計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷研究摘要：本文以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為雷電防護(hù)對(duì)象，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遭遇的雷擊成因特征分析，找出相應(yīng)防護(hù)方法，并對(duì)其詳細(xì)技術(shù)辦法進(jìn)行研究分析。結(jié)果表示清楚，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷應(yīng)綜合運(yùn)用接地、等電位、屏蔽、過(guò)壓保衛(wèi)等技術(shù)辦法，進(jìn)行科學(xué)、全面、細(xì)致、嚴(yán)密的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能力真正提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性能，起到較好的雷電防護(hù)效果。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，防雷，安全1.概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過(guò)通信線路連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源分享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和通訊設(shè)備極易遭遇到天然環(huán)境的影響，十分是雷電對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的威脅。這是由于計(jì)算機(jī)硬件采取的元器件集成度高、功耗低，最明顯的缺點(diǎn)就是抗過(guò)壓能力和抗干擾能力很低，易受雷電等電磁和其它過(guò)壓的損壞，有實(shí)驗(yàn)測(cè)試，雷電電磁脈沖跨越0.07高斯時(shí)，計(jì)算機(jī)就會(huì)失效，跨越2.4高斯時(shí)，計(jì)算機(jī)就會(huì)永久性損壞。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在社會(huì)各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，怎樣做好計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)雷電安全的保衛(wèi)辦法，提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性和可靠性，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，是迫在眉睫的事情。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)雷災(zāi)成因特征分析2.1直接雷擊損壞雷電直接擊中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、信號(hào)傳輸線及電源線路。由于直接雷擊的能量非常宏大，毀壞能力很強(qiáng)，一旦被擊中，其損失往往是毀壞滅亡性的，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都有可能癱瘓。因而，預(yù)防直接雷擊辦法非常關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō)，雷電直接擊中機(jī)房?jī)?nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可能性很小，被雷電直接擊中的大多為室外的信號(hào)及電源線纜。十分是架空的傳輸線纜。埋在地下的光纜被雷電擊中的事故也時(shí)有發(fā)生。2.2感應(yīng)雷的毀壞感應(yīng)雷也稱間接雷擊或二次雷擊。雷電在放電時(shí)，在空間會(huì)有很強(qiáng)的瞬變電磁場(chǎng)，附近導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，使金屬導(dǎo)線回路產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電流。2.2.1靜電感應(yīng)當(dāng)空中有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，雷云下的地面及建筑物由于靜電感應(yīng)作用而帶上相反的電荷，由于雷云的出現(xiàn)到發(fā)生雷擊所需的時(shí)間相對(duì)于主放電經(jīng)過(guò)的時(shí)間長(zhǎng)的多，因而大地能夠有充分的時(shí)間積聚大量的電荷，當(dāng)雷擊發(fā)生后，雷云所帶的電荷通過(guò)雷擊放電與大地異種電荷發(fā)生中和，而某些部分由于它與大地的電阻比較大，電荷不能同時(shí)消失，進(jìn)而構(gòu)成部分區(qū)域的高電壓，這種感應(yīng)高壓在高壓架空線上課達(dá)30～40萬(wàn)伏，一般低壓架空線可達(dá)10萬(wàn)伏，普統(tǒng)統(tǒng)信線路可達(dá)1～6萬(wàn)伏。