淺論計算機網(wǎng)絡(luò)的雷電危害分析及保護

摘 要:通過計算機網(wǎng)絡(luò)的雷電危害原因進行分析，進而提出對計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷技術(shù)措施，并就雷擊對光纜的影響提出有益的建議。

關(guān)鍵詞:計算機網(wǎng)絡(luò) 防雷 保護

中圖分類號:TP311\t\t文獻標識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0011-01

1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述

計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂計算機網(wǎng)絡(luò)，就是把分布在不同地理區(qū)域的計算機與專用外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)成一個規(guī)模大、功能強的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。通常，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，包含計算機越多，它所提供的網(wǎng)絡(luò)資源就越豐富，其價值也就越高。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)的雷電危害分析

2.1 直擊雷對計算機網(wǎng)絡(luò)的危害

直擊雷對計算機機網(wǎng)絡(luò)的危害，主要是通過反擊過電壓和感應(yīng)過電壓兩種方式來損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當計算機網(wǎng)絡(luò)機房遭受直擊雷時，雷電流經(jīng)接閃器、引下線及接地裝置泄放入地，并在其周圍形成一個變化的電場和磁場，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作切割磁力線運動，導致在電氣接觸不良和開口處產(chǎn)生幾十千伏以上的感應(yīng)電動勢損壞機房內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2.2 感應(yīng)雷對計算機網(wǎng)絡(luò)的危害

感應(yīng)雷是指通過雷云之間或雷云對地的放電，在附近架空線路、接地線路、鋼軌或類似的傳導體上產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓。它以雷電波的形式侵入室內(nèi)毀壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

(1)架空線路的雷電感應(yīng)過電壓危害。

雷云在起電、移動和先導放電的過程中，對架空線會產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使之產(chǎn)生異號靜電位，并在雷云對地放電導線中的束縛電荷成為自由電荷時，以沖擊波的形式對稱地向線路兩端移動，即為感應(yīng)過電壓。根據(jù)南非郵電部C·F博伊斯《電信系統(tǒng)的保護》論文資料，即使雷云沒有放電，僅在雷云起電和移動過程中，也能在絕緣良好的短電話線路上產(chǎn)生10kV～20kV的感應(yīng)過電壓。相距大約為25m～3000m的對地雷擊，一般將在架空電話線中感應(yīng)出高于1000V的過電壓。

(2)地下電纜的雷電過電壓危害。

地下電纜的雷電感應(yīng)過電壓與雷擊點入地雷電流幅值、雷擊土壤電阻率，電纜與雷擊點的距離、電纜掩埋深度、電纜屏蔽及其接地狀況等因素有關(guān)。國內(nèi)外實驗證明，若有5kＡ雷電流流入接地網(wǎng)，在其附近5m～10m遠的無屏蔽電纜上將感應(yīng)7kV～7.5kV的過電壓。但電纜有金屬護套，并且兩端作良好接地，則感應(yīng)過電壓幅將降至250V～750V。

(3)雷擊對光纜的危害。

光纜因具有良好的絕緣性能，成為網(wǎng)絡(luò)配線的最佳選擇。然而，光纜中的金屬加強芯在強電磁場作用下，通常會感應(yīng)電壓、電流，有可能使光纜受到損傷，甚至中斷通信，危及設(shè)備及人身安全。雷電主要通過直接雷擊、間接雷擊、雷電流在光纖上傳播等形式對光纜產(chǎn)生危害。

3 現(xiàn)代防雷技術(shù)思想

現(xiàn)代防雷技術(shù)強調(diào)全方位防護、綜合治理、層層設(shè)防，把防雷工程當作系統(tǒng)工程來實施。運用系統(tǒng)工程的思維方式(整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性和目的性)，綜合運用分流、泄流和阻斷雷電波入侵以及對保護設(shè)備進行屏蔽、等電位等防雷技術(shù)，以提高雷電的整體防御能力，將雷電災害損失降到最低。

