計算機網絡系統的防雷設計

趙慧

摘 要：當人類社會進入計算機網絡時代后，通信設施和電子設備遭雷擊的事故呈直線上升，雷災的經濟損失和危害程度大大增加了。雷電防護設計應堅持預防為主、安全第一的方針，這樣才有效防止雷電對計算機網絡系統受到破壞。

關鍵詞：計算機網絡系統；接地；屏蔽；等電位連接

1 雷電的危害

當人類社會進入計算機網絡時代后，通信設施和電子設備遭雷擊的事故呈直線上升，雷災的經濟損失和危害程度大大增加了。一些電子設備工作電壓僅幾伏，對外界的干擾極其敏感，而雷電的電壓可高達數十萬伏，瞬間電流可高達數十萬安，對計算機網絡系統具有極大的破壞性。因此，計算機網絡系統迫切需求雷電防御由直擊雷防護到系統防護。

雷電的破壞作用主要是雷電流引起的，它的危害基本上可分為三種類型：一是直擊雷的作用，即雷電直接擊在建筑物或設備上發生的強加熱效應作用和電動力作用；二是雷電的二次作用，通常稱為間接雷害，即雷電流產生的靜電感應作用和電磁感應作用；三是雷電對架空線路或金屬管道的作用，所產生的雷電波可能沿著這些金屬導體、管路，特別是沿天線或架空電線將高點位引入室內與造成反擊。雷電閃擊過程中產生了強大的雷電流和高電位，具有及強大的功率，從而形成一次爆炸過程。雷電直擊到地面的各建筑和各種生物上，會造成嚴重的破壞和災害。

2 如何解決雷電對計算機網絡系統的危害

當計算機機房處于某棟建筑物內，而建筑物直接遭受雷擊或其附近區域發生雷擊時，由雷電放電引起的雷電電磁脈沖（LEMP）和暫態過電壓波會通過各種途徑侵入建筑物內，即計算機機房，危及計算機機房內的網絡系統的安全可靠運行。為了實現計算機機房內部避雷，對于侵入計算機機房內的雷害需要采取綜合防護措施，主要措施由以下三個端口入手。

2.1外殼端口。

方法有三種：接地、屏蔽及等電位連接。

接地：將計算機機房的地線與建筑物柱筋重復接地，形成共用接地，使地線更好地泄流。將機房的防靜電地板、機柜接地。

屏蔽：電子設備防護雷電電磁脈沖干擾的基本手段之一。具體措施有建筑物屏蔽、設備屏蔽和金屬線纜屏蔽。所有引入建筑物的電源線、各種通信數據線等金屬線纜，必須采用金屬屏蔽線纜或者穿金屬管埋地引入機房，并在金屬屏蔽層和金屬管的兩頭做可靠接地。計算機機房內部的線纜采取屏蔽措施，線纜應穿專用弱電線路走線槽或金屬管道，并與機房等電位連接網絡進行可靠接地。為防閃電電磁感應，計算機機房內的金屬門、窗，進入機房的電纜必須屏蔽，所有屏蔽都必須在兩端接地，并保證所有屏蔽和設備外殼之間實現良好的電氣連接。

等電位連接的目的是為減小信息設備之間以及信息設備與金屬部件之間的電位差。防雷區界面處的等電位連接要考慮建筑物內的計算機網絡系統，在那些對雷電電磁脈沖效應要求最小的地方，等電位連接帶最好采用金屬板制作，并多次與建筑物的鋼筋連接或連接在其他屏蔽物的構件上。對于計算機網絡系統的外漏導電物，應建立等電位連接網，原則上一個等電位連接網不需要直接連在大地上，但實際上所有等電位連接網都有通向大地的連接。

2.2信號線端口。

即為在信號線端口安裝信號電涌保護器。如果在多個計算機網絡系統中使用多級保護，還應該考慮其相互配合的問題。對于某一個計算機網絡系統中，只需在網絡信號進出的交界面處安裝合適的信號電涌保護器即可。

2.3電源端口。

計算機網絡系統的電源保護由于其敏感性必須采用殘壓值較低的電涌保護器，且此殘壓應當地獄需要保護設備的耐壓能力。同時，還必須考慮到電磁干擾對計算機網絡系統的影響，因此帶過濾波的分流設計。即：前兩級采用通流容量大的電涌保護器，在設備終端處則采用殘壓較低的電涌保護器，最后一級的電涌保護器中最好有濾波電路。在計算機網絡系統電源端口處安裝電涌保護器時，還應考慮到多級電涌保護器之間能量配合、時間配合以及距離配合問題，連接電涌保護器的引線應當盡量粗和短。

3 結束語

雷電防護設計應堅持預防為主、安全第一的方針。凡是影響計算機網絡系統的通道和途徑，都必須預先考慮到，采取相應的防護措施，將雷電堵截在計算機網絡系統的設備之外，不允許雷電電磁脈沖進入通道，即使漏過來很小一部分，也要采取有效措施將進入的雷電電磁脈沖很快地疏導到大地，這樣才有效防止雷電對計算機網絡系統受到破壞。

參考文獻

[1]《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010.

[2] 建筑防雷工程與設計（第三版）梅衛群.江燕如.

[3]《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2012.