前言：
如今，機(jī)房已成為各大單位的重要組成部分，機(jī)房設(shè)備必須時時刻刻為計算機(jī)系統(tǒng)提供正常的運(yùn)行環(huán)境，一旦機(jī)房環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，就會影響到計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性構(gòu)成威脅，如事故嚴(yán)重又不能及時處理，就可能損壞硬件設(shè)備，造成嚴(yán)重后果，其中數(shù)據(jù)中心機(jī)房存在兩大必要性，那就是機(jī)房監(jiān)控的必要性以及機(jī)房空調(diào)防雷的必要性。
本文基于機(jī)房基本工作原理及其特點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心機(jī)房監(jiān)控的作用和必要性以及雷電對機(jī)房空調(diào)的侵害進(jìn)行分析，并提出機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的雷電防護(hù)措施。
數(shù)據(jù)中心機(jī)房為什么要使用動力環(huán)境監(jiān)控？
數(shù)據(jù)中心機(jī)房監(jiān)控的必要性
數(shù)據(jù)中心機(jī)房為什么要使用動力環(huán)境監(jiān)控
因?yàn)樵谛畔⒒ㄔO(shè)中，機(jī)房運(yùn)行處于信息交換管理的核心位置。機(jī)房內(nèi)所有設(shè)備必須時時刻刻正常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則一旦某臺設(shè)備出現(xiàn)故障，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)成威脅，就會影響到全局系統(tǒng)的運(yùn)行，如果不能及時處理，更有可能損壞硬件設(shè)備，耽誤業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，造成的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。
目前許多機(jī)房的管理人員不得不采用 24小時專人值班，定時巡查機(jī)房環(huán)境設(shè)備，這樣不僅加重了管理人員的負(fù)擔(dān)，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(zé)任也無科學(xué)的管理, 尤其目前國內(nèi)普遍缺乏機(jī)房環(huán)境設(shè)備的專業(yè)管理人員，在許多地方的機(jī)房不得不安排軟件人員或者不太懂機(jī)房設(shè)備管理甚至根本不懂機(jī)房設(shè)備維護(hù)的人員值班，這對機(jī)房的安全運(yùn)行無疑又是一個不利因素。
因此對網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的電力、環(huán)境系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)資源、網(wǎng)絡(luò)資源等進(jìn)行實(shí)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(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)房及無人值守變電站而設(shè)計的多功能遠(yuǎn)程監(jiān)控報警系統(tǒng)，具有多項(xiàng)專利，它可檢測多組電壓、電流、溫度、濕度、漏水、火警、精密空調(diào)、UPS、服務(wù)器資源、網(wǎng)絡(luò)資源等詳細(xì)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(guān)管理人員，如短信、電話、電子郵件、聲光等，確保機(jī)房設(shè)備能正常的工作狀態(tài)，管理人員并可通過手機(jī)與 WEB遠(yuǎn)程訪問相關(guān)的數(shù)據(jù)，并有獨(dú)特的預(yù)警功能，防患于未然。
數(shù)據(jù)中心機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能
監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的主要功能和樓宇自控項(xiàng)目基本相同，概括起來有以下幾個主要方面：
1、集中實(shí)時監(jiān)視功能
傳統(tǒng)的機(jī)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(shè)備的一些核心運(yùn)行參數(shù)進(jìn)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(diào)而且耗費(fèi)人力。而集中實(shí)時監(jiān)控功能可解決此問題。
2、報警和事件功能
報警指機(jī)房運(yùn)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(jī)房的運(yùn)行受到影響，其嚴(yán)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(shè)置幾十到上千個優(yōu)先級以區(qū)別報警的嚴(yán)重程度。機(jī)房內(nèi)的報警優(yōu)先級一般劃分為10級即可。
3、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)記錄和趨勢功能
對機(jī)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?yàn)闄C(jī)房只是一個存放計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的場所，隨著事件的推移，機(jī)房內(nèi)的設(shè)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(jī)房管理角度，需要能夠擁有機(jī)房設(shè)備運(yùn)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(jī)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(jìn)行權(quán)限管理，避免末授權(quán)的人員隨意修改參數(shù)設(shè)置或者查看。而授權(quán)需要進(jìn)行分級控制，不同級別的用戶只能進(jìn)行自己這個級別內(nèi)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(diào)設(shè)備、漏水檢測、配電系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、機(jī)房實(shí)際溫濕度、通風(fēng)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(luò)設(shè)備與應(yīng)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(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，該監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能達(dá)到以下幾個要求:
