计算机网络设计中的防雷安全分析

2016-08-16何浩

中国科技信息 2016年9期

何浩

计算机网络设计中的防雷安全分析

何浩

随着社会经济的快速发展，计算机网络系统在我国的应用越来越广泛，虽然很大程度上改善了人们的工作与生活，但也存在一些潜在的危险因素。雷击对计算机网络系统所造成的破坏巨大，我们对此必须给予高度关注。本文基于防雷安全视角，对计算机网络系统的设计进行分析，为相关部门的设计与实施提供参考。

空中交通管理部门承担着确保航空器在空中有序、安全飞行的重要职责，其使用的设备大多属于精密设备，经过多年建设，现已形成较为完整且完善的网络系统，对于雷击侵害非常敏感。一般来说，雷击损坏网络机房设备分为两种情况，分别是直击雷侵害以及感应雷侵害。直击雷侵害是指雷电电流直接击中机房设备的连接线路或者建筑物，之后经过网络设备流入大地。感应雷侵害是指雷电电流的强磁场在经过导体后产生的电流或电压经过光缆或电缆进入机房，对机房设备造成破坏。所以，防雷安全视角下的计算机网络系统设计，需要针对这两种雷击损坏着重考虑。

计算机网络系统雷电侵害的简单分析

雷电侵害主要分为直击雷与感应雷，与后者相比，直击雷由于其直接击中目标因而能造成更大的破坏。而感应雷主要损坏计算机网络系统，主要是由于电磁感应形成的感应雷，通过信号馈线以及电力线路等途径进入计算机网络系统，甚至可能导致网络系统设备出现严重损坏。雷电侵害计算机网络系统主要分为三种途径。第一种是在建筑物接闪器的影响下，以极大的电位通过设备接地线进入网络造成设备侵害，从而形成地电位反击，对网络系统造成破坏。第二种是建筑物避雷引下线对雷电电流产生作用，使雷电电流入地时形成强磁场，在强磁场的影响下，在金属管线上形成过电压，结合网络系统信号线及电力的作用，过电压对网络系统造成破坏。第三种是建筑物的线路受雷电电压影响，形成一些强电流，进入到计算机网络系统中，严重损坏计算机网络设备。

计算机网络机房直击雷防护的分析

直击雷的相关防护措施

相比于感应雷侵害，直击雷侵害可造成更大的破坏。对于计算机网络机房的直击雷防护，对建筑物防雷设施的建设应要求较高，从而确保建筑物内部设备免受雷电损害。建筑物通常具有以下多种防雷设施，包括引下线、避雷针、接地体、等电位、电涌保护器、避雷带以及避雷网络等。需要用到接地、分流、屏蔽、均压、接闪等技术和设施设备，才能实现对雷击侵害的有效防护。通常采用建筑物架构互相焊接成网的方式达到笼式屏蔽的目的，实现等电位的有效处理。该方式应用广泛，主要在于其在成本不高的基础上引进了先进的防雷理论，从而在根本上使设备免受雷电电磁脉冲的损害。就接地装置以及引下线而言，梁柱、基础柱等建筑物结构钢筋的采用，不仅美观，而且对雷电电流的散流作用也尤为明显，并且该方法维护成本低，使用年限比较长。能够实现建筑物桩筋、柱内主筋以及地梁内主筋的焊接并结合地梁外圈梁，得到一个闭合环路，从而形成完善的接地系统。该接地系统可保证地面与接地系统之间足够的接触面积，使接地电阻降低，同时凭借混凝土的保护，使钢筋能够免受一定的腐蚀，从而使接地电阻的稳定性得到保障。

计算机机房的选址

计算机机房的选址对计算机网络系统的安全性十分重要，通常情况下，一般选择不易发生火灾的位置，同时避免在落雷、低温以及潮湿的地方，在建筑物高层及地下室亦不可取。此外，需要考虑是否存在鼠害，防止老鼠咬坏线路绝缘层，从而导致线路发生例如短路等各种故障。

网络机房直击雷防护

为防止雷击情况的发生，需要在计算机或其他设备相对集中的建筑物上安装专门的避雷网或者避雷针，从而实现雷电电流的安全引流，达到保护建筑物和设备的目的。若采用建筑物钢筋作为引下线，此时应该保证建筑物内的设备均完好绑扎及焊接，同时对接闪器采取防腐蚀处理措施，唯有如此，才能使建筑物遭受直击雷的侵害有效减小。

计算机网络机房感应雷防护的分析

所谓感应雷，尤其指地面上的导体在雷云出现时，由于受静电感应的影响，会造成大量束缚电荷集中，而这些电荷极性相反，若雷云与雷云之间，或者雷云对地面产生放电，云中电荷将发生改变，进而形成巨大的感应电压，这些强电流电压将对建筑物内的线路设备造成极大的破坏。由于可能产生巨大的电火花，将导致建筑物内存在火灾的风险，对供电系统及人类的生命财产安全造成严重的影响。

电源系统的防雷措施

由于计算机网络系统的电源输入方式为电力线路，并非专门的电力系统，计算机网络系统就很有可能遭受雷击。感应雷或是直击雷，在击中线路之后，产生的强电压都将严重破坏计算机网络系统设备。

雷电产生的强电压电流无法瞬时消失，为防止雷电破坏电源，需要对电源系统采取多方面的防雷措施。根据相关标准及规定，计算机网络电源系统应符合三级雷电防护标准，分别包括：在建筑物总配电装置的高压断路器进行防雷装置的安装，同时将防雷装置安装在低压侧，并且在楼层的配电箱位置安装电源避雷箱。如果有需要，可进行更多防护装置的安装，例如将防雷设备安装在重要设备的电源输入端或者将防雷装置安装在UPS电源输出端等。唯有如此，才能实现雷电过电流的有效释放，将电压控制在安全范围之内，从而降低雷电损坏计算机网络的风险，达到计算机网络系统设备保护的目的。

信号系统的防雷措施

通信电缆无论是暴露或是深埋，均存在遭受雷击的风险。我国ADSL上网方式的使用最为广泛，这种电话线路较为一般，遭受雷击的风险较大，容易导致安全事故的发生。并且，甚至可能对计算机网络系统的安全造成严重破坏。就光缆的防雷而言，通常光缆遭受雷击的概率较小，但是由于目前光缆的设计中包括金属挡潮层以及金属加强芯的组成，从而增加了光缆遭受雷击的风险。对此，可以在光缆的上方进行防雷线的安装，也可以采用金属挡潮层以及金属加强芯接地的措施，实现光缆的直接接地或者借助电涌保护器进行接地。

为避免机房设备遭受雷击侵害，可以采用将机房金属物接地的方式。需要明确的是，机房金属线在接地的过程中，必须配合相应的电涌保护器，同时确保电涌保护器类型合适。此外，机房的防雷接地、安全地、交流工作地以及直流接地所使用的接地装置必须是同一组。

结语

总之，随着社会科技的快速发展，计算机网络系统在我国得到更加广泛的应用，其虽然改变了人们的生活，但也存在一些安全风险，其中以计算机网络系统雷电侵害最为突出。雷电侵害不仅对计算机设备造成严重破坏，而且对人们的生命安全也产生威胁。本文首先对计算机网络系统遭受雷电侵害进行简单阐述，然后对计算机网络机房的直击雷防护与感应雷防护进行了重点分析，对计算机网络系统的安全防雷具有重要的参考意义。空中交通管理部门是保障飞行安全的关键部门，而确保安全又必须依托已经建成投产的设备系统及其网络，因此，对于如何防止雷击破坏计算机网络系统显得尤为重要。