計算機網(wǎng)絡(luò)防雷工程技術(shù)與SPD的應用

王倩君

摘要：近些年隨著全球氣候變暖，地球的環(huán)境越來越嚴重，造成雷電災害逐年增加的趨勢。本文以近年來實際發(fā)生的雷擊案例，說明了雷擊對計算機網(wǎng)絡(luò)危害的普遍性及嚴重性，詳細闡述了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與雷電防護的基本原理，剖析了計算機網(wǎng)絡(luò)速度提高后由于SPD使計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生故障的基本原因，對如何選用計算機網(wǎng)絡(luò)信號SPD提出了建議，文章總結(jié)了計算機網(wǎng)絡(luò)雷電防護的要點。

關(guān)鍵詞 ： 計算機網(wǎng)絡(luò)雷電防護

引言

雷電災害是“聯(lián)合國減災十年”國際宣布人類活動的影響是最嚴重的10種自然災害之一，被稱為“電子時代的一大公害”。自上個世紀九十年代計算機網(wǎng)絡(luò)在我國發(fā)展以來，速度快、規(guī)模大，它迅速改變著國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，科研、教育、金融、通信、交通、軍事、衛(wèi)生、醫(yī)療、政府機關(guān)、企事業(yè)單位、文化、商業(yè)等等，運行著大量的計算機局域網(wǎng)絡(luò)和廣域網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)的安全運行是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展的保障。但在我國，過去的比例總體設(shè)計的計算機網(wǎng)絡(luò)防雷設(shè)計是非常小的。不帶電氣設(shè)計人員，其他專業(yè)設(shè)計人員的關(guān)注更少，但閃電造成的損失在計算機網(wǎng)絡(luò)不能輕視。

一.雷電對信息網(wǎng)絡(luò)侵害的機理

1.1雷電現(xiàn)象

雷電是一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現(xiàn)象，是一種強大的脈沖放電過程的性質(zhì)，一般閃電放電對地面建筑物或設(shè)備產(chǎn)生的危害形式劃分為直接雷擊、感應雷擊、電磁脈沖輻射。雷電對計算機網(wǎng)絡(luò)的侵害主要是感應雷擊和電磁脈沖輻射。

1.2感應雷擊

感應雷擊有以下兩種現(xiàn)象：一是靜電感應。二是電磁感應。

1.3電磁脈沖輻射

第三個物理現(xiàn)象是閃電放電產(chǎn)生的電磁脈沖輻射。閃電放電時電流隨時間均勻而不是改變。閃電通常包括幾個短的脈沖放電。閃電放電的中等強度，它的第一個脈沖電流幅值是大約30KA，最大電流梯度是大約12 KA /畝，隨后的脈沖電流只有12KA，但其最大電流梯度約40 KA /畝，脈沖電流是向外輻射電磁波，電磁脈沖輻射以電磁波的形式通過空間耦合瞬態(tài)電磁脈沖非常敏感等微電子設(shè)備計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可能導致設(shè)備損壞。

二.計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及硬件設(shè)施的改善

2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成及發(fā)展

計算機的局域網(wǎng)絡(luò)主要組成為兩大部分：網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)。

2.2計算機機房的改善

計算機局域網(wǎng)建設(shè)時另一個明顯的變化是中心機房的建設(shè)，大都在機房的屏蔽措施上下功夫，采用金屬彩板或金屬網(wǎng)格作機房五面屏蔽，防靜電地板下鋪設(shè)0.6X0.6m的銅箔網(wǎng)格，建設(shè)中對機房內(nèi)的內(nèi)結(jié)構(gòu)柱也用金屬彩板封閉，上述措施大大提高了對雷電災害的抗御能力。

2.3防雷規(guī)范逐漸完善

對信息系統(tǒng)的雷電防護近年來國家及國際電工委員會（IEC）陸續(xù)頒布了一系列技術(shù)標準。

三.計算機網(wǎng)絡(luò)防雷原理

3.1計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)綜合防雷的理念

信息系統(tǒng)的雷電防護貫穿了綜合防雷的理念，就是：接閃、接地、泄流、 等電位連接、屏蔽、綜合布線、安裝電涌保護器（SPD）。

接閃、接地、泄流是外部防雷系統(tǒng)所必須做到的三要素，使信息系統(tǒng)機房中的設(shè)備處于LPZ1區(qū)。

作為計算機網(wǎng)絡(luò)中心機房的防雷保護應在做好外部防雷系統(tǒng)的前提下，做好等電位連接、屏蔽、綜合布線、安裝SPD等。

3.2等電位連接

等電位連接的目的在于減小防雷空間內(nèi)各金屬部件及各系統(tǒng)之間的電位差，并減小建筑物內(nèi)的磁場強度。

3.3屏蔽

屏蔽是減小電磁干擾的基本措施。

3.4綜合布線

3.5安裝信號SPD

對計算機局域網(wǎng)中心機房設(shè)備安裝信號SPD是機房綜合防雷的主要措施之一。

計算機網(wǎng)絡(luò)中心機房的網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器、集線器、MODEM都應當按照《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004規(guī)定安裝RJ45單口或RJ45多口標準機柜式信號SPD。

四.結(jié)束語：

計算機網(wǎng)絡(luò)中心雷電防護應按以下要點實施：

1.做好計算機網(wǎng)絡(luò)低壓配電系統(tǒng)的防電涌保護，機房供電的零—地漂移電壓應小于2V。

2.做好計算機網(wǎng)絡(luò)機房的電磁屏蔽，宜采用金屬材料實施機房六面屏蔽，為防御機房玻璃窗的空洞效應，采用屏蔽玻璃或構(gòu)建金屬網(wǎng)格護欄，金屬護欄與建筑物接地做等電位連接。

3.做好計算機網(wǎng)絡(luò)機房M、S型等電位連接。

4.計算機網(wǎng)絡(luò)機房的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應在距離外墻大于1米處布設(shè)。

5.做好網(wǎng)絡(luò)機房的綜合布線，減小電磁干擾。

6.選擇優(yōu)質(zhì)信號SPD，即要滿足雷電防護的要求，又要保障網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)性能。

參考文獻：

[1]《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》 GB50057-2010

[2]《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004

[3]《雷電防護第4部分：建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)》GB/T 21714-2008

[4]《計算機機房環(huán)境技術(shù)》主編：葉配生人民郵電出版社 1999年2月第一版

[5]《電磁干擾與電磁兼容技術(shù)》主編：王慶斌機械工業(yè)出版社1999年8月第一版

[6]《建筑防雷工程與設(shè)計》主編：梅衛(wèi)群江燕如氣象出版社2008年1月-3版endprint