這些高電壓可沿線路傳輸?shù)诫姎庠O(shè)備上，對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的毀壞。2.2.2電磁感應(yīng)由于雷電流迅速變化，具有極大地峰值及陡度，在其四周空間范圍產(chǎn)生瞬變〔交變〕的電磁場(chǎng)，使附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)。2.2.3電磁感應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)危害的途徑①雷電通過(guò)通信線路的感應(yīng)而傳入系統(tǒng)，損壞設(shè)備；②雷電通過(guò)供電線路的感應(yīng)而傳入系統(tǒng)，損壞設(shè)備；③雷擊建筑物或鄰近地區(qū)，雷電放電進(jìn)而導(dǎo)致建筑物內(nèi)部計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中由于空間電磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生霎時(shí)過(guò)電壓而造成設(shè)備損壞；④地網(wǎng)高電位還擊。在采取獨(dú)立接地系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這種雷擊事故較為常見(jiàn)，由于不同地網(wǎng)之間接地電阻不同，雷擊時(shí)各地網(wǎng)的電位不同就會(huì)產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生還擊擊穿放電，損壞與之相連接的設(shè)備；⑤雷電沿高電位地網(wǎng)引入損壞設(shè)備。2.3球形雷對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的危害及其防護(hù)辦法在雷雨頻繁的天氣時(shí)，偶然會(huì)出現(xiàn)紫色、殷紅色、或藍(lán)色的火球在空中飄動(dòng)，大小一般都在十到幾十厘米間，存在的時(shí)間有幾秒至幾分鐘，它能隨空氣中的氣流流動(dòng)，通過(guò)煙囪、窗戶、門進(jìn)到室內(nèi)，可在室內(nèi)發(fā)生爆炸，或又竄出室外，當(dāng)人或動(dòng)物碰到他時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的燒傷和傷亡事故。球形雷的防護(hù)方法：①雷雨天氣不要翻開(kāi)門窗；②建筑物所有金屬門窗均須作防雷接地辦法；③對(duì)門、窗等通風(fēng)地方安裝防護(hù)金屬網(wǎng)，并做好等電位辦法。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的防雷保衛(wèi)辦法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的防雷是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)工程，其技術(shù)框架如以下圖所示：3.1防直接雷擊辦法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷的第一道防線是攔截直擊雷。通過(guò)安裝接閃器來(lái)攔截雷電，進(jìn)而避免被保衛(wèi)物本身遭到直接雷擊。這是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)、最有效的防直擊雷方法。防直接雷擊設(shè)備通常有接閃、分流、泄流即接閃器、引下線及接地體等三大部分構(gòu)成，接閃器常見(jiàn)的有接閃桿、接閃帶、接閃網(wǎng)格、接閃線等裝配。3.2防雷電感應(yīng)辦法3.2.1選址當(dāng)雷擊建筑物時(shí)，雷電流通過(guò)防雷引下線泄放入地，在引下線四周空間存在著磁場(chǎng)，了解引下線四周的磁場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)機(jī)房的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是特別主要的。引下線四周磁場(chǎng)強(qiáng)度可由下式計(jì)算得出：式中真空磁導(dǎo)率Uo=4л×10-7韋伯/安培·米。I為電流強(qiáng)度，r為該點(diǎn)到引下線的垂直間隔。由式中可知，B與r成反比。所以越靠近引下線的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)；離引下線越遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)越弱。