從保護(hù)建筑到保護(hù)算力：AI數(shù)據(jù)中心防雷迎來系統(tǒng)化升級

在AI大模型、云計算和高性能計算快速發(fā)展的背景下，數(shù)據(jù)中心正在成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。與此同時，一個長期被低估的風(fēng)險也重新進(jìn)入行業(yè)視野——雷擊及其引發(fā)的瞬態(tài)過電壓。

數(shù)據(jù)中心面臨著與直接和間接閃電活動相關(guān)的各種危險。（照片：閃電消除者）

2026年6月1日，美國設(shè)施管理媒體Facility Executive發(fā)表《Lightning Protection Strategies For Data Centers》。文章指出，數(shù)據(jù)中心并不一定比其他大型商業(yè)建筑更容易遭受雷擊，但由于服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)硬件和控制系統(tǒng)大量采用低壓半導(dǎo)體器件，一次直接雷擊、附近雷擊或電網(wǎng)浪涌，都可能造成遠(yuǎn)比普通建筑更嚴(yán)重的后果。

文章提出了一個值得警惕的事實：雷擊即使發(fā)生在距離數(shù)據(jù)中心一英里甚至數(shù)英里之外，也可能通過供電線路、通信電纜或接地系統(tǒng)產(chǎn)生電壓尖峰，并傳播進(jìn)入設(shè)施內(nèi)部。短暫的電壓波動便可能引發(fā)服務(wù)器重啟、網(wǎng)絡(luò)中斷、計算任務(wù)停止，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)異常和非計劃停機(jī)。

這意味著，數(shù)據(jù)中心防雷已經(jīng)不能被視為普通建筑電氣工程中的附加配置，而必須納入高可用架構(gòu)和業(yè)務(wù)連續(xù)性體系。

雷擊真正危險的，是系統(tǒng)性連鎖故障

對于數(shù)據(jù)中心而言，雷擊造成的損失不能只按燒壞了多少設(shè)備來計算。

Facility Executive援引的案例顯示，2015年，Google位于比利時Saint-Ghislain的數(shù)據(jù)中心附近電網(wǎng)連續(xù)受到雷擊影響。盡管設(shè)施已配置浪涌保護(hù)和冗余設(shè)計，反復(fù)出現(xiàn)的電壓尖峰仍損壞了少量磁盤，并造成部分云存儲用戶短時數(shù)據(jù)丟失。2016年，悉尼一座Equinix數(shù)據(jù)中心在強(qiáng)雷暴中遭受外部電源擾動，電氣保護(hù)設(shè)備和備用發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)級聯(lián)故障，最終導(dǎo)致部分客戶服務(wù)中斷。

兩個案例說明，雙路電源、UPS、蓄電池和備用發(fā)電機(jī)能夠降低單點故障風(fēng)險，卻不一定能夠阻止雷電浪涌同時侵入多個系統(tǒng)。

換句話說：

冗余設(shè)計解決的是單臺設(shè)備失效，防雷解決的則是同一次瞬態(tài)擾動對多個冗余通道造成的共因失效。

當(dāng)雷電浪涌沿著市電、UPS旁路、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)或共用接地路徑進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，看似彼此獨立的系統(tǒng)仍可能同時受到影響。

全面的防雷系統(tǒng)在保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的正常運(yùn)行時間方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。（照片：閃電消除者）

不能只裝避雷針，也不能只看接地電阻

數(shù)據(jù)中心通常設(shè)置接閃裝置、接地網(wǎng)和浪涌保護(hù)器，但真正有效的防護(hù)并不是若干產(chǎn)品的簡單疊加。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心擁有多路市電、變壓器、開關(guān)柜、UPS、蓄電池、配電單元、備用發(fā)電機(jī)以及復(fù)雜的監(jiān)控和冷卻系統(tǒng)。屋頂還可能設(shè)置冷卻塔、干冷器、空氣處理設(shè)備和通信天線。這些設(shè)備既擴(kuò)大了建筑物的雷電暴露范圍，也形成了更多浪涌侵入和傳播路徑。

因此，完整的數(shù)據(jù)中心防雷至少應(yīng)包括五個層面：

一是外部接閃與雷電流泄放，降低直接雷擊對建筑物及屋面設(shè)備的影響；

二是接地和等電位連接，控制不同設(shè)備、金屬構(gòu)件和系統(tǒng)之間的電位差；

三是按照供配電層級設(shè)置SPD，并實現(xiàn)前后級能量協(xié)調(diào)；

四是同步保護(hù)電源、通信、監(jiān)控和控制線路；

五是通過屏蔽、合理布線和接口隔離，減少感應(yīng)浪涌進(jìn)入敏感設(shè)備。

尤其需要注意的是，低接地電阻并不自動等于良好的雷電防護(hù)。對于持續(xù)時間極短、頻率成分復(fù)雜的雷電沖擊電流，接地系統(tǒng)的沖擊阻抗、泄流路徑、連接長度及等電位關(guān)系，往往比一個工頻接地電阻數(shù)值更有意義。

