一、前言

　　计算机网络的设计存在一定的问题，计算机设计系统是由大量的微电子共同运行才会有效的，但是这些微电子共同作用的同时也会形成回合电路。从而引导雷电的微波进入到系统内部，从而造成电脑系统的末端和接口的破坏，导致很大的经济损失。我们就雷电的防护措施展开了如下探讨：

　　二、雷电进入计算机网络的方式

　　1.电源部分。计算机网络系统电源部分遭受雷击的风险主要有以下几种：雷电直接击中厂区外的架空高压线路，导致过电压串入厂区内的低压配电系统；厂区周边发生雷击时，电磁感应和静电感应导致部分能量耦合到低压配电系统；雷电直接击中厂区内的建筑，导致建筑物基础地电位升高对低压配电系统反击放电。

　　2.计算机网络部分

　　雷电能量侵入计算机终端的途径如右图1所示。

　　雷电直接击中厂区外的通信线路，导致过电压串入厂区内的计算机网络布线系统，将终端设备损坏；雷电直接击中厂区内的建筑物，雷电流沿柱内钢筋下泄时产生的LEMP(雷击电磁脉冲)在机房内信号回路上感应产生的过电压击坏网络设备，厂区周边发生雷击时，电磁感应和静电感应导致部分能量耦合到计算机网络布线系统，雷电直接击中厂区内的建筑，导致建筑物基础地电位升高对计算机网络布线系统反击放电，将计算机终端设备和交换设备击坏。

　　三、雷电对计算机网络系统的侵害

　　1.雷电损害计算机网络系统的原因分析。现代的社会已经是网络化、信息化、全球化的时代，网络的发展渗透到世界各个角落。高科技的计算机器件、高精度的仪器被应用计算机网络系统之中去，计算机的芯片越小，其自身具有的功能和作用就越强。但是它本身的耐压性就越弱。当受到雷电的袭击时，造成的损害就更大。这也是造成计算机网络系统瘫痪的主要原因之一。

　　2.雷电对计算机网络的侵害形式。雷电对计算机网络系统的侵害主要有两种不同的形式：一种是直击雷，另一种是雷击电磁脉冲，前者指的是雷电等直接冲击建筑物或是地面上的各种设备机器等，造成计算机硬件和软件的损害。外部的防护措施主要是为了保护建筑不受自然雷击或者火灾的影响而发生的人身事故。内部的雷电系统指的是雷电和其他外界发生感应电流的泄露产生的人身事故。由于计算机是处在建筑物之内，是室内操作的，因此受到雷电直接的侵害小，主要是受到雷的冲击。因此计算机的雷电防护主要是击电磁脉防护。

　　3.雷电对计算机网络系统侵害的主要途径。雷电对计算机网络系统的侵害主要有三种途径：一种是雷电通过电源路线侵入到计算机系统，由于计算机的电源通过电力路线送到室内，如果电力路线遭到了雷电的袭击就会产生电力线路的中断，直接导致计算机系统的崩溃。如果建筑物体受到雷电的袭击这时候在计算机的电源线路上会产生大量的雷击电磁脉冲，对计算机网络系统造成毁灭性的打击。第二种途径是通过计算机的通信线路进行侵害，其中一种情况是静电感应，雷电的作用，计算机系统附近的线路会感应相反电荷；另一种情况是电磁感应。

　　四、计算机网络系统的雷电防护

　　1.电源系统的防护。

　　以电子计算机为基础的系统的电压流相对较少。在这种情况下，防御电源线线路的过电压就会少于电力设备。此时，要想通过电源对其进行相应的防护，就应该采取相应的抑制瞬间过电压、过电流措施，以保证计算机系统安全状态值。一旦雷电产生较大的电压、电流，在短时间内想对相应的电压进行限制或是泄流是比较困难的。要想更好的解决这一问题，就应该根据相应防雷保护区原理对每个分区的交界处进行相应的防雷保护，可以在高压变压器后端到二次设备电缆内芯两端适当的加装避雷器，以保证二次电压设备安全。也可以在精密仪器设备及UPS的前端适当的加装避雷器或是保护器，将其作为三级防护。只有通过多级防护，才能最大限度的对相应的雷电流进行限压或是泄流，以避免雷电对计算机系统造成重大危害。

