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计算机网络系统的防雷

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朱加宏 雷电灾害是一种目前人类还无法抗拒的严重自然灾害,雷电造成人员伤亡及设备损坏的事件屡有发生。随着现代通信技术的不断发展,精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机通信网络系统中,由于精密电子设备抗过电压、过电流及电磁脉冲的能力极低,毫无防范的系统一旦遭受雷击,设备将会遭受重创。因此计算机信息系统的防雷电侵害工作正愈来愈受到各级部门及企事业单位的重视。 雷电侵害计算机网络的方式有两种:直击雷侵害和感应雷侵害。雷电直接击中设备所在建筑物或设备连接线路并经过网络设备入地的雷击过电流称为直击雷;由雷电电流产生的强大电磁场经导体感应出的过电压、过电流所形成的雷击称为感应雷。直击雷击中建筑物,会产生强大的雷电流,如果电压分布不均会产生局部高电位,对周围电子设备形成高电位反击,击毁建筑物,损坏设备,甚至造成人员伤亡。感应雷一般由电磁感应产生,通过电力线路、信号馈线感应雷电压入侵计算机网络系统,从而造成网络系统设备的大面积损坏。 雷电对计算机网络系统的入侵途径主要有三种:供电电源线路、通信线路及接地系统入侵计算机网络系统。计算机网络系统的防雷主要是针对供电电源线路、通信线路及接地系统入侵计算机网络系统进行雷电防护,通过增加各级防雷设施,尽可能地防御和减轻雷电灾害对计算机网络系统造成的损害。 计算机网络设备一般放置在建筑物内的计算机机房内,建筑物通常都有防直击雷的避雷设施,网络设备遭受直击雷的可能性相对较小,而遭受感应雷的概率则较高,因而计算机网络系统考虑更多的是感应雷及雷电波入侵的防护问题。通过对电源线路和通信线路等潜在雷电入侵隐患加装电涌保护器,来阻止或减轻雷电对网络系统的冲击。 计算机网络系统的供电系统并非独立的,而是由电力线路输入室内,理论上电力线路可能遭受直击雷和感应雷。如果直击雷击中高压线路,经过变压器耦合到低压端,通过计算机供电设备入侵计算机网络系统;同样低压线路也可能被直击雷击中或感应过电压。无论是何种情况下的雷电造成电源线路的过电压,均会对计算机网络系统设备造成毁灭性的损坏。  由于雷电产生了强大的过电压、过电流,无法一次性在瞬间完成泄流和限压,所以电源系统必须采取多级的防雷保护。重要场合宜采取更多级的保护措施,通过使用多级电源防雷设施,彻底泄放雷电过电流、限制过电压,从而尽可能地防止雷电通过电力线路窜入计算机网络系统,损害系统设备。 现代建筑物内的信息网络是一个互连互通的开放性网络,各建筑物之间以及建筑物与外部网络之间都需要物理介质的连接。内网与外网连接的通信方式有多种,有通过普通电话双绞线为通信介质实现互连的,有通过非屏蔽双绞线、光纤为介质实现通信连接的。几种连接方式除光纤介质外,其它介质都可能因遭受直接雷或感应雷而侵害两端连接的网络系统。暴露的通信电缆会直接受到雷电袭击;平行铺设的电缆,当某一电缆被雷电击中时,会在相邻的电缆感应出过电压。即便是埋在地下的通信电缆,当地面遭受直击雷或雷电通过地面泄放时,强大的雷电压会穿透土壤,使雷电流入侵到电缆,窜入网络。如果不采取任何防雷防范措施,一旦遭受雷击,系统将会遭受巨大的损失。  为了避免因通信电缆引入雷电侵害的可能性,通常采用的技术是在电缆接入网络通信设备前首先接入信号避雷器,即在链路中串入一个瞬态过电压保护器,它可以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压,阻断过电压及雷电波的侵入,尽可能降低雷电对系统设备的冲击。 计算机网络系统的核心设备都放置在计算机机房内,因而对机房提出了较高的环境要求,良好的接地系统是保证机房计算机及网络设备安全运行,以及工作人员人身安全的重要措施。

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