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，通過電力的線路，信號(hào)饋線的感應(yīng)雷電壓來侵入計(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)過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過電壓保護(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配置箱式的電源避雷器，來作為計(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，以此來預(yù)防感應(yīng)雷擊或者操作的過電壓。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配電箱電源通過引入端配置的電源避雷器，以此來作為系統(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，一次來預(yù)防操作過電壓或者是感應(yīng)雷擊。而且，重要網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜或設(shè)備端通過采用模塊式的電源避雷器，以此來作為第四級(jí)式的防雷保護(hù)。標(biāo)稱放電的電流選用5 kA，以此來預(yù)防操作過電壓或感應(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的輸入端口通過安裝端口信號(hào)避雷器，來達(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)或者通過電磁場(chǎng)的干擾而使電流通過雙絞線竄入計(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。并通過采取聯(lián)合接地網(wǎng)的方式，以此來達(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)來說，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，來完成相對(duì)有效的接地裝置。一般來說，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)來說，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。通常來說，上述所述的方法，都是一種相對(duì)來說較傳統(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)來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備對(duì)雷電過壓防護(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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