计算机网络系统的防雷设计

赵慧

摘 要：当人类社会进入计算机网络时代后，通信设施和电子设备遭雷击的事故呈直线上升，雷灾的经济损失和危害程度大大增加了。雷电防护设计应坚持预防为主、安全第一的方针，这样才有效防止雷电对计算机网络系统受到破坏。

关键词：计算机网络系统；接地；屏蔽；等电位连接

1 雷电的危害

当人类社会进入计算机网络时代后，通信设施和电子设备遭雷击的事故呈直线上升，雷灾的经济损失和危害程度大大增加了。一些电子设备工作电压仅几伏，对外界的干扰极其敏感，而雷电的电压可高达数十万伏，瞬间电流可高达数十万安，对计算机网络系统具有极大的破坏性。因此，计算机网络系统迫切需求雷电防御由直击雷防护到系统防护。

雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，它的危害基本上可分为三种类型：一是直击雷的作用，即雷电直接击在建筑物或设备上发生的强加热效应作用和电动力作用；二是雷电的二次作用，通常称为间接雷害，即雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用；三是雷电对架空线路或金属管道的作用，所产生的雷电波可能沿着这些金属导体、管路，特别是沿天线或架空电线将高点位引入室内与造成反击。雷电闪击过程中产生了强大的雷电流和高电位，具有及强大的功率，从而形成一次爆炸过程。雷电直击到地面的各建筑和各种生物上，会造成严重的破坏和灾害。

2 如何解决雷电对计算机网络系统的危害

当计算机机房处于某栋建筑物内，而建筑物直接遭受雷击或其附近区域发生雷击时，由雷电放电引起的雷电电磁脉冲（LEMP）和暂态过电压波会通过各种途径侵入建筑物内，即计算机机房，危及计算机机房内的网络系统的安全可靠运行。为了实现计算机机房内部避雷，对于侵入计算机机房内的雷害需要采取综合防护措施，主要措施由以下三个端口入手。

2.1外壳端口。

方法有三种：接地、屏蔽及等电位连接。

接地：将计算机机房的地线与建筑物柱筋重复接地，形成共用接地，使地线更好地泄流。将机房的防静电地板、机柜接地。

屏蔽：电子设备防护雷电电磁脉冲干扰的基本手段之一。具体措施有建筑物屏蔽、设备屏蔽和金属线缆屏蔽。所有引入建筑物的电源线、各种通信数据线等金属线缆，必须采用金属屏蔽线缆或者穿金属管埋地引入机房，并在金属屏蔽层和金属管的两头做可靠接地。计算机机房内部的线缆采取屏蔽措施，线缆应穿专用弱电线路走线槽或金属管道，并与机房等电位连接网络进行可靠接地。为防闪电电磁感应，计算机机房内的金属门、窗，进入机房的电缆必须屏蔽，所有屏蔽都必须在两端接地，并保证所有屏蔽和设备外壳之间实现良好的电气连接。

等电位连接的目的是为减小信息设备之间以及信息设备与金属部件之间的电位差。防雷区界面处的等电位连接要考虑建筑物内的计算机网络系统，在那些对雷电电磁脉冲效应要求最小的地方，等电位连接带最好采用金属板制作，并多次与建筑物的钢筋连接或连接在其他屏蔽物的构件上。对于计算机网络系统的外漏导电物，应建立等电位连接网，原则上一个等电位连接网不需要直接连在大地上，但实际上所有等电位连接网都有通向大地的连接。

2.2信号线端口。

即为在信号线端口安装信号电涌保护器。如果在多个计算机网络系统中使用多级保护，还应该考虑其相互配合的问题。对于某一个计算机网络系统中，只需在网络信号进出的交界面处安装合适的信号电涌保护器即可。

2.3电源端口。

计算机网络系统的电源保护由于其敏感性必须采用残压值较低的电涌保护器，且此残压应当地狱需要保护设备的耐压能力。同时，还必须考虑到电磁干扰对计算机网络系统的影响，因此带过滤波的分流设计。即：前两级采用通流容量大的电涌保护器，在设备终端处则采用残压较低的电涌保护器，最后一级的电涌保护器中最好有滤波电路。在计算机网络系统电源端口处安装电涌保护器时，还应考虑到多级电涌保护器之间能量配合、时间配合以及距离配合问题，连接电涌保护器的引线应当尽量粗和短。

3 结束语

雷电防护设计应坚持预防为主、安全第一的方针。凡是影响计算机网络系统的通道和途径，都必须预先考虑到，采取相应的防护措施，将雷电堵截在计算机网络系统的设备之外，不允许雷电电磁脉冲进入通道，即使漏过来很小一部分，也要采取有效措施将进入的雷电电磁脉冲很快地疏导到大地，这样才有效防止雷电对计算机网络系统受到破坏。

参考文献

[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010.

[2] 建筑防雷工程与设计（第三版）梅卫群.江燕如.

[3]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012.