计算机通信系统防雷山西诺亚

计算机机房网络通信系统雷电防护包括广域网雷电防护、局域网雷电防护、无线通信系统雷电防护、光缆通信雷电防护和机房内部设备之间的串口雷电防护等。

　　广域网远距离传输数据通信，在进入机房设备（调制解调器或其它设备）前端应安装具备二级保护的防雷保护器，******级一般为惰性气体火花间隙放电器，通过RLC解偶后，进入第二级半导体过电压保护器。需要防护线与线之间、线与大地之间的雷电入侵，保护器的损耗指标应该适应计算机设备的IEEE标准通信的有关要求。

　　数据传输线路（X.25、ISDN、DDN等）的防雷保护器必须能够抵御和吸收（8/20uS感应雷击）5KA雷电流，须具备线路与大地之间及线与线之间的雷电保护。进行PSDN等防雷设计，必须在使用前详细了解防雷器件及设备的工作要求。例如：PSDN调制解调器有带铃压和不带铃压二类，带铃压调制解调器工作电压为48v至54v，铃压为175v至180v，防雷器的保护电压应大于180v；不带铃压的调制解调器工作电压为48v至54v，防雷器的保护电压应不小于54v。如果两类防雷器混装，将对前者造成通讯信号短路，对后者造成防雷工作能力丧失。

　　局域网雷电防护的重点是做好局域网网线的屏蔽，同时加强终端设备局域网端口的雷电防护。局域网络通常以双绞线传输数据，无屏蔽保护，布线也往往不尽规范，除了有可能遭受感应雷击的袭击外，交流线路的干扰也会对网络系统造成影响。在局域网络的两端安装避雷器，可有效地防止各种过电压对设备造成的破坏。局域网的网口应该采取雷电防护措施，服务器、网络交换机、集线器等端口应加设专用防雷器。出户的局域网线及BNC远程局域网也须安装防雷器。485数据线接口、422数据线并口、RS232数据串口、TTY传感器数据接口等，均应安装匹配的防雷器，匹配原则应参照防雷标准和计算机通信协议。

　　无线通讯经常在建筑物上架设天线，属于地面特别突出物，是雷电释放的危险途径。馈线进入设备前应加装防雷器。防雷器的插入损耗要求较小，所以一般只能使用间隙放电器件进行有效防护。光缆一般不会传导雷电，但光缆金属护套和金属芯线可能引入雷电烧毁设备，必须在进入设备之前，使芯线和护套接地，以达到避雷的目的。

通信系统的接地技术

　　使通信系统达到EMC不仅仅是简单的测试和保护单个部件问题。实际上，对一个具体的器件采取保护措施，会在整个系统引起问题。为了确保整个通信系统的可靠运行，必须使用EMC准则设计接地系统。

1 接地系统的功能

　　当设备或系统的器件和单元能在其电磁环境中正常运行并不产生辐射而不危及或干扰其它器件、设备或系统，则称其达到EMC。为了达到理想的EMC，需要进行两种分析：在电磁环境中，一种具体器件的影响以及在整个系统中满意功能的效果。当今，制造商和设计者拥有一系列的技术、产品、标准和建议来控制源于任何器件的电磁干扰（EMI）问题。
　　不幸的是，组成现代通信系统的已安装的大量设备会产生其它问题。一个系统即使完全由满足EMC标准的部件组成，但仍然容易受到源于创建此通信系统的成缆线路和网络连接产生的电磁干扰。为了使配置的整个通信系统达到EMC，就必须制定“工作图和计划”。这种干扰控制计划包括所采取的这些操作的顺序和******时间的所有步骤的记录。很明显现代通信系统应用的各种技术通过接地网络在此即接地系统连接。设计者必须记住，电流要在通信电路内流动，而不能凭空消失。当然，分流电流必须流向地面，系统设计中低阻抗通路至关重要。考虑到它的重要功能，在提供可靠通信中，接地系统起到重要作用。

2 不同的接地系统

　　通信设备可包括几种不同的接地系统，例如交直流配电接地系统、屏蔽设备接地、射频接地、参考地、雷电地等。同样，系统也会包括不同的必须接地点，这些点包括逻辑地、框架地、电缆屏蔽地、机壳地和信号地等。另一个复杂的问题涉及到接地系统的可靠性。在历史上，电气工程师负责接地系统，然而，他习惯于几十到几百安和50到60赫的工作环境，但对于电缆配置中毫安/兆赫信号缺乏了解。相反，电子工程师则习惯于毫安/兆赫的工作环境，他们注意系统装置内部网络，并能避免涉及10～100安和50～60赫的问题。这样，因为无人研究毫安/兆赫范围内的电磁干扰或去配置可以减小这些干扰的系统，所以接地系统是一种“无人研究的领域”。

