計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防雷設(shè)計(jì)探究

黎林坡+呂曉東+趙國(guó)勛

摘 要 介紹了雷電對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的危害和雷電侵害計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的幾種方法。從雷電感應(yīng)及直擊雷兩方面對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，并且對(duì)信號(hào)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)提出了詳細(xì)的防雷措施，通過(guò)將雷電流電位連接和接地等方式釋放到大地中，進(jìn)而使機(jī)房?jī)?nèi)的計(jì)算機(jī)設(shè)備免遭雷擊從而正常工作。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；防雷；措施

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0089-01

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)防雷的要求也越來(lái)越高。為了使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)最大限度的降低雷電對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來(lái)的傷害，并根據(jù)現(xiàn)有的相對(duì)成熟的防雷技術(shù)，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。

1 雷電侵入的途徑

雷電對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的危害方式主要有三種：①直擊雷。直接擊中建筑物或者計(jì)算機(jī)設(shè)備連接的線路，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流入大地的雷擊電流統(tǒng)稱為直擊雷，大概40%的電流會(huì)通過(guò)相應(yīng)建筑物的供電系統(tǒng)進(jìn)行分流，不到50%的電流會(huì)從建筑物等外部防雷設(shè)施的引線下釋放到達(dá)地。②感應(yīng)雷。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的雷電，通過(guò)電力的線路，信號(hào)饋線的感應(yīng)雷電壓來(lái)侵入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)而造成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大面積破壞。當(dāng)發(fā)生雷擊的時(shí)候，在方圓1000米的范圍內(nèi)，所有導(dǎo)體上都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度很高的感應(yīng)浪涌，所有線路都會(huì)感應(yīng)到雷電從而使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遭到危害。③雷電波入侵。雷電直接擊中網(wǎng)絡(luò)、通訊、電力的線路，之后再沿著傳輸線路進(jìn)入設(shè)備。

2 防雷設(shè)計(jì)

1）瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)用電磁兼容的原理對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)局部的防護(hù)歸到計(jì)算機(jī)機(jī)房的整體雷電過(guò)電壓保護(hù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所在的建筑物作為欲保護(hù)的空間區(qū)域，由電磁兼容的角度來(lái)看，可以由外到內(nèi)劃分成幾個(gè)雷電的保護(hù)區(qū)。以此規(guī)定各部分的區(qū)間不同雷電磁脈沖之間的嚴(yán)重程度。并且根據(jù)雷電保護(hù)區(qū)劃分的具體要求，計(jì)算機(jī)機(jī)房的建筑物局部為雷電中直接雷的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備受到損害的概率非常高，危險(xiǎn)性也最高，屬于暴露區(qū)。電源的線路是雷電的過(guò)電壓是侵入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要途徑。從配電室的變壓器低壓的輸出端一直到計(jì)算機(jī)機(jī)房的設(shè)備端，必須全部實(shí)行分級(jí)式保護(hù)，把雷電過(guò)電壓進(jìn)行降壓，一直降到設(shè)備能夠承受的水平。

2）電源避雷器的配置。配電室總低壓的總配電柜的電源輸出斷通過(guò)配置三相箱式的電源避雷器作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的第一級(jí)防雷保護(hù)。標(biāo)稱的放電電流通常選用50～100 kA，以此來(lái)預(yù)防直擊雷。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的建筑樓層的總配電室電箱電源引入段通過(guò)配置箱式的電源避雷器，來(lái)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的第二級(jí)防雷保護(hù)。通過(guò)配置的三相箱式避雷器，標(biāo)稱的放電電流通常選用40 kA，以此來(lái)預(yù)防感應(yīng)雷擊或者操作的過(guò)電壓。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配電箱電源通過(guò)引入端配置的電源避雷器，以此來(lái)作為系統(tǒng)設(shè)備的第三極防雷保護(hù)。配置的單相箱式避雷器，通常標(biāo)稱放電的電流選用20 kA，一次來(lái)預(yù)防操作過(guò)電壓或者是感應(yīng)雷擊。而且，重要網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜或設(shè)備端通過(guò)采用模塊式的電源避雷器，以此來(lái)作為第四級(jí)式的防雷保護(hù)。標(biāo)稱放電的電流選用5 kA，以此來(lái)預(yù)防操作過(guò)電壓或感應(yīng)雷擊。

