浅谈雷击对学校教学网络的影响和防护措施

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摘要：随着计算机网络越来越普及。各种网络应用服务也逐步成熟并在教学中起到不可或缺的部分。各教研室进行了网络教学系统的建设，各部门逐步建设自己部门的专业网站并应用了大量网络设备，相比之下传统的避雷针对这些微电子设备却显得无能为力，避雷针不能阻止感应雷电压，操作过电压，以及因这些过电压在泄放时的电流又会在其周围产生很强的感应电压。这些过电压将使大量的电子设备陷入瘫痪，轻者使终端计算机和网络设备损坏，通信中断，各种信息无法传送，重者使网络主机损坏，致使网络瘫痪，工作无法进行。间接损失远远大于直接经济损失。避雷、过压防护已成为具有时代特点的一项迫切要求。

关键词：教学网络；雷击；防护措施

一 雷击的分类

雷击一般分为直击雷击和感应雷击。

1.直击雷击。

直击雷，在雷暴活动区域内，雷云直接通过建筑物或设备等对地放电所产生的电极现象。雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，会直接摧毁建筑物的构架以及引起人员伤亡等，由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。

2.感应雷击。

感应雷击（又称二次雷击）是指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导体上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏， 80%以上是由感应雷引起的。

3.反击雷。

反击雷通常是指接受直击雷德金属体在接闪瞬间于大地间存在很高的电压，这电压对大地连接的其他金属物品发生闪击现象称为反击。

二 雷击危害

1.雷电直接击中计算机网络物理线路。

（1）落雷点为电源高电压侧，雷电沿供电线路侵入到计算机网络系统供电部分，产生过电流与过电压造成网络供电系统的U PS 电源损坏、断电、致使整个系统瘫痪。

（2）雷电直击网络无线通信的天线，沿天馈进入计算机网络系统，造成通信接口、接收系统、室内单元、路由器等网络主要通信设备损坏。

（3）雷击网络通信有线线路（如光缆、双绞线）产生强大的机械力，猛烈的冲击波，炽热的高温使通信线路损坏；过电压过电流沿通信有线线路侵入到网络系统内，造成路由器、交换机及前端设备的损坏。

2.感应过电压。

（1）回路感应过电压。

由于网络系统在建筑物内大量布设各种导体线路（如电源线、数据通信线、天馈线） ，这些线路网络结构布局错综复杂，在建筑物内部的不同空间位置上构成许多回路，当建筑物遭雷击或邻近地区雷电放电时，将在建筑物内部空间产生脉冲暂态磁场，这种快速变化的磁场交链这些回路后，将在回路中感应出暂态过电压，危及与这回路相接的网络设备。

（2）线路感应过电压。

网络通信线路上感应过电压，分静电感应与电磁感应。一是架空线路设于雷击点附近，由雷云团先导通道中充满电荷，对架空线产生静电感应作用累积大量相反电荷，当雷云主放电开始，雷云中电荷迅速中和，从而使架空线上原先被束缚的电荷被迅速释放，形成暂态过电压波。这种波以接近光速向架空线两侧传播，侵入线路端接的网络设备将其损坏。二是当雷电直接击在避雷针、避雷带上时，由于雷电流幅值大，波头陡度高，在雷电流的通道附近形成一个很强的感应电磁场。这强大的感应电磁场将直接感应在电源线或网络通信设备上，形成感应过电压侵入到网络系统中，损坏网络设备。高强度（30KA 雷电流）雷电放电可以对距离雷击点1KM 范围内网络系统产生电磁感应作用，造成系统设备损坏。据统计，这种感应雷击占计算机雷击事故的80%以上。

（3）暂态高电位。

建筑物在遭受直接雷击时，雷电流将沿建筑物防雷系统中各引下线和接地体入地，在此过程中，雷电流将在防雷系统中产生暂态高电压，如果引下线与周围网络设备绝缘距离不够且设备与避雷系统不共地，将在两者之间出现很高的电压，并会发生放电击穿，导致网络设备严重损坏，甚至危及人身安全。这种由于接地技术处理不当引起地电位的反击，造成整个网络系统设备全部击毁。地电位暂态高电位危及到相邻建筑物内网络设备，如网络系统建筑物没有遭雷击又无采取过电压保护措施，附近建筑物遭雷击后，暂态高电位将沿地下管道传至网络设备接地系统中对线路发生反击，使得与这些线路相连接的设备受到暂态高电位的损害。

3.反击雷。

反击雷的发生，能引起电气设备及电源线绝缘被破坏，导致对地绝缘的降低，二次雷击时设备很容易雷电的遭到侵害。如果雷电流被直接泄放入地，必将使本地的接地网的地电位水平被提高，它将通过计算机的工作地线系统、安全保护地接地系统进入建筑物内部，直至计算机设备。当防雷地网与电子设备的地网不共网时，在雷击发生时，雷电流在不同地网上产生的电位差可达数百千伏瞬时冲击电压，使电子设备的内外电位差可达几十到几百伏，从而损坏这些设备。

三 雷击的防护措施

1.直击雷的防护措施。

（1）装设独立避雷针或避雷带作保护。

（2）独立避雷针（带）应有独立的接地装置。

（3）独立的避雷针（带）及其接地装置，至被保护建筑物及与其有联系的金属物（如管道、电缆、防雷电感应的接地装置等）之间的距离均不得小于3m 。

2.感应雷及雷电波侵入的防护措施。

雷电过电压对大楼内部电子设备造成损害的三个主要途径。

（1）直击雷经过接闪器（如避雷针（带） ）而直放入地，导致地网地电位上升。高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。

（2）雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压。

（3）进出大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。

四 结束语

随着设备的高度集成化和计算机网络的发展，一方面大型电子计算机网络等系统设备耐过电流，耐雷电压的水而随之降低，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。因此，计算机机房的防雷措施逐渐被各单位所重视。各行业逐步完善了防雷系统，学校网络的防雷也逐步得到认识，把不安全因素降到最低，使计算机网络更好的为学校教学服务。

参考文献

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