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证券网防雷摘自计算机世界网 2003.10.09 18:45
深圳科锐公司 宗宏鸿
证券营业部计算机机房和计算机网络的雷电防护是一个庞大而又复杂缜密的工程，电力保护、信号保护、等电位连接和各种接地中任何一个环节疏漏都可能带来灾难性后果。据统计,近年来因受雷电电磁脉冲而损坏的计算机网络设备大幅上升,造成难以估算的经济损失。例如，1996年6月6日，重庆市农业银行大厦的计算机网络设备，因遭雷击损失107万元，其下属的信托公司证券部通信网络中断数小时，引起股民恐慌。
一、受雷击的几种途径 1．直击雷
当直击雷击中机房等建筑物时会有很强的雷电流（平均30kA左右），会使建筑的地电位升高到几万伏甚至几十万伏，并且通过电力系统和信号电缆的接地点反馈到其他地方，殃及接在电网和通信网络上的计算机设备，这种雷击是对计算机破坏最严重的一种。位于建筑物屋顶的卫星天线是遭受直击雷危害的主要对象。
2．感应雷及雷电波入侵
进入营业厅及电脑机房的线路主要有电力电缆、电话线、由卫星天线至卫星接收机信号线、DDN专线，这些都是感应雷及雷电波入侵的途径。同时在服务器与各终端设备之间较长的距离，容易感应产生雷击过压，损坏服务器。 二、雷击防护
1．直击雷的防护措施
对于直击雷的防护，采用避雷针、避雷带、避雷网、避雷线作为接闪器，把雷电流接下来，用引下线引入大地，从而达到防止直击雷对计算机系统的危害。
当屋顶安装卫星天线，且建筑物的防雷接闪器是采取避雷带或架空避雷线，卫星天线不在接闪器的保护范围内时，需安装独立的避雷针装置对卫星天线进行保护。
2． 感应雷及雷电波侵入的防护措施
（1）电源系统保护
电源系统（针对TN-S制）实行三级防雷防过压保护。下面在众多的防雷保护器中，以德国OBO系列产品做示范，如图1所示。
第一级防雷保护（B）：选用V25-B/4（最大放电电流100kA）模块式防雷器，安装于主配电机房内，其前端应加装63A／3P空开保护器1组。
第二级防雷保护（C）:选用V20-C/4（最大放电电流40kA）或V20-C/2（最大放电电流40kA）模块式防雷器，安装于入户配电箱内（前端应加装40A／3P）空开保护器1组。
第三级为防雷保护（D）：选用DSN 3-D（最大放电电流6.5kA）防雷接线插座,用以连接重要设备的接线插头，如服务器电源插头、卫星接收机电源插头、主交换机电源插头等。
对营业部比较重要的设备可进行防雷二级再保护。比如:营业部散户厅的大屏幕，选用V20-C/2防雷保护器。
（2）网络通信系统的保护 ● 卫星传输过压保护
根据建筑物防雷设计规范GB50057-94规定，卫星接收机的防雷接地，至少应设有２处与卫星支架相连的接地机制，若有一根铜线引至卫星支架上，另加设一路引线在固定基架上。
图1 电源保护系统示意图 ● 服务器通信端口的防雷过压
营业部网络主交换机与服务器设备是特别重要、特别敏感的设备，需要额外加以保护。如果服务器与主交换机设备之间有一段较长的距离，或靠近窗户，容易感应产生雷击过压，因此在服务器端口加装RJ45-E100/4S信号防雷器。 ● 对电话委托，选用配线架避雷排，直接安装在电话配线架上，保护语音卡、Modem等设备免遭雷击，也可直接在每根电话线上串接RJ45-TELE/4电话防雷器。 ● 对DDN专线接收机DTU，选用RJ45-V24T/4作防雷保护，安装于DDN专线与DTU设备的接口处，接口为标准接口，如图2所示。
（3）其他保护措施 ● 屏蔽措施 营业部的一般做法是：计算机房六面应敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。通过星形结构把设备直接以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S形结构，大型机房选M形结构。机房内的电力电缆、通信电缆宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋50米以上，埋地深度应大于0.7米，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌钢管并水平直埋50米以上，钢管两端接地。 ● 等电位连接 在IEC标准中指出等电位连接是内部防雷措施的一部分，其目的在于减少雷电流所引起的电位差。等电位是用连接导线或过电压（电涌）保护器，将处在需要防雷空间内的防雷装置和建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位。 ● 防闪络措施 为防止闪络，在国标GB50057-94中提出了等电位连接或隔离距离的要求。
图2 网络通信系统的保护示意图
三、接地防护
1．工作接地
在工作或事故情况下，保证电器设备可靠地运行，降低人体接触电压，迅速切除故障设备或线路，降低电器设备和输电线路的绝缘水平。
2．保护接地
在中性点不接地系统中，如果电器设备没有保护地，当该设备某处绝缘损坏时，外壳将带电，同时由于线路与大地间存在电容，人体触及此绝缘损坏的电器设备外壳时，电流流入人体形成通路，人将遭受触电的危险。设有接地装置后，接地电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过，接地体电阻愈小，流过人体的电流也愈小。
3．重复接地
将零线上的多点与大地多次作金属性连接，称重复接地。
当中性点直接接地系统中发生碰壳或接地短路时，可以降低对地电压;当零线发生断裂时，可以使故障的危害程度减轻。
4．静电接地 设备移动或物体在管道中移动，因磨擦产生静电，它聚集在管道、容器、储罐或加工设备上，形成高电位，对人身安全及对设备和建筑物都有危险。静电接地后，静电一旦产生，就导入地中，以消除其聚集的可能。
图3 计算机全方位防雷接地逻辑图 5．直流工作接地
计算机以及一切微电子设备，大部分采用中、大规模集成电路，工作于较低的直流电压下，为使同一系统的电脑（计算机）、微电子设备的工作电路具有同一“电位”参考点，将所有设备的“零”电位点接于一接地装置，可以稳定电路的电位，称为直流工作接地。
6．防雷接地
为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分，金属护套，避雷器，以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。防雷接地装置包括避雷针、带、线、网、接地引下线、接地引入线、接地汇集线、接地体等。
7．接地措施
由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作时优先考虑专设防雷接地，随后是交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地;其次考虑让上述四种接地方式共用。并采用2.5毫米长100 平方毫米直径的钢管, 壁厚不小于4毫米,三根相间5～6米并打入地下,用4×40毫米扁铁或12平方毫米镀锌圆钢焊接在垂直接地体上并引出，如图3所示。
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发表于 2003-11-25 23:52:00
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