雷擊可以產生不同的破壞形式，國際電工委員會已將雷電災害稱為“電子時代的一大公害”。直接雷擊、感應雷擊、電源尖波等瞬間過電壓已成為破壞電子設備的罪魁禍首。
　　
　　根據GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》的規定，建筑物應根據建筑物重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。作為當前數字及信息時代產物的數據中心應屬于第二類防雷建筑物。
　　
　　實際上數據中心內的通信設備遭到雷擊損壞的原因有：機房內沒有做好適當的雷電分流和雷電過壓保護措施，或者其連接不可靠等因素。因此，數據中心的防雷需要系統性考慮設計：對于直擊雷的防護——接閃器，引下線和接地系統，以及對感應雷的防護——等電位連接和安裝電涌保護器，這樣可以避免數據中心免遭或降低雷電的侵害。
　　
　　在IEC62305-3（雷電防護-第3部分：建筑物的實體損害和生命危險）中關于外部防雷部分明確提出，外部雷電防護裝置（以下稱外部LPS）與金屬裝置、內部系統或者與需保護建筑物相連的外部導電部件、管線可能會出現危險火花。通俗的講，就是當外部LPS泄放雷電流時，外部LPS表面可能會出現爬電現象，與臨近電氣設備距離過近時，會發生空氣擊穿，也就是我們通常所說的閃絡現象，閃絡會造成設備的損壞，甚至威脅到人身安全。針對這一情況，IEC62305-3中提出的解決方法是外部LPS、建筑物等電位連接的導電部件之間應保持合適的隔離距離，并給出了具體的隔離距離計算方法?！　?/P>

     圖1 金屬導體引下線安裝隔離距離安裝存在的問題
　　
　　ki：取決于所選擇的LPS分類；
　　
　　km：取決于電氣絕緣材料
　　
　　kc：取決于流經接閃器和引下線的雷電流；
　　
　　l：從選定的間隔距離的點沿著接閃器或引下線到最近等電位連接點或接地點的長度。
　　
　　                        圖2 距離內部金屬的安全距離要求
　　

           圖3 隔離距離的要求及計算，參考GB50057
　　          
　　隨著國家3060雙碳政策落地，加強綠色數據中心的建設，越來越多的數據中心在屋頂加裝光伏板。然而，實際設計中由于各種限制和緣由，外部LPS與電氣設備之間的隔離距離有時很難達到要求。因此也發生了很多問題：安裝了接閃裝置，但是設備還是會被雷擊損壞；安裝了電涌保護器，但是有些臨近引下線的設備還是損壞了。設備損壞意味著數據中心會有停運的風險，從而造成眼前或潛在不可估量的損失。
　　
　               　        圖4 屋頂光伏雷電防護安裝-錯誤安裝
　　
　　DEHN推出的HVI耐高壓絕緣引下線可以解決隔離距離不足問題，并參與了相關標準的制定。
　　
　　GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018雷電防護系統部件（LPSC）
　　
　　圖5 GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018雷電防護系統部件（LPSC）
　　
　　1、HVI耐高壓絕緣引下線
　　
　　DEHNH VI耐高壓絕緣引下線由內導體、耐高壓的絕緣層和半導體層組成。內導體為銅材，外層覆蓋較厚的絕緣材料，半導體層采用特殊設計，使由雷電引起的高沖擊電壓按照規定的路徑泄放，從而防止導線表面出現沿面閃絡。DEHNHVI耐高壓絕緣引下線能滿足IEC62305標準的電氣技術要求，并且也能滿足2023年2月實行的新標準GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018中的要求。能夠耐受一次直接雷擊的比能量（也就是整個雷擊過程中雷電流值平方的時間積分），其主要決定因素是導線的機械強度和耐熱強度，DEHN的HVI耐高壓絕緣引下線可以完全滿足。HVIPower款耐高壓絕緣引下線單線最大可通過的雷電流可以達到200kA，符合IEC61400-24中對數據中心雷電防護的要求，尤其是空曠區域的數據中心，且適用于所有類別的雷電防護系統。
　　
　　            圖6 DEHNHVI耐高壓絕緣引下線的構成
　　
　　2、引下線對比
　　
　　我們將傳統引下線、普通絕緣引下線以及DEHNHVI耐高壓絕緣引下線進行對比：
　　
　　1） 普通引下線沒有任何絕緣屏蔽措施，當雷電流經過引下線，因與臨近金屬設備隔離距離過近，會有雷電火花閃絡至金屬管線，金屬管線連接至光伏板或者建筑內的其他設備，造成設備的損壞。
　　
　　2）普通絕緣引下線，內部導體包裹著一層絕緣層，閃絡現象可以得到緩解，但是因為絕緣層表面未做特殊處理，當雷電流流過引下線時，引下線表面會發生爬電現象，當距離電氣設備過近，也會存在雷電火花閃絡的風險。
　　
　　3）DEHNHVI耐高壓絕緣引下線，包括三層結構，內部導體、絕緣層以及外表面的半導體層，當雷電流流過引下線時，引下線能夠把雷電流牢牢鎖在半導體層內部，保證不會有雷電火花閃絡的風險，給電氣設備的安全運行提供了安全保障。
　　
　　                                     圖7 引下線對比
　　
　　3、實驗驗證
　　
　　對于具有等效隔離功能的DEHNHVI耐高壓絕緣引下線的實驗驗證，在IECTS62561-8（雷電防護系統組件——隔離LPS組件的要求）里有明確說明。最關鍵的兩項測試內容就是雷電流耐受能力以及等效隔離功能驗證?！　?BR>　　　
　　                         圖8  絕緣引下線等效隔離距離
　　

