何 浩

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的防雷安全分析

何 浩

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用越來越廣泛，雖然很大程度上改善了人們的工作與生活，但也存在一些潛在的危險(xiǎn)因素。雷擊對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所造成的破壞巨大，我們對(duì)此必須給予高度關(guān)注。本文基于防雷安全視角，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，為相關(guān)部門的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供參考。

空中交通管理部門承擔(dān)著確保航空器在空中有序、安全飛行的重要職責(zé)，其使用的設(shè)備大多屬于精密設(shè)備，經(jīng)過多年建設(shè)，現(xiàn)已形成較為完整且完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)于雷擊侵害非常敏感。一般來說，雷擊損壞網(wǎng)絡(luò)機(jī)房設(shè)備分為兩種情況，分別是直擊雷侵害以及感應(yīng)雷侵害。直擊雷侵害是指雷電電流直接擊中機(jī)房設(shè)備的連接線路或者建筑物，之后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流入大地。感應(yīng)雷侵害是指雷電電流的強(qiáng)磁場(chǎng)在經(jīng)過導(dǎo)體后產(chǎn)生的電流或電壓經(jīng)過光纜或電纜進(jìn)入機(jī)房，對(duì)機(jī)房設(shè)備造成破壞。所以，防雷安全視角下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要針對(duì)這兩種雷擊損壞著重考慮。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷電侵害的簡(jiǎn)單分析

雷電侵害主要分為直擊雷與感應(yīng)雷，與后者相比，直擊雷由于其直接擊中目標(biāo)因而能造成更大的破壞。而感應(yīng)雷主要損壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要是由于電磁感應(yīng)形成的感應(yīng)雷，通過信號(hào)饋線以及電力線路等途徑進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，甚至可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。雷電侵害計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要分為三種途徑。第一種是在建筑物接閃器的影響下，以極大的電位通過設(shè)備接地線進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)造成設(shè)備侵害，從而形成地電位反擊，對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成破壞。第二種是建筑物避雷引下線對(duì)雷電電流產(chǎn)生作用，使雷電電流入地時(shí)形成強(qiáng)磁場(chǎng)，在強(qiáng)磁場(chǎng)的影響下，在金屬管線上形成過電壓，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信號(hào)線及電力的作用，過電壓對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成破壞。第三種是建筑物的線路受雷電電壓影響，形成一些強(qiáng)電流，進(jìn)入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，嚴(yán)重?fù)p壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房直擊雷防護(hù)的分析

直擊雷的相關(guān)防護(hù)措施

相比于感應(yīng)雷侵害，直擊雷侵害可造成更大的破壞。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的直擊雷防護(hù)，對(duì)建筑物防雷設(shè)施的建設(shè)應(yīng)要求較高，從而確保建筑物內(nèi)部設(shè)備免受雷電損害。建筑物通常具有以下多種防雷設(shè)施，包括引下線、避雷針、接地體、等電位、電涌保護(hù)器、避雷帶以及避雷網(wǎng)絡(luò)等。需要用到接地、分流、屏蔽、均壓、接閃等技術(shù)和設(shè)施設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)雷擊侵害的有效防護(hù)。通常采用建筑物架構(gòu)互相焊接成網(wǎng)的方式達(dá)到籠式屏蔽的目的，實(shí)現(xiàn)等電位的有效處理。該方式應(yīng)用廣泛，主要在于其在成本不高的基礎(chǔ)上引進(jìn)了先進(jìn)的防雷理論，從而在根本上使設(shè)備免受雷電電磁脈沖的損害。就接地裝置以及引下線而言，梁柱、基礎(chǔ)柱等建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋的采用，不僅美觀，而且對(duì)雷電電流的散流作用也尤為明顯，并且該方法維護(hù)成本低，使用年限比較長(zhǎng)。能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物樁筋、柱內(nèi)主筋以及地梁內(nèi)主筋的焊接并結(jié)合地梁外圈梁，得到一個(gè)閉合環(huán)路，從而形成完善的接地系統(tǒng)。該接地系統(tǒng)可保證地面與接地系統(tǒng)之間足夠的接觸面積，使接地電阻降低，同時(shí)憑借混凝土的保護(hù)，使鋼筋能夠免受一定的腐蝕，從而使接地電阻的穩(wěn)定性得到保障。

計(jì)算機(jī)機(jī)房的選址

計(jì)算機(jī)機(jī)房的選址對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性十分重要，通常情況下，一般選擇不易發(fā)生火災(zāi)的位置，同時(shí)避免在落雷、低溫以及潮濕的地方，在建筑物高層及地下室亦不可取。此外，需要考慮是否存在鼠害，防止老鼠咬壞線路絕緣層，從而導(dǎo)致線路發(fā)生例如短路等各種故障。

網(wǎng)絡(luò)機(jī)房直擊雷防護(hù)

