計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)簡介 

計算機(jī)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)雷電防護(hù)包括外部通信線路的雷電防護(hù)和機(jī)房內(nèi)部設(shè)備之間的串口雷電防護(hù)。外部通信線路主要有音頻傳輸線路（PSTN）、數(shù)據(jù)傳輸線路（ X.25、ISDN、DDN等）、光纜等，內(nèi)部通信線路主要為網(wǎng)線，另外還有同軸線纜（粗纜和線纜），但現(xiàn)在已較少采用。

外部通信線路在進(jìn)入機(jī)房設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器或其它設(shè)備）前端應(yīng)安裝具備二級保護(hù)的防雷保護(hù)器，第一級一般為惰性氣體火花間隙放電器，通過 RLC解偶后，進(jìn)入第二級半導(dǎo)體過電壓保護(hù)器。光纜一般不會傳導(dǎo)雷電，但光纜金屬護(hù)套和金屬芯線可能引入雷電燒毀設(shè)備，必須在進(jìn)入設(shè)備之前，使芯線和護(hù)套接地，以達(dá)到避雷的目的。內(nèi)部通信線路兩端也應(yīng)安裝匹配的電涌保護(hù)器，主要表現(xiàn)為在服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、集線器等端口安裝電涌保護(hù)器，匹配原則參照防雷標(biāo)準(zhǔn)和計算機(jī)通信協(xié)議。所有電涌保護(hù)器應(yīng)具備線與線只間、線與大地之間的防雷保護(hù)，保護(hù)器的通信速率、帶寬和損耗等應(yīng)該符合GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》、GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》以及計算機(jī)設(shè)備的IEEE標(biāo)準(zhǔn)通信的要求。

無線通訊經(jīng)常在建筑物上架設(shè)天線，屬于地面特別突出物，是雷電釋放的危險途徑。饋線進(jìn)入設(shè)備前應(yīng)加裝防雷器。防雷器的插入損耗要求較小，所以一般只能使用間隙放電器件進(jìn)行有效防護(hù)。

進(jìn)行防雷設(shè)計時，必須在使用前詳細(xì)了解防雷器件及設(shè)備的工作要求。例如：PSTN調(diào)制解調(diào)器有帶鈴壓和不帶鈴壓二類，帶鈴壓調(diào)制解調(diào)器工作電壓為48v至54v，鈴壓為175v至180v，防雷器的保護(hù)電壓應(yīng)大于180v；不帶鈴壓的調(diào)制解調(diào)器工作電壓為48v至54v，防雷器的保護(hù)電壓應(yīng)不小于54v。如果兩類防雷器混裝，將對前者造成通訊信號短路，對后者造成防雷工作能力喪失。

雷電入侵計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可能途徑：

1、入侵途徑

（1）雷電直接擊中計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理線路

a．落雷點為電源高電壓側(cè)，雷電沿供電線路侵入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電部分，產(chǎn)生過電流與過電壓造成網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的UPS電源損壞、斷電、致使整個系統(tǒng)癱瘓。

b．雷電直擊網(wǎng)絡(luò)無線通信的天線、沿天饋進(jìn)入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，造成通信接口、接收系統(tǒng)、室內(nèi)單元、路由器等網(wǎng)絡(luò)主要通信設(shè)備損壞。

c. 雷擊網(wǎng)絡(luò)通信有線線路（如光纜、DDN、幀中繼、X25專線、電話線），產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械力，猛烈的沖擊波，熾熱的高溫使通信線路損壞；過電壓過電流沿通信有線線路侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)，造成路由器、交換機(jī)及前端設(shè)備的損壞。

（2）感應(yīng)過電壓

a. 回路感應(yīng)過電壓

  由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑物內(nèi)大量布設(shè)各種導(dǎo)體線路（如電源線、數(shù)據(jù)通信線、天饋線），這些線路、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局錯綜復(fù)雜，在建筑物內(nèi)部的不同空間位置上構(gòu)成許多回路，當(dāng)建筑物遭雷擊或鄰近地區(qū)雷電放電時，將在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生脈沖暫態(tài)磁場，這種快速變化的磁場交鏈這些回路后，將在回路中感應(yīng)出暫態(tài)過電壓，危及與這回路相連接的電子設(shè)備。

    網(wǎng)絡(luò)通信線路上感應(yīng)過電壓分靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)：

靜電感應(yīng)主要是指架空線路位于雷擊點附近，由雷云團(tuán)先導(dǎo)通道中充滿電荷，對架空線產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用累積大量相反電荷，當(dāng)雷云主放電開始，雷云中電荷迅速中和，從而使架空線上原先被束縛的電荷迅速釋放，形成暫態(tài)過電壓波。這種波以接近光速向架空線兩側(cè)傳播，侵入線路兩端連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將其損壞。

