雷击可以产生不同的破坏形式，国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”。直接雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。
　　
　　根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》的规定，建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。作为当前数字及信息时代产物的数据中心应属于第二类防雷建筑物。
　　
　　实际上数据中心内的通信设备遭到雷击损坏的原因有：机房内没有做好适当的雷电分流和雷电过压保护措施，或者其连接不可靠等因素。因此，数据中心的防雷需要系统性考虑设计：对于直击雷的防护——接闪器，引下线和接地系统，以及对感应雷的防护——等电位连接和安装电涌保护器，这样可以避免数据中心免遭或降低雷电的侵害。
　　
　　在IEC62305-3（雷电防护-第3部分：建筑物的实体损害和生命危险）中关于外部防雷部分明确提出，外部雷电防护装置（以下称外部LPS）与金属装置、内部系统或者与需保护建筑物相连的外部导电部件、管线可能会出现危险火花。通俗的讲，就是当外部LPS泄放雷电流时，外部LPS表面可能会出现爬电现象，与临近电气设备距离过近时，会发生空气击穿，也就是我们通常所说的闪络现象，闪络会造成设备的损坏，甚至威胁到人身安全。针对这一情况，IEC62305-3中提出的解决方法是外部LPS、建筑物等电位连接的导电部件之间应保持合适的隔离距离，并给出了具体的隔离距离计算方法。　　

     图1 金属导体引下线安装隔离距离安装存在的问题
　　
　　ki：取决于所选择的LPS分类；
　　
　　km：取决于电气绝缘材料
　　
　　kc：取决于流经接闪器和引下线的雷电流；
　　
　　l：从选定的间隔距离的点沿着接闪器或引下线到最近等电位连接点或接地点的长度。
　　
　　                        图2 距离内部金属的安全距离要求
　　

           图3 隔离距离的要求及计算，参考GB50057
　　          
　　随着国家3060双碳政策落地，加强绿色数据中心的建设，越来越多的数据中心在屋顶加装光伏板。然而，实际设计中由于各种限制和缘由，外部LPS与电气设备之间的隔离距离有时很难达到要求。因此也发生了很多问题：安装了接闪装置，但是设备还是会被雷击损坏；安装了电涌保护器，但是有些临近引下线的设备还是损坏了。设备损坏意味着数据中心会有停运的风险，从而造成眼前或潜在不可估量的损失。
　　
　               　        图4 屋顶光伏雷电防护安装-错误安装
　　
　　DEHN推出的HVI耐高压绝缘引下线可以解决隔离距离不足问题，并参与了相关标准的制定。
　　
　　GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018雷电防护系统部件（LPSC）
　　
　　图5 GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018雷电防护系统部件（LPSC）
　　
　　1、HVI耐高压绝缘引下线
　　
　　DEHNH VI耐高压绝缘引下线由内导体、耐高压的绝缘层和半导体层组成。内导体为铜材，外层覆盖较厚的绝缘材料，半导体层采用特殊设计，使由雷电引起的高冲击电压按照规定的路径泄放，从而防止导线表面出现沿面闪络。DEHNHVI耐高压绝缘引下线能满足IEC62305标准的电气技术要求，并且也能满足2023年2月实行的新标准GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018中的要求。能够耐受一次直接雷击的比能量（也就是整个雷击过程中雷电流值平方的时间积分），其主要决定因素是导线的机械强度和耐热强度，DEHN的HVI耐高压绝缘引下线可以完全满足。HVIPower款耐高压绝缘引下线单线最大可通过的雷电流可以达到200kA，符合IEC61400-24中对数据中心雷电防护的要求，尤其是空旷区域的数据中心，且适用于所有类别的雷电防护系统。
　　
　　            图6 DEHNHVI耐高压绝缘引下线的构成
　　
　　2、引下线对比
　　
　　我们将传统引下线、普通绝缘引下线以及DEHNHVI耐高压绝缘引下线进行对比：
　　
　　1） 普通引下线没有任何绝缘屏蔽措施，当雷电流经过引下线，因与临近金属设备隔离距离过近，会有雷电火花闪络至金属管线，金属管线连接至光伏板或者建筑内的其他设备，造成设备的损坏。
　　
　　2）普通绝缘引下线，内部导体包裹着一层绝缘层，闪络现象可以得到缓解，但是因为绝缘层表面未做特殊处理，当雷电流流过引下线时，引下线表面会发生爬电现象，当距离电气设备过近，也会存在雷电火花闪络的风险。
　　
　　3）DEHNHVI耐高压绝缘引下线，包括三层结构，内部导体、绝缘层以及外表面的半导体层，当雷电流流过引下线时，引下线能够把雷电流牢牢锁在半导体层内部，保证不会有雷电火花闪络的风险，给电气设备的安全运行提供了安全保障。
　　
　　                                     图7 引下线对比
　　
　　3、实验验证
　　
　　对于具有等效隔离功能的DEHNHVI耐高压绝缘引下线的实验验证，在IECTS62561-8（雷电防护系统组件——隔离LPS组件的要求）里有明确说明。最关键的两项测试内容就是雷电流耐受能力以及等效隔离功能验证。　　
　　　
　　                         图8  绝缘引下线等效隔离距离
　　