同樣，安裝了SPD也不代表風(fēng)險已經(jīng)消除。SPD參數(shù)是否適配、連接導(dǎo)線是否足夠短直、不同保護(hù)級之間能否協(xié)調(diào)、設(shè)備端殘壓是否低于耐受水平，都會直接影響最終保護(hù)效果。

像Lightning Eliminators這樣的多層系統(tǒng)旨在防止直接雷擊，確保持續(xù)的正常運(yùn)行時間，并保持關(guān)鍵操作無縫運(yùn)行。（照片：閃電消除者）

AI時代，防雷保護(hù)的已不僅是服務(wù)器

傳統(tǒng)機(jī)房發(fā)生浪涌故障，損失主要體現(xiàn)為設(shè)備維修和更換成本。但在AI數(shù)據(jù)中心中，真正昂貴的資產(chǎn)不僅是GPU服務(wù)器，還包括正在運(yùn)行的模型訓(xùn)練任務(wù)、海量數(shù)據(jù)、高速網(wǎng)絡(luò)以及向客戶持續(xù)交付的算力服務(wù)。

一次短暫中斷，可能導(dǎo)致長時間運(yùn)行的訓(xùn)練任務(wù)重新開始；監(jiān)控或冷卻控制系統(tǒng)異常，還可能引發(fā)供電、制冷和IT負(fù)載之間的連鎖反應(yīng)。

因此，AI時代的數(shù)據(jù)中心防雷需要從“保護(hù)硬件”升級為“保護(hù)算力連續(xù)性”。

衡量一套防雷系統(tǒng)的價值，也不應(yīng)只看保護(hù)了多少臺設(shè)備，而應(yīng)看它能否減少非計劃停機(jī)、降低服務(wù)等級協(xié)議違約風(fēng)險、維護(hù)數(shù)據(jù)完整性并保障算力持續(xù)交付。

數(shù)據(jù)中心可以通過全面評估每個設(shè)施的當(dāng)前保護(hù)措施、接地系統(tǒng)和整體風(fēng)險敞口來評估其風(fēng)險。（照片：閃電消除器）

防雷行業(yè)的新市場，不只是多賣幾只SPD

隨著數(shù)據(jù)中心與儲能、分布式光伏、微電網(wǎng)和綠電直供深度融合，系統(tǒng)中的電力電子設(shè)備和通信接口將持續(xù)增加，浪涌傳播路徑也會更加復(fù)雜。

這將推動數(shù)據(jù)中心防雷市場從單一產(chǎn)品采購，轉(zhuǎn)向“外部防雷、接地與等電位、分級SPD、電能質(zhì)量監(jiān)測、雷電預(yù)警和在線運(yùn)維”的綜合解決方案。

未來，真正能夠進(jìn)入數(shù)據(jù)中心核心供應(yīng)鏈的防雷企業(yè)，必須從產(chǎn)品供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎眯苑?wù)商：不僅能夠提供SPD，還要具備雷電風(fēng)險評估、系統(tǒng)設(shè)計、級間協(xié)調(diào)、工程檢測、狀態(tài)監(jiān)測和故障追溯能力。

特別是在無人值守的邊緣數(shù)據(jù)中心、5G基站和分布式算力節(jié)點中，SPD失效遙信、浪涌事件記錄、接地狀態(tài)監(jiān)測以及遠(yuǎn)程告警，將成為越來越重要的需求。

中國防雷觀點

Facility Executive的文章釋放出一個清晰信號：防雷正在從傳統(tǒng)建筑安全工程，進(jìn)入數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施可靠性和業(yè)務(wù)連續(xù)性的核心體系。

中國正加快建設(shè)智算中心、AI數(shù)據(jù)中心和“風(fēng)光儲算”融合項目。這些基礎(chǔ)設(shè)施功率密度更高、系統(tǒng)耦合更復(fù)雜、停機(jī)容忍度更低，對雷電與浪涌防護(hù)提出了更高要求。

未來數(shù)據(jù)中心防雷的競爭重點，不再是誰提供了一只通流容量更大的SPD，而是誰能夠建立一套可設(shè)計、可驗證、可監(jiān)測、可追溯的系統(tǒng)化防護(hù)體系。

過去，防雷保護(hù)的是建筑和設(shè)備；

在AI時代，防雷保護(hù)的是持續(xù)交付的算力。

信息來源：Facility Executive，Lightning Protection Strategies For Data Centers，2026年6月1日。

說明：本文由“中國防雷”根據(jù)公開英文文章提取事實信息，并結(jié)合中國數(shù)據(jù)中心防雷技術(shù)及市場發(fā)展進(jìn)行原創(chuàng)分析。原文版權(quán)歸原作者及發(fā)布機(jī)構(gòu)所有。