當(dāng)雷電直接擊在避雷針避雷帶上時，由于雷電流幅值大，波頭陡度高，在雷電流的通道附近產(chǎn)生一個很強(qiáng)的瞬變磁場。這強(qiáng)大的磁場將直接在電源線或網(wǎng)絡(luò)通信線路上感應(yīng)出過電壓，侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。高強(qiáng)度（30KA雷電流）雷電放電可以對距離雷擊點1km范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，甚至造成系統(tǒng)設(shè)備損壞。據(jù)統(tǒng)計，這種感應(yīng)雷擊事故占計算機(jī)雷擊事故的70%。

b. 耦合與轉(zhuǎn)移過電壓

雷擊引起暫態(tài)高電壓或過電壓常常可以通過網(wǎng)絡(luò)線路耦舍或轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，造成設(shè)備的損壞。

（3）雷擊地電位抬高入侵

建筑物在遭受直接雷擊時，雷電流將沿建筑物防雷系統(tǒng)中各引下線和接地體入地，在此過程中，雷電流將在防雷系統(tǒng)中產(chǎn)生暫態(tài)高電壓，如果引下線與周圍網(wǎng)絡(luò)設(shè)備絕緣距離不夠且設(shè)備與避雷系統(tǒng)不共地，將在兩者之間出現(xiàn)很高的電壓，并會發(fā)生放電擊穿，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至威脅人身安全。

2 、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備抗干擾能力分析

因為計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是由大量的大規(guī)模集成電路組成，其抗干擾能力弱，成雖采取了許多抗干擾措施，對低能量干擾比較有效，但對雷電電磁脈沖生成的過電壓過電流技術(shù)比較薄弱，對浪涌或雷電磁脈沖特別敏感，僅十幾伏的電壓就可通過電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸線等途徑將毀壞計算機(jī)主板、RS-232口、多功能卡、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

設(shè)計依據(jù)

根據(jù) GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》第五章：防雷設(shè)計；GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節(jié)，第6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對電涌保護(hù)器（SPD）的要求及YD/T 5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護(hù)工程設(shè)計規(guī)范》第五部分： SPD 的選擇；第5.3條：信號線用SPD；第5.5條：計算機(jī)、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線用SPD的要求，參照 IEC 61643-3 《低壓系統(tǒng)的電涌保排器》 第3部分《在電信系統(tǒng)中SPD的應(yīng)用》和IEC 61644-1 1997《通信系統(tǒng)用SPD》標(biāo)準(zhǔn)要求，對于通信線路的防護(hù)，需對設(shè)備進(jìn)線纜線使用 8/20μs 波形、通流容量 3KA以上的信號電涌保護(hù)器將數(shù)千伏的線路感應(yīng)雷擊過電壓限制到設(shè)備允許值。
實施方法

在ADSL/DDN/ISDN通信線路進(jìn)入設(shè)備前端安裝一套JSXD-RJ11信號電涌保護(hù)器，作為ADSL/DDN/ISDN通信線路的信號防雷保護(hù)。

在以太網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通信線前安裝一套JSXH-RJ45-E100計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信線電涌保護(hù)器 ，用于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通信線路的防雷保護(hù)。

在每臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信端口分別安裝一套JSXH-24RJ45-E100 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信線電涌保護(hù)器，用于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信線路的防雷保護(hù)。

對電話接入的幀中繼線路采用一套JSXD-RJ11電話通信線電涌保護(hù)器 ，用于幀中繼通信線路的防雷保護(hù)。

網(wǎng)絡(luò)間傳輸使用的光纖無須進(jìn)行防護(hù)，但是光纜的金屬加強(qiáng)筋需要做接地。

綜合布線
從防雷角度上考慮，布線一定要明確表示：
1、電源線不要與網(wǎng)絡(luò)線同槽架設(shè)，數(shù)據(jù)插座與電源插座保持一定距離； 
2、廣域網(wǎng)線纜不要與局域網(wǎng)線纜同槽架設(shè)； 
3、網(wǎng)線與墻壁布置時，有條件應(yīng)遠(yuǎn)距離安裝； 
4、屏蔽槽要求兩點接地；

程控電話防雷器     單價：180元

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防雷器    單價：1860元

機(jī)柜式電源防雷      單價：385元    

防雷示意圖

 

說明：

本圖只包括網(wǎng)絡(luò)信號部分防護(hù)，電源防護(hù)另參考電源防雷圖,本方案只針對網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防雷，不針對終端用戶