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                工程案例

                校园网整体防雷解决方案

                校园网整体防雷解决方案

                随着计算机网络技术的飞速发展,计算机和网络越来越深入人们的生活和工作中,同时也预示着数字化、信息化时代的来临。在提倡素质教育的今天,远程教育和多媒体网络教学成为中国教育改革的突破口,校园网技术因此而逐渐◥走向成熟。它不仅为全校师生提供了大量的教学资源,改善了教学环境,提高了教学效率,而且使学校的管理工↘作更加数字化、科学化。除此之外,校园网还通过Internet实现与外界的▓交流,把社会教育,家庭教育和学校教育有机地结合到一起。
                这些微电子网络设备的普遍应用,使得防雷》问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性,这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力,随时可能遭受重要损失。
                一般来说,校园网是由校园主干交换机和各分交换机以及路由器、服务器、相当数量的终端构成。位于主机房内的主干交换机通过广域网路由器与外界联系,通过光纤与各分♂交换机连接,分交换机通过集线器与各用户终端相连。校园网的网络拓扑图见下ζ 图。
                由于校园网防雷点多面广,因此,为了保护建筑物和建筑物内各微电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降到最低程度,应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。现在都采取综合防雷,综合防↙雷设计方案应包括两个方面:直击雷的防护和感应雷的防护,缺少任何一方面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。

                1、直击雷防护及地网工程
                直击雷防护按照国标GB50057-94《建筑物防雷设计规范》设计和施工,主要使用避雷针、网、带及良好的接地系统,其目的是保护建筑不受雷击的破坏,给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。
                一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证,也是防雷系统的重要基础,特别是在强雷区,一个合理的接地系统能更快地泻放雷电流,降低残压,防止地电位反击事故,有效地降低雷害威胁。
                在《电子计算机房防雷设计规范》(GB50174-93)中,第6.4.3条明确提出:交流工作接地、安全保护接地、直流工◆作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置,其接地电阻按其中最小值确定;若防雷接地单独设置接地装置时,其余三种接地宜共用一组接地装置,其接地电阻不应大于其中最小值,并¤应按现行国标《建筑物防雷设计规范》要求采取防止反击措施。
                具体到校园网防雷工程,其直击雷的防护主要措施是在各个楼宇(包括主楼、科技楼、教学楼、宿舍楼等等)顶部采用&phi;10的圆钢(刷银粉漆)构筑避雷带,并用40&times;4mm的镀锌扁钢作为引下线与地网连接,引下线的间距应不大于25米。其保护范围按GB50057-94中的滚球计算法应能可靠饿保护楼宇。
                在主楼附近合适的地带建一地网,约40平方米,深0.8米,采用镀锌圆钢管(&phi;14mm)做水平接地体,镀锌角钢(5&times;50&times;2000mm)做垂直接地体,使得接地电阻小于1欧姆;其他楼宇的地网系统的接地电阻应不大于2欧姆。

                2.电源系统的防护
                统计数据资料表明,微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此,做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。
                对于校园』网的电源线防护,首先,进入系统总配电房○的电源进线,应采用金属铠装电缆埋地敷设,电缆铠装层的两端应良好接地;如果电缆没有铠装层,则应将电缆穿钢管埋地,钢管两端接地,埋地的长度〗应不小于15米。由总配电房至各大楼的配电箱以及机房楼层配电箱的电力线路,均应采用金属铠装电缆进行敷设。这样可以大大减少电源线感应过电压的可⌒ 能性。

                其次,在电源线路上安装电源防雷器,是必不可少的防雷措施。根据IEC防雷规范中有关防雷分区的要求,将电源系统分为三级保护。可在低压配电间的配电柜开关柜的电源进线端安装天鸿最大通流≡量100KA的一级电源防雷箱;在计算机网络中心机房所在的楼层和各楼宇的配电间电源进线处安装天鸿最大通流量65KA的二级电源防雷器;在机房的重要设备(如交换机、服务器、UPS等)的电源进线处安装天鸿最大通流量40KA的三级电源防雷器,所有防雷器均应良好接地。
                电源系统防雷器安装示意图:

                3.信号系统的防护
                尽管在电源和通信线路等外接引入线路上安装了防雷保护装置,由于雷击发生时网络线(如双绞线)感应到过电压,仍然会影响网络的正常运行,甚至彻底破@坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场,在1公里范围内的金属环路,如网络金属连线等都会感应到极强的々感应雷击;另外,当电源线或通信线路传输过来雷击电压时,或建筑@ 物的地线系统在泄放雷击时,所产生强大的瞬变电流,对于网络传输线路来说,所感应的过电压已经足以一♀次性破坏网络。即使不是特别高的过电压,不能够一次性破坏设备,但是每一次的过压冲击都加速了网络设备的□老化,影响数据的传输和存储,甚至DOWN机,直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于校园网的整体防雷来说,是非常重要的环节。
                网络传输线主∮要使用的是光纤和双绞线。其中的光纤不需要特别的防雷措施,但若室外的铠装光纤是架空的,那么需要将光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较差,因此感应雷击的可能性比较大,应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中,屏蔽线槽应良好接地;也可穿金属管敷设,金属管应全线保持电气上的连通▲,并且金属管两端应良好接地。
                在信号线路上安装信号防雷器,对防感应雷是一种行之有效的办法。对于校园网,可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装天鸿专用信号防雷器;在系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口▓处分别安装天鸿RJ45接口的信号防雷器,信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。所有防雷器均应良好接地。

                信号系统防雷器安装示意图:
                4、等电位连接
                集成网络系统主干交换机所在的中心机房应设置均压环,将机房内所有金属物体,包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属构件进行电气连接,并接至均压环上,以均衡电◥位。