根據(jù)美國(guó)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表示清楚，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.03GS時(shí)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生誤動(dòng)作；B=0.75GS時(shí)，計(jì)算機(jī)元件假性損壞；B≥2.4GS時(shí)，計(jì)算機(jī)元件真性損壞。因而，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房應(yīng)盡量避免設(shè)在建筑物高層，宜選擇在建筑物頂四層下面樓層中心部位。微電子設(shè)備盡量設(shè)置在高級(jí)別防雷區(qū)域內(nèi)，且應(yīng)遠(yuǎn)離建筑物引下線構(gòu)造柱。3.2.2屏蔽屏蔽是防止和抑制任何形式電磁干擾的主要技術(shù)。屏蔽技術(shù)是利用屏蔽體〔具有特定性能的材料〕阻攔或減小電磁騷擾能量傳輸?shù)囊环N技術(shù)。電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對(duì)電磁能量的反射吸收和引導(dǎo)作用。屏蔽不僅對(duì)輻射干擾有良好的抑制造用，而且對(duì)靜電干擾和干擾的電容性耦合、電感性耦合均有明顯的抑制效果。3.2.3等電位連接等電位連接是防雷電還擊及防發(fā)生生命危險(xiǎn)的主要技術(shù)辦法，目的是減少需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件及各〔信息〕系統(tǒng)互相之間的電位差。進(jìn)出建筑物導(dǎo)電物均應(yīng)在雷電防護(hù)區(qū)接壤處做等電位連接。在直擊雷非防護(hù)區(qū)〔LPZ0A〕或直擊雷防護(hù)區(qū)〔LPZ0B〕與第一防護(hù)區(qū)〔LPZ1〕的界面處應(yīng)安裝等電位接地端子板，并與接地裝配連接。各種屏蔽構(gòu)造及設(shè)備外殼、機(jī)柜、機(jī)架等金屬構(gòu)件均應(yīng)就近與等電位帶直接連接。3.2.4過(guò)壓保衛(wèi)過(guò)壓保衛(wèi)是防止雷電波侵入的主要手段。多個(gè)電氣系統(tǒng)共存于建筑物時(shí)，電子設(shè)備的引雷通道重要有四個(gè)方面：1、電源系統(tǒng)2、信號(hào)系統(tǒng)3、接地系統(tǒng)。1、電源系統(tǒng)：在電源輸入端施行多級(jí)過(guò)壓保衛(wèi)。第一使用火花間隙放電器〔對(duì)10/350us直接雷電進(jìn)行80%的吸收〕；第二級(jí)使用半導(dǎo)體電涌保衛(wèi)器，對(duì)殘存余留部分感應(yīng)雷電能量進(jìn)行吸收；第三級(jí)使用半導(dǎo)體電涌保衛(wèi)器對(duì)殘存余留雷電雜涉及其它原因〔如操作過(guò)電壓等〕引起的浪涌過(guò)電壓作進(jìn)一步吸收電源系統(tǒng)SPD裝設(shè)選用原則有：a、沖擊通流量Inb、限制電壓Urc、漏泄電流Iid、最大長(zhǎng)期工作電壓Vee、長(zhǎng)期工作電流Ie和短路工作電流Icf、防高壓系統(tǒng)接地故障耐受能力2、信號(hào)系統(tǒng)了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造和網(wǎng)絡(luò)類型，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)易受雷擊部件及端口裝設(shè)信號(hào)SPD。信號(hào)SPD裝設(shè)選用原則有：a、沖擊通流容量b、限制電壓c、傳輸速度d、插入損耗e、接頭形式3、當(dāng)設(shè)備要求采取獨(dú)立接地系統(tǒng)時(shí)，而各接地系統(tǒng)受實(shí)際情況限制達(dá)不到安全間隔時(shí)，為防止不同接地系統(tǒng)電位之間浪涌過(guò)電壓造成電子設(shè)備的損害，應(yīng)在不同接地系統(tǒng)接地端子間加裝SPD。接地系統(tǒng)SPD裝設(shè)選用原則有：a、沖擊通流容量b、限制電壓c、標(biāo)稱導(dǎo)通電壓Un3.2.5布線布線是電磁兼容性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。選擇合理的導(dǎo)線寬度，采用正確的布線策略，如加粗地線、將地線閉合成環(huán)路、減少導(dǎo)線不連續(xù)性等。所有線路避免在建筑物的構(gòu)造柱和外墻敷設(shè)，應(yīng)設(shè)專用信號(hào)電纜槽和電源電纜槽，分開(kāi)敷設(shè)。線纜與其他管線的間距應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。布置電子信息系統(tǒng)信號(hào)線纜的路由走向時(shí)，應(yīng)盡量減少由線纜本身構(gòu)成的環(huán)路面積。3.2.6接地接地是雷電防護(hù)最基本的辦法之一。接地，是指設(shè)備或系統(tǒng)與“大地〞相連接。大地是一個(gè)理想的零電位面〔體〕。防雷接地目的是建立與大地相連的低阻抗通路，使雷擊電流、靜電放電電流等從接地通路直接流入大地，而不致影響設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作及人身