摘要:本文分析了計算機網路中心的特點、雷電侵入的途徑及產生的影響,著重闡述了計算機網路中心繫統的綜合防雷措施。
關鍵詞:計算機網路中心;雷電影響;防雷措施
引言
計算機網路中心是電子資訊裝置的集中場所,電子資訊裝置的耐壓和抗電磁干擾效能比較低,雷電所伴隨的強大的感應電磁場以及在金屬導體中產生的感應過電壓,影響著計算機房內電子裝置的正常工作,0.07高斯的的磁場強度可造成計算機元件失效,2.4高斯即可使元件擊穿[2]。
為了減小雷電感應對電子資訊裝置的影響,對網路中心機房的通訊系統、網路系統、電源系統及控制系統等弱電電子裝置採取有效的雷電防護措施,保障機房系統正常安全執行,通過了解雷電的影響及侵入途徑,然後對具體的防雷保護技術作深入的研究。
1、雷電的影響
雷電對計算機網路中心的影響主要為雷電感應電磁干擾、雷電波侵入和環路感應。雷電電磁場是伴隨瞬時強大雷電對地放電的雷電流產生的,具有和雷電流相似的波形特性;當雷電接近架空管線時,高壓衝擊波會沿架空管線侵入室內,造成高電流引入;計算機網路中心所處的建築物內通常敷設著各種電源線、訊號線和金屬管道等,這些線路和管道在建築物內的不同空間構成環路。當建築物遭受雷擊時,雷電流沿建築物防雷裝置中各分支導體入地,流過分支導體的雷電流會在建築物內部空間產生暫態脈衝電磁場,脈衝電磁場交鏈不同空間的導體迴路,會在這些迴路中感應出過電壓和過電流,導致裝置介面損壞。
2、計算機網路中心的特點
2.1 計算機網路中心的電子裝置包括主機、伺服器、UPS供電系統、路由器或交換機、程控交換機、天饋接受機、印表機、燒錄機、電話等電子裝置設施。計算機的主要配件基本上是由半導體積體電路構成,中央處理器、儲存器和邏輯控制電路等晶片都是由絕緣半導體場效電晶體(MOS)構成,並且抗磁干擾能力和抗過電壓能力都比較低。
2.2 為了延長裝置工作時間和降低系統的能耗,計算機工作電壓設計得越來越低,一般在1.1V—1.5V之間,任何超出該範圍的電流衝擊,都可能導致其永久性破壞。
2.3室內敷設進出機房的網路、供電線和各種裝置的供電線,線路較多,佈線複雜。
3、雷電侵入途徑
雷電侵入計算機網路中心途徑主要有:(1) 出入建築物中各種電源線路及訊號線路、裝置間的連線線;(2)具有公共接地的建築物中的一切金屬管道;(3) 直接雷擊落雷點建築物的地電位上升。
4、防雷措施
IEC、IEEE、GB等標準體系對雷電浪湧保護工作設立了相應規範,主要採用的方法包括分流、遮蔽、搭接、接地、和設定保護元件等措施。
4.1 電源系統防雷
由於有80%雷擊高電位是從電源線侵入的,進入網路中心的電源線和通訊線應在LPZ0與LPZ1、LPZ1與LPZ2區交界處,以及終端裝置前端,安裝防浪湧SPD。電源系統防雷分為多級保護。主要是通過合理的多級洩流能量配合,保證SPD 有較長的使用壽命和裝置電源埠的殘壓低於裝置埠耐雷電衝擊電壓,確保裝置安全。SPD 一般並聯安裝在各級配電櫃(箱)開關之後的裝置側。在電源總進線處安裝電源第一級衝擊電流Iimp(10/350μs)≥12.5kA、電壓保護水平Up≤2.5 kV的浪湧SPD,在電源分配電箱處安裝電源第二級衝擊電流Iimp(10/350μs)≥10.0kA、電壓保護水平Up≤1.5 kV浪湧SPD,在重要用電裝置插座處安裝電源第三級浪湧SPD。SPD 連線導線應平直,導線長度不宜大於0.5m,接地線連線等電位接地母排,接入電氣豎井的接地幹線。
4.2 資料線路訊號防雷
正確選用傳輸電纜,低頻電路儘量使用雙扭絞線,高頻電路使用雙軸遮蔽電纜,有可能用光纜替代電纜。
4.2.1 廣域網
廣域網遠距離傳輸資料通訊需要防護線與線之間、線與大地之間的雷電入侵,當廣域網使用光纖接入時,光纖線路無需考慮此線路的雷電防護,但光纜金屬護套和金屬芯線可能引入雷電,必須在接入裝置之前,光纜的所有金屬接頭、金屬擋潮層、金屬加強芯等,應在入戶處直接接地。
4.2.2 區域網
區域網雷電防護的`重點是做好區域網網線的遮蔽,同時加強終端裝置區域網埠的雷電防護。中心機房內的伺服器網口安裝網路防雷器;中心交換機與二級交換機之間屬於光纖線路連線的,加強芯做良好接地;路由器連線到防火牆的線路,防火牆入口處安裝一組網路避雷器。在傳輸途徑較遠交換機的輸出端和各部門使用者終端,計算機處安裝訊號SPD防護。
網路訊號防雷電浪湧SPD是針對特定的要求來設計的,技術指標繁多,使用浪湧SPD必須同時具備良好的防護效能和優異的傳輸指標。從傳輸的角度來看,浪湧SPD連線在通訊網路上相當於增加了網路的分散引數,增加了線路損耗,對傳輸效能會造成一定的影響。目前在通訊網路中使用的主要防護裝置有:用於2MHz以下音訊通訊線路的MDF保安單元,用於15MHz以下接入網線路的xDSL浪湧保護器,用於百兆區域網的寬頻網路浪湧保護器,用於控制系統、