4 計算機網(wǎng)絡(luò)的防雷保護措施

網(wǎng)絡(luò)機房的防雷按一類或二類建筑物的防雷等級要求設(shè)計，按照防護范圍可將其防雷措施分為外部防護和內(nèi)部防護兩類。外部防護是指采用避雷針(網(wǎng)、帶)、分流、屏蔽網(wǎng)、均衡電位、接地等措施對網(wǎng)絡(luò)機房本體的安全防護。內(nèi)部防護是指采用等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽、保護隔離、合理布線和裝設(shè)過電壓保護器等措施對機房內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防護。

4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的防直擊雷保護(外部防護)

網(wǎng)絡(luò)機房的外部防雷，首先是使用建筑物的接閃器將主要的雷電流引入大地;其次是在將雷電流引入大地時盡量將雷電流分流，避免造成過電壓危害設(shè)備;再次是利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋連接成的電氣通路達到一定的屏蔽作用;第四是建筑物各點的電位均衡，避免由于電位差危害設(shè)備;第五是保證建筑物有良好的接地，降低雷擊建筑物時接點電位損壞設(shè)備。

4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的防感應(yīng)雷保護(內(nèi)部防護)

在對計算機網(wǎng)絡(luò)進行感應(yīng)過電壓防護時，應(yīng)首先確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的耐壓水平，主要針對網(wǎng)絡(luò)中的電源線路、信號線路等雷電波侵入通道，防止因線路遭受雷擊或雷電電磁感應(yīng)導致發(fā)生的損壞事故。

(1)電源部分防護。

當機房系統(tǒng)設(shè)備由TN交流配電系統(tǒng)供電時，配電線路必須采用TN—S系統(tǒng)的接地方式。在直擊雷非防護區(qū)(LPZ0A)或直擊雷防護區(qū)(LPZ0Ｂ)與第一防護區(qū)(LPZ1)交界處應(yīng)安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護;第一級防護區(qū)之后的各分區(qū)(含LPZ1區(qū))交界處應(yīng)安裝限壓型浪涌保護器。使用直流電源的信息設(shè)備，視其工作電壓要求，宜安裝適配的直流電源浪涌保護器。

(2)信號部分保護。

進、出建筑物的信號線纜，宜選用有金屬屏蔽層的電纜，并宜埋地敷設(shè)。在直擊雷非防護區(qū)(LPZ0A)或直擊雷防護區(qū)(LPZ0B)與第一防護區(qū)(LPZ1)交界處，電纜金屬屏蔽層應(yīng)做等電位連接并接地。設(shè)備機房的信號線纜內(nèi)芯線的相應(yīng)端口，應(yīng)安裝適配的信號線路浪涌保護器，浪涌保護器的接地端及電纜內(nèi)芯的空線對應(yīng)接地。

(3)接地保護。

機房內(nèi)信號浪涌保護器的接地端，宜采用截面積≥1.5mm2的多股絕緣銅導線，單點連接至機房局部等電位接地端子板上;計算機機房的安全保護地、信號工作地、屏蔽接地、防靜電接地和浪涌保護器接地等均應(yīng)連接到局部等電位接地端子板上。

當多個計算機系統(tǒng)共用一組接地裝置時，宜分別采用M型或Ｍm組合型等電位連接網(wǎng)絡(luò)。

此外，雷擊對光纜的危害可通過正確連接光纜的擋潮層、在光纖上方使用防雷線、使用無金屬光纜等措施防護。

5 結(jié)語

計算機網(wǎng)絡(luò)的防雷是多項技術(shù)措施綜合運用的系統(tǒng)工程，必須從全面考慮。通過完善網(wǎng)絡(luò)機房的外部防護，將絕大部分雷電流通過接閃器經(jīng)引入線泄散入地;通過加強網(wǎng)絡(luò)機房的內(nèi)部防護，阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓波，并限制被保護設(shè)備上浪涌過壓(流)幅值在設(shè)備可承受的范圍內(nèi)，最大限度地保護網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全。

參考文獻

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