網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷方案

發(fā)布時間: 2015-01-04  瀏覽：73次

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)簡介 
計算機機房網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)雷電防護包括外部通信線路的雷電防護和機房內(nèi)部設(shè)備之間的串口雷電防護。外部通信線路主要有音頻傳輸線路（PSTN）、數(shù)據(jù)傳輸線路（ X.25、ISDN、DDN等）、光纜等，內(nèi)部通信線路主要為網(wǎng)線，另外還有同軸線纜（粗纜和線纜），但現(xiàn)在已較少采用。
外部通信線路在進入機房設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器或其它設(shè)備）前端應(yīng)安裝具備二級保護的防雷保護器，第一級一般為惰性氣體火花間隙放電器，通過 RLC解偶后，進入第二級半導(dǎo)體過電壓保護器。光纜一般不會傳導(dǎo)雷電，但光纜金屬護套和金屬芯線可能引入雷電燒毀設(shè)備，必須在進入設(shè)備之前，使芯線和護套接地，以達到避雷的目的。內(nèi)部通信線路兩端也應(yīng)安裝匹配的電涌保護器，主要表現(xiàn)為在服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機、集線器等端口安裝電涌保護器，匹配原則參照防雷標準和計算機通信協(xié)議。所有電涌保護器應(yīng)具備線與線只間、線與大地之間的防雷保護，保護器的通信速率、帶寬和損耗等應(yīng)該符合GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》、GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》以及計算機設(shè)備的IEEE標準通信的要求。
無線通訊經(jīng)常在建筑物上架設(shè)天線，屬于地面特別突出物，是雷電釋放的危險途徑。饋線進入設(shè)備前應(yīng)加裝防雷器。防雷器的插入損耗要求較小，所以一般只能使用間隙放電器件進行有效防護。
進行防雷設(shè)計時，必須在使用前詳細了解防雷器件及設(shè)備的工作要求。例如：PSTN調(diào)制解調(diào)器有帶鈴壓和不帶鈴壓二類，帶鈴壓調(diào)制解調(diào)器工作電壓為48v至54v，鈴壓為175v至180v，防雷器的保護電壓應(yīng)大于180v；不帶鈴壓的調(diào)制解調(diào)器工作電壓為48v至54v，防雷器的保護電壓應(yīng)不小于54v。如果兩類防雷器混裝，將對前者造成通訊信號短路，對后者造成防雷工作能力喪失。
雷電入侵計算機網(wǎng)絡(luò)的可能途徑：
1、入侵途徑
（1）雷電直接擊中計算機網(wǎng)絡(luò)物理線路
a．落雷點為電源高電壓側(cè)，雷電沿供電線路侵入到計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電部分，產(chǎn)生過電流與過電壓造成網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的UPS電源損壞、斷電、致使整個系統(tǒng)癱瘓。
b．雷電直擊網(wǎng)絡(luò)無線通信的天線、沿天饋進入計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，造成通信接口、接收系統(tǒng)、室內(nèi)單元、路由器等網(wǎng)絡(luò)主要通信設(shè)備損壞。
c. 雷擊網(wǎng)絡(luò)通信有線線路（如光纜、DDN、幀中繼、X25專線、電話線），產(chǎn)生強大的機械力，猛烈的沖擊波，熾熱的高溫使通信線路損壞；過電壓過電流沿通信有線線路侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)，造成路由器、交換機及前端設(shè)備的損壞。
（2）感應(yīng)過電壓
a. 回路感應(yīng)過電壓
  由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑物內(nèi)大量布設(shè)各種導(dǎo)體線路（如電源線、數(shù)據(jù)通信線、天饋線），這些線路、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局錯綜復(fù)雜，在建筑物內(nèi)部的不同空間位置上構(gòu)成許多回路，當(dāng)建筑物遭雷擊或鄰近地區(qū)雷電放電時，將在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生脈沖暫態(tài)磁場，這種快速變化的磁場交鏈這些回路后，將在回路中感應(yīng)出暫態(tài)過電壓，危及與這回路相連接的電子設(shè)備。
    網(wǎng)絡(luò)通信線路上感應(yīng)過電壓分靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)：
靜電感應(yīng)主要是指架空線路位于雷擊點附近，由雷云團先導(dǎo)通道中充滿電荷，對架空線產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用累積大量相反電荷，當(dāng)雷云主放電開始，雷云中電荷迅速中和，從而使架空線上原先被束縛的電荷迅速釋放，形成暫態(tài)過電壓波。這種波以接近光速向架空線兩側(cè)傳播，侵入線路兩端連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將其損壞。
當(dāng)雷電直接擊在避雷針避雷帶上時，由于雷電流幅值大，波頭陡度高，在雷電流的通道附近產(chǎn)生一個很強的瞬變磁場。這強大的磁場將直接在電源線或網(wǎng)絡(luò)通信線路上感應(yīng)出過電壓，侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。高強度（30KA雷電流）雷電放電可以對距離雷擊點1km范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，甚至造成系統(tǒng)設(shè)備損壞。據(jù)統(tǒng)計，這種感應(yīng)雷擊事故占計算機雷擊事故的70%。
b. 耦合與轉(zhuǎn)移過電壓
雷擊引起暫態(tài)高電壓或過電壓常常可以通過網(wǎng)絡(luò)線路耦舍或轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，造成設(shè)備的損壞。
（3）雷擊地電位抬高入侵
建筑物在遭受直接雷擊時，雷電流將沿建筑物防雷系統(tǒng)中各引下線和接地體入地，在此過程中，雷電流將在防雷系統(tǒng)中產(chǎn)生暫態(tài)高電壓，如果引下線與周圍網(wǎng)絡(luò)設(shè)備絕緣距離不夠且設(shè)備與避雷系統(tǒng)不共地，將在兩者之間出現(xiàn)很高的電壓，并會發(fā)生放電擊穿，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備嚴重損壞，甚至威脅人身安全。
2 、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備抗干擾能力分析
因為計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是由大量的大規(guī)模集成電路組成，其抗干擾能力弱，成雖采取了許多抗干擾措施，對低能量干擾比較有效，但對雷電電磁脈沖生成的過電壓過電流技術(shù)比較薄弱，對浪涌或雷電磁脈沖特別敏感，僅十幾伏的電壓就可通過電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸線等途徑將毀壞計算機主板、RS-232口、多功能卡、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。