　　2.屏蔽措施和合理布线

　　金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽进入机房时应做等电位连接，电缆连接器要进行屏蔽处理。如使用非屏蔽电缆入户前应穿金属管并埋入地中，入户前埋地水平距离不小于10m，架空入户的屏蔽金属两端及穿过雷电防护区交界处时必须进行等电位连接。采用含金属部件的光缆进行通信或数据传输时应在出入机房光缆终端处将金属部件进行等电位连接。屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，为了减少电磁干扰的感应效应，线路的屏蔽措施与选择合适的路径敷设线路及机房的设计都显得十分重要。

　　3.机房位置选择

　　在高层或多层建筑物中，计算机房应选择在建筑物低层中心部位。其设备应远离外墙结构柱，设在雷电防护区的高级别区域内。电位连接和接地系统金属导体、电缆屏蔽层及金属线槽进入机房时应做等电位连接，电缆连接器要进行屏蔽处理。当机房设备较少时可采用S型、星型结构连接，此时设备所有金属部件除在接地基准点ERP连接，设备金属部件之间相对绝缘。若采用M型网型结构等电位环型连接，则每隔5m设备与建筑物的主筋连接。设备的保护地、静电接地、交流接地、电缆的金属外层和电涌保护器的接地端均应以最短的距离分别接到等电位连接带上。

　　4.直接雷防护。

　　为了更好的保护计算机系统，屋顶也应该安装相应的避雷针、避雷器，并用相应的材质将避雷带个接地网进行连接，以保证机房内不同的金属外壳、工作连接及光线架等以最小的距离连接在一起。保证接地网和电源系统接地网等相互连接，以达到电压均衡的目的。直击雷的防护仍以避雷针、避雷带（网）或由其混合组成的接闪器为主要防护方法。对其他防直击雷的装置应使用经省部级鉴定的产，楼房越高遭雷击的几率越大。《建筑物防雷设计规范》中规定：一类防雷建筑物超过30m；二类防雷建筑物超过45m；三类防雷建筑物超过60m时，还应采取防侧击雷措施和等电位防护措施。

　　5.安装SPD，目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件，它至少含有一种非线性元件。当雷电浪涌侵入计算机网络系统时，信号SPD动作，此时对地阻抗趋近于零，雷电流向大地中泄放。信号SPD可以将雷电过电压箝制在计算机终湍或者交换机接口能承受的范围内，从而对它们形成保护。

　　6.信号系统的防护

　　计算机实现网络通信是通过相应介质来实现的，不仅通过普通电话线实现互联，也可能通过非屏蔽双绞线实现互联的。因此，在计算机网络系统设计的过程中，应该根据计算机网络信号的不同，采取相应的措施，以对计算机网络系统进行防护。在应用计算机系统的时候，尽量避免将通信电缆暴露地面，最好是将相应的电缆埋在地底下或是用屏蔽管槽将两端接地，也可以在入户前，安装相应的避雷器。在考虑信号传输宽带或是衰减的过程中，尽量与网络性能指标标准相一致。

　　五、结束语

　　综上所述，虽然现今的网络计算机系统遭受到了电路雷电的破坏，但是我国的科学家不断的研究探索防雷的措施，包括计算机系统的内部进行回合电路的防止，以及对于已经形成雷波的抑制都有很大研究的成果，相信我国的计算机网络的发展会更加的健康快速。

