计算机网络雷电侵入的路径和防雷设计

　　1 引言
　　
　　随着计算机技术的飞速发展，计算机系统的安全运行也引起了人们的高度重视，网络的防雷问题显得尤为重要，因此为了保护计算机网络设备不受雷电损害，应从整体防雷角度进行防雷方案设计，可从防直击雷和防感应雷两个方面着想。
　　
　　2 雷电侵入的途径
　　
　　雷击可分为直击雷和感应雷。直击雷就是雷电直接击中物体，如人，建筑物等。它会在瞬间产生强大的雷电流。当雷电流击到人，建筑物体时会对其造成较大的危害，而计算机网络设备是安放在建筑物内。按照国家颁布的《建筑物防雷设计规范》要求，一般都有防雷设施对整个建筑物进行保护，如：楼房顶部的避雷带及避雷针等。他们所起到的作用就是充分利用建筑物内立柱的主钢筋或专有的引下线将雷电流引入到大地，从而起到保护建筑物的作用。而计算机设备是安防在建筑物内，因而受到直击雷破坏的可能性较小。
　　
　　当雷电流产生的电磁场经导体感应出的过电流过电压所形成的雷击我们称为感应雷。而感应雷是通过线路入侵计算机网络系统的（如电线及各种馈线）。因而它也是造成计算机网络设备受到损坏的一种。感应雷电流对计算机网络的入侵有几种途径。
　　
　　（1）由通信线路入侵
　　
　　当雷云对大地产生放电时，在通信线路上感应出的过电压。如果通信线路没有安装防雷器，那么雷电流产生的高压就有可能击坏与通信线路相连的设备。当多条电缆平行铺设时，若一条导线被雷电击中时，会在相邻的导线上产生过电压，进而击坏低电压的电子设备。
　　
　　（2）由电源线路入侵
　　
　　计算机网络的电源不是独立的供电系统，是由电力线路输入。从理论上讲，电力线路可能会遭受到雷击。如果雷电流直接击到高压线路，经过变压器耦合到低压端，进而通过计算机的供电线路入侵到计算机网络系统。同样低压线路也可能被直击雷击中或产生感应过电压。因此，不论是哪种情况下的雷击造成供电线路产生的过电压，均会对计算机的网络系统造成很大的损坏。
　　
　　（3）由接地体入侵
　　
　　当建筑物防直击雷的避雷设施引入强大雷电流通过引下线入地，会在附近空间产生强大的过电压。这种情况若防护不当，建筑物的防雷设施不但起不到保护作用，反而会产生引入雷电的副作用。因此，计算机网络的防雷保护必须是多层次的，以确保计算机网络的安全。
　　
　　综上所述，雷电流侵入计算机网络系统的路径主要是通过通信线路、供电线路和接地系统，因此，计算机网络系统的防雷主要针对这三种。通过增加防雷设施，进而达到防御和减轻雷击对计算机网络系统所造成的损害。
　　
　　2 计算机网络的防雷设计
　　
　　2.1 电源系统的防雷防护
　　
　　按照国家的计算机系统防雷技术要求，电源系统应用三级防护。一是在建筑物的总配电装置高压端安装高容量的防雷装置。二是在低压侧安装阀门式防雷装置。三是在楼层的配电箱安装防雷装置。对重要设备电流输入一端还要加装终端防雷装置。通过多级的电源防雷设施，达到彻底泄放雷电的过电流，限制其过电压，从而尽可能防止雷电通过电源线路侵入计算机网络系统，减少雷击对网络系统的损害，起到保护计算机网络系统的作用。
　　
　　2.2 数据信号系统的防护
　　
　　在数据信号线路上安装防雷器对防感应雷是一种行之有效的办法。信息网络是一个互连的开放性网络，各个建筑物之间及建筑物与外部网络之间都需要由信号线路连接。为了避免因通信线路引入雷电，一般是在电缆接入网络前加装一个信号避雷器（称之为 SPD），相当于在通信线路中串连瞬态过电压保护器。当网络设备受到雷电闪击及其它干扰时，加装的信号避雷器可以起到阻断过电压及雷电波的入侵，尽可能降低雷电对网络系统的冲击。
　　
　　2.3 直击雷的防护
　　
　　而计算机系统是安放在建筑物内，建筑物本身都有防直击雷的保护措施，因此计算机系统被直击雷击中的可能性非常小，通常不再加装防直击雷的设备。如果建筑物没有防直击雷的设施（比如农村信用联社的网点）就必须按照规范要求对计算机系统加装防雷设备。
　　
　　由于直击雷击中计算机系统所在的建筑物时产生的雷电磁场影响到计算机网络系统的设备，特别是对电磁干扰敏感的计算机及网络通信终端设备，所以计算机房所在位置也十分重要。从防雷角度考虑，在高层或多层建筑物可选择二至四层，不能选择在顶部或变焦，以减轻建筑物受雷击时产生的雷电磁场对计算机网络设备的冲击，因而合理选择计算机房的位置及机房内网络设备的合理布置都可有效的减少雷击对其造成的损害。
　　
　　在对计算机网络系统进行上面三项的防护同时，还应有以下的保护措施。最好使用光纤电缆作为数据信号线。机房内加装防静电活动地板，在活动地板下采用铜带做等电信连接，使机房内的所有接地（防雷接地、直流工作接地、交流工作接地和安全保护接地）电阻值达到同等电位，并且接地电阻不应大于其中的最小值，以防止不同接地系统的电压差损坏设备。还要将室内的所有金属管道，金属门窗及各种设备（立式空调及金属工作台等）外壳做等电位连接，定期对计算机房及所在楼房进行全面的检测。检测时间最好是每年的雷雨季节到来之前，以防止因特殊原因使机房的防雷设施达不到规范的要求，进而使计算机网络系统受到损害。
　　
　　3 结论
　　
　　计算机网络系统防雷是个综合系统的防雷工程，它涉及的面很广。它包含了对建筑物、入室线路以及室内设备等，因此在进行设计时，要从整体考虑，针对雷电侵入机房设备的主要来源进行整体保护，从而保障计算机网络系统设备的安全稳定运行。