計算機網絡設備防雷設計探究

黎林坡+呂曉東+趙國勛

摘 要 介紹了雷電對計算機網絡設備的危害和雷電侵害計算機信息系統的幾種方法。從雷電感應及直擊雷兩方面對計算機設備進行防雷設計，并且對信號系統、電源系統提出了詳細的防雷措施，通過將雷電流電位連接和接地等方式釋放到大地中，進而使機房內的計算機設備免遭雷擊從而正常工作。

關鍵詞 網絡設備；防雷；措施

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0089-01

隨著計算機網絡通信技術的快速發展，現代機房內計算機網絡設備對防雷的要求也越來越高。為了使計算機網絡系統安全可靠的運行，同時最大限度的降低雷電對計算機網絡設備帶來的傷害，并根據現有的相對成熟的防雷技術，對計算機網絡設備進行防雷設計。

1 雷電侵入的途徑

雷電對計算機網絡設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算機設備連接的線路，通過網絡設備流入大地的雷擊電流統稱為直擊雷，大概40%的電流會通過相應建筑物的供電系統進行分流，不到50%的電流會從建筑物等外部防雷設施的引線下釋放到達地。②感應雷。由電磁感應產生的雷電，通過電力的線路，信號饋線的感應雷電壓來侵入計算機網絡設備，進而造成網絡設備大面積破壞。當發生雷擊的時候，在方圓1000米的范圍內，所有導體上都會產生強度很高的感應浪涌，所有線路都會感應到雷電從而使計算機網絡設備遭到危害。③雷電波入侵。雷電直接擊中網絡、通訊、電力的線路，之后再沿著傳輸線路進入設備。

2 防雷設計

1）瞬態過電壓保護設計。計算機網絡設備過電壓保護應用電磁兼容的原理對計算機網絡局部的防護歸到計算機機房的整體雷電過電壓保護。計算機網絡設備所在的建筑物作為欲保護的空間區域，由電磁兼容的角度來看，可以由外到內劃分成幾個雷電的保護區。以此規定各部分的區間不同雷電磁脈沖之間的嚴重程度。并且根據雷電保護區劃分的具體要求，計算機機房的建筑物局部為雷電中直接雷的區域，這個區域內的計算機網絡設備受到損害的概率非常高，危險性也最高，屬于暴露區。電源的線路是雷電的過電壓是侵入計算機網絡設備的主要途徑。從配電室的變壓器低壓的輸出端一直到計算機機房的設備端，必須全部實行分級式保護，把雷電過電壓進行降壓，一直降到設備能夠承受的水平。

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算機網絡系統設備的第一級防雷保護。標稱的放電電流通常選用50～100 kA，以此來預防直擊雷。計算機網絡設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，來作為計算機網絡系統設備的第二級防雷保護。通過配置的三相箱式避雷器，標稱的放電電流通常選用40 kA，以此來預防感應雷擊或者操作的過電壓。計算機網絡設備的配電箱電源通過引入端配置的電源避雷器，以此來作為系統設備的第三極防雷保護。配置的單相箱式避雷器，通常標稱放電的電流選用20 kA，一次來預防操作過電壓或者是感應雷擊。而且，重要網絡機柜或設備端通過采用模塊式的電源避雷器，以此來作為第四級式的防雷保護。標稱放電的電流選用5 kA，以此來預防操作過電壓或感應雷擊。

3）通信接口避雷器配置。根據目前計算機網絡系統通信設備的具體情況，主要考慮從室外引進的數據信號或者視頻信號線路的防雷保護。避雷器主要串聯在計算機網絡通信線路兩端的設備接口處。服務器100M的輸入端口通過安裝端口信號避雷器，來達到保護計算機網絡系統服務器的目的。24口的網絡交換機通過串聯在24口的型號為RJ45的端口信號避雷器上，避免因為累計感應或者通過電磁場的干擾而使電流通過雙絞線竄入計算機網絡設備從而毀壞設備。一般在DDN的專線接受設備商安裝單口的RJ11端口的信號避雷器，以此來保護DDN專線上的設備。經常在衛星的接收設備的前端安裝通州的端口天饋線式避雷器，以此來達到保護接收計算機網絡設備的目的。

4）等電位連接的設計。通過在機房做一個接地的中總線流排，讓交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地，防雷接地共四種接地的方式，共用一組接地裝置。計算機機房的網絡系統設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。并通過采取聯合接地網的方式，以此來達到各個電網之間的電位差能夠相應的消除，而且設備不會因為雷電的反擊而破壞。

5）接地網制作設計。作為避雷技術中非常非常重要的一個環節，無論是感應雷還是直擊雷，都應該采用接地的方式，把雷電引進大地中去。而且，對于相對比較敏感的數據信號和計算機網絡系統設備而言，如果沒有良好地接地系統，根本就不能夠起到良好地避雷效果，達不到安全避雷的目的。所以，對于接地電阻大于1歐姆的大樓地網來說，需要按照相關的規定，對計算機網絡系統的設備進行相應的整改活動嗎，以此來達到提高計算機網絡設備接地系統的安全可靠性。通常根據具體的情況，通過大樓建立出不同形式的接地網，沿著機房。并不斷擴大計算機網絡設備系統的接入地網有限面積，并且有效地改善地網的結構。具體做法如下，通常在大樓的周圍做好接地網，并且采用相對較少的材料以及較低的安裝費用，來完成相對有效的接地裝置。一般來說，接地的電阻值通常要求小于1歐姆，同時，接地體應當離計算機網絡設備所在的建筑物有3到5米的距離設置。而且，水平和垂直的接地體還應當埋在地下大約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該設置一個垂直的接地體。網絡焊接的時候，通常保持焊接的面積至少應該大于6倍的接觸點，而且焊點要做防腐蝕的防銹處理。計算機網絡設備的各地網，應該埋在地下0.6～0.8米，且與多跟計算機網絡設備所處的建筑立柱鋼筋焊接。由于有些地域的土壤導電性能相對來說，比較差，通常在處理時采用敷設降阻劑法，保持接地的電阻小于1歐姆。而且，在回填土的時候，必須保證是導電狀態較好的新粘土。預留接地網的測試點，與大樓的基礎地網進行多點焊接的方式。通常來說，上述所述的方法，都是一種相對來說較傳統的比較實用但是很廉價的接地方式，在實際中，應該根據實際情況，選擇接地網材料的時候也可以嘗試新型技術的接地裝置。比如低電阻的接地模塊，免維護電解式的離子接地系統等。

3 總結

相對來說，計算機網絡系統設備對雷電過壓防護的要求較高，在計算網絡系統且進行防雷設計的時候，應該根據計算機機房在的地理環境，綜合考慮，并通過進行合情合理的雷電風險分析，進而采取有效地防護措施，以此來保證計算機網絡系統設備的正常運行。

參考文獻

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