　　计算机网络雷电防护措施【1】

　　摘要 通过对计算机网络系统遭受雷击途径的了解，提出对其采取由外到内的、多层次的雷电防护措施，从而尽可能地减少雷电对其造成的损失，确保其运行正常。

　　关键词 计算机;网络;雷电;防护;措施

　　近年来，雷电对我国计算机网络系统造成较为严重的损害。

　　据统计数据显示，因雷电灾害造成网络电子设备损坏的占总损失的80%。

　　现如今计算机现代化设备越来越普及，对计算机网络做好防雷设计，确保网络通信正常具有十分重要的意义。

　　1 计算机网络遭受雷击的主要途径

　　计算机网络遭受雷击的途径主要有以下几个方面：一是通过有线通信的线路和无线通信的天线传入损坏设备。

　　二是雷击建筑物或邻近地区雷电放电，从而导致建筑物内部计算机通信网络环路中由于静电感应和电磁感应产生瞬间过电压造成其损坏。

　　三是雷电通过供电线路的感应而引入系统电源导致设备损坏。

　　四是接地处理不当，地电位抬高而造成。

　　五是雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦合或转移到网络设备上，造成设备损坏。

　　2 计算机网络防雷主要方式

　　2.1 外部雷电防护

　　外部雷电防护是对建筑物防直击雷、雷电侧击、雷电反击等。

　　外部雷电的防护主要是通过安装避雷针、避雷带、避雷网、等电位、引下线和接地装置来截受雷电流，并最终将雷电流引到足够远的地方入地流散，避免造成反击。

　　在做接地体的时候可以将建筑物的桩筋、地梁内的主筋和柱内的主筋焊接起来，并把地梁外圈中间的钢筋焊接成一个闭合环路，这样的接地系统与大地接触面广，接地电阻低，而且钢筋得到了混凝土的保护，受腐蚀作用减少，接地电阻相对稳定。

　　此外，还必须定期做好防雷装置的防腐蚀处理。

　　2.2 内部雷电防护

　　内部雷电防护主要是对感应雷的防护。

　　计算机网络内部雷电防护系统主要分为：供电系统的雷电防护、信号与网线的防雷、等电位连接及防静电地板等方式。

　　2.2.1 供电系统的雷电防护。

　　供电系统的防护主要作用是防止雷击过电压从电源供入端进入设备，保障设备以及数据传输畅通无阻。

　　由于计算机网络系统对雷电过电压的耐受能力很低，在遭受雷击电磁效益的侵害后，很容易受到损坏，从而严重影响信息系统的安全正常运行。

　　但是因为雷击电磁脉冲在空间传播是逐渐衰减的，因此处于防雷击电磁脉冲的目的，可以将其分级进行防雷保护。

　　具体方法如下：在计算机网络系统的供电系统的总配电柜进口处加装第1级避雷器;在UPS前端加第2级电源避雷器;在UPS的后端，电子网络设备的前端加装第3级电源避雷器。

　　其中，第2级电源避雷器宜安装在配电柜内，采取V连接方式，PE线就近与配电柜PE母排相连。

　　同时配电柜还必须要和PE极做电器链接。

　　PE线必须要有足够的截面，其截面必须不小于表1中对应的截面积。

　　电器装置的外露可导电部分不得用作保护导体的串联过渡接点，错误、正确的接线具体情况见图1、2。

　　2.2.2 信号与网线的雷电防护。

　　为避免因通信电缆引入雷电侵害的可能性，在电缆接入网络设备前首先接入信号避雷器，它可以有效防止其受到过电压及雷电波的侵入。

　　同时，还可以考虑在计算机与网络交换机、路由器等设备的网络接口处安装信号避雷器。

　　在安装信号避雷器前，还必须了解网络拓扑结构、网络的传输率、选用的传输介质等，并以此来选择较为合适的信号避雷器。

　　2.2.3 等电位连接与防静电地板。

　　计算机网络机房里应设置等电位连接带，必须将机柜、电子设备的外壳和机架等以最短的距离就近连接到等电位连接带，连接的基本方法应该采用隔离连接网(IBN)星状或网状。

　　计算机网络机房通常配置活动防静电地板，防静电地板的隔离支架铺设铜箔，铜箔和骨架要进行多点等电位接地连接，并就近接至连接带[1-2]。

　　2.3 屏蔽措施

　　雷击发生时，由于雷电流产生的脉冲，电磁场会从空中直接辐射入网络信息系统，为了保护其免受雷电脉冲电场的侵害，需要采取屏蔽措施。

　　一是在计算机网络系统所在的建筑物上利用板、柱、梁和基础内的大量钢筋将他们连接起来，形成一个法拉第笼式避雷网，这样可以对外部入射的雷电脉冲电磁场达到初次的抑制目的。

　　二是对进入建筑物内的网络电缆等线路，把线路穿过金属管道，并在入户处将金属管壁和建筑物的钢筋引下线或接地线连接[3-4]。

　　3 结语

　　通过对计算机网络雷电防护浅层分析发现，只有对整个系统从外到内、多层次的进行雷电防护，才能够确保计算机网络的运行安全，并最大限度地降低其因雷电灾害而造成的损失。

　　4 参考文献