计算机设备防雷技术

雷电对网络设备的危害及常用的防护技术

数年来人们•直使用避雷针防止雷电对建筑物的危害，随着计算机网络、通信网络和监控网络的发展，

防止宙电的危宙越来越多地向通信设施、监控设施和H噂机设施等领域发展。特别是由于在现代电子设备

中大量的使用大规模集成电路,其供电电压只有几伏（V），传递的伯息电流也仅为微安（UA）级，使得

设备对“球雷电”的绕击、雷电的二次效应、雷电波的入侵，特别是雷电磁抽冲的干扰等承受能力越来越低。

当被南电袭击时，轻者会使设备不能正常工作或产生误动,重者会将设备损坏，导致网络通信中断。因此应

采用有效的防护措施，以避免雷电的危害，保证网络通信的畅通和设备的安全，这是一项十分重要的工作。

一、雷电形成的机理

积雨云在大气中会产生剧烈的运动，形成巨大的带电体,并产生很强的电场。积雨云在电场的作用下，

上部带正电荷，形成正电荷云层，下部的降水粒了带负电荷，形成负电荷云层：当云层中局部的电压场强达

成临界击穿电压104V/cm、电位差达成16\4丫~80\1丫时，就会产生梯式先导放电，即闪（雷）

电。雷电放电所连续时间极短，只有1Ps-100us之间，而电流的强度一般都能达成30kA,其波

形是具有非常陡峭的前沿及能量极高的长尾形的波形。

二、雷电对设备的危害

雷电•般分为直击雷和感应雷，直击雷的破坏性最强，其强大的放电电流会导致建筑物、生产设施、

电力线路、通信信息设备等的直接毁损，同时还会带来火灾、人员伤亡军的严重后果。但随着建筑物避雷

针、避宙带的大量采用和实行，直击雷的损害被人类控制在较低的水平。

随着信息产业的发展，特别是由于现代电子设备中大用的使用大规模集成电路，感应雷对电子产品的

损坏却呈现「逐年增长的势头。当被感应宙袭击时，为外界干扰磁感应强度达0.07G时，计算机已不能

正常工作,强度达2.4G时，会导致计算机元器件永久性的损坏。轻者会使设备不能止常工作或产生误动，

重者会将设备损坏,导致网络通信中断。登记表白，计算机网络遭受感应雷入侵（涉及通过电源线、信号线、

接地引线串入及宙电磁场感应等因素）导致计算机设备损坏的概率为85%,而遭直击宙的危害概率为1

5%o因此，应从防止感应雷对网络和监控设备的侵害为工作的重点。雷电电磁波会影响机房内外计算机网

络设备、和监控设备的正常工作。

感应宙入侵的途径和方式：

1、通过电源线侵入现场或机房内部的供电系统，从而导致计算机网络和监控网络设备的直接损毁.

