中学校园网络防雷方案

****中学校园网络 综合雷电防护方案

设计单位：****

联系电话：****

设计日期：****年10月

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一、 前言

在任何时候，地球上都有大约2000阵雷雨，每百分之一秒就有一道闪电，或者说每分钟有6000道闪电射向地面。全世界每年有1000人死于雷电。美国研究报告[AD-722675]指出：当雷电活动时，磁感应强度达到0.07GS时，计算机发生误动作，当磁感应强度超过2.4GS时，计算机发生永久性损坏。

根据湖南省人民政府湘政办发［2000］18号关于《加强防御雷电灾害管理工作》的通知，凡大型共用建筑、住宅区、工业园区，特别是高层建筑、工业烟囱、水塔、重要物资仓库、易燃易爆品仓库、气站、油库、露天堆场、电力、化工、通信、医疗、电视广播设备、计算机网络系统、金融、保险、交通管理系统、中央空调系统以及其他易遭雷击的建筑物等，必须严格按照国家有关技术规范要求，安装避雷设施或防静电保护设施。

在学校的弱电设备里，尤其是其网络设施，特别需要考虑对其进行完善的防雷保护，否则一旦出现雷击事故，损坏了网络设备的话，产生的后果不堪设想。因此，我们在此次方案设计当中，根据其重要性，我们对学校的网络系统中的核心交换机、楼层交换机、路由器、服务器、UPS后备电源等设备进行全面的雷电防护，以确保在雷电灾害发生时，网络设备能正常工作。

二、 雷电感应及浪涌过电压

所谓瞬间过电压是指在微秒至毫秒级的时间之内在导体上所产生的尖峰冲击电压，此种尖峰冲击电压是有别于一般电源上的所谓过电压的，原因在于一般电源过电压可能维持数秒或数秒以上，且冲击波形没有尖峰冲击电压所产生的波形峰值高。尖峰冲击电压造成的损坏往往是非常严重的，尤其是现在大量应用到工作和生活当中的微电子设备。

瞬间的尖峰过电压成因有三种：雷击电磁脉冲产生的感应过电压、电器开关动作产生的操作过电压、地电位反击产生的冲击电压。 1、雷击：

一般建筑物避雷网只能保护其本身免受直击雷所损毁，但雷电会通过以下一些形式及途径破坏电子设备：一种情况是雷电直接击打在电源输入线上，继而进入损坏设备，虽然电力传输线上都安装了各种保护间隙和电力避雷器和隔离变压器，但这只可使雷电冲击波经过输电线路侵入时，把线对地的电压限制到小于6000伏[GB-50343 （2004）]，而线对线之间则无法控制。另一种情况是感应方式，如电阻性，电感性或电容性隅合到电源、讯号或电话线上，通过传导进入建筑物内，最终危害设备。在学校的网络系统中，交换机、服务器等设备的电源线路和信号线路都是极易耦合雷电感应冲击波的。 2、操作过电压：

众所周知，当电流在导体上流动时，会产生磁场把能量储存，电流越大及导线越长，储能越多，所以当大负载（特别是电感性负载如变压器、整流线圈等）电器设备开关时，便会产生瞬间过电压。根据多种世界认可研究标准，一般电源线上的瞬态感应电流在3000安培左右，绝不超过10000安培，而瞬态感应电压则不超过6000伏，在数据/讯号线及电话线上，瞬态感应电压一般在5000伏左右，而瞬态感应电流则大约为数百安培（据CCITT测试）。 3、地电位反击：

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建筑物的外部防雷系统（如避雷针、避雷网等）遭受直接雷击，在接地线上就会产生危险的过电压，由设备的接地线引入设备，造成对设备的损坏。

三、 雷击及过电压对教育系统弱电设备的危害

瞬间过电压造成的后果体现于下列四个方面： 1、设备损坏，工作人员伤亡； 2、设备或元件的使用寿命降低；

3、传输或储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪。

4、整个网络系统的工作瘫痪，如监控数据图象传输暂停、局域网乃至广域网遭到破坏，其间接损失或政治影响远远大于直接经济损失。

四、 系统防雷技术

由于雷电对设备的破坏是全方位的，学校的网络系统的防雷是一个复杂的问题，是一个系统工程，需要采用综合治理的方法，对症下药将各类可能产生雷击的因素排除，才能将雷灾威胁减少到最低限度。

虽然安装防雷器可大大减低设备的受损机会，而且可以在任何现存的建筑物及运行中的设备上安装，但要达到最完善的防雷保护技巧必须从建筑物的结构及内部布局设计及规划时就开始考虑。

现代防雷的基本方法归结为：接闪、均压等电位、接地、分流、屏蔽。基于此，在实际防雷工程中应着重考虑以下主要因素：

1、外置设备如CCTV．天线．空调等必须尽量置於建筑物避雷网45O角内之保护区，否则必须要有其他相应之接地措施。

2、设立一套良好的建筑物避雷网。在可能情况下尽量增加建筑物外部的下导地金属体使雷电电流有更多分流途径，使其所产生之相应磁场减少，亦即是因电感性隅合到传输线的机会降低。

3、接地措施：所有进入室内的公共设施包括水管、电话线、电源线、气体供应管必须与建筑物避雷网处于同一“接地”，而且最好能于同一处进入室内。

4、室内的电子设备应尽量置于远离建筑物避雷网导地金属体。

5、布线及屏蔽考虑：室内的布线，包括各类传输线之间应尽量减小形成回路，并且最好能用两端已接地的金属导管／槽作为各类传输线的屏蔽，这样就把传输线感应到瞬间过电压的机会减至最少。

6、两座建筑物之间之数据和讯号线最好能采用光纤电缆，否则应该使用屏蔽线槽敷设。

五、 设计依据

本方案设计和施工均参考以下标准： 《建筑物防雷设计规范》GB50057－94 《电子设备防雷保护导则》GB7450－87 《电子计算机机房设计规范》GB50174－93 《计算机场地安全要求》GB9361－88

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中华人民共和国电气装置国家标准88SD566 电子电气工程师协会标准IEEE1100－1992

IEC国际电工委员会标准IEC1024（IEC1024－1，IEC1312－2） IEC1312（IEC1312－1，IEC1312－2，IEC1312－3） ITV国际电信联盟防雷建议 其它相关标准和规范。

六、 学校的网络设备的防雷设计方案

（一） ****中学校园网络机房现场勘测防雷状况

****中学位于桃源县城，地势较平，对于周边属高建筑群，在学校附近有一条河流，种种迹象表明，该学校属雷击多发地。学校有现代教育技能中心科教一栋，教学楼四栋。网络机房、有线电视机房、校园广播机房分别在现代教育技能中心科教楼二、三楼，网络机房虽有独立的防雷保护地网，但机房设备均没有做防雷措施。有线电视与校园广播机房在同一个机房，均没有做等电位处理，也没有做防雷措施。且大楼的电源与信号进出线路布线极不规范，这样很容易遭受感应雷电流的袭击，从而会导致校园网络一些电源设备被损坏。由于客观的地理环境原因（根据湖南省气象局统计资料，其年平均雷爆日约为49.6天左右，属于多雷区，每年每平方公里雷击次数Ng=0.024Td1·3约为4次）以及防雷设施的不完善，雷击较为严重。

（二）现在应该采取的防雷措施

1、等电位连接

a. 位于现代教育技能大楼三楼的校园网络中心机房面积约为14m2，位于二

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