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                企业新闻

                雷电对网络系统的入侵途径及防护原则;河♂北防雷新闻

                雷电对网络系统的入侵途径及防护原则 

                1.雷电入侵网络的途径 

                ⑴由电线入侵 

                电源由电力线路输入室内前可能遭受直击雷和感应雷,直击雷击中高压电力线路,经过变压器耦合到220/380V低压,入侵计算机供】电设备;另外低压线路也可能被直击雷击中感应出雷电过电压。在220/380V电源线上出」现的雷电过电压平均可达1万伏,对计算机网络系统可造成毁灭性打击。 

                ⑵由计算机通信线路入侵 

                这分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击◤时,强雷电■压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线□路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的微电子设备,并通过设备连线侵①入到其他通信线路。这种入侵沿通信线路传□ 播,涉及面广,危害范围大。③若某一线路被雷电击中时,与其相邻并平行铺设的其他线路会感应出过电◣压冲击,危害相应的ㄨ连接设备。 

                ⑶地电位反击电压通过接地体入侵 

                雷电击↓中避雷针时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近产生¤放射型的电位分布,会在靠〇近的其他电子设备接地体产生高压地电位反击,入侵『电压可高达数万伏。因此建筑物避雷系统不但不能保护微电子设备,反而经常引入雷⌒ 电流。 

                2.防护原则 

                总的防雷原则是采用三级保护:①将绝大部分雷电流直接引入地▓下泄散(外部保护);②阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波(内部保护及过电压▼保护);③限制被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护)。这三道防线,相互配合,各行其责,缺一不可。 

                3.一般避雷〗器存在的问题 

                (1)参数匹配与㊣响应速度 

                表面上看起来,安装避雷器之后将会避开雷灾,但仔细分析后◥会发现如下几点问题:①避雷器的启动时间、分布参数的影响、最终设备的响应,这三个最重要的因素会受雷电流波ぷ形的影响。②现有的能承受大电流冲击的器件的〓启动速度都慢于设备中半导体器件的启动速度。③分布参数难以受控。不难看出,要使避雷器能够有效∩保护设备,必须使雷电流参数、避雷器的参数、避雷器至设备的分布◤参数等等正好匹配,以便避雷器能先于设备启动。但实际的情☆况是,雷电流参数无法控制,避雷器至设备的分布参数很小,有时可◣以忽略,无法在实际操作中加以控制。④由于目前』的器件水平限制,可以承受︻雷击的大功率电压嵌位元件(比如压敏电阻)响应∑速度很慢,因此设备∏可能先于避雷器启动,在这种情况下设备将会损坏,避雷器倒可能安然无√恙。 

                (2)残压的问题 

                导通电压与残压的矛盾:导通电压选择得小,残压就低。但是由于线路电●压的波动,导通电压选择小●了,避雷器将会经常处于导通状态,很快会损∑坏,有时甚至出ξ现爆炸。因此,对于一般的避雷器而言,残压不可能▲做得很低。 

                (3)多级保护的客观要求与安装条件的矛盾 

                对于电源系统的防护,按照有关国际ξ 标准的要求,必须加装三级防护,必须↓在总配电、分配电、设备侧都加装相应的保护设备。这是由◥于由电源系统引入的雷电能量非常大,特别是有些孤立的通信导航基站,但是,越是这样的应用场合,越无法这样配置避↘雷器,因为基站空间太小。 

                (4)维护的问▓题 

                无论是否有人职守,由于避雷器的易损性,维护是一个大》问题,如果第一个雷将避雷器打坏了,怎么保证在第二个雷来之◇前将其更换呢?如果不能,设备就←完了。 

                4.解决方案——“多级集成” 

                “多级集成”避雷是目前的器件水平上最先进的避雷技▅术方案№,它不但解决了上述问题,而且带来了诸多优势:即在一个避雷ζ箱中采用特殊技术集成了多级保护,这时∩雷电能量不能直接作用于被保护的设备,多级能量释放和吸收装置可以逐级降♂低雷电能量,使作ζ 用于设备的能量达到最小◢。多级之间还可以互相备份,一★旦一级打坏了,其他级照样可以起到保』护作用,从而提供了更可靠的保障(见下图)。 

                采用“多级集成”防护的理ζ由: 

                一方面在技术上,用一般电气设备的防〓雷装置防雷,已不能完全解决微电子设︽备的防雷问题。由于微电子设备对雷电等冲击干扰十分敏感,耐压水平很低,对半导体分立元件电子设备行之有效的保∏护措施,不足以将危害限制到足够小的程度。现有的钢筋混凝土建筑很难满足对建筑物内日㊣ 益广泛应用的微电子设备,特别是通信网络的防护要求。 

                另一方面,人们的习惯观念也要更新↙。许多人包括一些高科技人员的观念还停留在弗兰克林时代,以为有了避雷针就万事大吉╲!殊不知闪电由避雷针引入大地,大楼、人员和普通设备可能安然无恙,但雷电流在四周产生的〓巨大脉冲电磁场,却使具有极为灵敏的微电子设备损坏,令业务受到严◣重影响。许多人不了解埋地电缆也会出现感应过电压,例如通过避雷针的雷电入地电流为5kA时,在其附近5~10米处的无屏蔽电缆将会感应5k~7.5kV的高压;实践表明不少屏蔽良好的微电子设备在雷雨季节也发生故障,就是因为◇即使屏蔽系数达到90%,雷电感应过电压仍有10V数量级。 

                微电子的抗冲击电磁干扰和过电压防护是一项系统工程,必须贯彻整体防护思想。综合卐运用分流