1.1 建筑物直击雷防护
按照国家标准 GB 50057-94 《建筑物防雷设计规范》的要求,重要计算机网络系统机房所在大楼为第二类或第三类防雷建筑物,一般都按要求建设有防雷设施,如大楼天面的避雷网 ( 带 ) 、避雷针或混合组成的接闪器等,这些接闪器通过大楼立柱基础的主钢筋,将强大的雷电流引入大地,形成较好的建筑物防雷设施。计算机系统设置在建筑物内,受建筑物防雷系统保护,直击雷直接击中计算机网络系统的可能性就非常小,因此通常不必再安装防护直击雷的设备。
1.2 计算机网络系统感应雷防护
感应雷由静电感应产生,也可由电磁感应产生,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的低压电子设备造成较大的威胁,计算机网络系统的防雷工作重点是防止感应雷入侵。入侵计算机系统的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:
(1) 由交流电源供电线路入侵
计算机系统的电源由室外架空电力线路输入室内,架空电力线路可能遭受直击雷和感应雷;直击雷击中高压电力线路,经过变压器耦合到 380V 低压侧,入侵计算机供电设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应出雷电过电压。在 220V 电源线上出现的雷电过电压平均可达 10000V ,对计算机网络系统可造成毁灭性打击。
(2) 由计算机通信线路入侵
由计算机通信线路入侵分为三种情况。
情况一:当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。
情况二:雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电气设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。
情况三:若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。
(3) 地电位反击电压通过接地体入侵
雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其它接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机系统,反而可能引入了雷电流。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在 100V 以下,因此必须建立多层次的计算机防雷保护系统,层层防护,确保计算机网络系统的安全。
1.3. 解决方案
( 1 )对于雷电磁场的影响,主要是直击雷击中机房大楼时,雷电流在建筑物的内部分布直接影响到计算机网络系统设备,特别是对电磁干扰敏感的计算机及网络通信终端设备。合理选择机房的位置及机房内设备的合理布局可有效的减少雷害。
( 2 )在供电系统及计算机网络终端设备的接口处安装电涌保护器 SPD ,并对出入机房缆线采取屏蔽、接地,实现等电位连接等措施,可有效减少雷击过电压对计算机网络系统设备的侵害。
( 3 )机房采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响,合格的地网是有效防雷的关键。机房的联合地网通常由机房建筑物基础(含地桩)、环形接地(体)装置、工作(电力变压器)地网等组成。对于敏感的数据通讯设备的防雷,接地系统的良好与否,直接关系到防雷的效果和质量。如果地网不合要求,应改善地网条件,适当扩大地网面积和改善地网结构,使雷电流尽快地泄放,缩短雷电流引起的高过电压的保持时间,以达到防雷要求。