為防止雷擊情況的發(fā)生，需要在計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備相對(duì)集中的建筑物上安裝專門的避雷網(wǎng)或者避雷針，從而實(shí)現(xiàn)雷電電流的安全引流，達(dá)到保護(hù)建筑物和設(shè)備的目的。若采用建筑物鋼筋作為引下線，此時(shí)應(yīng)該保證建筑物內(nèi)的設(shè)備均完好綁扎及焊接，同時(shí)對(duì)接閃器采取防腐蝕處理措施，唯有如此，才能使建筑物遭受直擊雷的侵害有效減小。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房感應(yīng)雷防護(hù)的分析

所謂感應(yīng)雷，尤其指地面上的導(dǎo)體在雷云出現(xiàn)時(shí)，由于受靜電感應(yīng)的影響，會(huì)造成大量束縛電荷集中，而這些電荷極性相反，若雷云與雷云之間，或者雷云對(duì)地面產(chǎn)生放電，云中電荷將發(fā)生改變，進(jìn)而形成巨大的感應(yīng)電壓，這些強(qiáng)電流電壓將對(duì)建筑物內(nèi)的線路設(shè)備造成極大的破壞。由于可能產(chǎn)生巨大的電火花，將導(dǎo)致建筑物內(nèi)存在火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)供電系統(tǒng)及人類的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的影響。

電源系統(tǒng)的防雷措施

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電源輸入方式為電力線路，并非專門的電力系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就很有可能遭受雷擊。感應(yīng)雷或是直擊雷，在擊中線路之后，產(chǎn)生的強(qiáng)電壓都將嚴(yán)重破壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備。

雷電產(chǎn)生的強(qiáng)電壓電流無法瞬時(shí)消失，為防止雷電破壞電源，需要對(duì)電源系統(tǒng)采取多方面的防雷措施。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電源系統(tǒng)應(yīng)符合三級(jí)雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，分別包括：在建筑物總配電裝置的高壓斷路器進(jìn)行防雷裝置的安裝，同時(shí)將防雷裝置安裝在低壓側(cè)，并且在樓層的配電箱位置安裝電源避雷箱。如果有需要，可進(jìn)行更多防護(hù)裝置的安裝，例如將防雷設(shè)備安裝在重要設(shè)備的電源輸入端或者將防雷裝置安裝在UPS電源輸出端等。唯有如此，才能實(shí)現(xiàn)雷電過電流的有效釋放，將電壓控制在安全范圍之內(nèi)，從而降低雷電損壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備保護(hù)的目的。

信號(hào)系統(tǒng)的防雷措施

通信電纜無論是暴露或是深埋，均存在遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)ADSL上網(wǎng)方式的使用最為廣泛，這種電話線路較為一般，遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)較大，容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。并且，甚至可能對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全造成嚴(yán)重破壞。就光纜的防雷而言，通常光纜遭受雷擊的概率較小，但是由于目前光纜的設(shè)計(jì)中包括金屬擋潮層以及金屬加強(qiáng)芯的組成，從而增加了光纜遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，可以在光纜的上方進(jìn)行防雷線的安裝，也可以采用金屬擋潮層以及金屬加強(qiáng)芯接地的措施，實(shí)現(xiàn)光纜的直接接地或者借助電涌保護(hù)器進(jìn)行接地。

為避免機(jī)房設(shè)備遭受雷擊侵害，可以采用將機(jī)房金屬物接地的方式。需要明確的是，機(jī)房金屬線在接地的過程中，必須配合相應(yīng)的電涌保護(hù)器，同時(shí)確保電涌保護(hù)器類型合適。此外，機(jī)房的防雷接地、安全地、交流工作地以及直流接地所使用的接地裝置必須是同一組。

結(jié)語(yǔ)

總之，隨著社會(huì)科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在我國(guó)得到更加廣泛的應(yīng)用，其雖然改變了人們的生活，但也存在一些安全風(fēng)險(xiǎn)，其中以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷電侵害最為突出。雷電侵害不僅對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備造成嚴(yán)重破壞，而且對(duì)人們的生命安全也產(chǎn)生威脅。本文首先對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭受雷電侵害進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，然后對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的直擊雷防護(hù)與感應(yīng)雷防護(hù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全防雷具有重要的參考意義。空中交通管理部門是保障飛行安全的關(guān)鍵部門，而確保安全又必須依托已經(jīng)建成投產(chǎn)的設(shè)備系統(tǒng)及其網(wǎng)絡(luò)，因此，對(duì)于如何防止雷擊破壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)顯得尤為重要。

何 浩

中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局貴州分局

何浩（1974－）男，學(xué)歷：本科，籍貫：四川綿陽(yáng)，職稱：工程師，研究方向：設(shè)備維護(hù)維修及工程項(xiàng)目建設(shè)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.020