2015年6月6日下午，廣東某IDC遭遇雷暴天氣引發的電力故障；其中一個區的機房全部硬件設備意外關機重啟，造成該公司官網及控制臺短時無法訪問、部署于該區的所有用戶業務兩個多小時不可用，給該公司造成了嚴重的經濟損失和名譽影響。從事故公布的機房故障說明中我們得知，該IDC的雷電防護系統配置如下：強電、弱電、UPS及列頭柜配置了四級電涌防護裝置，主要防護的都是線路電涌；該數據中心使用原有建筑的外部防雷系統，即扁鋼接閃網，無獨立接閃針，并且以建筑本體鋼筋作為引下線泄放雷電流入地，雷擊接閃時產生強磁場和瞬時高壓，加上接地系統施工時很多不合規，形同虛設。雖然現有的雷電防護系統達成了基本設計目標，但是由于外部雷電防護裝置接閃導致的電壓升高對UPS系統產生了嚴重的干擾導致停機，從而造成了這次事故。
　　　　
　　雷擊主要分為直接雷擊和雷擊電磁感應兩種，本次發生的是直接雷擊。從報道中可以看出，當時的防雷設施未能提供足夠的雷電防護性能，導致該IDC系統對此次的直接雷擊產生的強電磁輻射和地電位變化，毫無招架之力，釀成事故。目前很多數據中心的運營方認為，在現有的防雷措施保護下日常的雷擊不會損壞設備，但事實上數據中心遭雷擊的新聞屢見不鮮，需要謹慎對待，認真分析事故原因，找出真正的元兇。
　　
　　國際電工委員會已將雷電災害稱為“電子時代的一大公害”。雷擊可以產生不同的破壞形式，直接雷擊、雷擊電磁感應、瞬間過電壓已成為破壞電子設備的罪魁禍首。
　　
　　數據中心內的通信設備遭到雷擊損壞的主要原因有：機房建筑沒有布設合理的引下線，未做好適當的雷電分流，未按標準規定做好機房附屬設施以及機房內設備與引下線間的隔離間距，電涌過壓保護設施設備選型不當，或者其連接不可靠等因素。因此，數據中心的雷電防護裝置需要系統性考慮設計：對于直接雷擊防護——需按標準安裝接閃器，引下線，接地系統，并注意引下線與機房設備和附屬設施之間的隔離距離（尤其是機房有天面附屬設施和進出機房的金屬線纜時）；對于雷擊電磁感應的防護措施——等電位連接和安裝屏蔽裝置即機柜和設備外殼等接地，設備線路安裝電涌保護裝置（SPD），采取線路和空間屏蔽措施，才能保證數據中心免遭雷電的侵害或者降低雷電侵害的損失。
　　
　　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整個系統會出現電位升高，與臨近電氣設備距離過近時，會擊穿空氣，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。
　　
　　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，由于各種限制和緣由，外部LPS與電氣設備之間的隔離距離很難達到要求。因此也發生了很多案例：安裝了完整的外部雷電防護裝置和電涌保護器，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需要暫停運轉進行檢修，因此造成了不可估計的眼前或潛在損失。這就反應出一個嚴峻的問題，我們目前常規的雷電防護裝置裝設方式以及采用的材料是否可以滿足數據中心這種雷擊電磁輻射影響敏感的對象對于雷電防護的要求。
　　
　　耐高壓絕緣引下線就是應對這種對雷擊電磁輻射影響敏感對象的一種針對性的直擊雷防護裝置
　　
　　DEHNHVI耐高壓絕緣引下線由內導體、耐高壓的絕緣材料、半導體層和外護套組成。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，并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，并且也符合2023年實行的GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018的規定。該產品能夠耐受直接雷擊的能量（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，HVI耐高壓絕緣引下線在這方面完全滿足。等級最高的DEHNHVIPower耐高壓絕緣引下線整體系統的測試所使用的雷電流為200kA(10/350μs)，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。
　　
　　　
　　傳統引下線和HVI引下線間的對比
　　
　　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就會有雷電火花閃絡至金屬管線，當金屬管線連接至光伏板或者建筑內的其他設備，則造成設備的損壞。
　　
　　　　
　　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。
　　
　　　　
　　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。
　　
　　IEC61400-24風力發電機組雷電防護規定，LPL1是最高等級，意味著需要外部LPS必須耐受200kA、10/350μs的雷電流沖擊。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。
　　
   　　
　　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）
　　
　　　　
　　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
　　
　　　　
　　　　
　　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：無沿面放電通過耐高壓絕緣引下線
　　
　   　　
　　HVI耐高壓絕緣引下線技術優勢：
　　
　　阻止沿面放電以及閃絡的發生
　　
　　等效隔離的保證;根據使用要求，可實現空氣中等效隔離距離60cm，75cm，90cm的選擇
　　
　　高強度絕緣
　　
　　自2003年開始生產研發應用，具有成熟可靠的使用經驗
　　
　　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
　　
　　由我司參與起草的GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018《雷電防護系統部件（LPSC）第8部分雷電防護系統隔離部件的要求》于2022年7月正式實施，該標準首次在國內明確了絕緣支架和絕緣引下線（不含用于爆炸性環境的類型）及其專用緊固件的性能要求和試驗方法。
　　
　　　　
　　　　
　　編輯：Harris