計算機網絡設計中的防雷安全分析

何 浩

計算機網絡設計中的防雷安全分析

何 浩

隨著社會經濟的快速發展，計算機網絡系統在我國的應用越來越廣泛，雖然很大程度上改善了人們的工作與生活，但也存在一些潛在的危險因素。雷擊對計算機網絡系統所造成的破壞巨大，我們對此必須給予高度關注。本文基于防雷安全視角，對計算機網絡系統的設計進行分析，為相關部門的設計與實施提供參考。

空中交通管理部門承擔著確保航空器在空中有序、安全飛行的重要職責，其使用的設備大多屬于精密設備，經過多年建設，現已形成較為完整且完善的網絡系統，對于雷擊侵害非常敏感。一般來說，雷擊損壞網絡機房設備分為兩種情況，分別是直擊雷侵害以及感應雷侵害。直擊雷侵害是指雷電電流直接擊中機房設備的連接線路或者建筑物，之后經過網絡設備流入大地。感應雷侵害是指雷電電流的強磁場在經過導體后產生的電流或電壓經過光纜或電纜進入機房，對機房設備造成破壞。所以，防雷安全視角下的計算機網絡系統設計，需要針對這兩種雷擊損壞著重考慮。

計算機網絡系統雷電侵害的簡單分析

雷電侵害主要分為直擊雷與感應雷，與后者相比，直擊雷由于其直接擊中目標因而能造成更大的破壞。而感應雷主要損壞計算機網絡系統，主要是由于電磁感應形成的感應雷，通過信號饋線以及電力線路等途徑進入計算機網絡系統，甚至可能導致網絡系統設備出現嚴重損壞。雷電侵害計算機網絡系統主要分為三種途徑。第一種是在建筑物接閃器的影響下，以極大的電位通過設備接地線進入網絡造成設備侵害，從而形成地電位反擊，對網絡系統造成破壞。第二種是建筑物避雷引下線對雷電電流產生作用，使雷電電流入地時形成強磁場，在強磁場的影響下，在金屬管線上形成過電壓，結合網絡系統信號線及電力的作用，過電壓對網絡系統造成破壞。第三種是建筑物的線路受雷電電壓影響，形成一些強電流，進入到計算機網絡系統中，嚴重損壞計算機網絡設備。

計算機網絡機房直擊雷防護的分析

直擊雷的相關防護措施

相比于感應雷侵害，直擊雷侵害可造成更大的破壞。對于計算機網絡機房的直擊雷防護，對建筑物防雷設施的建設應要求較高，從而確保建筑物內部設備免受雷電損害。建筑物通常具有以下多種防雷設施，包括引下線、避雷針、接地體、等電位、電涌保護器、避雷帶以及避雷網絡等。需要用到接地、分流、屏蔽、均壓、接閃等技術和設施設備，才能實現對雷擊侵害的有效防護。通常采用建筑物架構互相焊接成網的方式達到籠式屏蔽的目的，實現等電位的有效處理。該方式應用廣泛，主要在于其在成本不高的基礎上引進了先進的防雷理論，從而在根本上使設備免受雷電電磁脈沖的損害。就接地裝置以及引下線而言，梁柱、基礎柱等建筑物結構鋼筋的采用，不僅美觀，而且對雷電電流的散流作用也尤為明顯，并且該方法維護成本低，使用年限比較長。能夠實現建筑物樁筋、柱內主筋以及地梁內主筋的焊接并結合地梁外圈梁，得到一個閉合環路，從而形成完善的接地系統。該接地系統可保證地面與接地系統之間足夠的接觸面積，使接地電阻降低，同時憑借混凝土的保護，使鋼筋能夠免受一定的腐蝕，從而使接地電阻的穩定性得到保障。

計算機機房的選址

計算機機房的選址對計算機網絡系統的安全性十分重要，通常情況下，一般選擇不易發生火災的位置，同時避免在落雷、低溫以及潮濕的地方，在建筑物高層及地下室亦不可取。此外，需要考慮是否存在鼠害，防止老鼠咬壞線路絕緣層，從而導致線路發生例如短路等各種故障。