　　通常，接地系统的实施仅考虑两种或三种主要规则。例如，系统设计者利用的原则包括：

（1）接地电阻应小于５欧，

（2）应用星形配置

（3）应当避免地环路

　　（4）地电位应相等。

　　这些限制规则不能得到满意结果是非常普遍的。在设计系统时，设计者会忽视更严重的危害，例如电击。然后通过增加一些专用产品试图克服这些不足，例如高级浪涌保护装置（SPD），而不是在开始设计系统时就考虑这些问题。

　　多方面的功能需要产生上述接地系统的列表。特别是，系统设计者必须满足一些目标：必须提供电源系统参考电压，必须使人免受电击，进入到设备的错误能量必须在引起损坏之前就要******，通过设置到地的低阻抗通路和避免地环路来达到减小电噪声目的，当然，电击的影响也必须被******。任一种电路都需要接地点。对于通信系统，不存在一种技术能分析这些不同需求，并达到******ＥＭＣ符合设计。但是，利用一些基本ＥＭＣ导则去设计接地系统有助于达到一个完整系统设计，它可保证不同电路信号的保真度。在此，必须考虑四个基本的设计方面。

2.1 噪声控制

　　为了达到ＥＭＣ，经典亚里士多德学派逻辑不总是有效的。减小ＥＭＩ需确认噪声源（在内部还是在外部），耦合路径（电磁干扰耦合到电路的路径）和受影响的电路。如果已经弄清了这些问题，那么通过改变一个或多个元件就可减小干扰。然而，随着现代通信系统复杂性的增加，通常不可能改变受影响的元件、通信设备或噪声源，尤其当位于系统外部时。在实际情况下，设计者通常不试图全部地减小噪声，而是寻找折中的解决方法，以使耦合到电路的全部噪声不会引起干扰。在通信中，******或减小ＥＭＩ问题涉及耦合路径和接地系统的重要功能。许多可变因素会影响噪声与电路的耦合，亦即信号的电平和带宽，外界环境的电磁干扰或电路的实际布局。鉴于这些变化没有一种标准的解决方法。在许多条件下，必须应用折中方案。为了阻止来自更严重噪声源的耦合，设计者可允许存在某些可忽略的噪声。

2.2 地电位

　　对于一个电路，必须只有一个参考地。因为两个不同点不可能具有完全相同的电位，所以两个参考地就表示不同的地电位，这会导致噪声。如果考虑两个不同的电路，当分别研究时，可以有两个不同的参考地。不过，当分析包含这两个电路和组成的整个电路时，必须只有******的参考（物理）接地系统。

2.3 电磁场

　　在低频应用时，电路可被视为一个包括一些常用元件（如电阻、电容、电感）的等效电网络。此种条件下，简单的计算就可满足。然而，当电路尺寸比波长小时，电路的辐射特性就不能忽视。例如，一段简单的导线有可变的电阻、电容、电感特性，这是否会影响系统的功能，其依赖于导线的尺寸及承载频率。电流总是伴随着磁场，电压总是伴随着电场。在很多情况下，干扰问题是由于没有考虑这些简单的事实而引起的。

2.4 共模电流

　　当考虑一个电路的两个导体时（源/负载和线返回导体），两种电流的流向是不同的。首先，差模涉及有用信号，即电流通过一个导体从源流向负载，并通过另一个导体返回。在共模条件下，人们研究不希望有的信号，电流在两个导体上以相同的方向流动，并通过第三个导体（实际上为地）返回。在一些情况下，信号源和负载在不同的点直接到“地”上。在这种情况下，对这两个接地点来说，共模电流源的电位是不同的。在另一些情况下，承载共模电流的电路没有连接材料使此环路连接到地。但是，可通过寄生电容把此环路在电路的一端连接到地。共模电流是许多接地系统产生干扰问题的原因。因为“地”常作为返回通路或环路，所以这些现象被归类为“地环路”。在解决这类问题时，要对电流进行详尽的分析。

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