擴(kuò)容：系統(tǒng)具備較強(qiáng)的擴(kuò)容能力。
實(shí)時：必須達(dá)到實(shí)時的響應(yīng)時間。
故障報警：必須具備故障分析診斷的能力,能夠準(zhǔn)確判定故障點(diǎn),實(shí)現(xiàn)聲光報警,并彈出提示故障檢查內(nèi)容,提供報警恢復(fù)操作。
施工：必須能解決動力機(jī)房施工方面的各種技術(shù)要求。
界面統(tǒng)一：必須能將各機(jī)房及各種設(shè)備統(tǒng)一在單一的中文人機(jī)界面。
監(jiān)控設(shè)備的完整：必須能將各種傳統(tǒng)設(shè)備及智能型設(shè)備完整納入監(jiān)控系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)防雷的必要性
在弱電系統(tǒng)中機(jī)房空調(diào)防雷必要性，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心機(jī)房，安全監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)房等都配備了機(jī)房空調(diào)。當(dāng)雷電來臨時，機(jī)房空調(diào)能否在正常運(yùn)行的同時又可確保其所處系統(tǒng)的防雷安全，基于機(jī)房空調(diào)的基本工作原理及其特點(diǎn)，對雷電對機(jī)房空調(diào)的侵害進(jìn)行分析，并提出機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的雷電防護(hù)措施。
1、機(jī)房空調(diào)的基本工作原理
機(jī)房空調(diào)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(luò)、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(jī)房空調(diào)的類型及其特點(diǎn)
從主電路結(jié)構(gòu)和不間斷供電的運(yùn)行機(jī)制來看，目前技術(shù)成熟并已形成產(chǎn)品的各種機(jī)房空調(diào)主要有3大類：
（1）后備式機(jī)房空調(diào);后備式機(jī)房空調(diào)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高，當(dāng)市電供電正常時，逆變器處于停止工作狀態(tài)，負(fù)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(fù)載供電。其噪聲低、價格比較低廉。
（2）在線互動式機(jī)房空調(diào);在線互動式產(chǎn)品屬機(jī)房空調(diào)的中間型產(chǎn)品，具有穩(wěn)壓精密、運(yùn)行穩(wěn)定、智能化和安全保護(hù)等特點(diǎn)。因此它既具有后備式轉(zhuǎn)換率高、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，又具有在線式供電質(zhì)量高、轉(zhuǎn)換時間短的優(yōu)點(diǎn)，且價格適中。
（3）在線式機(jī)房空調(diào)(又可分為：雙變換在線式機(jī)房空調(diào)和雙向變換串并聯(lián)補(bǔ)償在線式機(jī)房空調(diào)兩種);在線式機(jī)房空調(diào)的特點(diǎn)是在正常情況下無論有無市電，它總是由機(jī)房空調(diào)的逆變器對負(fù)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(shí)現(xiàn)了對負(fù)載的無、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻供電，且在由市電供電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時，無轉(zhuǎn)換時間。因此，其供電輸出的電源品質(zhì)高，保護(hù)性能最好，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對較高。
當(dāng)今的機(jī)房空調(diào)已在大量引進(jìn)微處理器監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一種智能化機(jī)房空調(diào).同時，為更好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，機(jī)房空調(diào)的智能網(wǎng)絡(luò)功能正向以簡單網(wǎng)路管理協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)的廣域管理結(jié)構(gòu)發(fā)展。這樣，微電子設(shè)備在機(jī)房空調(diào)上的應(yīng)用愈來愈廣泛。
機(jī)房空調(diào)是強(qiáng)電與弱電相結(jié)合的精密電子設(shè)備，其構(gòu)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(jī)房空調(diào)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(dāng)IC處于幅度為0.3GS(高斯)的電磁脈沖環(huán)境下，會使機(jī)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(shè)備來講，危害最大的是雷電電磁脈沖，它無孔不入，隱含殺機(jī)。
機(jī)房空調(diào)不能阻擋雷電流的侵害的原因
