2015年6月6日下午，广东某IDC遭遇雷暴天气引发的电力故障；其中一个区的机房全部硬件设备意外关机重启，造成该公司官网及控制台短时无法访问、部署于该区的所有用户业务两个多小时不可用，给该公司造成了严重的经济损失和名誉影响。从事故公布的机房故障说明中我们得知，该IDC的雷电防护系统配置如下：强电、弱电、UPS及列头柜配置了四级电涌防护装置，主要防护的都是线路电涌；该数据中心使用原有建筑的外部防雷系统，即扁钢接闪网，无独立接闪针，并且以建筑本体钢筋作为引下线泄放雷电流入地，雷击接闪时产生强磁场和瞬时高压，加上接地系统施工时很多不合规，形同虚设。虽然现有的雷电防护系统达成了基本设计目标，但是由于外部雷电防护装置接闪导致的电压升高对UPS系统产生了严重的干扰导致停机，从而造成了这次事故。
　　　　
　　雷击主要分为直接雷击和雷击电磁感应两种，本次发生的是直接雷击。从报道中可以看出，当时的防雷设施未能提供足够的雷电防护性能，导致该IDC系统对此次的直接雷击产生的强电磁辐射和地电位变化，毫无招架之力，酿成事故。目前很多数据中心的运营方认为，在现有的防雷措施保护下日常的雷击不会损坏设备，但事实上数据中心遭雷击的新闻屡见不鲜，需要谨慎对待，认真分析事故原因，找出真正的元凶。
　　
　　国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”。雷击可以产生不同的破坏形式，直接雷击、雷击电磁感应、瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。
　　
　　数据中心内的通信设备遭到雷击损坏的主要原因有：机房建筑没有布设合理的引下线，未做好适当的雷电分流，未按标准规定做好机房附属设施以及机房内设备与引下线间的隔离间距，电涌过压保护设施设备选型不当，或者其连接不可靠等因素。因此，数据中心的雷电防护装置需要系统性考虑设计：对于直接雷击防护——需按标准安装接闪器，引下线，接地系统，并注意引下线与机房设备和附属设施之间的隔离距离（尤其是机房有天面附属设施和进出机房的金属线缆时）；对于雷击电磁感应的防护措施——等电位连接和安装屏蔽装置即机柜和设备外壳等接地，设备线路安装电涌保护装置（SPD），采取线路和空间屏蔽措施，才能保证数据中心免遭雷电的侵害或者降低雷电侵害的损失。
　　
　　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整个系统会出现电位升高，与临近电气设备距离过近时，会击穿空气，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。
　　
　　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，由于各种限制和缘由，外部LPS与电气设备之间的隔离距离很难达到要求。因此也发生了很多案例：安装了完整的外部雷电防护装置和电涌保护器，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需要暂停运转进行检修，因此造成了不可估计的眼前或潜在损失。这就反应出一个严峻的问题，我们目前常规的雷电防护装置装设方式以及采用的材料是否可以满足数据中心这种雷击电磁辐射影响敏感的对象对于雷电防护的要求。
　　
　　耐高压绝缘引下线就是应对这种对雷击电磁辐射影响敏感对象的一种针对性的直击雷防护装置
　　
　　DEHNHVI耐高压绝缘引下线由内导体、耐高压的绝缘材料、半导体层和外护套组成。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，并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，并且也符合2023年实行的GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018的规定。该产品能够耐受直接雷击的能量（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，HVI耐高压绝缘引下线在这方面完全满足。等级最高的DEHNHVIPower耐高压绝缘引下线整体系统的测试所使用的雷电流为200kA(10/350μs)，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。
　　
　　　
　　传统引下线和HVI引下线间的对比
　　
　　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就会有雷电火花闪络至金属管线，当金属管线连接至光伏板或者建筑内的其他设备，则造成设备的损坏。
　　
　　　　
　　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。
　　
　　　　
　　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。
　　
　　IEC61400-24风力发电机组雷电防护规定，LPL1是最高等级，意味着需要外部LPS必须耐受200kA、10/350μs的雷电流冲击。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。
　　
   　　
　　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）
　　
　　　　
　　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
　　
　　　　
　　　　
　　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：无沿面放电通过耐高压绝缘引下线
　　
　   　　
　　HVI耐高压绝缘引下线技术优势：
　　
　　阻止沿面放电以及闪络的发生
　　
　　等效隔离的保证;根据使用要求，可实现空气中等效隔离距离60cm，75cm，90cm的选择
　　
　　高强度绝缘
　　
　　自2003年开始生产研发应用，具有成熟可靠的使用经验
　　
　　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
　　
　　由我司参与起草的GB/Z33588.8-2022/IECTS62561-8:2018《雷电防护系统部件（LPSC）第8部分雷电防护系统隔离部件的要求》于2022年7月正式实施，该标准首次在国内明确了绝缘支架和绝缘引下线（不含用于爆炸性环境的类型）及其专用紧固件的性能要求和试验方法。
　　
　　　　
　　　　
　　编辑：Harris