從保護建筑到保護算力：AI數據中心防雷迎來系統化升級

在AI大模型、云計算和高性能計算快速發展的背景下，數據中心正在成為數字經濟時代最重要的基礎設施之一。與此同時，一個長期被低估的風險也重新進入行業視野——雷擊及其引發的瞬態過電壓。

數據中心面臨著與直接和間接閃電活動相關的各種危險。（照片：閃電消除者）

2026年6月1日，美國設施管理媒體Facility Executive發表《Lightning Protection Strategies For Data Centers》。文章指出，數據中心并不一定比其他大型商業建筑更容易遭受雷擊，但由于服務器、存儲設備、網絡硬件和控制系統大量采用低壓半導體器件，一次直接雷擊、附近雷擊或電網浪涌，都可能造成遠比普通建筑更嚴重的后果。

文章提出了一個值得警惕的事實：雷擊即使發生在距離數據中心一英里甚至數英里之外，也可能通過供電線路、通信電纜或接地系統產生電壓尖峰，并傳播進入設施內部。短暫的電壓波動便可能引發服務器重啟、網絡中斷、計算任務停止，嚴重時還會導致設備損壞、數據異常和非計劃停機。

這意味著，數據中心防雷已經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和業務連續性體系。

雷擊真正危險的，是系統性連鎖故障

對于數據中心而言，雷擊造成的損失不能只按燒壞了多少設備來計算。

Facility Executive援引的案例顯示，2015年，Google位于比利時Saint-Ghislain的數據中心附近電網連續受到雷擊影響。盡管設施已配置浪涌保護和冗余設計，反復出現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據丟失。2016年，悉尼一座Equinix數據中心在強雷暴中遭受外部電源擾動，電氣保護設備和備用發電系統出現級聯故障，最終導致部分客戶服務中斷。

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

換句話說：

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

當雷電浪涌沿著市電、UPS旁路、通信網絡、監控系統或共用接地路徑進入數據中心，看似彼此獨立的系統仍可能同時受到影響。

全面的防雷系統在保持數據中心的正常運行時間方面發揮著至關重要的作用。（照片：閃電消除者）

不能只裝避雷針，也不能只看接地電阻

數據中心通常設置接閃裝置、接地網和浪涌保護器，但真正有效的防護并不是若干產品的簡單疊加。

現代數據中心擁有多路市電、變壓器、開關柜、UPS、蓄電池、配電單元、備用發電機以及復雜的監控和冷卻系統。屋頂還可能設置冷卻塔、干冷器、空氣處理設備和通信天線。這些設備既擴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，完整的數據中心防雷至少應包括五個層面：

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備的影響；

二是接地和等電位連接，控制不同設備、金屬構件和系統之間的電位差；

三是按照供配電層級設置SPD，并實現前后級能量協調；

四是同步保護電源、通信、監控和控制線路；

五是通過屏蔽、合理布線和接口隔離，減少感應浪涌進入敏感設備。

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。對于持續時間極短、頻率成分復雜的雷電沖擊電流，接地系統的沖擊阻抗、泄流路徑、連接長度及等電位關系，往往比一個工頻接地電阻數值更有意義。

同樣，安裝了SPD也不代表風險已經消除。SPD參數是否適配、連接導線是否足夠短直、不同保護級之間能否協調、設備端殘壓是否低于耐受水平，都會直接影響最終保護效果。

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

AI時代，防雷保護的已不僅是服務器

傳統機房發生浪涌故障，損失主要體現為設備維修和更換成本。但在AI數據中心中，真正昂貴的資產不僅是GPU服務器，還包括正在運行的模型訓練任務、海量數據、高速網絡以及向客戶持續交付的算力服務。

一次短暫中斷，可能導致長時間運行的訓練任務重新開始；監控或冷卻控制系統異常，還可能引發供電、制冷和IT負載之間的連鎖反應。

因此，AI時代的數據中心防雷需要從“保護硬件”升級為“保護算力連續性”。

衡量一套防雷系統的價值，也不應只看保護了多少臺設備，而應看它能否減少非計劃停機、降低服務等級協議違約風險、維護數據完整性并保障算力持續交付。

數據中心可以通過全面評估每個設施的當前保護措施、接地系統和整體風險敞口來評估其風險。（照片：閃電消除器）

防雷行業的新市場，不只是多賣幾只SPD

隨著數據中心與儲能、分布式光伏、微電網和綠電直供深度融合，系統中的電力電子設備和通信接口將持續增加，浪涌傳播路徑也會更加復雜。

這將推動數據中心防雷市場從單一產品采購，轉向“外部防雷、接地與等電位、分級SPD、電能質量監測、雷電預警和在線運維”的綜合解決方案。

未來，真正能夠進入數據中心核心供應鏈的防雷企業，必須從產品供應商轉變為可用性服務商：不僅能夠提供SPD，還要具備雷電風險評估、系統設計、級間協調、工程檢測、狀態監測和故障追溯能力。

特別是在無人值守的邊緣數據中心、5G基站和分布式算力節點中，SPD失效遙信、浪涌事件記錄、接地狀態監測以及遠程告警，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：防雷正在從傳統建筑安全工程，進入數字基礎設施可靠性和業務連續性的核心體系。

中國正加快建設智算中心、AI數據中心和“風光儲算”融合項目。這些基礎設施功率密度更高、系統耦合更復雜、停機容忍度更低，對雷電與浪涌防護提出了更高要求。

未來數據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計、可驗證、可監測、可追溯的系統化防護體系。

過去，防雷保護的是建筑和設備；

在AI時代，防雷保護的是持續交付的算力。

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”根據公開英文文章提取事實信息，并結合中國數據中心防雷技術及市場發展進行原創分析。原文版權歸原作者及發布機構所有。