1、機(jī)房空調(diào)安裝在重要設(shè)備的前端，所以當(dāng)雷電直擊到低壓電源線或在電纜上產(chǎn)生感應(yīng)雷電時，電源導(dǎo)線上的過電流過電壓經(jīng)過配電系統(tǒng)，首先沖擊機(jī)房空調(diào)，而機(jī)房空調(diào)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(dāng)雷擊來臨時，它最先受到雷電流的沖擊。
2、內(nèi)部安裝有防雷器件的機(jī)房空調(diào)分為兩種類型：
（1）裝有不合標(biāo)準(zhǔn)的防雷器件的機(jī)房空調(diào).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(yīng)雷電有一定的防護(hù)作用。
（2）部分進(jìn)口機(jī)房空調(diào)及國內(nèi)著名機(jī)房空調(diào)廠生產(chǎn)的機(jī)房空調(diào)，是根據(jù)國際IEC801-5的標(biāo)準(zhǔn)(抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強(qiáng)浪涌，其沖擊電流為20kA，沖擊電壓為6kV，波形為8/20μs)，安裝有標(biāo)準(zhǔn)的防雷器件。而這一類機(jī)房空調(diào)是否能完好的保護(hù)機(jī)房空調(diào)本身，并達(dá)到保護(hù)其它后續(xù)電源及設(shè)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(dá)100kV，電信線路高達(dá)40~60kV.感應(yīng)雷電過電壓幅值在無屏蔽架空線上最高幅值達(dá)到20kV，無屏蔽地下電纜可達(dá)10kV，由此可知，即使裝有標(biāo)準(zhǔn)防雷器件的機(jī)房空調(diào)，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(jī)房空調(diào)同樣會遭到雷擊損壞。
3、智能化的機(jī)房空調(diào)中，信號接口或遠(yuǎn)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(yīng)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(jī)房空調(diào)，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(hù)的作用。當(dāng)雷擊來臨時，它本身首先被擊壞;內(nèi)裝防雷器件的機(jī)房空調(diào)，也不能完善地保護(hù)其自身，并達(dá)到保護(hù)其它設(shè)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(yīng)雷過電壓，是造成智能型機(jī)房空調(diào)損害的主要原因。因此，加強(qiáng)對機(jī)房空調(diào)的雷電防護(hù)措施是十分必要的，同時也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
機(jī)房空調(diào)的雷電防護(hù)
直擊雷、感應(yīng)雷和雷電電磁脈沖等都有可能對機(jī)房空調(diào)造成損害，因此要做好機(jī)房空調(diào)的防雷就必須嚴(yán)格遵守《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》綜合防雷系統(tǒng)的要求，做好以下幾點(diǎn)：
1、要將外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施統(tǒng)籌兼顧，全面規(guī)劃，切實(shí)做好接地和等電位連接
完善設(shè)備所在建筑物外部防雷系統(tǒng)，按照國標(biāo)《建筑物防雷設(shè)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(shè)施。做好機(jī)房接地，根據(jù)國標(biāo)《電子計算機(jī)房設(shè)計規(guī)范》(GB50174-1993)，交流工作地、直流工作地、安全保護(hù)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(shè)接地，則必須于兩地之間加裝等電位共地聯(lián)結(jié)器。
2、要采取多級防護(hù)措施
所謂多級防護(hù)就是按照電磁兼容的原理，分層次地對雷電流進(jìn)行削弱，在動力線進(jìn)戶配電柜、樓層配電柜以及機(jī)房進(jìn)戶配電盒，安裝適配的避雷器。對于有信號或通信接口的機(jī)房空調(diào)，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(yīng)的信號避雷器。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡，泄放將雷電流盡可能多的、盡可能遠(yuǎn)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(dǎo)電物體上產(chǎn)生的電位差，防止雷電流的反擊。
3、機(jī)房空調(diào)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(hù)》的建筑物分區(qū)方法，機(jī)房空調(diào)機(jī)房屬LPZ1區(qū)，在本區(qū)內(nèi)的物體不可能遭受直接雷擊，在本區(qū)內(nèi)的電磁場有可能衰減。就是機(jī)房空調(diào)應(yīng)安裝在LPZ1區(qū)內(nèi)，同時，為防范雷電流產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場*，機(jī)房空調(diào)放置離墻應(yīng)有一定的距離，與外墻立柱鋼筋引下線的距離≥0.83m，即設(shè)備處在雷電流磁場的安全區(qū)內(nèi)。并把機(jī)器外殼屏蔽接地，機(jī)柜門用導(dǎo)線與地加強(qiáng)連接，機(jī)柜內(nèi)成為LPZ2區(qū)。
避雷器應(yīng)選用質(zhì)量可靠，性能優(yōu)良，并經(jīng)相關(guān)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(yīng)對電氣(電子)系統(tǒng)正常運(yùn)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(yù)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(yīng)迅速恢復(fù)高阻狀態(tài)，切斷工頻續(xù)流。
2、一般，將SPD安裝在被保護(hù)設(shè)備以及機(jī)房空調(diào)前端，SPD所有連接導(dǎo)線應(yīng)盡可能短，特別是接地線，其長度不宜大于0.5m.所有連線應(yīng)規(guī)整，平直。
