網絡系統防雷方案

計算機網絡系統設計
系統簡介 
計算機機房網絡通信系統雷電防護包括外(wài)部通信線路的雷電防護和機房内部設備之間的串口雷電防護。外(wài)部通信線路主要有音頻傳輸線路（PSTN）、數據傳輸線路（ X.25、ISDN、DDN等）、光纜等，内部通信線路主要爲網線，另外(wài)還有同軸線纜（粗纜和線纜），但現在已較少采用。
外(wài)部通信線路在進入機房設備（調制解調器或其它設備）前端應安裝具備二級保護的防雷保護器，第一(yī)級一(yī)般爲惰性氣體(tǐ)火(huǒ)花間隙放(fàng)電器，通過 RLC解偶後，進入第二級半導體(tǐ)過電壓保護器。光纜一(yī)般不會傳導雷電，但光纜金屬護套和金屬芯線可能引入雷電燒毀設備，必須在進入設備之前，使芯線和護套接地，以達到避雷的目的。内部通信線路兩端也應安裝匹配的電湧保護器，主要表現爲在服務器、網絡交換機、集線器等端口安裝電湧保護器，匹配原則參照防雷标準和計算機通信協議。所有電湧保護器應具備線與線隻間、線與大(dà)地之間的防雷保護，保護器的通信速率、帶寬和損耗等應該符合GB 50057-94（2000版）《建築物(wù)防雷設計規範》、GB 50343-2004《建築物(wù)電子信息系統防雷技術規範》以及計算機設備的IEEE标準通信的要求。
無線通訊經常在建築物(wù)上架設天線，屬于地面特别突出物(wù)，是雷電釋放(fàng)的危險途徑。饋線進入設備前應加裝防雷器。防雷器的插入損耗要求較小(xiǎo)，所以一(yī)般隻能使用間隙放(fàng)電器件進行有效防護。
進行防雷設計時，必須在使用前詳細了解防雷器件及設備的工(gōng)作要求。例如：PSTN調制解調器有帶鈴壓和不帶鈴壓二類，帶鈴壓調制解調器工(gōng)作電壓爲48v至54v，鈴壓爲175v至180v，防雷器的保護電壓應大(dà)于180v；不帶鈴壓的調制解調器工(gōng)作電壓爲48v至54v，防雷器的保護電壓應不小(xiǎo)于54v。如果兩類防雷器混裝，将對前者造成通訊信号短路，對後者造成防雷工(gōng)作能力喪失。
雷電入侵計算機網絡的可能途徑：
1、入侵途徑
（1）雷電直接擊中(zhōng)計算機網絡物(wù)理線路
a．落雷點爲電源高電壓側，雷電沿供電線路侵入到計算機網絡系統供電部分(fēn)，産生(shēng)過電流與過電壓造成網絡供電系統的UPS電源損壞、斷電、緻使整個系統癱瘓。
b．雷電直擊網絡無線通信的天線、沿天饋進入計算機網絡系統，造成通信接口、接收系統、室内單元、路由器等網絡主要通信設備損壞。
c. 雷擊網絡通信有線線路（如光纜、DDN、幀中(zhōng)繼、X25專線、電話(huà)線），産生(shēng)強大(dà)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絡系統内，造成路由器、交換機及前端設備的損壞。
（2）感應過電壓
a. 回路感應過電壓
  由于網絡系統在建築物(wù)内大(dà)量布設各種導體(tǐ)線路（如電源線、數據通信線、天饋線），這些線路、網絡結構布局錯綜複雜，在建築物(wù)内部的不同空間位置上構成許多回路，當建築物(wù)遭雷擊或鄰近地區雷電放(fàng)電時，将在建築物(wù)内部空間産生(shēng)脈沖暫态磁場，這種快速變化的磁場交鏈這些回路後，将在回路中(zhōng)感應出暫态過電壓，危及與這回路相連接的電子設備。
    網絡通信線路上感應過電壓分(fēn)靜電感應與電磁感應：
靜電感應主要是指架空線路位于雷擊點附近，由雷雲團先導通道中(zhōng)充滿電荷，對架空線産生(shēng)靜電感應作用累積大(dà)量相反電荷，當雷雲主放(fàng)電開(kāi)始，雷雲中(zhōng)電荷迅速中(zhōng)和，從而使架空線上原先被束縛的電荷迅速釋放(fàng)，形成暫态過電壓波。這種波以接近光速向架空線兩側傳播，侵入線路兩端連接的網絡設備将其損壞。
當雷電直接擊在避雷針避雷帶上時，由于雷電流幅值大(dà)，波頭陡度高，在雷電流的通道附近産生(shēng)一(yī)個很強的瞬變磁場。這強大(dà)的磁場将直接在電源線或網絡通信線路上感應出過電壓，侵入到網絡系統中(zhōng)，損壞網絡設備。高強度（30KA雷電流）雷電放(fàng)電可以對距離(lí)雷擊點1km範圍内網絡系統産生(shēng)影響，甚至造成系統設備損壞。據統計，這種感應雷擊事故占計算機雷擊事故的70%。
b. 耦合與轉移過電壓
雷擊引起暫态高電壓或過電壓常常可以通過網絡線路耦舍或轉移到網絡設備上，造成設備的損壞。
（3）雷擊地電位擡高入侵
建築物(wù)在遭受直接雷擊時，雷電流将沿建築物(wù)防雷系統中(zhōng)各引下(xià)線和接地體(tǐ)入地，在此過程中(zhōng)，雷電流将在防雷系統中(zhōng)産生(shēng)暫态高電壓，如果引下(xià)線與周圍網絡設備絕緣距離(lí)不夠且設備與避雷系統不共地，将在兩者之間出現很高的電壓，并會發生(shēng)放(fàng)電擊穿，導緻網絡設備嚴重損壞，甚至威脅人身安全。
2 、計算機網絡設備抗幹擾能力分(fēn)析
因爲計算機及網絡設備是由大(dà)量的大(dà)規模集成電路組成，其抗幹擾能力弱，成雖采取了許多抗幹擾措施，對低能量幹擾比較有效，但對雷電電磁脈沖生(shēng)成的過電壓過電流技術比較薄弱，對浪湧或雷電磁脈沖特别敏感，僅十幾伏的電壓就可通過電源系統、數據傳輸線等途徑将毀壞計算機主闆、RS-232口、多功能卡、網絡設備。