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浅谈高校校园网络系统的防雷方案设计

文章来源:中关村在线 作者:未知 点击:次 时间:2012/2/20 10:50:39 转载:

  雷电的破坏以及校园网主要问题 

  随着网络技术日新月异的发展,高等教育的手段、方法和理念都发生了根本性转变。为适应信息时代的发展,高校纷纷投巨资修建了一条教育信息化高速公路—校园网。信息资源共享、网上学术交流、视频会议、网络课堂、远程教学等应用层出不穷,极大地推进了高等教育改革和发展,为教育事业带来了勃勃生机。与此同时,网络安全管理即高校校园网的安全管理越来越显得十分重要了,其中一个非常重要的安全问题往往被忽视,即高校校园网络的雷电防护。 

  一、雷电的破坏作用 

  雷电是发生在因强对流而形成的雷雨云中和云地之间强烈瞬间放电现象,是一种严重的自然灾害,具有高电压、大电流和瞬时性的特点。雷击按其入侵网络系统的方式来分,主要有直击雷和感应雷。 

  雷电直接击中线路并经电器设备进入大地的雷击过电流为直击雷;而由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压、过电流形成的雷击称为感应雷。它们都将对校园网络产生巨大的破坏情况,主要可以分为如下几类: 

  1.网络供电电源的破坏:雷击产生的强大电磁场,将产生高电压和过电流,可能对网络系统的供应电源产生巨大的破坏,烧毁设备,进一步可能引起火灾的发生。 

  2.网络线路的破坏:一方面,雷电所产生强大电磁场脉冲与导线耦合传导,沿着线路入侵,将导致网络设备的击毁,因为网络设备都是电子设备,不能承受太强的脉冲冲击;另一方面,雷电也可能直接击毁户外的网络线路,比如双绞线等。 

  3.接地体的破坏:在机房设计的时候都将考虑接地体的问题,这些设备接地体在雷击时将产生瞬间高电位而损坏。这是因为防护直击雷的装置将雷电电流引向自身由接地体分流流入大地,在接地体上形成高电位,使与接地体连接的网络设备由于接地体电位升高而损坏。 

  一般来说,校园网络中的交换机、服务器和路由器等网络设备安置在建筑物内,受建筑物的外部防雷系统保护,直击雷破坏网络设备的可能性较小,但建筑物外部的网络线路可能受到直击雷的破坏,若采用光纤线路,大大减少了直接雷破坏的可能;局域网中发生雷击事件主要是感应雷的破坏,因此防雷的重点是感应雷。 

  二、目前高校校园网络防雷存在的主要问题 

  校园网是一个开放的网络,主要存在着以下防雷弱点: 

  1、从校园网遭到雷电的破坏的区域看,在网络已经到达的建筑中,大多数没有可用的接地系统,有的建筑没有合乎规范的接地系统,有的地极引上线路锈蚀严重,接地系统形同虚设,而且各建筑接地系统状况也千差万别,一些建筑的接地电阻偏大,使其应有的防护效果大打折扣。 

  防雷设计措施 

  2、大多数校园内楼栋单元的网络交换机均安装在宿舍楼楼梯口处,电源就近接到宿舍楼电源总开关处,电源部分没有相关的保护,雷电感应产生的过电压容易造成交换机损坏,另外接入用户的双绞线长短不一,有的长达三四十米,且主要路径多为沿楼道内墙垂直上下,容易感应雷电损坏通信端口。 

  3、校园网络系统使用的设备有交换机、路由器、服务器、计算机等,他们大多数是由微电子器件组成的,无系统的防雷电波侵入措施,本身的抗过电压能力就不强。雷电就容易对这些电子设备造成破坏。一般而言,交换机端口器件的抗过电压能力远低于机内电源使用的器件,所以雷击事故多造成交换机端口损坏。 

  三、高校校园网络防雷设计及措施 

  1.直击雷防护及地网工程 

  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泄放雷电流,降低残压,防止地电位反击事故,有效地降低雷害威胁。 

  2.电源系统的防护 

  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15m。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

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