　　             图9 绝缘引下线及其紧固件的型式试验要求
　　
　　这个测试按照下图给出的测试布置来执行的。为了测试绝缘引下线的等效隔离距离而采用对比验证装置。这个对比验证装置使用了在一个2m×2m的接地网上方布置两根交叉的金属棒（导体直径8±0.5mm、长度不小于2m），它们之间保证一个电气距离Sc，接地网上的接地极的最小长度应该大于1.5m。对比验证装置与样品之间的距离应至少保持2m。
　　
　　           图10 DEHNH VI耐高压绝缘引下线耐高压及等效隔离距离功能测试
　　
　　说明：
　　
　　1.高压脉冲发生器
　　
　　2.高压脉冲分压器
　　
　　3.冲击测试装置
　　
　　4.对比验证装置
　　
　　5.测试样品（DEHNHVI耐高压绝缘引下线）
　　
　　                              图11 样品测试描述
　　
　　说明：
　　
　　1.DEHNHVI耐高压绝缘引下线
　　
　　2.金属管
　　
　　3.根据生产厂家的安装说明进行连接（外表面等电位连接）
　　
　　4.内导体
　　
　　5.连接至高压脉冲发生器
　　
　　                                                  图12  实验室布置图
　　
　　                                          图13 实验室测试过程
　　
　　在这个对比实验中，对比测试装置之间的电气距离Sc可以设置为生产厂家声称的DEHNHVI耐高压绝缘引下线的等效隔离距离。使用脉冲电压发生器模拟720kV，0.45/2.7μs的测试冲击电压，测试结果显示对比验证装置之间发生了放电现象，而无任何沿面放电通过DEHNHVI耐高压绝缘引下线（结果如下图）。
　　
　　测试冲击电压：-720kV
　　
　　结果：无沿面放电通过HVI耐高压绝缘引下线
　　
　　                      图14 无沿面放电通过DEHNHVI耐高压绝缘引下线
　　
　　   图15 实际数据中心案例分享：HVI耐高压绝缘引下线套件既包含接闪器也包含引下线
　　
　　HVI耐高压绝缘引下线技术优势：
　　
　　1.阻止沿面放电以及闪络的发生
　　
　　2.等效隔离的保证
　　
　　3.高强度绝缘
　　
　　4.自2003年开始研发生产应用，具有成熟可靠的使用经验
　　
　　5.根据使用要求，可实现空气中隔离距离45，75，90cm范围的选择。
　　
　　给客户带来的好处：
　　
　　·节省安装空间，外形美观
　　
　　·雷电流安全泄放
　　
　　·应用范围广
　　
　　·安装简单方便
　　
　　·防爆区域安全应用
　　
　　·符合标准IEC62561-8的要求
　　
　　·符合标准GB/Z33588.8的要求
　　
　　 
　　
　　编辑：Harris