　　             圖9 絕緣引下線及其緊固件的型式試驗要求
　　
　　這個測試按照下圖給出的測試布置來執行的。為了測試絕緣引下線的等效隔離距離而采用對比驗證裝置。這個對比驗證裝置使用了在一個2m×2m的接地網上方布置兩根交叉的金屬棒（導體直徑8±0.5mm、長度不小于2m），它們之間保證一個電氣距離Sc，接地網上的接地極的最小長度應該大于1.5m。對比驗證裝置與樣品之間的距離應至少保持2m。
　　
　　           圖10 DEHNH VI耐高壓絕緣引下線耐高壓及等效隔離距離功能測試
　　
　　說明：
　　
　　1.高壓脈沖發生器
　　
　　2.高壓脈沖分壓器
　　
　　3.沖擊測試裝置
　　
　　4.對比驗證裝置
　　
　　5.測試樣品（DEHNHVI耐高壓絕緣引下線）
　　
　　                              圖11 樣品測試描述
　　
　　說明：
　　
　　1.DEHNHVI耐高壓絕緣引下線
　　
　　2.金屬管
　　
　　3.根據生產廠家的安裝說明進行連接（外表面等電位連接）
　　
　　4.內導體
　　
　　5.連接至高壓脈沖發生器
　　
　　                                                  圖12  實驗室布置圖
　　
　　                                          圖13 實驗室測試過程
　　
　　在這個對比實驗中，對比測試裝置之間的電氣距離Sc可以設置為生產廠家聲稱的DEHNHVI耐高壓絕緣引下線的等效隔離距離。使用脈沖電壓發生器模擬720kV，0.45/2.7μs的測試沖擊電壓，測試結果顯示對比驗證裝置之間發生了放電現象，而無任何沿面放電通過DEHNHVI耐高壓絕緣引下線（結果如下圖）。
　　
　　測試沖擊電壓：-720kV
　　
　　結果：無沿面放電通過HVI耐高壓絕緣引下線
　　
　　                      圖14 無沿面放電通過DEHNHVI耐高壓絕緣引下線
　　
　　   圖15 實際數據中心案例分享：HVI耐高壓絕緣引下線套件既包含接閃器也包含引下線
　　
　　HVI耐高壓絕緣引下線技術優勢：
　　
　　1.阻止沿面放電以及閃絡的發生
　　
　　2.等效隔離的保證
　　
　　3.高強度絕緣
　　
　　4.自2003年開始研發生產應用，具有成熟可靠的使用經驗
　　
　　5.根據使用要求，可實現空氣中隔離距離45，75，90cm范圍的選擇。
　　
　　給客戶帶來的好處：
　　
　　?·節省安裝空間，外形美觀
　　
　　?·雷電流安全泄放
　　
　　?·應用范圍廣
　　
　　?·安裝簡單方便
　　
　　?·防爆區域安全應用
　　
　　?·符合標準IEC62561-8的要求
　　
　　?·符合標準GB/Z33588.8的要求
　　
　　 
　　
　　編輯：Harris