淺談計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷技術(shù)

于淑潔 馬殿舉 郭興安 顧巖梅

（大興安嶺地區(qū)氣象局，黑龍江 大興安嶺165000）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當(dāng)今社會發(fā)展高新技術(shù)的重要支柱，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會生活的各個領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器設(shè)備及通信線路的不斷增加，使計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對雷擊的防護(hù)要求越來越高，由于對雷擊防護(hù)措施不力或存在認(rèn)識上的偏差，往往起不到應(yīng)有的防護(hù)效果，機房遭受雷擊頻繁發(fā)生。特別是在雷雨季節(jié)，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一些電子電氣設(shè)備到雷擊的干擾，有些因遭雷擊而燒毀，造成直接經(jīng)濟損失。

1 雷擊侵害計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的幾種途徑

雷擊分為直擊雷和雷擊電磁脈沖（LEMP）兩種方式。按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2010）要求，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機房所在大樓一般為二類或三類防雷建筑物，計算機系統(tǒng)設(shè)置在建筑物內(nèi)，受建筑物防雷系統(tǒng)保護(hù)，直擊雷直接擊中計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可能性就非常小。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷擊大部分是由LEMP入侵引起的。雷擊損壞計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要集中在與外線連接的主機、終端機或MODEM接口中的驅(qū)動器和接收機，或擊穿MODEM后再擊穿主機或終端的接口，越過接口的部件很少被擊穿。雷電入侵主要有以下三個途徑：

1.1 由交流電源供電線路入侵

供電系統(tǒng)屬于設(shè)備與外界有直接聯(lián)系的通路，是計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備易遭受雷擊損害的重要途徑之一，電力線路遭受雷擊后，入侵計算機供電設(shè)備，產(chǎn)生的過電壓對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會造成毀滅性的打擊。電源防雷的主要作用是防止雷擊過電壓，從電源供入端進(jìn)入設(shè)備，保障設(shè)備以及數(shù)據(jù)傳輸暢通。

1.2 由計算機通信線路入侵

由計算機通信線路入侵分為三種情況：

1.2.1 當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r，強雷電壓將臨近土壤，雷電流直接入侵到電纜外皮，將外皮擊穿，使高壓入侵線路。

1.2.2 雷云對地面放電時，在線路上感應(yīng)出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的電氣設(shè)備，通過設(shè)備連接侵入通信線路，這種入侵沿通信線路傳播，涉及面 廣，危害范圍大。

1.2.3 若通過一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線或者多條電纜平行鋪設(shè)時，某一導(dǎo)線被雷電擊中時，會在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過電壓，擊壞低壓電子設(shè)備。

1.3 地電位反擊電壓通過接地體入侵

雷擊時強大的雷電流經(jīng)過引下線和接入體泄入大地，在接地體附近形成放射型的電位分布，若有連接電子設(shè)備的其他接地體靠近時，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產(chǎn)生強大的電磁場變化，會在相鄰的導(dǎo)線（包括電源線和信號線）上感應(yīng)出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護(hù)計算機系統(tǒng)，反而可能引入了雷電流。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備的集成電路芯片耐壓能力很弱，通常在100v以下，因此必須建立多層次的計算機防雷保護(hù)系統(tǒng)，層層防護(hù)，確保計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

2 綜合防雷方案

2.1 直擊雷的防護(hù)措施

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所在建筑物應(yīng)有符合規(guī)范要求的防直擊雷設(shè)施。對于雷電磁場的影響，主要是直擊雷擊中機房大樓時，雷電流在建筑物的內(nèi)部分布直接影響到計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備，特別是對電磁干擾敏感的計算機及網(wǎng)絡(luò)通信終端設(shè)備。機房應(yīng)避免選擇在大樓的頂層或邊角位置，對多層或高層建筑物宜設(shè)置在二至四層，以減輕建筑物遭雷擊時雷電磁場對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的沖擊。合理選擇機房的位置及機房內(nèi)設(shè)備的合理布局可有效的減少雷害。

2.2 供電系統(tǒng)的防護(hù)

2.2.1 引入室內(nèi)的交流電力線宜采用電力電纜，并且宜采用直埋式低壓電力電纜埋地引入機房，其電纜金屬護(hù)套的兩端應(yīng)做良好的接地。

2.2.2 室內(nèi)所有的交流用電及配電設(shè)備均應(yīng)采取接地保護(hù)。

2.2.3 電源系統(tǒng)應(yīng)采用電涌保護(hù)器SPD進(jìn)行保護(hù)。應(yīng)在建筑物總配電上安裝適當(dāng)?shù)腟PD作為第一級保護(hù)。

2.3 數(shù)據(jù)信號系統(tǒng)的防雷措施

由于計算機房內(nèi)具有大量的數(shù)據(jù)線，控制電路等，他們傳輸?shù)碾娖降?，速度高。在雷擊發(fā)生時，網(wǎng)絡(luò)線路感應(yīng)到過電壓也會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，甚至導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。其防護(hù)的主要方面如下：

2.3.1 服務(wù)器輸入端口處安裝端口信號SPD，以保護(hù)服務(wù)器。

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)交換機端口串聯(lián)端口信號SPD，避免感應(yīng)或電磁場干擾雙絞線竄入而毀壞設(shè)備。

2.3.3 在DDN專線接收設(shè)備上安裝端口信號SPD，保護(hù)DDN專線上的設(shè)備。

2.3.4 在衛(wèi)星接收設(shè)備前段安裝同軸端口天饋線SPD，以保護(hù)接收設(shè)備。

2.3.5 以上線路以及設(shè)備上安裝的信號SPD應(yīng)就近做好接地。

2.4 綜合布線要嚴(yán)格規(guī)范合理

局域網(wǎng)內(nèi)的線路不要布設(shè)在室外，與外界其它網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信號線最好使用光纜，室外所有布線都盡量避免使用架空走線方式，宜采取地埋敷設(shè)電纜，在進(jìn)戶時采用金屬套管屏蔽，并且把屏蔽套管與其它金屬管道等金屬物等電位電氣連接，同時做好接地。所有線路都要盡量遠(yuǎn)離建筑物的防雷引下線，以防止雷電引入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.5 接地及其它要求

機房采用聯(lián)合接地可有效的解決地電位升高的影響，合格的地網(wǎng)是有效防雷的關(guān)鍵。機房的聯(lián)合接地網(wǎng)通常由機房建筑物基礎(chǔ)、環(huán)形接地、工作地網(wǎng)等組成。接地良好與否關(guān)系到防雷的效果和質(zhì)量。若地網(wǎng)不符合要求，應(yīng)改善地網(wǎng)條件，適當(dāng)擴大地網(wǎng)面積和改善地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能使雷電流盡快泄放，縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間，以達(dá)到防雷要求。按國家有關(guān)要求，交流工作接地、安全保護(hù)接地的接地電阻均應(yīng)小于等于4歐姆。防雷接地電阻則應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。

3 結(jié)束語

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對雷電壓的防護(hù)要求比較高，對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行防雷設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所在的地理環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，經(jīng)過合理的雷電風(fēng)險分析，針對雷害入侵的主要來源，進(jìn)行整體防護(hù)，并根據(jù)現(xiàn)有的一些成熟的防雷技術(shù)經(jīng)驗，采取安全有效的防護(hù)措施，保障計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

［1］GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S].

［2］GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[S].