如：互换机、计算机、摄像机、解码器、云台网卡、UPS电源等设备的损坏。

2、对计算机网络则还会通过网络信号线或光缆的金周保护层侵入，串入机房和办公室，将互换机端

口、网卡、光收发器、路由器、服务器等损坏。

3、对视频监控网络则会通过视频信号线或控制线侵入，串入监控机房和现场的摄像机等设备，将录

像机、视频采集卡、协议转换器、摄像机,解码器、云台等设备损坏。

三、防雷电的技术和措施

随着国内外对防雷电技术的研究取得进展，各种新型的防雷技术和设备也不断地投入使用。例如从接

闪器、引下线、接地装设，到防雷柜、浪涌保护器等等，打破了数年来只里避雷针防雷的历史，使对雷电的

防止成为一门高压强电与低压弱电相结合的综合性的学科，并且形成以被保护物全方位展开的系统工程。

防直击雷的技术和手段已经相称的成熟和广泛使用，在此，我们以防感应雷为主。采用的技术和措施

重要有：

1、良好的接地网

根据现场的土壤电阻率和地理环境，选择合适的地网结构，建设合乎规定的接地网，保证接地

电阻V4欧姆。并且在设备运营中，要定期进行接地电阻的测试,发现问题及时排除。同时还应采用

降阻剂等技术手段，保证电阻值保持在规定之内

2、设立安全的雷电引下线

雷电疏导通路采用传导性能优良的雷电引卜线，安全地将由电电流引入接地极，并注意引卜线的

接头接触良好、接地良好、防止内部跳火等，就可为宙电电流建立安全的疏导通路。同时机房要做

好屏蔽解决，减小窗电电磁感应对通信设施及机房内设备的影响。

3、采用科学的接地方式

采用“一点接地”的方式，而不采用分散接地的方式。这样本地电位上升时，全局（站）的地电

位就会一起上升，而不会有危险的电位差进入机房，危害网络设备桶监控设备。所以各种地线系统要

在公共接地母线一点接地，消除地面回路,使同网络的各接地系统成等电位,这是防雷的重要环节。

4、电源系统的防雷

采用三级防雷保护装置，第•级安装在大楼三相电源的进线处，选用三相并联型电源避雷器

LAY380作为第一线高能防护：第二皴安装在楼层的相电源的配线箱处，选用两相并联型电源避田器

LAY220A作为第二级高能防护：第三级安装在计算机附近的单相电源处，选用两相并联型电源避雷

器LAY220B作为第三级高能防护：所有避雷器接入专用接地网。

5、信号系统的防雷

计算机网络信号线采用端口系列信号避雷器保护装置.，每条信号线两端各安装•只LAXR45O8信

号避雷器：所有避雷器接入专用接地网，这样可以保护互换机端口和网卡免受雷击的侵害。同时，

在布放网络信号线时也要按照防宙的规定，尽员选用屏蔽双绞线，做到远离电源线、动力线、接地

线，避免架空等注意事项。

视频监控信号线也.采用端口系列信号避雷器保护装置，每条信号线两端各安装一只LAX75信号

避雷器：所有避宙器接入专用接地网，这样可以保护录像机和现场摄像机免受雷击的侵害。同时，

在布放视频信号线时也要按照防雷的规定，尽量选用屏蔽双绞线，做到远离电源线、动力线、接地

线，避免架空等注意事项。

视频控制信号线也采用端口系列信号避雷器保护装置，每条信号线两端各安装•只LAX75信号

避雷器：所有避需器接入专用接地网，这样可以保护解码器和协议转换器免受雷击的侵害。同时，

在布放控制信号线时也要按照防雷的规定，尽量选用屏蔽双绞线，做到远离电源线、动力线、接地

线，避免架空等注意事项。

四、技术方案

宜宾纸业计算机网络和监控网络已经遭受两次较严重的雷击，导致i-算机网络和监控网络部分设备严

重损坏，给系统正常的工作带来严重的影响。雷击损坏情况如下：

1、视频监控系统：

导致电影院、煤场、外地磅房、灯塔四个点位的解码器、摄像机损毁，同时与之相应的硬盘录

像机的压缩卡通道打坏：同时导致控制使用的协议转换器损坏。

导致二岗、二岗值班室内、二岗值班室外、大门岗（从内向外）四个点位的摄像机损毁，同时

与之相应的硬盘录像机的压缩卡通道打坏：

总计雷击导致8台摄像机、4台解码器、视频压缩卡8通道、协议转换器】台严重损坏。

2、计算机网络系统：

导致中心机房主互换机、协议转换器，财务处互换机、化浆厂打印机，外地磅网卡、计算机，

技术中心计算机、集线器，人力资源管理中心网甘、等被雷击损坏；导致计算机网络的短时间瘫痪。

根据以上设备的损坏情况，以及现场勘察的情况，结合防雷的技术规定，现就各设备防雷提出技术建

议，以供参考。

1、建立专用接低网

在厂内，选择合适的地区，根据现场的土壤电阻率和地理环境，选择合适的地网结构，建设合

乎规定的接地网，保证接地电阻v4欧姆。并且在设备运营中，要定期进行接地电阻的测试,发现问

题及时排除。同时还应采用降阻剂等技术手段，保证电阻值保持在规定之内。

2、设立安全的用电引下线和采用科学的接地方式

宙电疏导通路采用传导性能优良的雷电引下线,安全地将由电电流引入接地极，并注意引下线的

接头接触良好、接地良好、防止内部跳火等。同时机房要做好屏蔽解决,减小雷电电磁感应对通信设

施及机房内设备的影响。

采用''一点接地”的方式,而不采用分散接地的方式，各种地线系统要在公共接地母线一点接地,

清除地面回路，使同网络的各接地系统成等电位,这是防雷的重要环节。

3、电源系统防由

采用三级防雷保护装筏，第•级安装在大楼三相电源的进线处，选用三相并战型电源避雷器

LAY380作为第一皴高能防护：第二级安装在楼层电相电源的配线箱处，选用两相并联型电源避宙器

LAY220A作为第二级高能防护：第三级安装在计算机附近的单相电源处，选用两相并联型电源避雷

器LAY220B作为第三:.级高能防护：所有避雷器接入专用接地网。

征对已遭雷击的地点，在中心机房大楼、监控中心大楼、化浆厂脱墨工序、技术中心、二岗、

煤场、外地磅房、灯塔、大门岗实行三级电源防护措施；同时外地磅房、灯塔、煤场、电影院、大

门岗点位，还需采用防直击宙措施。

4、信号系统防由

计算机网络信号线采用端口系列信号避雷耨保护装置，每条信号线两端各安装一只信号避雷器:

所有避雷器接入专•用桂地网，这样可以保护互换机端口和网卡免号亩击的他害。但是为了减少投济

成本，建议在网络主互换机和二级互换机端口、服务器端口加装信号避雷器。

视频监控信号线也采用端口系列信号避雷器保护装置，每条信号线两端各安装一只LAX75信号

避宙器：所有避宙器接入专用接地M，这样可以保护录像机和现场摄像机免受宙击的侵害。在方案

选择上，必须考虑在所有摄像机和录像机的信号线前端各加装信号避雷器。

视频控制信号线也采用端口系列信号避宙器保护装置，每条信号线两端各安装一只信号避击器:

所有避击器接入专用接地网，这样可以保护解码器和协议转换器免受宙击的侵害。

五、设备清单

序号名称型号单位数量单价合计

台

1三相并联型电源避雷器LY380GJ104950

2两相并联型电源避雷器LY220GJ台301900

3两相并联型电源避雷器LY220G台30836

4信号避雷器LXB7524CH只44252

5信号避雷器LXR45088B只40252

6信号避雷器LXR1I04C只4252

7地网RW4Q套1

8接地母线