计算机网络防雷工程技术与SPD的应用

摘　要：

摘　要：近年来，随着全球的气候变暖，地球环境变得日益恶劣，因雷击所造成危害呈逐年增加的趋势。本文以近年来实际发生的雷击案例，说明了雷击对计算机网络危害的普遍性及严重性，详细阐述了计算机网络的发展与雷电防护的基本原理，剖析了计算机网络速度提高后由于SPD使计算机网络产生故障的基本原因，对如何选用计算机网络信号SPD提出了建议，并总结了计算机网络雷电防护的要点。

关键词：

关键词：计算机　网络　雷电防护

　　雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的影响人类活动最严重的10种自然灾害之一，被称为“电子时代的一大公害”。自上个世纪90年代计算机网络在我国发展以来，速度快、规模大，它迅速改变着国民经济的各个领域，科研、教育、金融、通信、交通、军事、卫生、医疗、政府机关、企事业单位、文化、商业等，运行着大量的计算机局域网络和广域网络，这些网络的安全运行是国民经济、社会发展的保障。但就我国而言，过去计算机网络防雷设计在总体设计中所占的比重很小。电气设计人员不重视，其他专业的设计人员更不重视，但雷击对计算机网络所造成的损失却无法轻视。 

　　1　雷电对信息网络侵害的机理

　　1.1　雷电现象

　　雷电是一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象，是自然界中强大的脉冲放电过程，一般把雷电放电对地面建筑物或设备产生的危害形式划分为直接雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射。雷电对计算机网络的侵害主要是感应雷击和电磁脉冲辐射。

　　1.2　感应雷击

　　感应雷击有以下两种现象：一是静电感应；二是电磁感应。 

　　1.3　电磁脉冲辐射

　　雷电放电产生的第三种物理现象是电磁脉冲辐射。闪电放电时其电流是随时间而非均匀的变化。一次闪电往往由几个短脉冲放电组成。一个中等强度的雷电放电，其第一个脉冲电流幅值大约为30KA，其最大电流陡度大约为12KA/μs,后续的脉冲电流大约只有12KA，但其最大电流陡度大约为40 KA/μs，因此脉冲电流就要向外辐射电磁波，电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬态电磁脉冲极其敏感的微电子设备例如计算机网络设备，可造成设备损坏。

　　2　计算机网络的发展及硬件设施的改善

　　2.1　计算机网络的基本组成及发展

　　计算机的局域网络主要组成为两大部分：网络硬件系统、网络软件系统。

　　2.2　计算机机房的改善

　　计算机局域网建设时另一个明显的变化是中心机房的建设，大都在机房的屏蔽措施上下功夫，采用金属彩板或金属网格作机房五面屏蔽，防静电地板下铺设0.6X0.6m的铜箔网格，建设中对机房内的内结构柱也用金属彩板封闭，上述措施大大提高了对雷电灾害的抗御能力。

　　2.3　防雷规范逐渐完善

　　对信息系统的雷电防护近年来国家及国际电工委员会（IEC）陆续颁布了一系列技术标准。

　　3　计算机网络防雷原理

　　3.1　计算机网络系统综合防雷的理念

　　信息系统的雷电防护贯穿了综合防雷的理念，就是接闪、接地、泄流、等电位连接、屏蔽、综合布线、安装电涌保护器（SPD）。

　　接闪、接地、泄流是外部防雷系统所必须做到的三要素，使信息系统机房中的设备处于LPZ1区。

　　作为计算机网络中心机房的防雷保护应在做好外部防雷系统的前提下，做好等电位连接、屏蔽、综合布线、安装SPD等。

　　3.2　等电位连接

　　等电位连接的目的在于减小防雷空间内各金属部件及各系统之间的电位差，并减小建筑物内的磁场强度。

　　3.3　屏蔽

　　屏蔽是减小电磁干扰的基本措施。

　　3.4　综合布线 

　　3.5　安装信号SPD

　　对计算机局域网中心机房设备安装信号SPD是机房综合防雷的主要措施之一。

　　计算机网络中心机房的网络交换机、服务器、集线器、MODEM都应当按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004规定安装RJ45单口或RJ45多口标准机柜式信号SPD。 

　　4　结语

　　计算机网络中心雷电防护应按以下要点实施：

　　（1）做好计算机网络低压配电系统的防电涌保护，机房供电的零—地漂移电压应小于2V。

　　（2）做好计算机网络机房的电磁屏蔽，宜采用金属材料实施机房六面屏蔽，为防御机房玻璃窗的空洞效应，采用屏蔽玻璃或构建金属网格护栏，金属护栏与建筑物接地做等电位连接。

　　（3）做好计算机网络机房M、S型等电位连接。 

　　（4）计算机网络机房的网络设备应在距离外墙大于1米处布设。 

　　（5）做好网络机房的综合布线，减小电磁干扰。 

　　（6）选择优质信号SPD，即要满足雷电防护的要求，，又要保障网络的技术性能。 

　　参考文献：

　　[1]《建筑物防雷设计规范》[S]. GB50057-2010

　　[2]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》[S].GB50343-2004

　　[3]《雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统》[S].GB/T 21714-2008 

　　[4]《计算机机房环境技术》[M].主编：叶配生人民邮电出版社 1999年2月第一版

　　[5]《电磁干扰与电磁兼容技术》[M].主编：王庆斌机械工业出版社1999年8月第一版 

　　[6]《建筑防雷工程与设计》[M].主编：梅卫群江燕如气象出版社2008年1月-3版