3）通信接口避雷器配置。根據(jù)目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信設(shè)備的具體情況，主要考慮從室外引進(jìn)的數(shù)據(jù)信號(hào)或者視頻信號(hào)線路的防雷保護(hù)。避雷器主要串聯(lián)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信線路兩端的設(shè)備接口處。服務(wù)器100M的輸入端口通過(guò)安裝端口信號(hào)避雷器，來(lái)達(dá)到保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器的目的。24口的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過(guò)串聯(lián)在24口的型號(hào)為RJ45的端口信號(hào)避雷器上，避免因?yàn)槔塾?jì)感應(yīng)或者通過(guò)電磁場(chǎng)的干擾而使電流通過(guò)雙絞線竄入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從而毀壞設(shè)備。一般在DDN的專線接受設(shè)備商安裝單口的RJ11端口的信號(hào)避雷器，以此來(lái)保護(hù)DDN專線上的設(shè)備。經(jīng)常在衛(wèi)星的接收設(shè)備的前端安裝通州的端口天饋線式避雷器，以此來(lái)達(dá)到保護(hù)接收計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的目的。

4）等電位連接的設(shè)計(jì)。通過(guò)在機(jī)房做一個(gè)接地的中總線流排，讓交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地，防雷接地共四種接地的方式，共用一組接地裝置。計(jì)算機(jī)機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備在接地匯流排下盡量安裝在能夠防靜電的較隱蔽的地板處。并通過(guò)采取聯(lián)合接地網(wǎng)的方式，以此來(lái)達(dá)到各個(gè)電網(wǎng)之間的電位差能夠相應(yīng)的消除，而且設(shè)備不會(huì)因?yàn)槔纂姷姆磽舳茐摹?/p>

5）接地網(wǎng)制作設(shè)計(jì)。作為避雷技術(shù)中非常非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)論是感應(yīng)雷還是直擊雷，都應(yīng)該采用接地的方式，把雷電引進(jìn)大地中去。而且，對(duì)于相對(duì)比較敏感的數(shù)據(jù)信號(hào)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備而言，如果沒(méi)有良好地接地系統(tǒng)，根本就不能夠起到良好地避雷效果，達(dá)不到安全避雷的目的。所以，對(duì)于接地電阻大于1歐姆的大樓地網(wǎng)來(lái)說(shuō)，需要按照相關(guān)的規(guī)定，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的整改活動(dòng)嗎，以此來(lái)達(dá)到提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接地系統(tǒng)的安全可靠性。通常根據(jù)具體的情況，通過(guò)大樓建立出不同形式的接地網(wǎng)，沿著機(jī)房。并不斷擴(kuò)大計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)的接入地網(wǎng)有限面積，并且有效地改善地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。具體做法如下，通常在大樓的周圍做好接地網(wǎng)，并且采用相對(duì)較少的材料以及較低的安裝費(fèi)用，來(lái)完成相對(duì)有效的接地裝置。一般來(lái)說(shuō)，接地的電阻值通常要求小于1歐姆，同時(shí)，接地體應(yīng)當(dāng)離計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所在的建筑物有3到5米的距離設(shè)置。而且，水平和垂直的接地體還應(yīng)當(dāng)埋在地下大約0.8米處，垂直接地的體長(zhǎng)為2.5米，并且每隔三到五米就應(yīng)該設(shè)置一個(gè)垂直的接地體。網(wǎng)絡(luò)焊接的時(shí)候，通常保持焊接的面積至少應(yīng)該大于6倍的接觸點(diǎn)，而且焊點(diǎn)要做防腐蝕的防銹處理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各地網(wǎng)，應(yīng)該埋在地下0.6～0.8米，且與多跟計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所處的建筑立柱鋼筋焊接。由于有些地域的土壤導(dǎo)電性能相對(duì)來(lái)說(shuō)，比較差，通常在處理時(shí)采用敷設(shè)降阻劑法，保持接地的電阻小于1歐姆。而且，在回填土的時(shí)候，必須保證是導(dǎo)電狀態(tài)較好的新粘土。預(yù)留接地網(wǎng)的測(cè)試點(diǎn)，與大樓的基礎(chǔ)地網(wǎng)進(jìn)行多點(diǎn)焊接的方式。通常來(lái)說(shuō)，上述所述的方法，都是一種相對(duì)來(lái)說(shuō)較傳統(tǒng)的比較實(shí)用但是很廉價(jià)的接地方式，在實(shí)際中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，選擇接地網(wǎng)材料的時(shí)候也可以嘗試新型技術(shù)的接地裝置。比如低電阻的接地模塊，免維護(hù)電解式的離子接地系統(tǒng)等。

3 總結(jié)

相對(duì)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備對(duì)雷電過(guò)壓防護(hù)的要求較高，在計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)且進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)計(jì)算機(jī)機(jī)房在的地理環(huán)境，綜合考慮，并通過(guò)進(jìn)行合情合理的雷電風(fēng)險(xiǎn)分析，進(jìn)而采取有效地防護(hù)措施，以此來(lái)保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

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