網絡機房直擊雷防護

為防止雷擊情況的發生，需要在計算機或其他設備相對集中的建筑物上安裝專門的避雷網或者避雷針，從而實現雷電電流的安全引流，達到保護建筑物和設備的目的。若采用建筑物鋼筋作為引下線，此時應該保證建筑物內的設備均完好綁扎及焊接，同時對接閃器采取防腐蝕處理措施，唯有如此，才能使建筑物遭受直擊雷的侵害有效減小。

計算機網絡機房感應雷防護的分析

所謂感應雷，尤其指地面上的導體在雷云出現時，由于受靜電感應的影響，會造成大量束縛電荷集中，而這些電荷極性相反，若雷云與雷云之間，或者雷云對地面產生放電，云中電荷將發生改變，進而形成巨大的感應電壓，這些強電流電壓將對建筑物內的線路設備造成極大的破壞。由于可能產生巨大的電火花，將導致建筑物內存在火災的風險，對供電系統及人類的生命財產安全造成嚴重的影響。

電源系統的防雷措施

由于計算機網絡系統的電源輸入方式為電力線路，并非專門的電力系統，計算機網絡系統就很有可能遭受雷擊。感應雷或是直擊雷，在擊中線路之后，產生的強電壓都將嚴重破壞計算機網絡系統設備。

雷電產生的強電壓電流無法瞬時消失，為防止雷電破壞電源，需要對電源系統采取多方面的防雷措施。根據相關標準及規定，計算機網絡電源系統應符合三級雷電防護標準，分別包括：在建筑物總配電裝置的高壓斷路器進行防雷裝置的安裝，同時將防雷裝置安裝在低壓側，并且在樓層的配電箱位置安裝電源避雷箱。如果有需要，可進行更多防護裝置的安裝，例如將防雷設備安裝在重要設備的電源輸入端或者將防雷裝置安裝在UPS電源輸出端等。唯有如此，才能實現雷電過電流的有效釋放，將電壓控制在安全范圍之內，從而降低雷電損壞計算機網絡的風險，達到計算機網絡系統設備保護的目的。

信號系統的防雷措施

通信電纜無論是暴露或是深埋，均存在遭受雷擊的風險。我國ADSL上網方式的使用最為廣泛，這種電話線路較為一般，遭受雷擊的風險較大，容易導致安全事故的發生。并且，甚至可能對計算機網絡系統的安全造成嚴重破壞。就光纜的防雷而言，通常光纜遭受雷擊的概率較小，但是由于目前光纜的設計中包括金屬擋潮層以及金屬加強芯的組成，從而增加了光纜遭受雷擊的風險。對此，可以在光纜的上方進行防雷線的安裝，也可以采用金屬擋潮層以及金屬加強芯接地的措施，實現光纜的直接接地或者借助電涌保護器進行接地。

為避免機房設備遭受雷擊侵害，可以采用將機房金屬物接地的方式。需要明確的是，機房金屬線在接地的過程中，必須配合相應的電涌保護器，同時確保電涌保護器類型合適。此外，機房的防雷接地、安全地、交流工作地以及直流接地所使用的接地裝置必須是同一組。

結語

總之，隨著社會科技的快速發展，計算機網絡系統在我國得到更加廣泛的應用，其雖然改變了人們的生活，但也存在一些安全風險，其中以計算機網絡系統雷電侵害最為突出。雷電侵害不僅對計算機設備造成嚴重破壞，而且對人們的生命安全也產生威脅。本文首先對計算機網絡系統遭受雷電侵害進行簡單闡述，然后對計算機網絡機房的直擊雷防護與感應雷防護進行了重點分析，對計算機網絡系統的安全防雷具有重要的參考意義。空中交通管理部門是保障飛行安全的關鍵部門，而確保安全又必須依托已經建成投產的設備系統及其網絡，因此，對于如何防止雷擊破壞計算機網絡系統顯得尤為重要。

何 浩

中國民用航空西南地區空中交通管理局貴州分局

何浩（1974－）男，學歷：本科，籍貫：四川綿陽，職稱：工程師，研究方向：設備維護維修及工程項目建設。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.020