入的直擊雷過電壓和感應雷過電壓，是造成智能型機房空調損害的主要原因。因此，加強對機房空調的雷電防護措施是十分必要的，同時也具有重要的現(xiàn)實意義。

機房空調的雷電防護

直擊雷、感應雷和雷電電磁脈沖等都有可能對機房空調造成損害，因此要做好機房空調的防雷就必須嚴格遵守《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》綜合防雷系統(tǒng)的要求，做好以下幾點：

1、要將外部防雷措施和內部防雷措施統(tǒng)籌兼顧，全面規(guī)劃，切實做好接地和等電位連接

完善設備所在建筑物外部防雷系統(tǒng)，按照國標《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB50057-94(2000年版))，安裝接閃器，引下線以及防雷接地網(wǎng)等設施。做好機房接地，根據(jù)國標《電子計算機房設計規(guī)范》(GB50174-1993)，交流工作地、直流工作地、安全保護地、防雷接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值要求確定;如果必須分設接地，則必須于兩地之間加裝等電位共地聯(lián)結器。

2、要采取多級防護措施

所謂多級防護就是按照電磁兼容的原理，分層次地對雷電流進行削弱，在動力線進戶配電柜、樓層配電柜以及機房進戶配電盒，安裝適配的避雷器。對于有信號或通信接口的機房空調，為防止雷電波從信號或通信線引入，必須在信號或通信線接口處加裝相應的信號避雷器。雷電防護的中心內容是泄放和均衡，泄放將雷電流盡可能多的、盡可能遠的是泄放于地，而拒之于通信系統(tǒng)之外。均衡是減小雷電流在諸導電物體上產(chǎn)生的電位差，防止雷電流的反擊。

3、機房空調的安裝位置要講究

依據(jù)國際電工委員會ICE1312一1((雷電電磁脈沖的防護》的建筑物分區(qū)方法，機房空調機房屬LPZ1區(qū)，在本區(qū)內的物體不可能遭受直接雷擊，在本區(qū)內的電磁場有可能衰減。就是機房空調應安裝在LPZ1區(qū)內，同時，為防范雷電流產(chǎn)生的強電磁場*，機房空調放置離墻應有一定的距離，與外墻立柱鋼筋引下線的距離≥0.83m，即設備處在雷電流磁場的安全區(qū)內。并把機器外殼屏蔽接地，機柜門用導線與地加強連接，機柜內成為LPZ2區(qū)。

避雷器應選用質量可靠，性能優(yōu)良，并經(jīng)相關部門備案的產(chǎn)品

1、選擇SPD，要滿足以下三條基本要求：

（1）安裝SPD之后，在無電涌發(fā)生時，SPD不應對電氣(電子)系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生影響。

（2）安裝SPD之后，在有電涌發(fā)生的情況下，SPD能承受預期通過的雷電流而不損壞，并能箝制電涌電壓和分走電涌電流。

（3）在電涌電流通過后，SPD應迅速恢復高阻狀態(tài)，切斷工頻續(xù)流。

2、一般，將SPD安裝在被保護設備以及機房空調前端，SPD所有連接導線應盡可能短，特別是接地線，其長度不宜大于0.5m.所有連線應規(guī)整，平直。

文章來源：艾默生空調 http://www.umvbook.com/emerson/